Możliwość pokrycia zapotrzebowania na ciepło w Twoim domu przy jednoczesnym przygotowaniu ciepłej wody użytkowej? Taką możliwość daje pompa ciepła. Wykorzystując pompę ciepła niwelujemy także straty energii elektrycznej: to właśnie gruntowe i powietrzne pompy ciepła, czerpiące energię termiczną ze środowiska naturalnego wyróżniają się niższymi kosztami eksploatacji. Poza efektywnością grzewczą i energetyczną, pompy ciepła wyróżniają się na rynku HVAC swoją żywotnością: gwarancją dobrze zaprojektowanej i wykonanej instalacji grzewczej jest jej działanie przez kilkadziesiąt lat. Jaką pompę ciepła wybrać do ogrzewania domu? W poniższym artykule skupiamy się na gruntowej pompie ciepła: wydajność cieplna gruntu sprawia bowiem, że ten typ pompy osiąga najwyższe parametry efektywności. Po lekturze dowiesz się między innymi:
Zasada działania pompy ciepła opiera się na procesie obiegu termodynamicznego zachodzącego dzięki czterem podstawowym elementom, z jakich składa się pompa ciepła oraz z dolnego źródła ciepła, z którego pompa ciepła pozyskuje energię termiczną. Pompa odbiera ciepło i pozyskaną z otoczenia energię cieplną przepompowuje do instalacji grzewczej. Pompa oddaje ciepło dzięki współdziałaniu jej poszczególnych elementów.
Wymiennik ciepła parownika połączony jest bezpośrednio z dolnym źródłem ciepła, którym w instalacji gruntowej pompy ciepła jest zakopany w gruncie kolektor poziomy lub kolektory pionowe. W wymienniku parownika następuje odparowanie czynnika termodynamicznego i pobór energii cieplnej pobranej z gruntu przez kolektory. Parujący czynnik roboczy podnosi swoją temperaturę i transportowany jest do sprężarki pompy ciepła.
W sprężarce odparowany czynnik roboczy jest sprężany w wyniku czego jego ciśnienie wzrasta kilkukrotnie o podnosi temperaturę czynnika o kilkadziesiąt stopni nawet do temperatury około 70 – 80 stopni Celsjusza. Taka temperatura czynnika umożliwia jego wykorzystanie w skraplaczu.
W skraplaczu z wymiennikiem ciepła dochodzi do wymiany ciepła pomiędzy gorącym czynnikiem termodynamicznym, a wodą zasilającą układ centralnego ogrzewania domu oraz zasobnik ciepłej wody użytkowej. Proces wymiany ciepła między czynnikiem a górnym źródłem ciepła powoduje obniżenie temperatury czynnika chłodniczego i jego skroplenie.
W zaworze rozprężnym dochodzi do rozprężenia czyli gwałtownego obniżenia ciśnienia czynnik chłodniczego i gwałtownego obniżenia jego temperatury. Zawór rozprężny dozuje także ilość rozprężonego czynnika chłodniczego i niskiej temperaturze do parownika umożliwiając powtórzenie cyklu obiegu termodynamicznego.
Działanie pompy ciepła jest możliwe tylko przy jednoczesnej wydajnej pracy wszystkich poszczególnych elementów. Warto podkreślić, że sama pompa ciepła zapewnia przepływ między dolnym, a górnym źródłem ciepła.
Gruntowe pompy ciepła mogą czerpać z różnych źródeł. Dolne źródło ciepła jest kluczowe dla prawidłowego działania pompy, ponieważ jest jego magazynem energii cieplnej, którą pompa jedynie transformuje i którą wykorzystuje do ogrzania górnego źródła ciepła czyli wykorzystania w instalacji grzewczej oraz w instalacji ciepłej wody użytkowej. Wykorzystanie energii cieplnej dolnego źródła jakim jest grunt możliwe jest dzięki zakopanego pod powierzchnią ziemi kolektorowi przez który przepływa roztwór glikolu o bardzo niskiej temperaturze zamarzania.
Rozróżniamy dwa rodzaje kolektorów wykorzystywanych przez gruntową pompę ciepła: System meandrycznie lub spiralnie ułożonych przewodów polietylenowych zazwyczaj o średnicy 32mm około 1,5 – 2m poniżej poziomu gruntu nazywane kolektorem poziomym o długości 200 – 300 metrów. Drugim rodzajem stosowanych we współpracy z gruntowymi pompami ciepła są wymienniki pionowe. Wymienniki pionowe to tzw. sondy geotermalne umieszczone w odwiertach o głębokości od 40 do nawet 100 metrów poniżej gruntu. Pętle przewodów polietylenowych tworzących sondy geotermalne prowadzą instalację wymiennika w głąb ziemi na określoną głębokość, a następnie zawracają do studni rozdzielaczowej, która łączy system kilku lub nawet kilkunastu odwiertów z sondami, a ogrzany roztwór glikolu przekazuje na wymiennik ciepła w parowniku gruntowej pompy ciepła.
