Tanque de expansão vs. Tanque de amortecimento vs. Tanque de armazenamento térmico: Parte 2 Por que um tanque de amortecimento é importante em um sistema de bomba de calor?

Introdução: Todas as bombas de calor de ar para água precisam de um tanque tampão?

Ao projetar um sistema de bomba de calor ar-água, os engenheiros e instaladores freqüentemente encontram três componentes: o tanque de expansão, o tanque tampão e o tanque de armazenamento térmico.

Embora estes componentes sejam comumente instalados em sistemas hidrónicos de aquecimento e arrefecimento, as suas funções são fundamentalmente diferentes.

Na parte 1 desta série, explicamos como um tanque de expansão acomode a expansão térmica da água e ajuda a manter a pressão do sistema estável.

Na segunda parte, concentrar-nos-emos naTanque de amortecimento, um dos componentes mais úteis mas frequentemente mal compreendidos nas instalações de bombas de calor.

Uma pergunta comum dos clientes e instaladores é:

"É realmente necessário um tanque tampão para uma bomba de calor ar-água?"

A resposta depende da concepção hidráulica, do volume mínimo de água do sistema, do intervalo de modulação da bomba de calor, da estratégia de controlo e das condições de funcionamento.

Algumas bombas de calor de inversor modernas podem funcionar de forma eficiente sem um tanque tampão externo quando o sistema tem volume de água suficiente e circulação estável.

No entanto, em muitas instalações, em especial aquelas com zonas de aquecimento múltiplas, válvulas termostáticas, baixo volume de água ou condições de descongelamento exigentes,um tanque de amortecimento de tamanho adequado pode melhorar significativamente a fiabilidade do sistema e a estabilidade operacional.

Vamos examinar como funciona.

1. O que é um tanque tampão em um sistema de bomba de calor?

Um reservatório tampão é um recipiente de água isolado instalado num sistema hidráulico de aquecimento ou arrefecimento para fornecer volume de água adicional e tampão térmico.

O seu objectivo principal é estabilizar o funcionamento do sistema, reduzindo as rápidas flutuações de temperatura e, se necessário, fornecendo separação hidráulica entre a bomba de calor e os circuitos de distribuição..

Ao contrário de um reservatório doméstico de água quente, um reservatório tampão de aquecimento normalmente contém a mesma água de aquecimento de circuito fechado que circula através da bomba de calor e do sistema de aquecimento.

Não necessariamente armazenam água quente potável.

Um tanque tampão pode desempenhar várias funções importantes:

• Aumentar o volume efectivo de água do sistema de aquecimento.

• Reduzir os ciclos excessivos de arranque-paragem do compressor.

• Fornecer energia térmica durante os ciclos de descongelamento da bomba de calor.

• Apoiar a circulação estável e os requisitos mínimos de fluxo.

• Fornecer separação hidráulica quando correctamente ligada.

• Melhorar a capacidade de controlo dos sistemas com várias zonas de aquecimento.

No entanto, nem todos os tanques de amortecimento desempenham todas estas funções da mesma forma.

Seu desempenho real depende da capacidade do tanque, do arranjo da ligação, das taxas de fluxo, do isolamento e da estratégia de controlo.

Esta distinção é essencial para um bom projeto de engenharia.

2Função Um: Prevenção de Ciclos Frequentes de Iniciação e Paragem do Compressor

Uma das funções mais importantes de um reservatório tampão é reduzir os ciclos curtos do compressor.

2.1 O que é o ciclo curto da bomba de calor?

Os ciclos curtos ocorrem quando uma bomba de calor é ligada e interrompida repetidamente após um funcionamento relativamente curto.

Por exemplo, imagine uma bomba de calor instalada num pequeno sistema de aquecimento residencial.

O sistema tem um volume limitado de água circulante e a demanda de aquecimento do edifício é relativamente baixa.

Quando o compressor é ligado, a temperatura da água atinge rapidamente o ponto de fixação pretendido.

A bomba de calor então pára.

