Fotowoltaika

Rodzaje pomp ciepła – podstawy w pigułce

rodzaje pomp ciepła

Pompy ciepła to urządzenia służące do ogrzewania domu i podgrzewania wody użytkowej. Wielkością przypominają lodówkę i są całkowicie bezobsługowe. Nie są to jednak urządzenia, które same wydzielają ciepło. Działają raczej na zasadzie przepompowywania ciepła ze źródła o niższej temperaturze do cieplejszego ośrodka. Źródłem o niższej temperaturze może być powietrze, woda lub grunt. W tym artykule omówimy wszystkie rodzaje pomp ciepła i skupimy się na tym, jakie ograniczenia oraz zalety ma każdy z nich.

Działanie pompy ciepła

Najpierw jednak objaśnijmy w zarysie jak działają wszystkie pompy ciepła, niezależnie od rodzaju. Otóż każda z nich odbiera ciepło ze źródła dolnego i przepompowuje je do źródła górnego, którym jest zwykle woda (rzadziej powietrze) krążąca w instalacji grzewczej. Każda pompa ciepła jest zasilana energią elektryczną, ale nie potrzebuje jej dużo. Na pewno zdecydowanie mniej niż kocioł na gaz lub olej. Pompy ciepła stanowią element większego systemu, na który składają się: źródło dolne, sama pompa, źródło górne. Rodzaje pomp ciepła – powietrze, grunt, woda W zależności od tego, co pełni rolę źródła dolnego, wyróżniamy różne rodzaje pomp ciepła. Jedne czerpią ciepło z wody, inne z gruntu jeszcze inne z powietrza.

Pompy ciepła gruntowe

Jeśli chodzi o trzy podstawowe rodzaje pomp ciepła (powietrze, woda, grunt), w naszym kraju największą popularnością cieszą się te, które czerpią ciepło z gruntu. Trudno się dziwić, ten rodzaj dobrze pasuje do naszych warunków klimatycznych. Instalacja z gruntową pompą ciepła może mieć trzy różne formy:

  • kolektor poziomy – czyli wężownice z rur z płynem niezamarzającym, położone dośc płytko (1-2 m) za to na sporej powierzchni.

  • Sondy pionowe – czyli pojedyncze pętle rur umieszczone pionowo w odwiertach głębokich na kilkadziesiąt metrów.

  • kolektor poziomy z bezpośrednim odparowaniem – czyli miedziane rury wypełnione czynnikiem chłodniczym pompy. W takiej instalacji wyeliminowany zostaje jeden wymiennik ciepła, co podnosi jej sprawność.

Jakie są zalety tego rodzaju pomp ciepła? Za największą trzeba uznać niemal zawsze dodatnie temperatury w sezonie grzewczym. Najwyższe temperatury gwarantują sondy pionowe. Dzięki ich stosowaniu większa powierzchni działki może zostać obsadzona roślinami o głębokich korzeniach. Niestety pompy gruntowe z pionowymi sondami mają też wadę, są drogie. Wykonanie odwiertów wymaga użycia specjalistycznych maszyn i w związku z tym dużo kosztuje. Poza tym, odwierty trzeba bardzo starannie wypełnić. Chodzi o to, żeby nie pozostawiać pustych przestrzeni, które działałyby jak izolacja, uniemożliwiając sondzie odbieranie ciepła z ziemi.

Znacznie łatwiej i taniej wychodzi zainwestowanie w kolektory poziome. Żeby je umieścić na odpowiedniej głębokości wystarczy zwykła koparkospycharka. Nie jest to jednak rozwiązanie dla każdego. Po pierwsze, wymaga dużej działki. Trzeba będzie wygospodarować nawet kilkaset metrów terenu. Nie można go utwardzić, zabudować ani obsadzić gęstymi krzewami czy wysokimi drzewami. Ta powierzchnia musi pozostawać nie osłonięta by swobodnie trafiały na nią deszcz i promieniowanie słoneczne. Dzięki temu zasoby ciepła będą się odnawiać między sezonami. Czy to oznacza, że teraz z kolektorami można przeznaczyć jedynie pod trawnik? Niekoniecznie. Można też ułożyć pod kolektorem ziemnym drenaż rozsączający przydomowej oczyszczalni ścieków. Można też odprowadzać tam wodę z rynien.