Wykonanie poziomego kolektora wymaga posiadania bardzo dużej działki ponieważ zakopanie kolektora lub zespołu kilku kolektorów o długości kilkuset metrów z rurami z tworzywa sztucznego, będzie wymagało bardzo dużej powierzchni. Atutem jednak tego rozwiązania są niższe koszty inwestycyjne w porównaniu do kolektorów pionowych.
Kolektory pionowe są droższe w wykonaniu i w wielu przypadkach wymagają odpowiednich zgód i projektu opartego na dokumentacji geologicznej. Jednak w przypadku gdy działka jaką dysponuje inwestor nie pozwalaj na wykonanie wymiennika poziomego są bardzo dobrym rozwiązaniem. Wymiennik ciepła pionowy cechuje się też wyższą sprawnością COP dzięki temu, że temperatura gruntu w głębokich odwiertach do 100 metrów poniżej poziomem gruntu jest stała i przez cały rok wynosi około +10 stopni Celsjusza.
Pompa ciepła gruntowa sprawdzi się przede wszystkim wszędzie tam, gdzie nie istnieje techniczna lub ekonomiczna możliwość przyłącza gazowego. Nierzadko inwestorzy mają dostęp do źródła gazu ziemnego, jednak koszty przyłączenia się do sieci są ogromne: taka inwestycja nie jest opłacalna. Podobnie z kotłami na paliwo stałe, które również nie należą do najtańszych, czy piecami na węgiel lub drewno, wymagającymi od użytkujących w domach jednorodzinnych ciągłego nadzoru (czyszczenie komory spalania, dokładanie opału itp).jednocześnie zachowując niskie koszty eksploatacji. Kluczowe znaczenie ma jednak współczynnik COP danego modelu gruntowej pompy ciepła: COP informuje nas o tym
Gruntową pompą ciepła wydajnie ogrzejemy nasz dom również w sytuacji, kiedy przewidujemy, że system grzewczy będzie opierał się na niskotemperaturowym ogrzewaniu podłogowym. Ponieważ gruntowa pompa ciepła sama jest urządzeniem niskotemperaturowym, w takiej kooperatywie będzie osiągała najwyższą sprawność, jakie jest przełożenie wygenerowanego przez pompę ciepła do ilości zużytej energii elektrycznej. Dla przykładu jeśli COP wynosi 4, oznacza to, że z 1 kWh prądu pobieranego z sieci, uzyskaliśmy 4 kWh ciepła do ogrzewania domu.
Pompa ciepła to także świetne rozwiązanie, jeśli inwestor chce posiadać jedno urządzenie grzewcze i zarazem klimatyzujące pomieszczenie. Dzięki odwróconemu biegowi termodynamicznemu, pompa ciepła skutecznie ochłodzi nasz dom w porze letniej.
To, ile zapłacisz za gruntową pompę ciepła oraz jaki finalnie będzie koszt inwestycji jest uzależnione nie tylko od tego czy wahasz się między wymiennikiem poziomym, czy też chcesz zamontować pionowy wymiennik gruntowy. Zarówno w przypadku pompy powietrznej, tak i gruntowej pompy ciepła rynek oferuje zróżnicowane modele. Inwestor przede wszystkim musi zwracać uwagę na parametry COP i SCOP, moc pompy ciepła (a ta musi być dopasowana do potrzeb użytkowników oraz warunków technicznych budynku): tutaj uśrednione ceny zależne są od producenta, jakości komponentów, ale i regionu. Koszt gruntowej pompy ciepła mieści się w przedziale 19-60 tysięcy złotych i jest to koszt urządzenia. Pompa gruntowa generuje także spore koszty montażu, budowy dolnego źródła, ponieważ tutaj inwestor ponosi nakłady finansowe m.in na wykonanie głębokich odwiertów. Koszt zależny jest także od rodzaju dolnego źródła (kolektory poziome lub pionowe, rury wymiennika itp.). Montaż pompy ciepła to także zakup elementów hydraulicznych niezbędnych do tego, by instalacja grzewcza działała prawidłowo. Mowa tutaj o zbiorniku wody użytkowej, buforze, którego wymaga gruntowa pompa ciepła, naczyniach przeponowych czy też sterownikach, umożliwiających zarządzanie pracą gruntowych pomp ciepła.