Pouco depois, a temperatura da água cai abaixo do limite de reinicialização, fazendo com que o compressor reinicie.

Este processo se repete ao longo do dia.

O ciclismo frequente pode causar:

• Aumento do desgaste do compressor e dos componentes elétricos.

• Pressões elétricas e mecânicas adicionais relacionadas com o arranque.

• Redução da eficiência operacional em determinadas condições.

• Temperaturas instáveis da água de alimentação.

• Comodidade interior menos previsível.

• Aumentam as exigências de manutenção.

As bombas de calor de inversor modernas podem modular a velocidade do compressor para corresponder à demanda de aquecimento, mas ainda têm uma capacidade de aquecimento mínima.

Se a demanda de aquecimento do edifício for inferior a essa capacidade mínima, o ciclo ainda pode ocorrer.

2.2 Como é que um tanque tampão reduz os ciclos curtos?

Um tanque tampão aumenta a quantidade de água disponível para absorver o excesso de energia de aquecimento.

A água tem uma capacidade térmica específica relativamente elevada, o que significa que pode absorver uma energia térmica substancial com uma mudança de temperatura relativamente pequena.

A relação é:

Q = m × c × ΔT

Onde:

• Q = energia térmica (kJ)

• m = massa da água (kg)

• c = capacidade térmica específica da água, aproximadamente 4,186 kJ/kg·K

• ΔT = diferença de temperatura (°C ou K)

Para cálculos práticos:

Energia térmica armazenada (kWh) ≈ Volume de água (L) × 1,163 × ΔT (°C) / 1,000

Por exemplo, considere um tanque tampão de 200 litros operando numa diferença de temperatura utilizável de 5°C.

Energia térmica armazenada:

200 × 1.163 × 5 / 1.000 =10,16 kWh

Esta capacidade térmica adicional diminui a taxa de mudança da temperatura da água.

Como resultado, a bomba de calor pode funcionar por períodos mais longos antes de atingir a sua temperatura de desligamento.

A melhoria exacta depende da potência mínima da bomba de calor e da procura real de aquecimento do edifício.

2.3 Um exemplo prático

Considere uma bomba de calor com:

• Potência térmica mínima: 5 kW

• Demandas de aquecimento de edifícios atuais: 2 kW

• Potência de superaquecimento: 3 kW

• Diferencial de temperatura da água utilizável: 5°C

Sem volume de água suficiente no sistema, o excesso de 3 kW aumenta rapidamente a temperatura da água.

Se o sistema tiver apenas 50 litros de água efetivamente activa, o período de aquecimento teórico associado a um aumento da temperatura de 5 °C é aproximadamente:

50 × 1.163 × 5 / (1.000 × 3) × 60

=5.8 minutos

Se o volume de água ativa efetivamente aumentar para 200 litros:

200 × 1.163 × 5 / (1.000 × 3) × 60

=23.3 minutos

Este exemplo simplificado demonstra por que um volume adicional de água pode reduzir a frequência do ciclo.

O tempo de funcionamento real dependerá dos sensores de temperatura, controle de histerese, mistura de água, funcionamento da bomba e mudança de cargas de aquecimento.

2.4 Um tanque tampão economiza sempre eletricidade?

Não necessariamente.

Um tanque de amortecimento devidamente concebido pode reduzir a ineficiência dos ciclos e melhorar a estabilidade operacional.

No entanto, um tanque de grande dimensão ou mal isolado pode introduzir perdas de calor de espera adicionais.

Uma configuração de quatro tubos também pode causar mistura de água indesejada, aumentando potencialmente a temperatura de alimentação necessária da bomba de calor.

Por conseguinte, o objectivo não deve ser instalar o maior reservatório tampão possível.

O objectivo correto é assegurar um volume de água e uma estabilidade hidráulica suficientes sem introduzir perdas térmicas desnecessárias.

3Função dois: apoio à operação de descongelamento da bomba de calor.

A operação de descongelamento é particularmente importante para bombas de calor a ar que operam em climas frios e úmidos.

