Stając przed wyborem projektu wymarzonego domu, rzadko zastanawiają się Państwo nad sposobem jego ogrzewania. A gdyby z góry zdecydować się na pompę ciepła? Działki nie trzeba uzbrajać w gaz lub nie będzie trzeba przeznaczać osobnego pomieszczenia na kotłownię olejową, bądź ustawiać w ogrodzie zbiornika na propan-butan. Dom nie musi mieć komina. Pomieszczenie, gdzie stoi pompa ciepła może służyć również do innych celów np. jako pralnia lub suszarnia. Brak procesu spalania, a zatem bezpiecznie i ekologicznie. Do powyższych zalet należy dodać jeszcze jedną i najważniejszą – bardzo tanie ogrzewanie. Choć koszty inwestycyjne na ogół przewyższają konwencjonalne systemy, późniejsze koszty ogrzewania mile zaskakują.
Elektryczne pompy ciepła mogą czerpać energię z : gruntu, powietrza zewnętrznego oraz z powietrza wentylacyjnego wywiewnego
Gruntowe pompy ciepła-
24.07.2007.
Gruntowe pompy ciepła pobierają energię z gruntu za pomocą wymiennika gruntowego, tzw. dolnego źródła, przez który przepływa niezamarzająca ciecz. Najczęściej wykorzystywanym źródłem ciepła w instalacjach z pompami ciepła jest grunt, skała, woda gruntowa i woda powierzchniowa. Kolektory gruntowe można ogólnie podzielić na: kolektory poziome (płaskie), które w zależności od sposobu ułożenia dzielimy jeszcze na równoległe lub spiralne oraz kolektory pionowe (sondy pionowe).
Posiadacze systemu gruntowego źródła ciepła mają zapewnioną energię cieplną na wiele lat, ze względu na bardzo dobre parametry eksploatacyjne i niezależność od zmian temperatury zewnętrznej. O ile tylko wydajność źródła ciepła (gruntu) i pompa są właściwie dobrane do potrzeb ogrzewanego budynku, to nawet przy temperaturach zewnętrznych -20°C system będzie pracować prawidłowo. Właściwy dobór i zwymiarowanie kolektora dolnego źródła jest więc jednym z podstawowych i najważniejszych warunków prawidłowej pracy pompy ciepła.
Zasada działania
Grunt wokół Twojego domu jest ogromnym źródłem energii, którą możesz wykorzystać do ogrzewania, produkcji ciepłej wody użytkowej oraz do chłodzenia pomieszczeń w okresie letnim. Aby jednak czerpać z tego źródła, należy zainstalować w gruncie odpowiedni system do poboru zakumulowanej tam energii niezbędnej do zasilania pompy ciepła.
W dalszej części przedstawiamy kilka najczęściej stosowanych rozwiązań.
Kolektor gruntowy
W czasie lata energia słoneczna jest akumulowana przez powierzchnię ziemi. Ciepło odbierane jest z gruntu za pomocą rur z tworzyw sztucznych (polietylenowych) zakopanych w ziemi około 20 cm poniżej głębokości przemarzania dla lokalnej strefy. Odstępy między rurami: 80-100 cm. Układ ten nazywany jest poziomym kolektorem gruntowym. W kolektorze , w zamkniętym obiegu, krąży niezamarzający płyn, odbierając ciepło z gruntu i przekazując je do pompy ciepła. Wykorzystanie tej energii na cele grzewcze jest przykładem praktycznego rozwiązania kwestii ogrzewania domu usytuowanego na dużej działce. Największą ilość energii można uzyskać z gruntów o wysokiej zawartości wody. Kolektor nie może znajdować się pod budynkami, a także nie powinien być oddzielony od atmosfery żadną szczelną nawierzchnią, np. asfaltową lub betonową na parkingach, która praktycznie uniemożliwia regenerację kolektora przez opady deszczowe. Zimą natomiast powierzchnie te są odśnieżane, przez co usuwana jest warstwa izolacyjna pomiędzy gruntem a zimnym powietrzem.
Sondy pionowe
Sondy pionowe, zwane też pionowym kolektorem gruntowym, są to zwykle rury z tworzywa sztucznego umieszczone w pionowych odwiertach, których głębokość i ilość ściśle zależy od mocy grzewczej pompy ciepła. Zasada działania jest podobna jak w kolektorze poziomym: w zamkniętym obiegu krąży niezamarzający płyn odbierając ciepło z gruntu oraz wód podziemnych i przekazuje je do pompy ciepła. W dolnych partiach gruntu gromadzi się ciepło, które praktycznie zachowuje stałą temperaturę przez cały rok. Wykorzystanie ciepła pochodzącego z tego podłoża jest bezpiecznym i przyjaznym dla środowiska sposobem ogrzewania każdego rodzaju budynków, zarówno dużych jak i małych, prywatnych i publicznych. Koszt wykonania sond pionowych jest stosunkowo wysoki, ale w zamian uzyskujemy niezawodną, energooszczędną formę ogrzewania o stosunkowo wysokiej temperaturze na wejściu do pompy ciepła. Kolektor zajmuje niewielką przestrzeń i można go zainstalować nawet na małych działkach. Po wywierceniu otworu nie ma konieczności przeprowadzania dużych prac rekultywacyjnych, zatem wpływ na najbliższe otoczenie jest minimalny. Wody gruntowe nie są wykorzystywane, więc ich poziom nie zmienia się.
Woda gruntowa
Pompy ciepła pracujące w układzie z wodą gruntową osiągają najwyższe współczynniki efektywności ze względu na wysoką temperaturę źródła ciepła wynoszącą 7 – 12oC przez cały rok. System dolnego źródła na bazie wody gruntowej składa się z dwóch studni: studni czerpalnej, w której zainstalowana jest pompa głębinowa (dobierana przez firmę wiertniczą uprawnioną do wierceń studni) oraz drugiej studni chłonnej. Studnie powinny znajdować się w odległości minimum 15 m od siebie. Warunkiem zastosowania studni głębinowych do zasilania pomp ciepła jest odpowiedni wydatek ujęcia (około 25% większy od nominalnego przepływu solanki przez parownik dla danego typu pompy ciepła) oraz odpowiedni skład fizykochemiczny wody. W celu zabezpieczenia parownika pompy ciepła przed osadami pochodzącymi z wody gruntowej lub zamarzaniem, wymagamy zastosowanie „krótkiego obiegu” glikolu z pośrednim wymiennikiem ciepła (np. NIBE PLEX). Patrz również opcje podłączenia.
Zbiornik wodny
Jeśli na Państwa działce znajduje się jezioro lub staw, należy wykorzystać to i ułożyć na jego dnie pętle rur polietylenowych obciążając je tak, aby nie wypłynęły na powierzchnię. Zbiornik powinien charakteryzować się odpowiednio dużą powierzchnią i głębokością (ok. 3 metrów). W okresie zimy temperatura wody na głębokości poniżej 2 metrów utrzymuje się na stałym poziomie około 4oC. Zasada działania takiego wymiennika jest taka sama jak kolektora gruntowego. Należy pamiętać jednak, żeby przy wymiarowaniu ilości pętli przyjąć odpowiednio wysoką temperaturę na wejściu do pompy ciepła (np. 2-3oC dla DeltaT=3K).
