Wybór źródła dolnego

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”

Pozostałe artykuły z tego numeru

Panel ekspertów

Na zestaw podstawowych pytań, sformułowanych w imieniu naszych Czytelników, odpowiadają eksperci z kilku firm

Wymiana kotła c.o. na pompę ciepła

Termin RETROFIT robi oszałamiającą karierę na konferencjach poświęconych pompom ciepła. Oznacza ogólnie zastosowanie nowoczesnej technologii w starych systemach, a w naszym przypadku zastosowanie pomp ciepła w starych domach.

Eksploatacja i konserwacja pomp ciepła

To zdjęcie przedstawia krematorium. Nie chodzi nam o wywołanie efektu niesamowitości, ale zdjęcie ma zaskakująco ścisły związek z omawianym tematem.

Pompa ciepła a technologia domu

Według podobnej logiki toczy się główny nurt dyskusji o pompach ciepła na forach internetowych. Zadziwiającym płodem takiego sposobu rozumowania jest niemal powszechna aprobata dyskutantów dla tezy, że pompa ciepła jest rozwiązaniem opłacalnym tylko w domach „energożernych”, czyli pozbawionych dobrej izolacji cieplnej.

Pompa ciepła w klimatyzacji

Dotychczas zajmowaliśmy się pompą ciepła w roli źródła energii cieplnej dla c.o. i c.w.u. Okazuje się, że pompa ciepła doskonale radzi sobie również z chłodzeniem pomieszczeń i może efektywnie współpracować z systemem wentylacji. A są to sprawy nie mniej ważne niż ogrzewanie – wystarczy spojrzeć obok na krzywą duszności, czyli zależność odczucia duszności od temperatury i wilgotności.

C.W.U w systemie z pompą ciepła

W typowym przypadku rodziny czteroosobowej zamieszkującej dom 150-200 m2, na ogrzewanie ciepłej wody użytkowej potrzeba zaledwie 10-20% energii zużywanej na c.o. i chociaż zaopatrzenie domu w c.w.u. jest problemem mniejszej wagi ekonomicznej niż c.o., to jednak właściwe jego rozwiązanie ma duży wpływ na komfort życia.

Wybór pompy ciepła

Fizycznie pompy ciepła różnych producentów nie różnią się bardzo. Ich podstawowe parametry określa serce urządzenia – agregat sprężarkowy. Reszta to trochę rurek, zaworów i sterownik elektroniczny. A jednak warto jasno sprecyzować nasze potrzeby i starannie porównać produkty oferowane przez poszczególne firmy.

Instalacja c.o. do pompy ciepła

Jak ogrzewać pomieszczenia? Pompa ciepła narzuca wybór instalacji c.o. pracującej przy niskich temperaturach. Najlepsza jest podłogówka. Ale nie jest to jedyne rozwiązanie tzw. źródła górnego.

Systemy ogrzewania pompą ciepła

Nie wystarczy zdecydować się na pompę ciepła. Trzeba jeszcze wybrać jeden z kilku możliwych systemów ogrzewania. A żaden nie może być uznany za „jedynie słuszny”.

Rekuperatory i gruntowe wymienniki ciepła

Bez prawidłowo działającej wentylacji nie obędzie się żaden energooszczędny dom, bowiem straty ciepła związane z wentylacją są bardzo kosztowne. Można temu zaradzić – dobry projekt i nowoczesne urządzenia do odzysku ciepła zredukują wydatki na wentylację, podwyższając jednocześnie komfort życia.

Energooszczędne ogrzewanie

Wybierając rodzaj systemu grzewczego i poszczególne urządzenia, z których będzie się składał, warto kierować się podstawowym i najważniejszym kryterium wyboru, jakim jest późniejsza energooszczędność instalacji. Jednorazowa inwestycja w nowoczesną, oszczędną instalację „odwdzięczy się” niskimi opłatami za eksploatację w przyszłości.

Energooszczędne szczegóły

Wiele domów jednorodzinnych budowanych w Polsce tylko teoretycznie spełnia założenia projektowe dotyczące izolacyjności termicznej. Końcowy rezultat najczęściej jest niezadowalający, a główną przyczyną są mostki termiczne. Należy zdawać sobie sprawę, że przy odrobinie wiedzy oraz dużej dozie staranności są bardzo łatwe do wyeliminowania. Sukces w jednakowym stopniu zależy od projektanta, wykonawcy oraz inwestora, który powinien wiedzieć za co warto zapłacić.

Standardy projektowe

Nie ma się co oszukiwać, koszty energii stale rosną i prawdopodobnie będą się zwiększały w coraz szybszym tempie. Zatem konieczne staje się projektowanie i budowanie domów o relatywnie niskim zużyciu energii – zwłaszcza do celów grzewczych. To tzw. domy energooszczędne i pasywne.

Europa stawia na pompy ciepła

Pompy ciepła są praktycznie stosowane w Europie od 30 lat, ale w ostatnich 2 latach obserwuje się gwałtowny wzrost skali ich sprzedaży (zobacz słupki na diagramach obok). W wielu krajach, jak np. Niemcy, Szwecja, Finlandia, Austria, Szwajcaria, Francja, liczba nowych domów wyposażanych w pompę ciepła wzrosła w 2007 roku prawie dwukrotnie w odniesieniu do roku 2006. Niemal co drugi dom budowany w tych krajach jest wyposażony w pompę ciepła (w Szwajcarii jest to 60% nowo budowanych domów).

Europa stawia na pompy ciepła