3.1 Por que as bombas de calor a ar necessitam de descongelamento?

Durante o aquecimento, o trocador de calor externo absorve energia do ar circundante.

A temperatura da sua superfície pode cair abaixo de 0°C, mesmo quando a temperatura do ar exterior está acima do ponto de congelamento.

Quando há umidade suficiente, o gelo acumula-se no trocador de calor externo.

O gelo restringe o fluxo de ar e reduz a transferência de calor.

Para restabelecer o desempenho, a bomba de calor inicia periodicamente um ciclo de descongelamento.

Muitas bombas de calor de ar para água reversíveis usam o descongelamento de ciclo inverso.

Durante este processo, o circuito de refrigeração reverte-se temporariamente, direcionando o calor para a bobina exterior para derreter o gelo acumulado.

A energia necessária para o descongelamento é obtida parcialmente do circuito de água e, consoante o projecto do equipamento, pode ser complementada por aquecimento auxiliar.

3.2 O que acontece quando o volume de água do sistema é demasiado pequeno?

Se o circuito de água não contém energia térmica suficiente, a temperatura da água pode cair rapidamente durante o descongelamento.

As possíveis consequências incluem:

• Ciclos de descongelamento mais longos ou interrompidos.

• Redução excessiva da temperatura da água.

• Reduções temporárias da potência de aquecimento interior.

• Alarmes de proteção contra baixas temperaturas da água.

• Maior dependência de aquecedores elétricos de reserva.

Em casos graves, um volume ou fluxo de água insuficientes podem impedir que a unidade complete a sua sequência de descongelamento de forma fiável.

3.3 Como é que um tanque tampão ajuda?

Um tanque tampão fornece uma reserva adicional de energia térmica.

Durante o descongelamento, esta energia armazenada pode ajudar a manter uma temperatura adequada da água enquanto a bomba de calor remove o gelo da bobina exterior.

Por exemplo, um volume de 150 litros de água refrigerada de 35°C a 30°C liberta aproximadamente:

150 × 1.163 × 5 / 1,000

=00,87 kWh

Esta energia armazenada pode ajudar a apoiar o processo de descongelamento.

No entanto, o volume necessário depende das necessidades de energia de descongelamento do fabricante, da temperatura mínima da água e do projeto do sistema.

Um tanque tampão não garante automaticamente um degelo mais rápido.

Ele fornece suporte térmico que pode ajudar a manter uma operação estável quando dimensionado corretamente e conectado hidraulicamente.

3.4 Por que isso é importante em climas frios?

Os requisitos de descongelamento podem tornar-se particularmente significativos em condições úmidas próximas do ponto de congelamento.

Por exemplo, as temperaturas exteriores em torno de -3 ° C a +5 ° C podem criar condições favoráveis para a formação de geada, dependendo da umidade, do fluxo de ar e da temperatura do trocador de calor.

Nestas condições, o volume insuficiente de água do sistema pode provocar flutuações notáveis da temperatura interior.

Um reservatório tampão correctamente concebido pode ajudar a reduzir estas flutuações e apoiar um desempenho de aquecimento mais consistente.

Recomendação de engenharia:Verifique sempre o volume mínimo de água do sistema e os requisitos de descongelamento do fabricante da bomba de calor antes de decidir se é necessário um reservatório tampão.

4Função três: Manter o fluxo de água estável e fornecer separação hidráulica

Uma bomba de calor requer um caudal de água adequado para transferir energia de aquecimento ou arrefecimento de forma segura e eficiente.

Um fluxo de água insuficiente pode provocar:

• Proteção contra altas pressões durante o aquecimento.

• Alarmes de baixa temperatura ou de protecção contra congelamento durante o arrefecimento.

• Diferenças excessivas de temperatura no trocador de calor.

• Alarmes de interruptor de fluxo.

• Função instável do compressor.

4.1 Por que o fluxo de água torna-se instável?

Considere um sistema residencial de aquecimento por piso com vários quartos.

Cada quarto tem um termostato que controla o circuito de aquecimento.

Quando as temperaturas do quarto atingem os seus valores fixos, os atuadores termostáticos começam a fechar.

