Pompă de căldură • volum minim apă

• PdC monobloc sau split au nevoie de un volum minim pentru buna funcționare
• Volumul minim poate fi și apa din țevile de încălzire în pardoseală, nu doar apa dintr-un puffer sau vas tampon ori butelie de egalizare mai mare
• Boilerul cu serpentină trebuie să respecte regula; boilerul existent (vechi) nu e potrivit pentru PdC, serpentina conține un volum prea mic de agent termic; există boilere a căror serpentină (mărită) conține volumul minim;
• Grupul de pompare amestec (GPA) încurcă și volumul minim, și eficiența pompei de căldură (COP-ul)
• PdC are deja vas de expansiune, rar e nevoie de vase externe; dacă există puffer în instalație, destul de probabil să fie nevoie de vas extern; unele modele de PdC nu sunt dotate cu acest vas

Alte articole legate de pompele de căldură
Pompă de căldură preț, date tehnice, setări importante de făcut
Pompe de căldură păreri tehnice aer-apă, sol-apă, apă-apă, aer-aer
Pompă de căldură aer-apă preț explicat
Formular – Temă dimensionare PdC instalații existente. Nu e cazul celor cu proiect de IPAT, în proiect vom alege puterea pompei de căldură.

Este necesară folosirea pufferului/buteliei de egalizare?

Pufferul/butelia nu sunt obligatorii; însă, în funcție de automatizarea aplicată (electrică și/sau mecanică) pe instalația termică și configurația hidraulică ar putea fi necesare/indispensabile.

PdC au nevoie de un volum-minim de apă liber, permanent vehiculat 24/7, niciodată blocat de robineți de separare manuali sau electroventile; grupuri de pompare și amestec; nici de actuatoare sau capi termostatați (calorifere, ventiloconvectoare șamd).

De ce volum-minim?

Imagine decupată din manualul de instalare Hyundai monobloc.

Toate manualele (indiferent de marcă) au traduceri destul de proaste. Așa că, textul marcat mai sus ar trebui să sune așa: Dacă pe fiecare buclă există actuator comandat de termostat, la un moment dat ar putea fi închise toate circuitele; însă, în orice situație, trebuie să existe acel volum-minim recirculat prin PdC.

Volumul-minim de agent termic/apă este necesar pentru:

1. degivrare (dezghețare) – descărcare energie termică freon în apa recirculată (degivrare = topire zăpadă prea-multă pe aripioarele schimbătorului aer-freon); poate fi compromis aparatul dacă nu există acel volum-minim recirculat; și
2. debit minim cerut de fluxostat; pot apărea erori de debit insuficient (E8/controller Hyundai), erori care trebuie rezolvate manual (de către om); nu din buton de reset. Cu un volum prea mic, ar putea fi asigurat debitul, dar viteza apei prin fluxostat ar putea fi prea mare = iar eroare debit.

Cum evităm butelia, pufferul?

Pentru asigurarea acestui volum-minim, implicit evitarea folosirii pufferului/buteliei, este obligatoriu ca:
a1) actuatoare – majoritatea circuitelor (buclelor) de încălzire în pardoseală să nu aibă actuatoare; și 
a2) amestec – să nu existe vană de amestec/GPA; sau
b) capi termostatați – majoritatea caloriferelor (ventiloconvectoarelor) să nu aibă robineți cu cap termostatic; sau
c) parte din instalație să fie non-obturată – se calculează volumul unei părți din instalație care să fie fără actuatoare/capi termostatați/electroventile/amestec = închidere automată sau manuală; volum care să fie mai mare decât cel minim impus (v. manualul tehnic PdC).

Grup pompare amestec (GPA)

Atenție! GPA-urile sau electrovanele cu 3 căi de amestec (V3C) pot închide total circulația agentului termic prin pompa de căldură.

Clienții noștri (sibotherm) cu PdC aer-apă în instalația de IPAT nu au niciun GPA, nicio V3C. Dacă există GPA/V3C, cel puțin o parte din instalație trebuie să fie fără GPA/V3C, de pildă etajul, cu condiția ca etajul să conțină volumul minim impus.

Un alt dezavantaj al GPA-ului: când robinetul termostatat atinge temperatura reglată, de pildă 45°C, închide total turul ce vine de la PdC și doar recirculă apa prin bucle în sistem închis: distribuitor – bucle – colector – distribuitor-iar. Idem când se folosește o vană de amestec cu 3 căi (termostatată sau cu servomotor). Chiar dacă GPA/V3C ar închide doar parțial accesul de la sursă, rămâne riscul ca volumul de apă recirculat prin PdC să fie sub cel minim necesar.

GPA dat jos

Mda, știu, bani aruncați. Dar, pentru eficiență & evitare puffer/butelie = dat/e jos obligat-forțat.

Poate fi racord de 1” (fără reducere de diametru), dar și de 3/4” ar fi ok.

