Pompa ciepła w domu

  • 24.08.2020, 12:44 (aktualizacja 17.03.2021, 11:04)
  • Redakcja
Pompa ciepła w domu Wolf Jeżeli nie nastawiamy się na korzystanie z pompy ciepła podczas dużych mrozów, dobrym rozwiązaniem będzie urządzenie pozyskujące ciepło z powietrza zewnętrznego
Pompy ciepła, coraz popularniejsze w domowych instalacjach grzewczych, włącznie z przygotowaniem ciepłej wody użytkowej, mogą być ciekawą alternatywą wobec konwencjonalnych urządzeń i systemów grzewczych.

By jednak przynosiły oczekiwane efekty, należy spełnić kilka warunków. Pierwszym jest dobra izolacja cieplna budynku, gwarantująca jego energooszczędność. Następnie należy rozważyć, czy decyzja o zakupie i montażu pompy będzie najlepszym rozwiązaniem, przy niedoborze innych możliwości, np. braku dostępu do sieci gazu ziemnego, który wciąż jest jednym z najbardziej ekologicznych i ekonomicznych źródeł ciepła. Jeżeli decyzja będzie oczywista, to trzeba jeszcze wybrać pompę z optymalnym dla konkretnego domu i jego otoczenia dolnym źródłem ciepła. A takim może być ciepło gruntu, wody gruntowej albo powietrza, które pompa, przy niewielkim wsparciu energii elektrycznej, może zintensyfikować i dostarczyć do domowej instalacji c.o. lub c.w.u.

Zwolennicy pomp ciepła do oczywistych zalet grzewczych tych urządzeń dodają jeszcze inne, jak choćby te, że pompy nie wydzielają żadnych zanieczyszczeń, nie potrzebują też podłączenia do komina.

 

Zasada działania

Pompy ciepła działają na zasadzie odwrotnej do chłodziarek, wykorzystując zjawisko sprężania i rozprężania czynnika chłodniczego, zwanego roboczym, i związany z tym wzrost i spadek jego temperatury. Nawet zimą czynnik roboczy, będący w stanie rozprężenia, ma niższą temperaturę od temperatury gruntu, wody czy powietrza i może pochłonąć z nich energię cieplną. W znacznie cieplejszej pompie ciepła odparowuje, a para sprężana jest w sprężarce, przez co znacznie wzrasta temperatura czynnika, ogrzewając wodę w instalacji c.o. lub c.w.u. Po oddaniu ciepła wodzie czynnik ulega ponownie skropleniu i przechodząc przez zawór zwrotny traci wysokie ciśnienie, co wiąże się z dużym spadkiem temperatury, a wychłodzony czynnik może znów pobrać ciepło z otoczenia (a dokładnie z jednego z wymienionych wyżej dolnych źródeł ciepła, z których korzysta pompa).

Przy pompie z optymalnie dobraną mocą i rodzajem dolnego źródła ciepło, może ono zapewnić do 75 % gratisowej energii cieplnej potrzebnej do ogrzania budynku, a zapłacimy tylko za energię elektryczną potrzebną do zapewnienia 25% koniecznych do wydajnej pracy urządzenia.

 

Dolne źródła ciepła

Najprostszym technologicznie rozwiązaniem jest pobór ciepła z powietrza na zewnątrz budynku. Instalacja pompy składa się wówczas z modułu z czerpnią powietrza usytuowanego na zewnątrz (na ogół przy ścianie lub na ścianie domu) oraz pompy ciepła systemu powietrze-woda wewnątrz domu.

W wielu nowych domach popularne są pompy systemu powietrze-powietrze, także złożone z części zewnętrznej i wewnętrznej, dostarczające jednak ciepło nie do wodnej instalacji c.o., ale rozprowadzające je do różnych pomieszczeń przez naścienne urządzenia typu split.

Powietrze jest łatwym do pozyskania źródłem ciepła, ale zawodnym, bo przy większych mrozach (sięgających kilkunastu i więcej stopni poniżej zera) powietrzne pompy ciepła będą pracowały niemal wyłącznie na energii dostarczanej z sieci elektrycznej. A to kosztuje. Rozwiązaniem może być sprzężenie ich z centralą wentylacyjną zaopatrzoną w rekuperator, odzyskujący ciepło wydalane z budynku wraz ze zużytym powietrzem.