À medida que mais circuitos se fecham, o caminho de fluxo disponível através do sistema de distribuição de aquecimento torna-se menor.

Se a bomba de calor estiver directamente ligada a estes circuitos, o caudal através do seu trocador de calor pode ser inferior ao mínimo exigido pelo fabricante.

Isto é especialmente problemático quando a bomba de calor requer um caudal mínimo relativamente elevado.

4.2 Como é que um tanque tampão resolve este problema?

Um tanque tampão pode ser configurado como separador hidráulico.

Em um arranjo típico de quatro tubos, o sistema tem dois circuitos de circulação separados.

Circuito primário:

Bomba de calor → Tanque tampão → Bomba de calor

Circuito secundário:

Tanque tampão → Sistema de distribuição de aquecimento → Tanque tampão

A bomba de circulação primária mantém o fluxo de água necessário através da bomba de calor.

A bomba de circulação secundária abastece os circuitos de aquecimento do piso ou do radiador de acordo com a procura.

Quando as zonas de aquecimento se fecham, o fluxo secundário pode diminuir sem necessariamente reduzir o fluxo primário através da bomba de calor.

Isto ajuda a manter um funcionamento fiável da bomba de calor.

4.3 Conexões de dois tubos versus de quatro tubos de reservatório tampão

Nem todas as instalações de reservatório de amortecimento fornecem separação hidráulica.

Um tampão de série de dois tubos pode ser uma solução eficiente quando for necessário um volume adicional de água, mas o sistema já tem uma circulação estável.

Um tampão de quatro tubos é frequentemente adequado para sistemas com várias bombas de circulação ou zonas de aquecimento controladas de forma independente.

No entanto, uma configuração de quatro tubos pode causar mistura entre a água de abastecimento e de retorno.

Se os caudais primários e secundários não estiverem adequados, a temperatura fornecida aos circuitos de aquecimento pode diferir da temperatura da saída da bomba de calor.

Por conseguinte, a separação hidráulica deve ser cuidadosamente concebida.

Importante:Um tanque tampão não é automaticamente um separador de ar. A remoção confiável de ar requer aberturas de ar apropriadas, separadores de ar, arranjos de tubulação e procedimentos de comissionamento.

5Função quatro: Apoio à limpeza e manutenção do sistema

Outro benefício às vezes associado aos tanques tampão é a sua capacidade de fornecer um local onde as partículas em suspensão podem se depositar.

No entanto, esta função deve ser entendida corretamente.

5.1 De onde vêm as impurezas?

Os sistemas hidrónicos podem conter contaminantes tais como:

• Detritos de instalação.

• Partículas de metal.

• Produtos de corrosão.

• Magnetita de componentes ferrosos.

• Resíduos de corte de tubos.

• Depósitos minerais.

• Lodo formado durante uma operação prolongada.

Esses contaminantes podem acumular-se em bombas de circulação, válvulas, filtros e trocadores de calor.

Para as bombas de calor, a contaminação é especialmente preocupante porque os trocadores de calor de placa geralmente contêm passagens de fluxo relativamente estreitas.

5.2 Pode um tanque tampão remover lama?

Em algumas configurações, um tanque tampão com baixa velocidade interna da água e um arranjo de drenagem adequado pode permitir que as partículas mais pesadas se depositem.

No entanto, um reservatório tampão padrão não substitui um separador de sujeira ou um filtro magnético dedicados.

Sua eficácia na remoção de contaminantes depende do padrão de fluxo interno, geometria do tanque, características das partículas e procedimentos de manutenção.

Para uma proteção do sistema fiável, os instaladores devem considerar:

• Enxaguantes Y, onde especificado.

• Separadores magnéticos de sujeira para contaminação ferrosa.

• Sistema de descarga adequado antes da colocação em serviço.

• Tratamento da água adequado à qualidade da água local.

• Inspecção e limpeza regulares.

O reservatório tampão deve ser considerado um componente de um sistema hidráulico completo e não uma solução universal para a contaminação da água.

