Jakie możliwości daje Bufor CWU a jakie Bufor z Zasobnikiem CWU?

Wybór odpowiedniego rozwiązania do przygotowania ciepłej wody użytkowej i magazynowania energii cieplnej to kluczowy etap projektowania nowoczesnej kotłowni. Jednym z dylematów, z jakimi mierzy się inwestor, jest decyzja: czy zastosować klasyczny bufor ciepła w połączeniu z osobnym zasobnikiem CWU, czy zdecydować się na bufor CWU z wbudowaną wężownicą? Oba rozwiązania mają swoje zalety i ograniczenia, a ich skuteczność zależy od wielu czynników – źródła ciepła, schematu instalacji, liczby użytkowników czy planów rozbudowy.

W tym artykule zestawiamy te dwa podejścia w praktycznym, rzeczowym porównaniu. Skupiamy się przede wszystkim na pracy z kotłami – zarówno zasypowymi, jak i gazowymi. Pomijamy pompy ciepła, ponieważ dla nich zasady działania i dobór zasobników są inne. Naszym celem jest dostarczyć konkretnych wskazówek dla osób, które budują lub modernizują kotłownię i szukają rozwiązania niezawodnego, przemyślanego i efektywnego. Tekst kończymy praktycznymi przykładami zastosowań oraz podsumowaniem, które pozwoli lepiej dopasować system do konkretnego budynku i stylu użytkowania

W nowoczesnych instalacjach coraz częściej występuje więcej niż jedno źródło ciepła. Może to być kocioł na pellet wspomagany przez kominek z płaszczem wodnym, kocioł gazowy współpracujący z kolektorami słonecznymi, czy też układ fotowoltaiki grzejącej wodę przez grzałkę elektryczną. W kontekście takiej złożoności, wybór między buforem+zasobnikiem a buforem CWU ma swoje konsekwencje.

Bufor + osobny zasobnik CWU daje dużą swobodę rozbudowy. Ponieważ obie części są oddzielne, możemy:

• Dodać kolejne źródło do podgrzewania CWU – np. wymienić zasobnik na model z dwiema wężownicami: dolną podłączyć do solarów, górną do kotła. Wtedy latem solary grzeją wodę użytkową bezpośrednio w bojlerze, a kocioł praktycznie nie musi się uruchamiać. Bufor ciepła może w tym czasie pozostać zimny lub służyć tylko do CO jeśli potrzeba.
• Włączyć dodatkowe źródło do CO – np. dołączyć kominek z płaszczem, który ogrzewa bufor (a CWU jest po staremu z kotła). Bufor jako centralny magazyn energii sobie z tym poradzi, a zasobnik CWU można nadal dogrzewać priorytetowo z dowolnego źródła poprzez zawór sterujący.
• Skalować pojemność CWU niezależnie od bufora: Jeśli okaże się, że zapotrzebowanie na ciepłą wodę rośnie (np. rozbudowa domu, więcej domowników), można dołożyć drugi zasobnik pojemnościowy równolegle albo wymienić istniejący na większy, bez zmiany samego bufora ciepła.

Bufor CWU z wężownicą jest bardziej zintegrowany, więc wymaga nieco innego podejścia przy rozbudowie:

