Technika

Typy pomp ciepła

Pompy ciepła nie mogłyby działać bez źródła energii, znajdującego się w całej instalacji "przed nimi", czyli tak zwanego dolnego źródła. Dolnym źródłem dla ogrzewania przy użyciu pompy ciepła może być: grunt, woda gruntowa lub powietrze. Wynika stąd stosowane nazewnictwo rodzajów pomp ciepła Istnieją trzy odmiany pomp ciepła: pompa typu solanka-woda, pompa powietrze-woda, pompa typu woda-woda.

Ziemna pompa ciepła (pompa typu solanka-woda). "Ciepło z wnętrza ziemi" – ta fraza precyzyjnie opisuje działanie ziemnej pompy ciepła. Węzeł grzewczy oparty o gruntową pompę ciepła pobiera ciepło, które skupione jest pod ziemią. Nawet w polskim klimacie temperatura gruntu jest stała, niezależnie od pory roku. Na głębokości około 15m wynosi około 10 C. Im bliżej powierzchni, tym temperatura w zimie mniejsza - jednak nie na tyle niska, aby nie można było zamontować tam instalacji źródła dolnego. Jest to możliwe, gdyż istnieją dwa rodzaje instalacji, które pobierają ciepło z ziemi na potrzeby wymiany w pompie ciepła: poprzez odwierty pionowe (głębinowe) oraz poprzez poziome kolektory - powierzchniowe. W obu tych przypadkach są to rury wypełnione glikolem, który pod ziemią utrzymuje stałą temperaturę od -2 C do +5 C. Mieszankę wody z glikolem określa się potocznie jako solankę (ang. brine), stąd popularna nazwa pompy gruntowej – pompa ciepła typu solanka/woda (ang. brine/water pump). Te pierwsze zajmują niewiele powierzchni poziomej, jednak konieczne jest wykonanie odwiertów o głębokości od 80m do 150m, a nawet jeszcze głębszych w przypadku ogrzewania obiektów przemysłowych. Daje to gwarancję stabilności ogrzewania. Kolektory poziome to kilkaset metrów calowej rury PE, ułożonej spiralnie lub płasko na głębokości ok 1,5m-2m pod powierzchnią ziemi (czyli poniżej granicy, do której ziemia zamaraza). Powierzchnia kolektora musi zajmować powierzchnię kilkukrotnie większą, niż powierzchnia ogrzewanego domu. Nie można definitywnie stwierdzić, wybór której metody jest korzystniejszy. Wszystko zależy od warunków lokalnych czyli rodzaju gleby, na której znajduje się nasza działka, powierzchni działki jaką dysponujemy itp. Najlepszą wydajnością cieplną odznaczają się gleby wilgotne i gliniaste, mniej korzystne są suche i piaszczyste.

Powietrzna pompa ciepła (pompa typu powietrze-woda). Z punktu widzenia instalatora, lub małej powierzchni działki, najwygodniejsza jest powietrzna pompa ciepła, ponieważ nie wymaga dużej ingerencji na poziomie fundamentów budowlanych. Powietrzna pompa ciepła jest nie tylko najłatwiejsza w montażu, ale również 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/-20 C). 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 pobierane przy pomocy studni (w zależności od wielkości zapotrzebowania na ciepło - z dwóch lub więcej). Jedna ze studni służy do czerpania ciepłej wody służącej do ogrzania lokalu, natomiast pozostałe studnie mają funkcję "zrzutową", a więc magazynują wodę ochłodzoną. Dystans pomiędzy studniami musi wynosić min. kilkanaście metrów, aby woda nie mieszała się. Woda gruntowa jest dość wymagającym dolnym źródłem dla pompy ciepła, ze względów geologicznych – nie każdy grunt posiada wody gruntowe na wymaganej głębokości (od ok. 6m do 30m).