6. Como calcular o tamanho correto do tanque tampão

Uma das perguntas de engenharia mais comuns é:

"Quantos litros deve ter um tanque tampão de bomba de calor?"

Não há uma resposta universal.

A capacidade correta depende de várias variáveis:

1. Capacidade térmica mínima da bomba de calor.

2. Tempo mínimo de funcionamento do compressor.

3. Carga mínima de aquecimento do edifício durante o funcionamento.

4. Diferencial de temperatura utilizável.

5. Volume de água do sistema ativo existente.

6. Requisitos mínimos de volume de água do fabricante.

7. Requisitos energéticos de descongelamento.

8. Arranjo de ligação hidráulica.

6.1 Fórmula básica para determinar o tamanho do reservatório de amortecimento

Para um cálculo simplificado de ciclos curtos:

V = (Pmin − carga) × t × 860 / ΔT

Onde:

• V = volume efectivo de água necessário (litros)

• Pmin = potência de aquecimento mínima da bomba de calor (kW)

• Carga = demanda de aquecimento do edifício durante as condições de funcionamento (kW)

• t = tempo mínimo de funcionamento do compressor desejado (horas)

• ΔT = diferencial de temperatura da água utilizável (°C)

Esta fórmula assume a água como fluido circulante e negligencia efeitos térmicos adicionais.

6.2 Exemplo: dimensionamento de um reservatório tampão para uma bomba de calor de 12 kW

Suponha que uma bomba de calor inverter ar-água tenha as seguintes condições de funcionamento:

Cálculo:

V = 2,5 × 0,25 × 860 / 5

V ≈ 108 litros

O sistema requer, portanto, aproximadamente 108 litros de volume de água efetivamente ativa para esta condição de funcionamento simplificada.

Se o sistema existente já fornecer 50 litros de água em circulação fiável:

Volume adicional necessário ≈ 108 − 50

=58 litros

Um reservatório de amortecimento adequado disponível no mercado pode então ser selecionado após verificação dos requisitos do fabricante e do desenho hidráulico real.

Este exemplo é ilustrativo e não uma recomendação de tamanho universal.

6.3 Por que maior nem sempre é melhor

Um tanque de amortecimento de grandes dimensões pode aumentar:

• Custo inicial do equipamento.

• Requisitos de espaço de instalação.

• Perdas de calor de espera.

• A bombear energia em algumas configurações.

• Tempo de aquecimento do sistema.

• Complexidade de controlo.

O tanque ideal não é necessariamente o maior.

É o tanque que atende ao volume mínimo de água do sistema, estabilidade operacional e requisitos hidráulicos com custo e consumo de energia razoáveis.

7Onde deve ser instalado um tanque tampão?

A instalação do reservatório tampão depende da sua finalidade prevista.

7.1 Instalação em série na linha de retorno

Para os sistemas que exijam um volume de água adicional sem separação hidráulica, pode ser instalado um reservatório de amortecimento em série na linha de retorno.

Disposição típica:

Circuitos de aquecimento → Tanque tampão → Bomba de calor → Circuitos de aquecimento

As vantagens potenciais incluem:

• Aumento do volume de água.

• Design hidráulico relativamente simples.

• Redução do risco de diluição à temperatura de alimentação em comparação com alguns arranjos de quatro tubos.

• Compatibilidade com um sistema de bomba única onde se mantenha um caudal suficiente.

No entanto, um tanque tampão em série por si só não resolve os problemas causados pelo fechamento de todas as zonas de aquecimento.

O sistema deve continuar a manter o caudal mínimo exigido pelo fabricante.

7.2 Instalação de reservatório tampão de quatro tubos

Um tanque tampão de quatro tubos é frequentemente usado quando os circuitos primários e secundários precisam de circulação independente.

Disposição típica:

Circuito primário:Bomba de calor ️ Tanque tampão

Circuito secundário:Tanque de amortecimento ️ Distribuição do aquecimento

Esta configuração pode ser útil para:

• Aquecimento por piso multi-zona.

• Sistemas que combinam radiadores e aquecimento por piso.

