Skąd brać ciepło? Z powietrza, wody czy z ziemi? To najważniejsza decyzja w ogrzewaniu pompą ciepła. To pytanie za 20 000 zł, bo tyle może kosztować rozwiązanie najdroższe. Najtańsze jest za darmo. Ale liczą się też inne kryteria wyboru.
(fot. Clima Komfort)
Instalacja grzewcza z pompą ciepła składa się z trzech zasadniczych części:
źródła dolnego;
węzła cieplnego, którego najważniejszym elementem jest pompa ciepła;
źródła górnego.
źródło górne grzeje pomieszczenia – to podłogówka, grzejniki lub jedno i drugie. Energię cieplną dostarcza do źródła górnego pompa ciepła. Jest to energia pobierana przez pompę ciepła z powietrza, wody lub gruntu za pomocą instalacji nazywanej źródłem dolnym. Fachowcy twierdzą, że nie pompa ciepła, lecz źródło dolne decyduje o jakości całego systemu grzewczego.
Dużo w tym racji – pompa ciepła to w istocie sprężarka, której fizyczna zasada pracy jest zawsze taka sama. Jej możliwości i ograniczenia wynikają więc głównie z praw fizyki, niezależnych od starań konstruktora i producenta. (Istnieją też pompy ciepła absorpcyjne, ale znaczenie praktyczne w budownictwie jednorodzinnym mają tylko pompy sprężarkowe).
Jest z czego wybierać
Wiemy już, że sprawność ogrzewania pompą ciepła, określana współczynnikiem COP jest tym większa, im mniejsza jest różnica temperatury ΔT między źródłem górnym (T2) a źródłem dolnym (T1) tj. Jest to zależność intuicyjnie oczywista, gdyż pompowanie ciepła „pod górkę”, tj. z materii chłodniejszej do cieplejszej, wymaga tym większej pracy im wyższa jest „górka”, czyli im większa jest różnica temperatur ΔT.
W przypadku zastosowania ogrzewania podłogowego (jest to rozwiązanie zalecane) temperatura T2 wynosi ok. 30°C (ok. 300 K). Najcieplejszym źródłem dolnym może być sztuczne źródło ciepła, takie jak ścieki, woda powrotna w systemach ciepłowniczych, inne ciecze, gazy lub powietrze ogrzewane w jakimś procesie technologicznym. Możliwości takich rozwiązań istnieją w przemyśle lub budownictwie komunalnym, natomiast bardzo rzadko zdarzają się w domach jednorodzinnych. Pozostają nam źródła naturalne (odnawialne) wymienione na rys. 2 i przedstawione schematycznie na rys. 3. Najwyższą temperaturę ma woda gruntowa, ok. 10°C, niezależnie od głębokości i pory roku.
Rozwiązanie z wodą gruntową jako dolne źródło jest więc bardzo korzystne pod względem sprawności (COP osiąga wartości 5÷6), niezbyt drogie inwestycyjnie, ale wymaga sprawdzenia parametrów wody, której zanieczyszczenia mogą powodować korozję wymiennika ciepła lub powstawanie osadów. Kolektor gruntowy to kilkaset metrów zakopanej w ziemi rury napełnionej roztworem glikolu, nazywanym zwyczajowo solanką. Może być poziomy (płaski lub spiralny) zakopany na głębokość ok. 1,5 m pod powierzchnią gruntu lub pionowy w odwiertach o głębokości 30 do 200 m.
Ciąg dalszy w książce „Dom energooszczędny z pompą ciepła”
