Pompy

Co to jest pompa ciepła ?

Pompy ciepła są to urządzenia, które wykorzystują ciepło otoczenia budynku do jego ogrzewania. Powietrze, woda oraz grunt akumulują energię słoneczną w postaci ciepła. Niestety jest to ciepło o zbyt niskiej temperaturze, by można było je użyć bezpośrednio do ogrzewania. Dzięki pompom ciepła energia ta, normalnie bezużyteczna, może być wykorzystana do ogrzewania pomieszczeń oraz ciepłej wody użytkowej. Wymienione nośniki mogą stanowić dolne źródło ciepła dla pomp ciepła.

Dolne źródło ciepła – źródło ciepła niskotemperaturowego (grunt, woda, powietrze), które może być wykorzystane przez pompy ciepła, niezależnie od rodzaju i stanu skupienia substancji, w której zakumulowane jest ciepło w środowisku naturalnym. Temperatura dolnego źródła ciepła nie musi być wysoka, aby mieć duży potencjał energetyczny. Nie może być jednak zbyt niska ani podlegać dużym wahaniom.

Jak działają pompy ciepła ?

pompy-schemat

Zasada działania pompy ciepła jest podobna do działania lodówki. Lodówka odbiera ciepło od przechowywanych w niej produktów i poprzez umieszczony z tyłu obudowy radiator oddaje je do otoczenia. Pompa ciepła odbiera ciepło o niskiej temperaturze z otoczenia budynku, przemienia je w ciepło o wysokiej temperaturze i przekazuje je do instalacji c.o. Aby to jednak mogło nastąpić, konieczne jest dostarczenie energii napędowej (w postaci energii elektrycznej).

Jakie są rodzaje pomp ciepła ?

rodzaje pomp

Ziemna pompa ciepła (pompa typu solanka-woda)

„Ciepło z wnętrza ziemi” – to określenie dokładnie opisuje działanie ziemnej pompy ciepła. Węzeł grzewczy oparty o gruntową pompę ciepła pobiera ciepło, które zakumulowane jest pod ziemią.Co ciekawe, nawet w polskim klimacie temperatura gruntu jest stała niezależnie od pory roku i na głębokości około 15m wynosi mniej więcej 10⁰C. Im wyżej powierzchni, tym chłodniej; jednak nie na tyle, żeby nie można było tam zainstalować instalacji źródła dolnego.

Istnieją bowiem dwa rodzaje instalacji, która pobiera ciepło z ziemi na potrzeby pompy ciepła: poprzez sondy pionowe inaczej głębinowe i kolektory poziome czyli powierzchniowe. W obu przypadkach są to rury wypełnione glikolem, który pod ziemią utrzymuje stałą temperaturę od -2⁰C do +5⁰C. Mieszankę wody z glikolem określa się potocznie jako solankę, stąd popularna nazwa pompy gruntowejpompa ciepła typu solanka/woda.
Te pierwsze zajmują nieco mniej powierzchni poziomej, jednak wymagają zrobienia odwiertów na głębokość od 80m-150m oraz głębszych w przypadku obiektów przemysłowych. W tym wypadku mamy gwarancję stabilności ciepła.
Kolektory poziome to kilkaset metrów rury PE o średnicy 1 cala, ułożonej płasko lub spiralnie na głębokości ok 1,5m-2m pod powierzchnią ziemi (czyli poniżej granicy zamarzania ziemi). Powierzchnia kolektora powinna zajmować kilkakrotnie większą przestrzeń niż zajmuje powierzchnia domu.

Powietrzna pompa ciepła (pompa typu powietrze-woda)

Z instalacyjnego punktu widzenia najwygodniejsza jest powietrzna pompa ciepła, ponieważ nie wymaga większych ingerencji na poziomie fundamentów budowlanych. Powietrznapompa ciepła jest nie tylko najłatwiejsza w montażu, ale też najtańsza. Taka pompa ciepła działa przy użyciu wymiennika lamelowego, który wykorzystuje ciepłe powietrze zewnętrzne. Wewnątrz obiektu znajdują się zasobniki z wodą. Ciepło z powietrza jest wdmuchiwane do pomieszczenia poprzez nawiewy podobne do klimatyzacji lub przekazywane do instalacji wodnej (kaloryfery, klimakonwektory, ogrzewanie podłogowe).
Niestety większość pomp tego typu działa bez wspomaganie jedynie do około -15/- 20⁰C). Poniżej tej temperatury pompa musi działać wespół z dodatkową grzałką elektryczną czy nawet zewnętrznym kotłem grzewczym, ponieważ spada jej wydajność. Kiedy temperatura obniży się jeszcze bardziej to urządzenia wspomagające całkowicie zastępują pracę pompy ciepła typu powietrze – woda, która automatycznie się wyłącza.

Pompa ciepła typu woda-woda

Pompa typu woda-woda, to taka, której dolne źródło stanowi woda gruntowa. Najczęściej ciepło z wody jest uzyskiwane przy pomocy systemu studni (w zależności od zapotrzebowania na ciepło dwóch lub więcej). Jedna ze studni jest zbiornikiem ciepłej wody czerpalnej, natomiast pozostałe studnie mają charakter „zrzutowy”, czyli magazynują wodę schłodzoną. Odstępy pomiędzy studniami muszą wynosić kilkanaście metrów, by wody nie mieszały się.
Woda gruntowa jest dosyć wymagającym dolnym źródłem dla pompy ciepła, ze względów geologicznych – nie każdy grunt posiada wody gruntowe na wymaganej głębokości (od ok. 6m do 30m).

Zobacz TeżNajwiększa instalacja pomp ciepła o mocy 180 MW