Pompy ciepła – jak wybrać? Rodzaje pomp

Pompa ciepła – jak działa?

Produkowane obecnie pompy ciepła są niezawodnym, oszczędnym i przyjaznym środowisku źródłem ciepła. Mogą też pełnić rolę klimatyzacji, wystarczy odwrócić kierunek przepływu ciepła – w takim wypadku budynek sam w sobie jest źródłem ciepła podczas gdy powietrze, woda lub grunt je przejmują.

System z pompą ciepła składa się z dolnego źródła ciepła (tj. grunt, woda, powietrze), jednostki pompy ciepła oraz z górnego źródła ciepła, czyli systemu dystrybucji ciepła/chłodu w budynku. Źródło dolne to jakby rodzaj akumulatora, z którego czerpiemy energię. Pompa jest zaś jedynie transformatorem, przekształcającym ją na użyteczną dla nas postać. Wynika z tego, że bez odpowiednio wydajnego źródła dolnego, pompa nie będzie działać prawidłowo. Od niego zależy ilość pozyskanej energii oraz moc osiągana przez pompę. Należy pamiętać, że jeżeli pompa dostarcza zbyt mało ciepła, nie wystarczy zmienić jej na model o większej mocy, ale trzeba powiększyć instalację po stronie źródła dolnego.

Rodzaje pomp ciepła

Przy wyborze pompy ciepła należy wziąć pod uwagę warunki panujące na działce i dobrać odpowiedni do potrzeb sposób zasilania.

Pompy gruntowe mają najlepszą wydajność, ponieważ są w stanie zaspokoić 100% zapotrzebowania budynku na ciepło (ogrzewanie i ciepła woda użytkowa). Dzieje się tak, ponieważ temperatura gruntu poniżej 1,5m jest zawsze dodatnia, a im niżej sięga wymiennik ciepła tym lepsze efekty możemy uzyskać. Przy jej instalacji stosuje się dwa typy wymienników: poziome i pionowe.

Kolektor poziomy to zakopane na głębokości 1-1,5 m wężownice z rur wypełnionych płynem niezamarzającym. Płyn ten krążąc w rurach, odbiera ciepło z gruntu, a następnie – przez wymiennik ciepła – przekazuje je pompie. Wówczas ochłodzony wraca do wężownic, ponownie ociepla się kosztem gruntu i cykl się powtarza.

Kolektory pionowe to także rury wypełnione płynem niezamarzającym, lecz umieszczone w pionowych, głębokich odwiertach.

Największą wadą tego rozwiązania jest koszt, ponieważ koszty wykonania odwiertów są wysokie ze względu na wykorzystywany do tego specjalistyczny sprzęt.

W pompach ciepła typu grunt – woda występuje jeszcze rodzaj gdzie typowy system kolektora glikolowego (układ glikol – woda) zastąpiono wymiennikiem miedzianym bezpośredniego odparowania. Pozwoliło to na zmniejszenie łącznej długości dolnego źródła, a przez to zmniejszenie kosztu instalacji pompy ciepła. W systemie bezpośredniego parowania czynnik chłodniczy jest medium roboczym, które bezpośrednio uczestniczy w procesie wymiany ciepła w gruncie. Niezaprzeczalną zaletą układów bezpośredniego parowania jest również fakt osiągania najwyższych współczynników efektywności energetycznej COP dla całej instalacji, ponieważ odpadają dodatkowe wymienniki ciepła i pompy obiegowe dolnego źródła. W związku z tym, że dolnym źródłem takiej instalacji jest nadal grunt, sposób wykonania dolnego źródła gruntowej pompy ciepła bezpośredniego parowania może występować w dwóch wariantach: układ kolektora poziomego lub układ kolektora pionowego.

Najłatwiej zainstalować pompę ciepła, której dolnym źródłem jest powietrze. Jednak jej efektywność zdecydowanie maleje, gdy na dworze robi się zimno, czyli wtedy, gdy zapotrzebowanie na ciepło do ogrzania domu wzrasta. Im niższa temperatura powietrza, tym pompa zużywa więcej energii elektrycznej do wytwarzania tej samej ilości ciepła.

Powietrzna pompa ciepła występuje w wersji MONOBLOK, składającej się z jednej jednostki zewnętrznej połączonej z instalacją orurowaniem oraz wersji SPLIT, która jest podzielona na jednostkę zewnętrzną i wewnętrzną. Urządzenia w technologii MONOBLOK są droższe, ale zapewniają nam większy komfort. Są dobrze zaizolowane, dzięki czemu działają ciszej oraz ze względu na konstrukcję mogą mieć dłuższą żywotność. Pompy ciepła typu SPLIT są łatwiejsze do wykonania, a to czyni je tańszymi. Jeśli chodzi o wydajność obu technologii to jest ona zbliżona.

Pompy wodne korzystają z ciepła zgromadzonego w wodach podziemnych, powierzchniowych lub morskich, które mają stosunkowo wysoką temperaturę przez całą zimę (8-10°C), a więc są efektywnym dolnym źródłem. Niestety tylko na nielicznych działkach podziemne cieki wodne są na tyle duże, żeby można było myśleć o ich eksploatowaniu. Ciekawym wariantem wykorzystania wód jest ułożenie pętli kolektora na dnie stawu lub rzeki. Nie jest to popularne rozwiązanie, gdyż niewiele jest działek z dostępem do takich zasobów wodnych. Jednak układ jest wart uwagi, z racji swojej efektywności i bezawaryjności.

Wybór odpowiedniego źródła ciepła zależy od tego, jak duże mamy zapotrzebowanie na energię, jaki rodzaj systemu centralnego ogrzewania planujemy oraz od rodzaju gruntu, na którym stoi budynek. Pamiętajmy, że źle dobrane dolne źródło pompy ciepła zamrozi się w zimie i nie będzie wydajnie pracować.

Więcej informacji na ABC Pomp Ciepła

Źródło: portpc.pl, budujemydom.pl