Nie warto oszczędzać…

Ważne jest, żeby mieć świadomość, że próby oszczędzania na rozbudowie kolektora źle się kończą. Jeśli przeznaczymy na ten cel zbyt małą powierzchnię, pompa nie będzie działać jak powinna. Może się wyłączać, kiedy temperatura gruntu za bardzo spadnie. Warto jeszcze wziąć pod uwagę fakt, że grunty różnią się między sobą wydajnością. Najlepiej sprawdzają się te stale wilgotne, gliniaste. Ze zwykłego piasku uzyskamy nawet trzy razy mniej ciepła. Dlatego, żeby podjąć decyzję o inwestycji w gruntową pompę ciepła, trzeba najpierw zbadać grunt i ustalić jak duża powinna być instalacja po stronie źródła dolnego. Może się ostatecznie okazać, że trzeba będzie wziąć pod uwagę inne rodzaje pomp ciepła.

Rodzaje pomp ciepła – wodna

Pompy ciepła mogą pobierać je też z cieków wodnych. Niestety na niewielu działkach są na tyle duże, żeby je eksploatować. Zdarza się też, że woda ma nieodpowiedni skład, np. zawiera duże ilości manganu, wapnia, żelaza, co powoduje zapychanie się filtrów i wymienników ciepła. Może prowadzić nawet do szybkiego zamulenia studni zrzutowej. Pewnym rozwiązaniem jest zastosowanie w takiej sytuacji wymienników ze stali szlachetnej, łatwych do czyszczenia z osadów, ale to powoduje mniejszy uzysk ciepła. Poza tym, trzeba często czyścić wymiennik przez co instalacja traci swój wielki atut – bezobsługowość.

Rodzaje pomp ciepła – powietrzne

Pompy powietrzne są w tej chwili najbardziej popularne, choć mają spore wady. Przede wszystkim powietrze nie jest dobrym nośnikiem ciepła. Do tego jego temperatury bardzo się wahają, a w sezonie grzewczym są najniższe. Mimo tych wad, tego rodzaju pompy mają też sporo zalet, które czynią je chyba najbardziej uniwersalnym rozwiązaniem. Po pierwsze, wielkość działki nie ma tu żadnego znaczenia, bo nie trzeba robić żadnych wykopów ani odwiertów. Po drugie, powietrze dostępne jest wszędzie, więc na każdej działce można zainwestować w taką pompę ciepła. Po trzecie, nie ma tutaj żadnej instalacji po stronie źródła dolnego, co bardzo ułatwia montaż i znacząco obniża koszty inwestycyjne. Poza tym, pompy powietrzne nie wpływają na działanie wentylacji i nie potrzebują komina. Niektóre modele można nawet całe umieścić na zewnątrz domu.

A co z zimowymi mrozami? Czy wtedy pompy powietrzne też się sprawdzają? Nowoczesne pompy działają nawet przy mrozach sięgających -20/25°C, choć oczywiście mniej ekonomicznie. Oznacza to, że pobierają wtedy znacznie więcej prądu. Mimo to, są w stanie pokryć zapotrzebowanie na ciepło przez cały rok.

Rodzaje pomp ciepła, a wybór

Jak widać, każdy rodzaj pomp ciepła ma swoje ograniczenia. I nie zawsze tak naprawdę mamy wybór. Czasem rozmiar działki, niedostatek cieków wodnych czy też po prostu ograniczony budżet mogą sprawić, że w zasadzie pozostanie nam tylko jedna możliwość. Warto jednak zawsze dokonać wszelkich niezbędnych pomiarów i wyliczeń zanim podejmiemy ostateczną decyzję.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *