Powietrzne, wodne i gruntowe. Rodzaje pomp ciepła

Rodzaje pomp ciepła

Pompy ciepła wykorzystują odnawialne źródła energii do ogrzewania domu czy tworzenia ciepłej wody użytkowej. Przeważnie są to powietrze lub woda pochodząca z głębi ziemi czy źródeł geotermalnych. Dzięki temu są w pełni ekologiczne oraz niesamowicie wydajne – podczas gdy dom z kotłem tradycyjnym kotłem gazowym osiąga sprawność w zakresie 70-100%, z użyciem pomp ciepła można ją podnieść aż do 500%. System pracy w pompach ciepła opiera się o 3 obiegi: termodynamiczny oraz dolnego i górnego źródła.

Ze względu na budowę wyróżnia się następujące typy pomp ciepła:

• sorpcyjne – absorpcyjne i adsorpcyjne,
• sprężarkowe,
• termoelektryczne.

Najpopularniejszą pompą ciepła jest sprężarkowa. Urządzenie pobiera ciepło z otoczenia do parownika (wymiennik ciepła). Stamtąd absorbuje je odporny na zamarzanie czynnik chłodniczy. Ponieważ paruje on już w niskich temperaturach, w parowniku robi się cieplej, a wrząca, podgrzana ciecz trafia do sprężarki (pompy ciepła), skąd pod wpływem energii elektrycznej, pod dużym ciśnieniem wtłacza go do instalacji grzewczej budynku, aby ogrzać c.w.u. (ciepła woda użytkowa). Cały proces opisaliśmy szerzej w tym artykule.

Na rynku możesz spotkać trzy podstawowe rodzaje pomp ciepła:

1. powietrzne,
2. gruntowe,
3. wodne.

Każda z nich różni się nie tylko źródłem ciepła, jakie wykorzystuje, lecz także budową, ceną czy poziomem wydajności, którą zapewnia instalacji ogrzewania.

Powietrzna pompa ciepła

Tego rodzaju urządzenia (opisywane literami ASHP) dzielą się na pompy ciepła typu powietrze-powietrze oraz powietrze woda. Są najpopularniejszymi na rynku ze względu na łatwość montażu i atrakcyjną cenę. Niekiedy jednak ich wydajność może okazać się zbyt mała, aby zaspokoić zapotrzebowanie domowników.

Dlaczego? Aby poznać odpowiedź, sprawdźmy, jak działają.

Pompy powietrze-powietrze pobierają ciepło z powietrza, a następnie przekazują je do pomieszczeń przez kratki nawiewne. W ciepłe dni powietrzna pompa ciepła może zastępować klimatyzator, pracując w trybie chłodzenia. Współczynnik efektywności energetycznej COP tradycyjnych pomp ciepła powietrznych wynosi zwykle od 2 do 3. Te nowszej generacji mogą się poszczycić COP równym 4 i więcej. Decyduje o tym fakt, że nowoczesne sprężarki posiadają pompy umożliwiające ogrzewanie budynku nawet przy silnych mrozach sięgających do -30 stopni Celsjusza.

Pompy ciepła typu powietrze-woda ogrzewają c.w.u., tłocząc ją do rur c.o. (centralne ogrzewanie). Potrafią ogrzewać (bądź chłodzić) pomieszczenia, jednocześnie podgrzewając wodę użytkową. Pompy ciepła powietrze woda można instalować wewnątrz lub na zewnątrz budynku. Źródło ciepła to dla nich powietrze w temperaturze od -35 do 40 stopni Celsjusza. Pompa ciepła powietrze woda występuje w 2 wariantach: monoblok, split. Nie różnią się one trybem pracy, ale budową. Monoblok zajmuje mniej miejsca, jest jednak głośniejszy i mniej wydajny. Split pracuje ciszej i lepiej, jednak składa się z jednostki zewnętrznej i wewnętrznej. Split jest również droższy.

