Pompy ciepła – darmowa energia ze środowiska

18.03.2012

To jedne z najnowocześniejszych urządzeń grzewczych. Pompy ciepła, bo o nich mowa potrafią dziś ogrzać dom na rachunek natury. Wykorzystują do tego darmowe ciepło gruntu, powietrza lub wody. Pracują w służbie ekologii i są tanie w eksploatacji.

Działanie pompy ciepła polega na przekazywaniu ciepła pochodzącego z zimnego otoczenia do instalacji grzewczej, gdzie temperatura jest wyższa. Możliwe jest to dzięki energii napędowej, którą doprowadza się do pompy.

W najbardziej powszechnych pompach sprężarkowych energią napędową jest energia elektryczna, która napędza sprężarkę. Podstawowe elementy pompy ciepła nie różnią się w zasadzie od tych, na podstawie których działa choćby lodówka. Znajdują się w niej dwa wymienniki ciepła – parownik i skraplacz oraz sprężarka i zawór rozprężny. Wszystkie składowe połączone są przez rury, którymi krąży tzw. czynnik roboczy, który jest niczym innym jak specjalnym płynem pośredniczącym w wymianie ciepła.

Pompy ciepła zasilane powietrzem

Pompy ciepła zasilane powietrzem fot. Biawar

Do ogrzania naszego domu możemy wykorzystać pompy, których źródłem ciepła jest powietrze. Do pozyskania ciepła pompy powietrzne nie potrzebują żadnej zewnętrznej instalacji. Wentylator pompy zasysa powietrze z otoczenia bezpośrednio do urządzenia, gdzie oddaje ciepło czynnikowi roboczemu. Pompa tego rodzaju sprawdza się jednak w naszej strefie klimatycznej głównie jako podgrzewacz wody użytkowej przez cały rok. Ze względu na duże mrozy efektywność powietrznej pompy ciepła znacząco maleje, a zużycie prądu wzrasta do poziomu, który zużywa zwykły elektryczny bojler. Lepszą opcją jest w tym wypadku zastosowanie urządzenia typu powietrze/powietrze jakim jest klimatyzator, który pracuje również jako pompa ciepła. Co prawda jego efektywność również maleje wraz ze spadkiem temperatury na zewnątrz i w okresie występowania dużego mrozu, ale zważywszy na to, że klimatyzator kupujemy w celu chłodzenia, inwestycja w tego typu źródło ciepła bardziej się opłaca, bo zyskujemy dodatkowo źródło ciepło. Naturalnie trzeba pamiętać, że klimatyzator w wersji z pompą ciepła jest bardziej kosztowny niż taki, który tylko chłodzi.

W odróżnieniu od pompy powietrznej w przypadku pompy wykorzystującej ciepło gruntu, potrzebujemy zamontować specjalną instalację. Najbardziej kłopotliwą częścią instalowania urządzenia jest budowa tak zwanego wymiennika gruntowego. Jest on jednocześnie parownikiem pompy. W ułożonych zaś w ziemi rurach krąży czynnik roboczy, który w nich odparowuje (tzw. pompy z bezpośrednim odparowaniem). Wymiennik gruntowy, o którym mowa budowany jest z rur miedzianych albo z tworzywa sztucznego. W celu otrzymania jak największej ilości ciepła, wymiennik umieszcza się na takiej głębokości, na której temperatura gruntu jest najwyższa. Pamiętajmy, że temperatura gruntu zależy głównie od właściwości fizycznych gleby jak i poziomu nasłonecznienia, dlatego przed instalacją pompy dobrze jest zbadać grunt. Wydajność pompy jest zdecydowanie największa w gruncie gliniastym, mokrym.

Wymiennik gruntowy można układać w ziemi w postaci kolektorów poziomych albo kolektorów pionowych. Od wykonania instalacji wymiennika w największym stopniu zależy poprawna praca pompy. Jeżeli będziemy instalować rury wymiennika w wersji kolektorów poziomych, możemy układać je w jednej lub dwóch płaszczyznach albo w formie spirali. Do ułożenia poziomego kolektora gruntowego potrzebujemy mniej więcej kilkaset metrów kwadratowych. Jeżeli nie dysponujemy taką przestrzenią, możemy zainstalować kolektory pionowe, które składają się z tak zwanych sond. W tym przypadku będziemy musieli wywiercić w ziemi otwory o głębokości od 10 do 20 m, ułożone w odległości 5 m od siebie. Pamiętajmy jednak, że jest to zdecydowanie bardziej kosztowna opcja, wymaga bowiem zastosowania specjalistycznego sprzętu.

Kolektor gruntowy

Kolektor gruntowy fot. Biawar

Najrzadziej stosowanym rozwiązaniem wśród pomp ciepła jest pompa pozyskująca ciepło z wody. Aby móc wykorzystać wodę jako źródło ogrzewania musimy wywiercić w ziemi studnię czerpną i zainstalować w niej pompę, której zadaniem będzie tłoczenie wody do drugiej studni zwanej chłonną. Przetłaczana woda będzie omywać parownik pompy, ogrzewając w nim czynnik roboczy. Jeżeli wybierzemy to rozwiązanie zwróćmy uwagę na to czy woda ze studni czerpnej nie jest zbyt twarda i nie zawiera zbyt dużo żelaza i manganu. Kamień, który jest efektem twardej wody, osadzając się na wymienniku, znacząco ograniczy wymianę ciepła, z kolei obecność manganu i żelaza w wodzie, wpłynie w perspektywie czasowej na zmniejszenie wydajności studni.

Ciepło pozyskiwać można również z wody powierzchniowej, z jeziora bądź rzeki. Nie jest to jednak bezpieczne rozwiązanie, bowiem temperatura wody powierzchniowej waha się pomiędzy 0 a 10°C, zdarzyć się więc może, że parownik pompy zwyczajnie zamarznie i unieruchomi pompę.

Więcej w kategorii: Ogrzewanie

Ogrzewanie podłogowe

Instalacja ogrzewania podłogowego

Wodne ogrzewanie podłogowe zaliczane jest do ogrzewania akumulacyjnego. Jego zastosowanie umożliwia wykorzystanie kotłów gazowych, także…

więcej

Aranżujemy kominek

aranżacja kominka

Aranżacja kominka poprzez odpowiednie gotowe panele lub też własnoręcznie wykonane elementy możliwa jest na dziesiątki,…

więcej

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

Connect with Facebook

Możesz użyć następujących tagów oraz atrybutów HTML-a: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>