To, na jaką pompę ciepła powinniśmy się zdecydować, w dużej mierze zależy od tego, skąd będzie czerpała ona energię do przemiany w ciepło. Czy będzie to grunt, powietrze czy woda. Jak wybrać pompę ciepła ? Warto sprawdzić czym poszczególne urządzenia się charakteryzują i na jaki wariant najlepiej się zdecydować.
Mamy następujący podział pomp ciepła ze względu na źródło pozyskiwanej energii:
Dla wyjaśnienia, pierwsze człony czyli solanka, woda, powietrze określają główne źródła ciepła. Natomiast drugi człon czyli woda, woda, woda, określają rodzaj instalacji grzewczej, jaka zostanie zastosowana w budynku. W tym przypadku będzie to zawsze instalacja wodna. Możemy wybrać grzejniki, ogrzewanie podłogowe lub ścienne.
Najczęściej wybierane są pompy solanka/woda i woda/woda, które można wykorzystać do ogrzewania domu nawet zimą. Nie potrzeba instalacji dodatkowych systemów grzewczych, co jest wygodnym rozwiązaniem. Natomiast, jeśli chcemy nieco zaoszczędzić i wykonać instalacje szybciej, wtedy warto postawić na pompy powietrze/woda. Jednak w tym przypadku, nasz dom musi posiadać dodatkowe źródła ciepła.
Musimy wiedzieć, że w ciągu całego roku temperatury gruntu są równomierne i na głębokości 2 m wynoszą od 7 do 13°C. Im głębiej, tym możemy uzyskać wyższą temperaturę. Odebranie ciepła z gruntu wymaga jego regeneracji. Jeśli pobieramy je z wysokości 1,8 m, regeneracja odbywa się głównie przez promienie słoneczne, opady deszczu czy wody roztopowe. Mniej znacząca się regeneracja gruntu ciepłem dopływowym.
Pobieranie ciepła z gruntu może odbywać się przez wymiennik poziomy czyli kolektor gruntowy lub przez wymiennik pionowy czyli sondy gruntowe. Właśnie przez te urządzenia przepływa solanka, której zadaniem jest odebranie ciepła z gruntu i przetransportowanie go do parownika pompy ciepła.
Musimy wiedzieć, że kolektor gruntowy zajmuje dużą powierzchnię. Znajdują się poniżej strefy przemarzania gruntu. Stanowią system rur wykonanych z tworzywa sztucznego. Umieszcza się je na wysokości 1,2-1,5 m. Poszczególne pętle powinny mieć długość nie przekraczającą 100 m i zbliżoną do siebie. Wynika to z faktu, że opory przepływu a tym samym potrzebna moc pompy obiegowej będą zbyt duże. Odstępy pomiędzy poszczególnymi pętlami są uzależnione od średnicy przewodów. Jednak zwyczajowo powinny wynosić od 50 do 100 cm. Jest to najbardziej wydajny system szczególnie w sezonie zimowym. Jego regeneracja odbywa się natomiast w sezonie wiosenno-letnim. Odbywa się to dzięki promieniom słonecznym i opadom deszczu.
Przewodność cieplna i właściwości akumulacyjne są tym większe, im bardziej grunt jest nasycony wodą. Możliwe do pobrania z gruntu moce jednostkowe mieszczą się w zakresie od ok. 10 do 35 W/m² powierzchni gruntu (grunt piaszczysty, suchy: 10 do 15 W/m²; piaszczysty, wilgotny: 15 do 20 W/m²; grunt ilasty, suchy: 20 do 25 W/m²; ilasty, wilgotny: 25 do 30 W/m²; grunt wodonośny: 30 do 35 W/m²).
Dla przykładu: dla pompy ciepła o mocy grzewczej 10 kW, przy średniej wydajności poboru ciepła z gruntu 25 W/m² – powierzchnia gruntu dla ułożenia kolektora gruntowego wyniesie ok. 340 m².
Jeśli nasza działka znajduje się na niewielkiej powierzchni, powinniśmy wybrać sondy gruntowe jako część instalacji solanka/woda. Rury wprowadzane są tu pionowo w ziemie przez co nie wymagają aż tak dużej powierzchni. Doprowadzane są one na głębokość 100 m. Taka instalacja wymaga pozwoleń. Do 100 m należy zgłosić się o wydanie pozwolenia do Urzędu Gospodarki Wodnej, a powyżej 100 m do Urzędu Górniczego.
Instalacja ta wymaga wykonania odwiertów do których wpuszcza się prefabrykowane sondy. Wolna przestrzeń zasypywana jest natomiast materiałem wypełniającym. Sonda jest materiałem pojedynczym lub podwójnym U-rury. Lepiej zdecydować się na podwójną U-rurę, ponieważ gdy pierwsza pętla pęknie, nie dojdzie do uszkodzenia całego systemu. Przy normalnych warunkach hydrogeologicznych można przyjąć orientacyjną średnią moc jednostkową sondy gruntowej 50 W/m długości sondy. Odległość pomiędzy sodami gruntowymi nie może być mniejsza niż 6 m.
Już wykonanie pierwszego odwiertu pozwala na stwierdzenie rodzaju i struktury gruntu. Pozwala to na wybranie odpowiedniej sondy. Dla przykładu: dla pompy o mocy grzewczej 10 kW, przy średniej wydajności 50 W/m długości sondy – dwie sondy gruntowe (dwa odwierty), każda o głębokości 85 m.
Woda gruntowa stanowi świetny akumulator promieni słonecznych. Nawet podczas zimowych dni, temperatura wody utrzymywana jest na poziomie od +7 do +12 stopni Celsjusza. Pobiera się ją ze studni czerpalnej i transportuje do parownika pompy ciepła. Schłodzona woda dostaje się w następnej kolejności do studni chłonnej zrzutowej.
Trzeba pamiętać, że woda gruntowa może być złej jakości. Aby ochronić pompę ciepła i jej parownik, należy zastosować pośredni wymiennik ciepła. Należy się na niego zdecydować nawet jeśli przy badaniu wody gruntowej nic niepokojącego nie wyjdzie. Woda gruntowe może zmienić swoje właściwości w każdej chwili. Przy takiej instalacji, należy odpowiednio odkreślić głębokość studni. Pomoże w tym poziom wód gruntowych, który należy określić z uwzględnieniem, że może on ulec zmianie. Dla przykładu: minimalny przepływ wody gruntowej przez pompę ciepła o mocy grzewczej 10 kW wynosi 2100 litrów/h.
Powietrze w takiej instalacji zasysane jest specjalnym kanałem i bezpośrednio schładzane w parowniku pompy ciepła. Następnie ponownie jest odprowadzane na zewnętrz. Dziś mamy do czynienia z pompami ciepła, które są w stanie wytwarzać ciepło nawet podczas pobierania powietrza o temperaturze -20 stopni Celsjusza. Jednak, trzeba pamiętać, że w takich warunkach, pompa ciepła może w znacznie mniej efektywny sposób ogrzewać dom. Należy zastosować dodatkowe systemy grzewcze, aby uniknąć dyskomfortu wynikającego z takiego faktu.
Pompy ciepła zyskują coraz większa popularność wśród klientów chcących zmniejszyć koszty ogrzewania domu, jak i wody użytkowej.
Jak pompa ciepła to tylko gruntowa, pracuje cały rok tak samo
Ale gruntowa jest dużo droższa
Ale gruntowa jest dużo tańsza w eksploatacji