• Dogrzewanie bufora różnymi źródłami: Bez problemu można podłączyć wiele źródeł do ładowania samego bufora (bufor zwykle ma kilka króćców przyłączeniowych oraz opcjonalne fabryczne dodatkowe wężownice). Na etapie zakupu można wybrać model z dodatkowymi wężownicami grzewczymi – np. jedną spiralą ze stali nierdzewnej do CWU plus jedną lub dwie wężownice stalowe do podłączenia solarów czy kotła węglowego. Jeśli nasz bufor CWU ma wolne króćce, można też dołożyć zewnętrzny wymiennik płytowy podłączony do innego źródła (np. kominka) i wtłaczający ciepło do bufora. Zatem od strony magazynowania ciepła bufor CWU jest elastyczny – tak samo jak zwykły bufor może przyjąć energię z wielu urządzeń.
• Ograniczenia po stronie przygotowania CWU: Jak wspomniano, nie zwiększymy łatwo wydajności samego podgrzewania wody użytkowej, bo jest ona zdeterminowana przez wbudowaną wężownicę. Jeśli planujemy rozbudowę pensjonatu o dodatkowe łazienki, a korzystamy z jednego bufora CWU, może się okazać, że jego wydajność jest na styk. Wyjściem może być drugi bufor CWU pracujący równolegle lub dodanie klasycznego zasobnika jako bufora szeregowego (np. bufor CWU obsługuje część budynku, a dodatkowy zasobnik solarny dogrzewa wodę latem). Takie hybrydy są możliwe, lecz komplikują układ – zaprzeczając nieco idei uproszczenia.
• Sterowanie układem wieloźródłowym: W buforze higienicznym całość sterowania koncentruje się na utrzymaniu temperatur w strefach bufora. Gdy podłączymy np. kocioł gazowy i solary, oba będą grzać ten sam zbiornik – trzeba zapanować nad tym, by się uzupełniały a nie kolidowały. Typowo ustawia się, że solary mają pierwszeństwo (grzeją bufor do pewnej temp.), a kocioł załącza się, gdy energia słoneczna jest niewystarczająca. Nie ma jednak możliwości, by obie te technologie grzały jednocześnie różne partie wody użytkowej, jak to bywa w układzie z dwoma wężownicami w oddzielnym bojlerze (gdzie solar grzeje dół zasobnika, a kocioł dogrzewa górę zapewniając szybką użyteczność). W buforze CWU wszystko miesza się w jednym zbiorniku – co upraszcza hydraulikę, ale wymaga sprytnego zarządzania energią.

Reasumując, do rozbudowanych systemów z wieloma źródłami ciepła często wybiera się bufor + zasobnik ze względu na jego modularyczność. Bufor CWU również można stosować w układach hybrydowych, ale warto wtedy przewidzieć zapas wydajności i przemyśleć sterowanie.

Koszty i efektywność energetyczna

Koszt zakupu i instalacji: W przeliczeniu na podstawowe komponenty, bufor CWU 1000l z wężownicą jest droższy niż bufor 1000l bez wężownicy. Różnica wynika z kosztu dużej wężownicy ze stali nierdzewnej oraz bardziej złożonej konstrukcji (króćce, atest higieniczny itp.). Jednak jeśli do bufora bez wężownicy dodamy cenę zasobnika CWU (np. 300l dobrej klasy), to sumaryczny wydatek bywa zbliżony lub nawet wyższy niż na jeden bufor CWU. Dodatkowo dochodzi koszt montażu – tu rozwiązanie 2w1 wygrywa, bo hydraulik ma mniej elementów do połączenia. Orientacyjnie, inwestor decydujący się na bufor + zasobnik zapłaci nieco więcej za robociznę i materiały instalacyjne (więcej metrów rur miedzianych/PEX, dodatkowe zawory, podpory itp.). Z kolei serwis w przyszłości (np. wymiana anody, kontrola szczelności) też może być nieco droższy dla układu z dwoma zbiornikami, bo zajmuje więcej czasu.

Efektywność energetyczna: Oba rozwiązania mają na celu poprawę efektywności systemu grzewczego, ale działają nieco inaczej. Bufor ciepła jako taki zwiększa efektywność kotła na paliwo stałe, pozwalając mu pracować z maksymalną sprawnością, i zmniejsza straty wynikające z częstego włączania palnika kotła gazowego lub olejowego. Zasobnik CWU z kolei zapewnia dostępność ciepłej wody przy minimalizacji zużycia paliwa (poprzez priorytet i utrzymanie ograniczonej objętości wody podgrzanej). W układzie bufor + zasobnik te korzyści sumują się, ale trzeba się liczyć z nieco większymi stratami postojowymi, jak wcześniej wspomniano.

