Rodzaje pomp ciepła

Pompy ciepła są ściśle uzależnione od instalacji, czyli tzw. dolnego źródła. Dolnym źródłem w tym przypadku mogą być woda gruntowa, powietrze czy sam grunt. Stąd wynika różne nazewnictwo pomp ciepła. Istnieją trzy zasadnicze typy pomp ciepła.

Pompy ciepła solanka-woda

Pompy ciepła typu solanka-woda (pompy ziemne) w dużym uproszczeniu pobierają ciepło z wnętrza ziemi. Ziemne pompy ciepła posiadają węzeł grzewczy, który pobiera energię cieplną spod ziemi. W Polsce, gdzie klimat jest umiarkowany, grunt utrzymuje stałą temperaturę przez cały rok. Na głębokości około 15 metrów temperatura oscyluje wokół 10 stopni Celsjusza. Im wyżej tym oczywiście chłodniej, jednak nie na tyle, by sens traciło instalowanie instalacji źródła dolnego. Pompy ciepła pobierają z ziemi ciepło za pośrednictwem dwóch rodzajów instalacji. Pierwszą są sondy głębinowe, a drugą kolektory powierzchniowe. Jednak w obu przypadkach są to przewody wypełnione glikolem, którego temperatura wynosi od -2⁰C do +5⁰C. Mieszanka glikolu i wody to solanka, stąd nazwa: pompy solanka-woda.

Pionowe instalacje zajmują nieco mniej powierzchni, jednak wymagają wykonania odwiertów sięgających nawet 150 m, a nawet głębszych, jeżeli ogrzewane mają być obiekty przemysłowe. Takie głębokości powinny zapewnić stabilność cieplną całego układu. Kolektory poziome to setki metrów instalacji o średnicy w granicach 1 cala, ułożonej na głębokości 1,5-2 m. Cała instalacja powinna zajmować powierzchnię kilkukrotnie przewyższającą powierzchnię domu.

Wiele jest koncepcji na temat skuteczności pomp ciepła z instalacją pionową i poziomą, stąd trudno określić, która jest lepsza. Decydując się na daną opcję, musimy wziąć pod uwagę rodzaj gleby, gdyż najwydajniejsze są gleby wilgotne i gliniaste. Jednak najlepszym rozwiązaniem jest zawsze określenie wydajności gleby w danym miejscu przez fachowców takich jak np. geolodzy.

 

 

Dla instalatorów pompy ciepła powietrze-woda są najłatwiejsze do zamontowania, gdyż nie wymagają żadnych ingerencji w fundamenty budynku mieszkalnego. Ponadto są najtańsze w zakupie. Ich działanie opiera się o funkcjonowanie wymiennika lamelowego, który korzysta z zasobów powietrznych z zewnątrz budynku. W środku, w budynku znajdują się pojemniki z wodą, gdzie wdmuchiwane jest ciepłe powietrze z zewnątrz. Następnie ciepło przekazywane jest do pomieszczeń wewnętrznych poprzez nawiewy podobne do tych znanych z klimatyzacji bądź za pośrednictwem kaloryferów, ogrzewania podłogowego etc. Wadą pomp ciepła tego typu jest ich ograniczona wydajność. Bez dodatkowego wspomagania potrafią efektywnie ogrzać wnętrze maksymalnie do -20⁰C. Gdy zimą temperatura spada poniżej tego poziomu, konieczne staje się wspomaganie pracy pomp ciepła poprzez montaż dodatkowej grzałki elektrycznej, a nawet kotła grzewczego. Natomiast w przypadku, gdy zima jest wyjątkowo mroźna, pompy ciepła wyłączają się całkowicie i zadanie ogrzania pomieszczeń przechodzi w całości na grzałki i kotły grzewcze.

 

 

Pompy ciepła woda-woda

Trzecią grupą pomp ciepła są pompy typu woda-woda, których dolne źródło zasilania stanowią wody gruntowe. Ciepło z wód gruntowych pozyskuje się za pomocą dwóch studni (w zależności od potrzeb można tę liczbę zwiększać). Jedna studnia pełni rolę magazynu ciepła, w którym zbierana jest ciepła woda. W tym samym czasie pozostałe studnie magazynują wodę chłodniejszą, pozbawioną ciepła. Aby utrudnić mieszanie się wód w obu zbiornikach, konieczne jest zachowanie odpowiedniego dystansu pomiędzy nimi.
Wody gruntowe to trudny zasób do zagospodarowania przez pompy ciepła, głównie ze względów geologicznych. Aby pompy były wydajne, konieczne jest, by poziom wód gruntowych sięgał nawet do 30 metrów. Taki poziom wód nie występuje wszędzie, co dyskwalifikuje pompy woda-woda jako potencjalne źródło energii cieplnej.

Pompy ciepła to urządzenia pozwalające na spore oszczędności, zwłaszcza w miesiącach zimowych. Opracowane zostały w krajach skandynawskich, gdzie zimy są długie i mroźne. Są także wysoce przyjazne środowisku naturalnemu, skutecznie redukując emisję pyłów i gazów cieplarnianych. Inwestując w pompy ciepła, oszczędzamy wszyscy.

 

 

Artykuł pochodzi z serwisu Artelis