Bardziej stałym i pewnym źródłem ciepła są wody gruntowe – powierzchniowe (np. duży staw, zalew, jezioro), jak i podziemne ze studni.  Ich temperatura może być znacznie wyższa od temperatury powietrza, co zdecydowanie, niezależnie od pory roku, podnosi efektywność instalacji grzewczej z pompą ciepła, wykorzystującą energię cieplną wody.

Oczywiście nic nie jest tak proste, jakby się nam wydawało, bo niewielu właścicieli domów dysponuje działką z własnym jeziorem czy dostatecznie dużym stawem. Z kolei korzystanie z ciepła wody podziemnej, gdzie potrzebne są dwie studnie lub dwa odwierty – do czerpania i do zrzutu wody, wymaga uzyskania pozwolenia na budowę oraz pozwolenia wodno-prawnego. Takie pozwolenie nie obejmuje tylko studni, z których woda czerpana jest do celów konsumpcyjnych i użytkowych w gospodarstwie domowym. Inne wykorzystanie wody, np. na cele energetyczne i jej przetwarzania, a tak jest w przypadku pompy ciepła, wymaga już pozwolenia.

Poza względami formalno-prawnymi są też ograniczenia techniczne, wymagające dodatkowych nakładów inwestycyjnych. Do poboru potrzebna jest studnia, ale znacznie wydajniejsza niż typowa studnia do czerpania wody pitnej. Potrzebna jest też druga studnia do zrzutu wody wykorzystanej, umiejscowiona w odpowiedniej odległości (minimum 15 m) od studni z poborem, aby zrzucana woda nie mieszała się z czerpaną, obniżając jej temperaturę. Mało tego, woda pobierana z głębi gruntu wymaga na ogół oczyszczenia i uzdatnienia, aby uchronić instalację pompy (w tym szczególnie parownik/wymiennik ciepła) przed osadami i korozją. Przed decyzją o wykorzystaniu takiego dolnego źródła ciepła sensowne jest więc zrobienie wstępnej analizy jakości wody, a gdy ta będzie w miarę zadowalająca i tak powinniśmy zainwestować w dodatkową instalację uzdatniania oraz specjalny rodzaj wymiennika ciepła w pompie, odpornego na korozję.

Przy wspomnianych wyżej ograniczeniach związanych z pozyskiwaniem ciepła z wody, warto rozważyć grunt jako dolne źródło ciepła dla pompy. W naszej strefie klimatycznej grunt ma zawsze dodatnią temperaturę na głębokości poniżej tzw. strefy przemarzania, wynoszącej od 0,8 do 1,5 m. Aby pozyskać ciepło z gruntu, potrzebny jest gruntowy wymiennik (nazywany kolektorem) – poziomy lub pionowy.

Pierwszy z nich to po prostu długa rura ułożona w kilku pętlach w gruncie przy domu, na głębokości pomiędzy 1,5 a 2 m, czyli takiej, która zapewnia dodatnią temperaturę dzięki nagrzewaniu przez promieniowanie słoneczne. Aby pompa wykorzystująca ciepło gruntu pracowała optymalnie, należy wykonać odpowiednio rozległą instalację kolektora, stosując zasadę, że całkowita powierzchnia rozłożonych w gruncie rur powinna czterokrotnie przewyższać powierzchnię ogrzewanego w ten sposób domu.

Na ciasnej działce albo dużej, ale mocno zabudowanej i zabetonowanej, trudno jednak znaleźć kilkaset metrów wolnego terenu dla instalacji tak rozległego kolektora. Rozwiązaniem może być tu kolektor pionowy. Jest to system połączonych z sobą pionowych sond – rur w kształcie litery U – wpuszczonych w grunt na głębokość od 30 do 200 metrów. Taki gruntowy wymiennik ciepła w wersji głębinowej jest zdecydowanie bardziej wydajny od płaskiego, rozłożonego na niewielkiej głębokości. Pociąga jednak za sobą konieczność, tak jak w przypadku opisanej wcześniej instalacji pompy czerpiącej ciepło z wody podziemnej, uzyskania pozwolenia wodno-prawnego.


POMPY CIEPŁA  - GDZIE KUPIĆ W REGIONIE?

Lista polecanych firm

Redakcja

Podziel się:

Oceń:


Komentarze (0)

Dodanie komentarza oznacza akceptację regulaminu. Treści wulgarne, obraźliwe, naruszające regulamin będą usuwane.


Pozostałe