W przypadku bufora CWU część energii kotła również jest magazynowana i wykorzystana później, więc korzyści dla pracy kotła są zachowane. Do tego eliminujemy straty oddzielnego bojlera. Producenci takich zbiorników podkreślają, że mniej ciepła marnuje się na nieużyteczne podtrzymanie temperatury, bo cała energia idzie do jednego bufora, z którego korzysta i CO, i CWU. Rzeczywiście, np. w sezonie grzewczym, gdy bufor jest regularnie rozładowywany na ogrzewanie, niemal każde ogrzanie wody w buforze prędzej czy później jest wykorzystane – czy to na ogrzewanie domu, czy na kran. Nie ma sytuacji, że w jednym zbiorniku (bojlerze) woda ostygła bezużytecznie, bo nikt nie korzystał, podczas gdy drugi zbiornik (bufor) był w tym czasie niedoładowany. Jest to po prostu jedno wspólne „konto energetyczne”.

Z drugiej strony, latem efektywność układu z buforem CWU może być nieco niższa, jeśli kocioł o dużej mocy będzie używany tylko do grzania wody. Taki kocioł może wtedy pracować z nieoptymalną sprawnością (krótkie cykle, przewymiarowanie mocy do małego odbioru). Rozwiązaniem jest użycie w okresie letnim alternatywy: grzałki elektrycznej (zwłaszcza gdy mamy fotowoltaikę – wtedy kosztowo to nawet 0 zł), albo małego kotła elektrycznego czy pompy ciepła do CWU. W układzie z osobnym bojlerem podobny problem występuje: duży kocioł węglowy jest niepraktyczny latem, dlatego często i tu stosuje się np. grzałkę lub osobny mniejszy kociołek gazowy do samej wody.

Jeśli chodzi o straty ciepła i izolację: nowoczesne bufory i zasobniki mają zbliżony standard izolacji (pianka PU lub poliuretan miękki 5–10 cm, opcjonalnie dodatkowa obudowa). W praktyce straty postojowe 1000-litrowego bufora to rząd może 2–3 kWh na dobę (przy utrzymywaniu wysokiej temperatury). Dla 300-litrowego bojlera CWU będzie to ~1–1.5 kWh/dobę. Suma dla układu rozdzielonego wyniesie więc około 3–4.5 kWh/dobę. Jeden bufor CWU 1000l może tracić ~2.5–3 kWh/dobę. Różnice nie są ogromne, ale jednak nieco na korzyść pojedynczego zbiornika. W skali miesiąca może to być kilkadziesiąt kWh oszczędności, co przy rosnących cenach energii ma znaczenie.

Zastosowanie w różnych typach budynków

Wybierając między zestawem bufor + zasobnik a buforem CWU, warto wziąć pod uwagę specyfikę budynku i jego mieszkańców/użytkowników. Inne będą potrzeby w małym domu, a inne w pensjonacie czy zakładzie pracy.

Dom jednorodzinny

W typowym domu jednorodzinnym o powierzchni od ~150 do 250 m² najczęściej stosuje się bufor 1000l – to pojemność optymalna dla kotłów zasypowych i pozwalająca także na współpracę z instalacją solarną czy kominkiem z płaszczem wodnym. Decyzja, czy dołożyć osobny zasobnik CWU, zależy od preferencji i istniejącej instalacji.

• Kiedy bufor + zasobnik? Jeśli dom już posiada bojler (np. 200–300l) i chcemy jedynie dodać bufor do poprawy pracy kotła, często zostawia się ten istniejący zasobnik. Także gdy inwestor ma ograniczony budżet i woli kupić prosty tańszy bufor, a do CWU użyć tańszego standardowego bojlera – taki układ spełni swoją rolę. Bywa to też wybór osób, które przywiązują wagę do maksymalnej niezależności: w razie awarii jednego elementu wciąż mają alternatywę (np. gdy padnie bojler, mogą awaryjnie przełączyć się na elektryczny przepływowy; gdy coś stanie się z buforem, kocioł może grzać bezpośrednio bojler małym obiegiem). Bufor z osobnym zasobnikiem sprawdzi się również, gdy domownicy potrzebują bardzo dużych ilości ciepłej wody w krótkim czasie – np. w domu jest kilka łazienek i wszyscy lubią długie kąpiele. Można wtedy zastosować naprawdę pojemny zasobnik (albo dwa równolegle) i mieć duży zapas wody gotowy do użycia.
• Kiedy bufor CWU? Przy budowie nowej instalacji coraz więcej osób decyduje się na bufor CWU 1000l z wężownicą 7,8 m² jako wygodniejsze, nowocześniejsze rozwiązanie. W jednym urządzeniu dostają oni wszystko, co potrzebne – wystarczy podłączyć kocioł oraz rury do wody użytkowej. Ten wariant jest polecany zwłaszcza, gdy korzystamy z wielu źródeł OZE (fotowoltaiki, planujemy solary, kocioł zgazowujący drewno itp.), bo pozwala łatwo integrować te źródła. Dla przeciętnej rodziny 4-6 osób wydajność bufora CWU jest w zupełności wystarczająca, a oszczędność miejsca w kotłowni bywa bezcenna (np. można wygospodarować przestrzeń na dodatkowy magazyn peletu czy drewna tam, gdzie stałby osobny bojler). Bufor CWU wybiorą też chętnie ci, którzy cenią porządek i estetykę instalacji – mniej urządzeń to mniej skomplikowana plątanina rur. Pod kątem kosztów w domu jednorodzinnym różnica między obiema opcjami nie jest duża, więc często decydują względy praktyczne.

Budynek wielorodzinny (kamienica, blok z kotłownią lokalną)

W budynkach wielorodzinnych, gdzie jedna kotłownia obsługuje kilka lub kilkanaście mieszkań, skala zużycia ciepła i wody jest większa. Zwykle stosuje się tu większe pojemności buforów (np. 2000–5000 l lub kaskady po kilka mniejszych) oraz odpowiednio duże podgrzewacze wody.

• Bufor + zasobnik w budynku wielorodzinnym: To klasyczne rozwiązanie – duży bufor lub ich zestaw akumulują ciepło z kotłów (często pracujących w kaskadzie gazowej lub na pellet), a niezależnie jeden lub dwa duże boilery (np. po 500l każdy) przygotowują ciepłą wodę. Zaletą jest tu modułowość i niezależność: przy awarii jednego zasobnika CWU mieszkańcy wciąż mają drugi, a awaria bufora nie wpływa natychmiast na dostępność ciepłej wody (bo woda jest zgromadzona w oddzielnych zbiornikach). Można też fazować ładowanie – np. nocą nagrzać taniej wodę w bojlerach elektrycznie, a w dzień dogrzewać bufor ciepłem z kotła itp. Dla większej liczby lokali zawsze istnieje ryzyko bardzo dużego jednoczesnego poboru, więc posiadanie np. 1000 litrów stojącej gorącej wody w zasobnikach daje pewność, że nawet jak kilkanaście osób na raz odkręci krany, ciepła starczy na dłużej (przynajmniej do czasu, gdy automatyka uruchomi dogrzewanie).
• Bufor CWU w budynku wielorodzinnym: Może być zastosowany, ale wymaga odpowiedniego przewymiarowania. Przykładowo, dla budynku 6-8 mieszkań sensowny byłby bufor higieniczny np. 1500–2000 l z wężownicą o powierzchni >10 m², tak aby zwiększyć wydajność CWU. To nadal może działać, jednak pojawia się kwestia gwarancji dostatecznej ilości wody przy porannym szczycie. Jeśli wszyscy lokatorzy zaczną korzystać z wody, a bufor nie będzie w 100% naładowany, może dojść do sytuacji, że temperatura CWU spadnie odczuwalnie. Aby temu zapobiec, trzeba zwykle wybrać większy zbiornik niż wynikałoby to tylko z mocy kotłów – czyli zainwestować więcej na starcie. Kolejna kwestia to cyrkulacja ciepłej wody: w budynkach wielorodzinnych jest ona standardem, by woda była od razu ciepła w każdym mieszkaniu. Bufor CWU dobrze współpracuje z cyrkulacją (pompa cyrkulacyjna może krążyć wodę z wężownicy podobnie jak w klasycznym układzie), ale oznacza to, że pewna ilość wody non-stop przepływa przez wężownicę i chłodzi bufor. Bilans energetyczny bywa tu mniej korzystny niż przy zasobnikach, które mają oddzielne króćce cyrkulacyjne i pewną bezwładność – wężownica oddaje ciepło szybciej, więc kotłownia może częściej dogrzewać bufor. Reasumując, w budynkach wielorodzinnych z reguły wygrywa tradycyjny zestaw: bufory na CO + duże zasobniki (lub podgrzewacze warstwowe) na CWU. Bufor CWU mógłby się sprawdzić w mniejszym wielorodzinnym (np. dom dwulokalowy, czterolokalowy), gdzie pobory nie są aż tak skumulowane – tam zalety upraszczające instalację mogą przeważyć.

Pensjonaty, hotele, obiekty noclegowe

Obiekty takie cechują się okresami bardzo wzmożonego zużycia wody (poranne i wieczorne korzystanie z łazienek przez wielu gości jednocześnie). Tutaj priorytetem jest zapewnienie dużej ilości ciepłej wody natychmiast, bez spadku temperatury. Często stosuje się podgrzewacze warstwowe lub bardzo duże zasobniki z uwagi na komfort gości.

• Zalecane – bufor + wysokowydajne podgrzewacze CWU: W pensjonatach i hotelach częstym wyborem są specjalne zasobniki szybkogrzewające (tzw. wymienniki warstwowe) lub kaskady bojlerów. Przykładowo, dwa wymienniki po 500l każdy z wężownicami zasilanymi z kotłowni centralnej mogą dostarczyć ogromne ilości wody w krótkim czasie. Bufor na CO oczywiście również warto mieć – stabilizuje pracę kotłów (np. kilku kotłów gazowych w kaskadzie czy dużego kotła na biomasę). Ale CWU często jest traktowana osobno – by móc precyzyjnie sterować temperaturą, pasmem czasowym podgrzewu (np. podgrzać mocniej przed spodziewanym szczytem zużycia), a także by ewentualnie wspomóc się grzałkami czy dogrzewaniem chemicznym przeciw Legionelli. Bufor CWU w roli jedynego źródła CWU w hotelu raczej się nie sprawdzi, bo wymagałby ogromnego przewymiarowania lub akceptacji potencjalnych wahań temperatury przy masowym poborze.
• Możliwe zastosowanie bufora CWU: Nie znaczy to, że bufor z wężownicą jest całkowicie bezużyteczny w hotelach. Może on funkcjonować w mniejszych obiektach (np. agroturystyka, pensjonat do 12-15 gości), gdzie pobory wody są porównywalne z dużym domem jednorodzinnym. Wówczas bufory higieniczne 1000–1500l sprostają zadaniu, a właściciel zyskuje prostszy system. W większych hotelach zdarza się stosować bufory higieniczne jako wstępne podgrzewacze: np. solary ładują bufor 2000l z wężownicą i tam woda jest wstępnie ogrzana np. z 10°C do 30°C, a dogrzanie do 55°C odbywa się już w klasycznych podgrzewaczach gazowych przepływowych. Taki hybrydowy układ wykorzystuje zalety obu technologii, ale to już skomplikowana instalacja projektowana indywidualnie.

Obiekty i zakłady przemysłowe

W przemyśle zapotrzebowanie na ciepło i ciepłą wodę bywa bardzo różnorodne. Niekiedy CWU potrzebna jest tylko do celów socjalnych (prysznice, mycie rąk pracowników) – czyli podobnie jak w małym pensjonacie. Czasem jednak ciepła woda jest wykorzystywana w procesach technologicznych (myjki, czyszczenie, produkcja spożywcza itp.), co może wymagać dużych przepływów i precyzyjnego utrzymania temperatury.

