Realizacja projektu wymarzonego domu, wymaga przemyślenia wielu istotnych kwestii, które zaważą o jego późniejszym racjonalnym użytkowaniu. Kluczowym dla funkcjonowania domu jest wybór odpowiedniego ogrzewania, dobranego do wielkości inwestycji, ukształtowania terenu działki i ilości domowników. Odpowiednia temperatura panująca w pomieszczeniach to podstawowy warunek, który musi być spełniony dla zapewnienia komfortu mieszkańców domu. Pojęcie domu ekologicznego staje się coraz bardziej popularne, a zastosowane do jego budowy nowoczesne technologie, pozwalają zmniejszać straty energii i koszty ogrzewania. Do takich rozwiązań możemy zaliczyć wykorzystanie w ekologicznym domu pompy ciepła. Pompy ciepła to doskonała alternatywa dla tradycyjnego systemu ogrzewania, która czerpie energię z naturalnych źródeł. Pompy dzieli się ze względu na wykorzystane źródło ciepła. Na rynku występują trzy typy pomp: gruntowa pompa ciepła, powietrzna pompa ciepła (pompa ciepła powietrze woda), oraz wodna pompa ciepła. Pompy gruntowe, ze względu na wyższą cenę niż pompy powietrzne, są rzadziej wybierane przez klientów – szczególnie wtedy, gdy budżet przeznaczony na wykonanie instalacji jest ograniczony. Klienci, którzy jednak zdecydują się na wyższy wydatek, przez wiele lat będą cieszyć się niskimi kosztami ogrzewania, bez względu na temperaturę zewnętrzną pod warunkiem, że instalacji dokona doświadczona firma.
Spis treści:
We wpisie dowiesz się, na czym polega zasada działania i jaki jest jej schemat pracy pompy ciepła, w której źródłem ciepła jest grunt. Przeczytasz także, czym różni się ona od pompy powietrznej, jakie są jej koszty eksploatacji oraz czym jest pompa o podwyższonej klasie efektywności energetycznej.
Zadaniem gruntowej pompy ciepła jest zapewnienie ciepłej wody użytkowej oraz dostarczanie energii cieplnej do systemu ogrzewania domu. Gruntowe pompy ciepła jak sama nazwa wskazuje, pozwala na jego pobranie z wnętrza gruntu. Istnieją dwie opcje pobrania ciepła z gruntu. Pierwszą, częściej stosowaną metodą jest montaż instalacji służącej do przekazywania ciepła pomiędzy gruntem a parownikiem, za pomocą roztworu glikolu. Innym rozwiązaniem jest zastosowanie parownika o odpowiednio dużych wymiarach – spotka się je w pompach ciepła z bezpośrednim odparowaniem. Aby pompa pracowała wydajnie, do jej budowy niezbędne jest zastosowanie wymiennika gruntowego. Gruntowy wymiennik ciepła to znajdująca się pod powierzchnią ziemi instalacja wykonana z systemu rur, tworząca pętlę. W rozwiązaniu pompy z roztworem glikolu, płyn posiada właściwość niezamarzania nawet przy temperaturze -14 stopniach Celsjusza. W zastosowanym rozwiązaniu bezpośredniego odparowania, przez system rur przepływa płyn pompy ciepła. System rur składający się z kilku mniejszych pętli zamiast jednej większej, optymalizuje pracę gruntowej pompy ciepła. Rury mogą być rozmieszczone jako pionowy kolektor ciepła lub poziomy kolektor ciepła.
Działanie gruntowych pomp ciepła może być wykorzystane do ogrzania systemu grzewczego (np. grzejników), jak i zbiornika ciepłej wody użytkowej. Pompa ciepła składa się z kilku istotnych elementów. Są to dwa wymienniki ciepła (dolne źródło ciepła i górne źródło ciepła), sprężarka oraz zawór rozprężny. Poszczególne części pompy ciepła są połączone systemem rur, które są wypełnione czynnikiem chłodniczym. W ten sposób powstaje obieg chłodniczy. W konsekwencji przyjęcia energii cieplnej, czynnik chłodniczy w parowniku ulega odparowaniu. Powstała w ten sposób para wodna zostaje sprężona przez sprężarkę. W konsekwencji tworzy się wysokie ciśnienie oraz temperatura, która jest oddawana w skraplaczu. Para wodna ponownie zmienia postać na ciekłą i w tej formie przedostaje się do parownika. W trakcie tego procesu para wodna przepływa przez zawór rozprężny, wewnątrz którego spada ciśnienie oraz temperatura. Jej poziom jest teraz odpowiedni, aby ciepło zostało pobrane wewnątrz parownika. Dolne źródło ciepła powinno cechować się dużą pojemnością ciepła, oraz stałą i najwyższą możliwą do uzyskania temperaturą. Mówiąc prościej pompa ciepła to urządzenie, które generuje przepływ ze źródła o niskiej temperaturze, do źródła o wyższej temperaturze.
Pompy gruntowe różnią się od pomp powietrznych sposobem pozyskiwania energii, bowiem jak sama nazwa wskazuje, pompy gruntowe swoją energię pozyskują z gruntu, a powietrzne – z powietrza. Porównując te dwie technologie pomp ciepła trzeba zrozumieć, że efektywność działania pompy zależy głównie od dwóch czynników: temperatury dolnego źródła, a więc temperatury gruntu lub powietrza, oraz od temperatury zasilania podłogówki bądź grzejników. Można więc powiedzieć, że im niższa jest różnica pomiędzy temperaturą dolnego źródła, a temperaturą zasilania obiegów grzewczych, tym pompa działa efektywniej. Ponadto im wyższa temperatura dolnego źródła i im niższa temperatura zasilania ogrzewania, tym wyższa efektywność działania pomp. Pompa powietrzna działa efektywnie, gdy temperatury na zewnątrz są stosunkowo wysokie (powyżej zera). Gdy temperatury spadają poniżej zera, efektywność działania pomp powietrznych znacznie spada i przy temperaturze zasilania 35 stopni Celsjusza wahają się od 3 do nawet 2. Z kolei przy wyższej temperaturze zasilania (np. 45 stopni Celsjusza) mogą, tak jak w przypadku grzejników, spaść do nawet 1, a więc mają efektywność porównywalną do grzałek. Warto zaznaczyć, że żadna pompa ciepła powietrze woda, nie może być jedynym źródłem energii w domu. Tego typu pompy zawsze posiadają wbudowane grzałki, które wspomagają ogrzewanie domu, gdy temperatura na zewnątrz znacząco spadnie.
Gruntowe pompy ciepła posiadają ogromny bufor ciepła w postaci gruntu, z którego czerpią swoją energię i nawet gdy temperatura na zewnątrz spada poniżej -20C, działają efektywnie. Wszystko za sprawą wykorzystywania zakumulowanej energii z gruntu ze współczynnikiem efektywności ponad 4, czyli ponad 4 razy taniej od pomp powietrznych. W przypadku pomp gruntowych bardzo ważne jest, aby właściwie dobrać długość wymiennika gruntowego. Często popełnianym błędem jest wykonanie zbyt krótkich odwiertów lub położenie zbyt mało rur w przypadku wymiennika poziomego. Nierzadko firmy wykonawcze niedowymiarowywują dolnych źródeł. Może to skutkować wysokimi kosztami eksploatacji lub nawet przemrożeniem gruntu, co z kolei prowadzi do wyłączenia pompy. Bardzo istotną sprawą, którą inwestor przed dokonaniem wyboru powinien wziąć pod uwagę, jest skomplikowana budowa i naszpikowanie elektroniką pomp powietrznych. Prawie wszyscy działający na polskim rynku producenci pomp powietrznych zrzucają na firmy instalacyjne obowiązek serwisowania pomp w okresach gwarancyjnych, zapewniając jedynie darmowe części zamienne. Biorąc pod uwagę fakt, że na polskim rynku tylko niewielka część firm instalacyjnych potrafi serwisować pompy powietrzne, zamontowanie takiej pompy tanio przez firmę instalacyjną, której celem jest jedynie zarobienie pieniędzy na sprzedaży, może skutkować pozostawieniem klienta z problemem niedziałającej pompy.
Na rodzaj wybranej pompy ciepła najlepiej zdecydować się na samym początku, podczas projektowania budynku. Pompa z wymiennikiem gruntowym jest nieporównywalnie bardziej opłacalna w użytkowaniu, niż standardowe źródła ogrzewania. Dodatkowym rozwiązaniem które pozwoli zmniejszyć koszty ocieplenia domu, jest zainstalowanie fotowoltaiki, wspierającej pracę pompy. Istotnym czynnikiem wpływającym na wydajność gruntowych pomp ciepła, jest także kształt oraz wielkość działki. To od jego wielkości zależy czy zastosujemy kolektor pionowy czy kolektor poziomy. Pompa czerpiąca ciepło z gruntu, najbardziej opłaci się w sytuacji gdy planowana inwestycja jest prawidłowo ocieplona, stosunkowo małych rozmiarów, a w okolicy nie będzie występował problem z dostawami prądu. Ten rodzaj ogrzewania jest idealnym uzupełnieniem ogrzewania podłogowego. To dobre rozwiązanie jeżeli posiadasz odpowiednio dużo miejsca dookoła domu, na montaż kolektora gruntowego, którego dźwięk pracy nie będzie zakłócał spokoju twojego oraz twoich sąsiadów. Zastosowanie się do powyższych założeń, zagwarantuje najlepszą wydajność i niski koszt ogrzewania domu i ciepłej wody użytkowej. Pompa ciepła cechuje się także wysoką niezawodnością.
Przeczytaj artykuły na blogu:
kontakt@grupaeneco.pl