Ten rodzaj pomp jest najłatwiejszy w montażu, jednak w sezonie zimowym, gdy potrzeba większej ilości ciepła, pompa może się nie sprawdzić. Wówczas warto zainteresować się dwoma pozostałymi pompami ciepła.

Gruntowe pompy ciepła

Pompy gruntowe (GSHP) są wysoce wydajne, jednak znacznie droższe od powietrznych. Jako dolne źródło ciepła korzystają z atmosfery, energii gruntu (gleba, skały), wód głębinowych czy powierzchniowych. Moc tych urządzeń warunkowana jest głównie lokalizacją budynku.

Pompa ciepła gruntowa wykorzystuje energię geotermalną – zasoby ciepła pochodzące z ziemi. Aby ją zainstalować, trzeba wykonać odwierty. Jej wydajność uzależniona jest od typu kolektora (pionowy lub poziomy).

Kolektor poziomy jest rozwiązaniem tańszym, choć mniej efektywnym. Wyposażona w niego pompa do montażu wymaga działki o dużej powierzchni. Odwierty potrzebne do wprowadzenia rur są dość płytkie (1-1,5 metra pod ziemią, gdzie temperatura nie spada poniżej 0 stopni), a pompa ciepła z kolektorem poziomym wykorzystuje energię słoneczną oraz tę pochodzącą z wód opadowych, dlatego przestrzeń nad instalacją nie może być w żaden sposób zabudowana.

Kolektor pionowy to rozwiązanie droższe, lecz efektywniejsze. Umieszcza się go na głębokości do 100 metrów pod ziemią po wykonaniu specjalnych odwiertów. Tak duża głębokość jest wystarczająca, by zapewnić gruntowej pompie ciepła stabilną temperaturę, ponieważ na głębokości poniżej 10 metrów zwykle jest około 10 stopni. Gruntowa pompa ciepła z kolektorem pionowy może być z powodzeniem zamontowana na małej działce, bez konieczności jej rozległego rozkopywania.

Wodna pompa ciepła

Te pompy ciepła, podobnie jak gruntowe, wymagają stworzenia dolnego źródła ciepła. W ich przypadku dolnym źródłem jest woda, którą pozyskują ze zbiorników wodnych wokół działki (tańsza opcja) lub po wykopaniu studni głębinowej (czerpna bądź zrzutowa).

Ważnymi elementami dla optymalnego działania urządzeń są układy kontrolne i filtry. Nie tylko dbają, by temperatura wody była odpowiednia, lecz także chronią przed zanieczyszczeniami.

Wodne pompy ciepła działają na podstawie pętli wodnych, którymi ciepło transportowane jest do konwertora, a potem do poszczególnych sprzętów i pomieszczeń w budynku. Na rynku spotkasz pompy z pętlą zamkniętą, a także systemy otwarte i hybrydowe. Niekiedy cały proces wspomaga ogrzewacz. Aby maksymalnie zredukować energię i koszty pompowania wody, urządzenie najlepiej zamontować w niewielkiej odległości od domu.

Główną zaletą wodnych pomp ciepła jest ich najwyższa wydajność na rynku (COP ok. 6,5). Ich instalacja wiąże się jednak ze sporymi kosztami oraz ingerencją w środowisko, dlatego montaż wymagać może uzyskania pozwolenia.

Jaką pompę ciepła wybrać?

Odpowiedź na powyższe pytanie warunkują nie tylko Twoje finanse, ale i lokalizacja, powierzchnia działki czy zapotrzebowanie energetyczne Twojego gospodarstwa. Ważne jest także to, czy chcesz zamontować pompę w nowym, czy w remontowanym domu. W drugim przypadku, myśląc o jej instalacji, będziesz musiał nie tylko zastanowić się nad możliwościami, lecz także zapewnić budynkowi odpowiednią izolację, by pompa ciepła nie straciła na efektywności.

Zastanawiasz się, jaką pompę ciepła wybrać? Doradzamy w tej kwestii od lat i chętnie Ci pomożemy. Skontaktuj się z nami już teraz.