• Instalações com várias bombas de circulação.

• Sistemas que requerem separação hidráulica.

Contudo, devem ser tidas em conta perdas adicionais de mistura e interacções de controlo.

7.3 O tanque tampão deve ser instalado do lado do abastecimento ou do lado da devolução?

Não existe uma única posição de instalação adequada para todos os sistemas de bomba de calor.

O arranjo correto depende de:

• Esquema hidráulico do fabricante.

• Requisitos energéticos de descongelamento.

• Localização dos sensores.

• Configuração da bomba.

• Modos de funcionamento de aquecimento e arrefecimento.

• Separação hidráulica necessária.

Sempre dar prioridade aos diagramas de instalação aprovados pelo fabricante do equipamento.

8Erros comuns na instalação de tanques tampão

Mesmo um tanque tampão de tamanho correto pode funcionar mal se instalado incorretamente.

Erro 1: Seleção do tanque com base apenas na capacidade nominal da bomba de calor

Um atalho comum consiste em seleccionar um número fixo de litros por quilowatt de capacidade nominal de aquecimento.

Embora tais regras possam fornecer estimativas preliminares, elas não levam em conta a modulação do inversor, o volume de água existente ou os requisitos mínimos de tempo de execução.

Melhor abordagem:Usar as especificações do fabricante e as condições de funcionamento reais.

Erro n.o 2: Presumir que cada tanque de amortecimento fornece separação hidráulica

Um tanque tampão de dois tubos instalado em série aumenta o volume de água, mas não controla independentemente os caudais primário e secundário.

Melhor abordagem:Selecionar a configuração hidráulica de acordo com os requisitos reais de circulação.

Erro 3: Ignorar o Isolamento do Tanque

Um mau isolamento pode aumentar as perdas de calor de espera durante a operação de aquecimento e causar ganho de calor indesejado ou condensação durante a operação de arrefecimento.

Melhor abordagem:Escolher isolamento adequado para as condições de aquecimento e de arrefecimento, incluindo a vedação adequada do vapor, se necessário.

Erro 4: Colocação incorreta do sensor de temperatura

Se o sensor de temperatura não representar a temperatura da água controlada pretendida, a bomba de calor pode ligar ou parar em momentos inadequados.

Melhor abordagem:Seguir as instruções de colocação e controlo do sensor do fabricante.

Erro 5: Superdimensionar o tanque sem considerar a estratégia de controle

Um tanque maior nem sempre é mais eficiente.

Pode aumentar as perdas de calor e reduzir a resposta do sistema.

Melhor abordagem:Equilibrar o volume de água, o tempo mínimo de funcionamento, controlar a histerese e as perdas de calor do sistema.

Erro 6: Negligenciar a remoção de ar e o tratamento da água

A acumulação de ar e a contaminação por lamas podem reduzir o desempenho da circulação e causar falhas no equipamento.

Melhor abordagem:Fornecer separação de ar adequada, filtragem de sujeira, descarga do sistema e acesso à manutenção.

9Tanque tampão contra tanque de expansão contra tanque de armazenamento térmico

Estes três componentes são muitas vezes confundidos porque todos estão associados a sistemas de aquecimento a base de água.

No entanto, eles servem a diferentes propósitos de engenharia.

Tanque de expansão: gestão da pressão

O reservatório de expansão acomoda alterações no volume de água causadas por variações de temperatura.

O seu papel principal é o controlo da pressão.

Não proporciona um armazenamento térmico significativo para o ciclo do compressor.

Tanque tampão: Estabilidade operacional

O reservatório tampão aumenta o volume de água e, em configurações adequadas, fornece separação hidráulica.

O seu papel principal é o funcionamento estável do sistema.

Tanque de armazenamento térmico: Gestão da energia

Um tanque de armazenamento térmico é projetado para armazenar energia térmica suficiente para uso posterior.

Por exemplo, um grande tanque isolado pode ser carregado durante períodos de preços mais baixos da eletricidade ou de alta produção de eletricidade solar.