• Bufor + zasobnik w przemyśle: Gdy potrzebne są duże ilości ciepła do ogrzewania hali czy procesu oraz równolegle spore zużycie wody, oddzielenie tych funkcji jest bezpieczne. Bufor (lub kilka buforów) akumulują energię z kotła czy z procesu odzysku ciepła, a woda użytkowa jest przygotowywana w wymiennikach płytowych lub zasobnikach. To pozwala niezależnie sterować obiema strefami i gwarantować, że nawet przy maksymalnym poborze wody temperatura nie spadnie poniżej wymaganego minimum. Na przykład w zakładzie spożywczym można mieć bufor 1000l dla ogrzewania oraz wymiennik płytowy 100 kW do produkcji wody 60°C na potrzeby mycia – obie rzeczy połączone wspólnym źródłem ciepła, ale działające autonomicznie. Awaria lub przestój jednej części nie wyłącza drugiej.
• Bufor CWU w przemyśle: Może znaleźć zastosowanie w sytuacjach, gdy zapotrzebowanie na ciepłą wodę jest umiarkowane i sporadyczne. Przykładowo, w warsztacie samochodowym, gdzie jest parę umywalek i prysznic dla pracowników – bufor CWU zapewni komfort przy minimalnej komplikacji instalacji. Jednocześnie zmagazynuje ciepło z kotła na ogrzewanie biura czy hali. W przypadku, gdy firma korzysta z odnawialnych źródeł (np. duży kocioł na zrębki drzewne, który ma zmienną moc), jeden duży zbiornik będzie prostszy do wysterowania. Należy jednak pamiętać, że jeśli w procesie technologicznym wymagana jest ciągłość dostaw bardzo gorącej wody, lepiej oprzeć się na dedykowanych podgrzewaczach lub wymiennikach. Bufor CWU może wtedy działać jako magazyn energii i zgrubne podgrzanie, ale ostatnie podbicie temperatury do dokładnej wymaganej wartości lepiej kontrolować osobno.

Podsumowanie

Pod kątem funkcjonalności bufor 1000l bez wężownicy i bufor CWU 1000l z wężownicą znacznie się od siebie różnią – każdy z nich sprawdzi się lepiej w nieco innej roli. Klasyczny bufor to świetne rozwiązanie, jeśli potrzebujemy głównie magazynu ciepła dla ogrzewania, a przygotowanie wody użytkowej realizujemy osobno. Bufor CWU jest z kolei bardziej uniwersalny, łącząc obie funkcje w jednym urządzeniu i zapewniając wysoki komfort CWU w typowych warunkach domowych.

W małych instalacjach domowych często decyduje wygoda i kompaktowość – tu przewagę zdobywa bufor CWU. W większych systemach lub przy bardzo dużych potrzebach CWU zwykle wygrywa tradycyjny zestaw z osobnym zasobnikiem, dający się łatwiej skalować. Najważniejsze to dopasować wybór do indywidualnych potrzeb budynku i użytkowników. Nie ma sensu przepłacać za rozbudowany układ, którego potencjału nie wykorzystamy, ani upraszczać na siłę tam, gdzie wymagana jest większa wydajność.

W firmie WiseSolution dostępne są oba warianty – zarówno klasyczne bufory ciepła (do zastosowań domowych i przemysłowych), jak i bufory CWU z wężownicami o dużej powierzchni. Dzięki temu można dobrać rozwiązanie idealnie pasujące do posiadanego źródła ciepła i profilu użytkowania. Jeżeli potrzebujesz pomocy w wyborze między buforem z zasobnikiem a buforem CWU, skontaktuj się z naszymi doradcami – pomożemy zaprojektować układ gwarantujący oszczędność energii i pełen komfort cieplny.