Choć koszty wyjściowe związane z montażem gruntowej pompy ciepła nie należą do najniższych, z pomocą inwestorowi przychodzą liczne dofinansowania do zakupu i montażu urządzeń opartych na działaniu odnawialnych źródeł energii. I tak przyszli prosumenci, pod warunkiem wcześniejszego wykonania inwestycji mogą skorzystać z programów:
Wybór gruntowej pompy ciepła jako głównego źródła ogrzewania domu i przygotowania ciepłej wody użytkowej to idealne rozwiązanie zarówno w przypadku nowych jak i modernizowanych budynków. Montaż pompy ciepła z kolektorem poziomym lub pionowym to gwarancja niezawodnej pracy przez długie lata oraz niskie koszty eksploatacji nowoczesnego i bardzo wydajnego systemu grzewczego. Montaż gruntowej pompy ciepła to także szereg korzyści, sprawiających że wybór takiego źródła ogrzewania domu to idealne rozwiązanie:
Wysoka wydajność i niskie koszty eksploatacji:
Gruntowe pompy ciepła to urządzenia grzewcze charakteryzujące się najwyższą sprawnością COP spośród wszystkich rodzajów pomp ciepła. Wysoka wydajność cieplna gruntu umożliwia wysoką wydajność pracy gruntowej pompy ciepła bez względu na temperaturę powietrza. Temperatura gruntu na głębokości 1,5 – 2 m jest stała i wynosi około 8 stopni Celsjusza przez cały rok gwarantując stabilne i wydajne warunki pracy pompy ciepła. Wysoka wydajność i stabilność w efekcie przekłada się na niskie koszty zużycia energii elektrycznej przez urządzenie grzewcze i niskie koszty ogrzewania domu oraz przygotowania ciepłej wody użytkowej.
Możliwość efektywnej współpracy z instalacją fotowoltaiczną:
Z uwagi na to, że pompa ciepła do pracy wymaga jedynie energii elektrycznej, dodatkowym atutem jest fakt, że zastosowanie pompy ciepła w budynku wyposażonym w instalację fotowoltaiczną praktycznie do zera. Współpraca jaką zapewnia gruntowa pompa ciepła i fotowoltaika, gwarantuje niemal pełne uniezależnienie energetyczne budynku.
Estetyka montażu i brak konieczności budowania kotłowni:
Nowoczesne gruntowe pompy ciepła zapewniają nie tylko wysoką wydajność i niskie koszty eksploatacji i ogrzewania domu ale także cechują się nowoczesnym i estetycznym wyglądem zajmują przy tym bardzo małą powierzchnię. W przypadku wykorzystania pomp ciepła nie ma konieczności budowania kotłowni. Pompę ciepłą z powodzeniem można zainstalować w pralni, w łazience lub innym pomieszczeniu.
Wygoda i komfort użytkowania systemu:
Gruntowe pompy ciepła to praktycznie bezobsługowe urządzenia. Raz uruchomione i zaprogramowane nie wymaga dodatkowej uwagi ze strony użytkownika. Ewentualna korekta ustawień w oparciu o odczyty z pokojowych regulatorów temperatury i czujnika pogodowego zainstalowanego na zewnątrz budynku nie wymaga specjalistycznej wiedzy technicznej i jest prosta i intuicyjna.
Ekologia i bezpieczeństwo:
Pompa ciepła to urządzenie czerpiące z odnawialnych źródeł energii. Gruntowe pompy ciepła wykorzystują ciepło zakumulowane w gruncie do ogrzania budynku i przygotowania ciepłej wody użytkowej. Dodatkowo mogą współpracować z instalacją fotowoltaiczną produkującą energię elektryczną ze słońca. To najbardziej ekologiczne z wykorzystywanych obecnie systemów grzewczych. W parze z ekologią idzie również bezpieczeństwo użytkowania pomp ciepła. Nie spalają one żadnego paliwa do wytworzenia ciepła dzięki czemu nie stwarzają zagrożenia wybuchem lub emisją zabójczego tlenku węgla.
Zastanawiasz się nad gruntową pompą ciepła? Choć sama inwestycja wyróżnia się wysoką wydajnością przy niskich kosztach eksploatacji w sezonie grzewczym (pompa gruntowa czerpie energię z gruntu, którego temperatura jest stała i nie ulega wahaniom), inwestor musi liczyć się z kilkoma wyzwaniami. O czym warto pamiętać?
Niezależność, ekologia, nowoczesność i ekonomia: to nie jedyne cechy wyróżniające gruntowe pompy ciepła spośród innych systemów grzewczych. Gruntowe pompy ciepła nie tylko są opłacalne– gwarantują także bezpieczeństwo na niestabilnym rynku cen gazu. Dzięki inwestycji w pompę redukujemy koszty ogrzewania w sezonie grzewczym, dbamy o klimat, ale i zyskujemy korzystając z dostępnych programów dopłat. Warto pamiętać, by inwestycję w OZE konsultować ze specjalistami w dziedzinie instalacji opartych na odnawialnych źródłach energii. Tylko fachowe doradztwo, specjalistyczny projekt uwzględniający parametry budynku i potrzeby inwestora, a także dopasowanie modelu pompy dla domu sprawia, że koszt inwestycji zwróci się w szybkim czasie, a gruntowa pompa ciepła będzie działała wydajnie pokrywając zapotrzebowanie na ciepło w Twoim domu.
biuro@ecocomfort.pl
603 908 700