O calor armazenado pode então ser utilizado quando os preços da electricidade forem mais elevados ou quando a bomba de calor não estiver a funcionar.

Embora um tanque tampão suficientemente grande também possa fornecer armazenamento térmico, os objetivos de dimensionamento e as estratégias de operação são diferentes.

A distinção baseia-se na função de engenharia, não apenas no nome impresso no tanque.

10Todos os sistemas de bomba de calor precisam de um tanque tampão?

Não necessariamente.

Um reservatório tampão pode ser desnecessário quando:

• A bomba de calor tem capacidade de modulação suficiente.

• O volume de água existente satisfaz os requisitos do fabricante.

• O caudal mínimo é mantido em todas as condições de funcionamento.

• As zonas de aquecimento não criam circulação instável.

• Os requisitos de descongelamento podem ser cumpridos sem armazenamento térmico adicional.

• O fabricante permite explicitamente a ligação directa.

Um tanque tampão torna-se mais valioso quando:

• O sistema de aquecimento tem um volume de água ativa limitado.

• Acontece um ciclo de compressão frequente.

• Várias zonas de aquecimento abrem e fecham independentemente.

• Os circuitos primários e secundários requerem separação hidráulica.

• A bomba de calor requer energia térmica adicional durante o descongelamento.

• O sistema existente não pode manter de forma fiável o fluxo mínimo de água.

A decisão de engenharia deve basear-se nos requisitos reais do sistema e não na suposição de que todas as instalações devem utilizar a mesma configuração.

11Recomendações práticas de engenharia

Para os engenheiros de HVAC, distribuidores de bombas de calor e instaladores, recomendamos a seguinte abordagem.

Primeiro, confirmar os requisitos técnicos da bomba de calor.

Revisar o volume mínimo de água, a taxa mínima de escoamento, a gama de modulação do compressor, os requisitos de descongelamento e os diagramas hidráulicos recomendados.

Em segundo lugar, calcule as cargas de aquecimento e arrefecimento do edifício.

A capacidade nominal da bomba de calor por si só não é suficiente para determinar o tamanho correto do reservatório tampão.

Em terceiro lugar, avaliar o volume de água ativa.

Considere o volume de água que permanece disponível sob as condições de funcionamento mais restritivas, inclusive quando algumas zonas de aquecimento estão fechadas.

Em quarto lugar, selecionar a configuração hidráulica adequada.

Utilize um amortecedor de série quando o volume de água adicional for o requisito primário, ou um dispositivo de separação hidráulica adequado quando for necessário um controlo independente do caudal.

Quinto, considerar a eficiência energética.

Evite o volume desnecessário do tanque, o mau isolamento, a mistura excessiva e o funcionamento inadequado da bomba.

Finalmente, iniciar e verificar o sistema.

Medir os caudais da água, as temperaturas de abastecimento e de retorno, os ciclos de funcionamento do compressor e o desempenho do descongelamento.

Um sistema hidráulico bem concebido deve funcionar de forma fiável não só durante a sua entrada em serviço inicial, mas também durante a mudança das condições meteorológicas e a operação com carga parcial.

12Perguntas frequentes sobre os tanques tampão de bombas de calor

P1: O que faz um tanque tampão num sistema de bomba de calor ar-água?

Um tanque tampão aumenta o volume de água do sistema, ajuda a reduzir o ciclo curto do compressor e fornece energia térmica adicional durante o descongelamento.Ele também pode fornecer separação hidráulica entre a bomba de calor e circuitos de distribuição de aquecimento.

P2: Uma bomba de calor com inversor pode funcionar sem um tanque tampão?

Sim. Algumas bombas de calor com inversor podem funcionar sem um tanque tampão externo se o sistema atender aos requisitos mínimos de volume de água, taxa de fluxo mínima e descongelamento do fabricante.

P3: Qual o tamanho de um tanque tampão para uma bomba de calor de 12 kW?

O tamanho correto depende da potência mínima da bomba de calor, da carga de aquecimento, do volume de água existente, do tempo de funcionamento desejado e das especificações do fabricante.Um cálculo deve ser efectuado em vez de basear-se apenas na capacidade nominal.