• niplu redus 1×¾”: 2 buc/robineți distribuitor fi;
• olandez alamă ¾” ie: 2 buc/tur+retur distribuție; are piulița de 1” fi, aruncăm racordul-redus;
• racord inox ¾” ii (nu trebuie racord de 1”); dacă magazinul are doar racord ie (filete interior-exterior), niplul de mai sus devine reducție 1×¾” ei.

Racord inox DN¾”=DN20mm are diametrul interior 23,7mm.
PPR32×4,4mm are diametrul interior de 32-8,8=23,2mm.
PEX26×3,0mm are D.int 26-6=20mm.
PEX25×3,5mm are D.int=18mm (cel mai mic).

Racord inox = optim = fără coturi = curgere laminară = fără pierderi de presiune locale = cam scump, dar comod de montat în locul ăla strâmt; descurajăm, dar se poate folosi și țeava din distribuție. PPR vs PEX.

Atenție! Nu folosiți racord flexibil de gaz (cel galben), este PN0,5bari versus PN8..10bari racordurile de inox.

Convingere fără a da jos GPA-ul/urile
Pune toate termostatele pe maxim (sau date jos toate actuatoarele), capul termostatat GPA pe maxim 60..65°C/sau dat jos, scoate din priză pompa de circulație a GPA-ului ⇒ nu mai face amestec = temperatura dată de sursa de căldură intră direct în buclele de încălzire în pardoseală. Setează temperatura apei pe 40..45°, așteaptă 1..2 ore. Cum e returul buclelor, cald?
Mă aștept să nu crezi că ar merge căldura cu pompa GPA oprită; fă, totuși, efortul ăsta timp de câteva ore, cu atenție însă, să nu supraîncălzești podeaua.

Da, unii au (și) butelie de amestec. Problema hidraulică = niciun control pe debitele care intră și ies, implicit pe temperaturi. Trebuie să știi ceva hidraulică să poți controla din obturare robineți. Eu însumi am emoții, marele expert.

Știm de blamările de pe Facebook; clienții ne spun una-alta din ce găsesc pe net: flexibilele nasoale din inox, PPR-ul e nașpa, cică vorbim aiurea că doar pompa dintr-o CTgaz 24kW încălzește o casă de 450m² șamd. Of, câte am auzit pe viu de-a lungul anilor, și-acum de pe net! Nici măcar nu facem profile false să ne băgăm în seamă pe diverse grupuri.
Bun. Problema cu pierderile de sarcină (presiune) = curgerea turbionară (au auzit grupurile Facebook de ea?); de obicei, pierderile locale. Astea au loc în coturi, teuri (fitinguri, armături). În acele flexibile gofrate curgerea e laminară, cu pierderi numai liniare, deloc locale. Oricum, cât pot pierde liniar pe un tronson de 50cm? În plus, diametrul interior e mai mare, 23,7mm versus PEX26×3mm cu diametrul interior de 26-6=20mm, sau PE-Xa 25×3,5mm cu Dint=18mm. Of, ce să spun de pierderile locale imense din coturile de 90° pentru PEX sertizare (chiar manșon alunecător)!?

Butelie/puffer obligatoriu, NCSF!

NCSF = n-ai ce să-i faci

În caz contrar (actuatoare pe majoritatea buclelor și/sau capi pe majoritatea caloriferelor și/sau electroventile și/sau GPA/V3C), se impune folosirea unui puffer/butelie de amestec care să asigure volumul-minim. Pufferul (butelia) se interpune între PdC și instalația de încălzire (î.p sau calorifere); va fi nevoie de pompă/e de circulație suplimentară/e.

De ce fără butelie/puffer?

Descurajăm folosirea buteliei/pufferului din motive de eficiență și confort:
a) cu amestec, temperatura de tur PdC-puffer va trebui să fie mai mare/cea mai mare = eficiență mult scăzută (COP foarte mic/cel mai mic);
b) amestec = pierderea controlului temperaturii agentului termic spre consumatori (COP scăzut, confort scăzut);
c) consum crescut (inutil) de curent electric cu pompele de circulație externe;
d) pierderi de energie prin peretele pufferului/buteliei; deși sunt izolate termic, pierderile au loc;
e) nici cel mai bun inginer de hidraulică n-ar putea echilibra perfect debitele volumetrice: 1) al PdC să fie egal cu 2) cel al consumatorilor. Motiv pentru care (cred eu) cei de la Midea (Hyundai) nu mai permit setare pe turație fixă a pompei de circulație decât varianta cu turație variabilă (modulană) Δt 5°C.

Industrie versus casă de om
Bine, pentru clădiri de birouri, hoteluri, săli de sport etc., instalațiile pot fi mult, mult mai complexe (cu n regimuri de temperatură și presiune – IPAT, calorifere, aeroterme, ventiloconvectoare, perdele de aer șamd), cu mai multe surse de căldură (gaz, lemn); însă, pentru case de locuit nu ar fi cazul.

Vezi când este utilă/necesară folosirea buteliei de egalizare (amestec / rupere de pantă/presiune).

Cât e volumul-minim?

Depinde de marca/modelul pompei de căldură. Indiferent de model/putere, frecvent volumul-minim recomandat/impus = 25..60 litri. Consultați manualul tehnic al modelului de PdC a dvs!

