Instalacje OZE - Źródło dolne i górne pompy ciepła
Instalacje OZE - Źródło dolne i górne pompy ciepła
Pompa ciepła nie wytwarza ciepła, lecz – jak zresztą wskazuje nazwa urządzenia – przenosi je z otoczenia budynku do jego instalacji grzewczej. Dla sprawności całego systemu ważniejsze nawet od parametrów konkretnej pompy jest zapewnienie jej odpowiednio wydajnego źródła ciepła (tzw. źródła dolnego) oraz takie wykonanie instalacji c.o. (źródła górnego), by mogła ona spożytkować dostarczaną przez pompę wodę grzewczą.
Czy pompa ciepła jest zamiennikiem kotła grzewczego?
Tak, lecz tylko w tym sensie, że może zostać użyta do ogrzewania domu, zwalniając z konieczności instalowania kotła albo (częściej) ograniczając jego wykorzystanie do najzimniejszych dni w roku, kiedy zapotrzebowanie na ciepło przekracza możliwości pompy. Określenie „dom ogrzewany pompą ciepła” jest jednak nieco mylące, bo między kotłem a pompą jest zasadnicza różnica.
Kocioł wytwarza ciepło, korzystając z energii zawartej w spalanym paliwie, natomiast zadaniem pompy jest przede wszystkim transport energii cieplnej. Przeważającą część potrzebnego do ogrzewania ciepła pobiera z otoczenia budynku, nazywanego źródłem dolnym. Ciepło to jest następnie przekazywane do instalacji grzewczej, którą zwyczajowo określa się mianem źródła górnego.
Jakie są najważniejsze wymagania wobec dolnego i górnego źródła ciepła?
Ponieważ, aby ogrzewać budynek, pompa potrzebuje stałego dopływu ciepła z dolnego źródła, musi być ono tak skonstruowane, by dopływ ten pozwalał na pokrycie – przynajmniej przez większą część sezonu grzewczego – zapotrzebowania ogrzewanego budynku na energię cieplną. Pamiętajmy – moc pompy widniejąca w katalogu odnosi się do jej zdolności przetłaczania (nie produkcji!) ciepła. Jeśli więc nie ma czego tłoczyć, to nie ma mowy o ogrzewaniu!
Co więcej, moc grzewcza pompy zawsze podawana jest w odniesieniu do określonej temperatury źródła dolnego. Jeżeli temperatura ta jest wyższa od założonej, rzeczywista moc pompy jest większa od katalogowej, natomiast gdy jest niższa – użyteczna moc pompy maleje. Ostatecznie jeśli pozyskiwany z dolnego źródła strumień ciepła będzie zbyt mały albo temperatura tego źródła zbytnio się obniży, dojdzie do awaryjnego wyłączenia urządzenia.
Źródło dolne powinno więc mieć możliwie wysoką temperaturę, z górnym jest zaś na odwrót – zależy nam, by jego temperatura robocza była jak najniższa. Dlaczego? Mówiąc obrazowo: im mniejsza jest różnica temperatur między nimi, tym łatwiej pompie „przepchnąć” ciepło „do góry”. W rezultacie – sprawność systemu grzewczego z pompą ciepła jest odwrotnie proporcjonalna do różnicy temperatur źródła dolnego i górnego. Gdy "na dole" mamy 0°C, sprawność pompy produkującej wodę grzewczą o temperaturze 30°C będzie około dwukrotnie większa od sprawności pompy zmuszonej do podgrzewania wody do 60°C.
W praktyce większość pomp ciepła przygotowana jest do wytwarzania wody grzewczej o temperaturze do ok. 55°C (powyżej tej granicy rachunek ekonomiczny staje się niekorzystny, choć specjalne konstrukcje, przeznaczone do remontowanych domów, pozwalają na osiągnięcie 65–70°C kosztem niższej sprawności, a więc większego zużycia prądu elektrycznego). Przyjmuje się jednak powszechnie, że instalacja centralnego ogrzewania współpracująca z pompą ciepła (górne źródło), powinna być zaprojektowana i wykonana tak, by pozwalała na ogrzanie budynku przy użyciu wody o temperaturze 30–40°C.