P4: Um tanque tampão melhora a COP da bomba de calor?

Não directamente, um tanque tampão não aumenta a eficiência fundamental do ciclo de refrigeração.Pode melhorar o desempenho geral do sistema, reduzindo a ineficiência do ciclo e estabilizando a operaçãoO mau isolamento ou a mistura hidráulica podem compensar estes benefícios.

P5: Um tanque tampão é o mesmo que um tanque de armazenamento de água quente?

Não. Um tanque tampão normalmente contém água de aquecimento ou de arrefecimento de circuito fechado, enquanto um tanque de armazenamento de água quente doméstica armazena água potável para uso doméstico.e os requisitos de funcionamento diferem.

P6: Pode um tanque tampão ajudar durante o descongelamento?

Sim, quando adequadamente dimensionado e conectado, um tanque de amortecimento fornece energia térmica que pode suportar o ciclo inverso de descongelamento e reduzir as flutuações da temperatura da água.

P7: Deve ser instalado um tanque tampão na linha de abastecimento ou de retorno?

A localização correta depende do projeto hidráulico do fabricante da bomba de calor, da configuração do sensor, das bombas de circulação e da função prevista do tanque.Na prática, utilizam-se acordos tanto do lado da oferta como do lado do retorno.

P8: Pode um tanque tampão substituir um tanque de expansão?

Não. Um tanque tampão não substitui a função de controlo de pressão de um tanque de expansão.

Conclusão: Um tanque tampão é mais do que apenas um recipiente de água

Um tanque tampão pode parecer um simples recipiente de água isolado, mas o seu papel num sistema de bomba de calor pode ser substancial.

Quando devidamente concebido, pode ajudar:

• Reduzir o ciclo excessivo do compressor.

• Suporte à operação de descongelamento estável.

• Manter um desempenho hidráulico fiável.

• Melhorar a compatibilidade com várias zonas de aquecimento.

• Fornecer estabilidade térmica adicional.

No entanto, a instalação de um tanque tampão não torna automaticamente um sistema de bomba de calor mais eficiente.

O verdadeiro valor vem da escolha da capacidade correta, do arranjo hidráulico, do isolamento e da estratégia de controle.

Para os fabricantes de bombas de calor, instaladores e designers de sistemas, o objetivo deve ser sempre o mesmo:

Projetar o sistema hidráulico em torno dos requisitos de funcionamento reais da bomba de calor e do edifício, em vez de adicionar componentes sem um propósito de engenharia claro.

Um sistema de bomba de calor devidamente concebido não é necessariamente o mais complicado.

É aquele que oferece conforto confiável, funcionamento estável e uso eficiente de energia durante toda a sua vida útil.

Sobre nós

EmWotech, especializamo-nos no desenvolvimento e fabricação de soluções de bomba de calor de fonte de ar para parceiros internacionais OEM e ODM.

Nosso portfólio de produtos inclui bombas de calor ar-água, soluções de aquecimento e resfriamento residencial, bombas de calor comerciais e outras tecnologias de aquecimento renováveis.

Acreditamos que os equipamentos de bombas de calor de alta qualidade devem ser apoiados por boas práticas de engenharia hidráulica e instalação profissional.

Através desta série de artigos técnicos, pretendemos compartilhar conhecimentos práticos de engenharia e incentivar discussões construtivas entre profissionais de HVAC em todo o mundo.

Damos as boas vindas aos engenheiros de HVAC, projetistas de sistemas, instaladores e profissionais de bombas de calor para revisar este artigo, identificar quaisquer imprecisões ou omissões técnicas,e partilhar os seus conhecimentos profissionais.

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Próximo artigo desta série:

Tanque de expansão versus tanque tampão versus tanque de armazenamento térmico: Parte 3

Disclaimer: Este artigo destina-se a instrução técnica geral.Os requisitos de instalação devem ser verificados em relação às instruções do fabricante do equipamento e às normas de engenharia locais aplicáveis..