Volum instalație vs volum butelie
PdC Hyundai pretinde un volum minim al instalației de 40 litri, exclusiv apa inertă (din PdC, vas expansiune extern, sursă adițională de căldură AHS etc.); nu e vorba de volumul pufferului / buteliei de echilibrare / vasului tampon.

Hyundai:
° 25 l pentru puteri de 4..10 kW;
° 40 l pentru puteri de 12..16 kW.

De pildă: Chofu pretinde minim 30 l / toate modelele; Ariston de la 25 la 55 l.

Volum apă liber: circulă permanent

Conținut de apă ce se consideră pentru calculul volumului-minim.

• țevi de distribuție fără electroventile;
• țevi-registre de încălzire în pardoseală fără actuatoare;
• distribuitoare fără GPA/V3C;
• robineți, filtre, (orice armături prin care circulă apa, fără servomotoare);
• calorifere (ori de care), ventiloconvectoare, aeroterme de tavan/perete fără capi termostatici etc.
• pompe de circulație externe pe circuite fără amestec, fără electrovane;
• kituri hidraulice cu rezistență de backup, alte surse de căldură legate în serie;
• butelii de egalizare;
• puffere (orice acumulare dar prin care apa circulă liber).

Volum apă blocat: stă uneori/mereu

Conținut de apă desconsiderat pentru calculul volumului-minim.

• vase de expansiune externe;
• vase de aerisire; supape de siguranță;
• țevi de golire, aerisire, de bypass, cu sens dublu;
• orice acumulare, sau țevi, elemente hidraulice unde apa e statică, nu circulă;
• orice parte din instalație sau consumator care va fi închis/ă manual cu robineți, sau automat cu servomotoare, actuatoare, capi termostatați;
• volumul conținut de PdC însăși:
  – schimbător freon-apă,
  – vas de expansiune,
  – rezervor rezistență electrică,
  – țevi,
  – fluxostat, supapă de presiune, aerisitor șamd;

Conținut de apă Hyundai:
– cca 21 litri/modele 4..6 kW,
– cca 26 l/8..16 kW.
Volum ce trebuie considerat pentru calculul vasului de expansiune (VEÎ).

Volum instalație IPAT

În proiectele noastre, o aproximare grosolană ar fi: cam câți m² de IPAT = puțin mai mulți litri de apă în instalație (nu valabil când există pas de 10 cm peste tot).

O instalație cu cca 1000 m de țeavă PEX 17 mm conține ±170 l de apă, inclusiv apa din PdC.

Putem închide etajul/casă P+E?
Dacă închidem total etajul, manual sau automat, rezultă că ar (mai) fi aprox. 85 l pentru parter > volumul-minin = ok fără butelie/puffer.

Volum instalație calorifere

Un calorifer de tip 22/600/1000 mm are cca 5,5 l/apă. O instalație cu calorifere ce ar însuma cca 15..20 m are un volum de apă de cca 80..110 l + țevile de distribuție.

În acest caz, cca 7 m de calorifere de tip 22/600/xy mm ar trebui să fie fără capi termostatați = să existe un volum de apă liber, permanent recirculat.

Vas expansiune 8 l

Hyundai monobloc 4..16 kW, split unitate interioară 60/100/160 au vas de expansiune închis (VEÎ) de 8 litri. Acest volum poate fi (caz) suficient pentru încălzire în pardoseală cu ±460 litri conținut de apă. În cazul caloriferelor, volumul de expansiune necesar e mai mare; nu e cazul când sunt calculate pentru temperaturi joase ca IPAT

Dacă e nevoie de volum suplimentar (extern) de expansiune, vezi Calculator vas de expansiune încălziri.

Exemple de volume maxime de instalații acoperite de vasul de 8 litri din PdC, în funcție de:
– temperaturi: inițială (de umplere) Ti și finală (medie în funcționare) Tf;
– presiuni: inițială (umplere/pre-gonflare VEÎ) Pi și finală (supapă/e de siguranță) Pf.

V VEÎ litri	V inst litri	Ti °C	Tf °C	Pi bar	Pf bar
8	460	15	45	1,0	3
8	250	15	60	1,0	3
8	180	10	60	1,5	3

V VEÎ litri	V inst litri	Ti °C	Tf °C	Pi bar	Pf bar
8	400	15	45	1,0	3
8	230	15	60	1,0	3
8	160	10	60	1,5	3

Din tabele, reiese foarte clar cât de mult depinde volumul vasului de expansiune de temperaturi și de presiuni.

Atenție! Regonflarea poate fi doar 0,7..1 bari, nu 1,5 bari = pregonflare din fabrică!

VEÎ PdC + CT gaz

După scumpirea energiei, 2022, multă lume adaugă PdC aer-apă unei instalații existente cu calorifere și CT gaz.

Într-adevăr, o instalație cu calorifere funcționează la temperaturi mai înalte ⇒ ar trebui un volum mai mare pentru expansiune. Volumele vaselor de expansiune se pot aduna: 8 l din PdC + 8 l din CT gaz = 16 litri.