Pompy ciepła. Krótkie vademecum. Część 1

Rodzaje pomp ciepła
Jest kilka/-naście klasyfikacji pomp. Jedna z najbardziej skomplikowanych wg mnie zaczyna się od: 1) Gruntowe pompy ciepła (dzielą się na: gruntowo-powietrzne pompy ciepła, glebowo-powietrzne pompy ciepła, skalno-powietrzne pompy ciepła, wodno-powietrzne pompy) itd. Nas nie interesuje dalsza skomplikowana klasyfikacja. Z praktycznego punktu widzenia intersujące są dla nas 4 typy pomp:

• Pompa gruntowa „skalna”– źródłem ciepła jest skała skorupy ziemskiej. W tym celu wykonuje się odwiert, do którego wprowadzany jest „kolektor pionowy” pobierający ciepło. Niestety, aby efektywnie wykorzystywać ten rodzaj pompy, odwierty muszą być bardzo głębokie.
  Spotkałem się z tezą, że musza osiągać „nawet” 100 m. Niestety, nie do końca jest to prawda. Znam przypadek, gdy wg wstępnych wyliczeń specjalisty geologa na konkretnym terenie konieczny był odwiert nawet ponad 180 m (ale były to dosyć specyficzne warunki geologiczne). Jest to duża wielkość, dlatego rozwiązaniem jest wykonanie kilku odwiertów dających sumarycznie taką samą głębokość.Przypominam, że zgodnie z Ustawą prawo geologiczne i górnicze z dnia 9.06.2011 (z późn. zm. – jednolity tekst Dz. U. z 2021 poz. 1420) odwierty, jako prace geologiczne, wymagają zgody organu geologicznego. 

• Pompa gruntowa „pozioma” – źródłem ciepła jest grunt. Kolektor gruntowy (wężownica z rur wypełniona niezamarzającym środkiem – roztworem glikolu etylowego lub propylowego) układany jest poziomo pod powierzchnią ziemi, na głębokości poniżej tzw. punktu 0° Polska podzielona jest na kilka stref, w których głębokość tego punktu waha się od 0,8 do 1,4 m, stąd kolektor układany jest odpowiednio na głębokości 1-2 m, przy czym należy przyjąć zasadę, że im głębiej, tym lepiej.

  A jaka powinna być powierzchnia całej instalacji?
  To już zależy od rodzaju gruntu, w którym będzie układany kolektor – wydajność cieplna np. podłoża piaszczystego wacha się w granicach 9 W/m² – 20 W/m² w zależności, czy jest to podłoże suche, czy wilgotne, inne będą wartości dla gliny, ziemi czarnej itd. Należy założyć, że będzie to kilkaset metrów kwadratowych powierzchni, przy czym nie do wykorzystania następnie dla celów rolniczych, ogrodowych itd.

  Odpowiednie wyliczenie, a nie jest proste ustalić z jakim typem gruntu mamy do czynienia, podadzą Państwu eksperci z firm realizujących instalację (np. z naszego katalogu: https://top-oze.pl/znajdz-wykonawce/).

• Pompa wodna – źródłem ciepła jest woda. Może to być podziemny ciek wodny, o ile jest duży, jednakże ta technologia może być nieopłacalna z uwagi na zamulanie się i zatykanie wymiennika ciepła, konieczność czyszczenia, stosowania dodatkowych wymienników lub filtrów itd.

  Inną możliwością jest wykorzystanie dwóch studni głębinowych – z jednej z nich, pobierana będzie woda i odzyskiwane z niej ciepło, do drugiej odprowadzana będzie schłodzona woda. Najefektywniejszym wykorzystaniem pompy wodnej jest wykorzystanie rzeki lub innego zbiornika wodnego (staw, jezioro). Jest to metoda najefektywniejsza i najtańsza. Warto zwrócić uwagę, że efektywność pomp wodnych jest tym wyższa im niższa jest temperatura czynnika grzewczego. Te typy pomp polecane są dla obiektów o dużym zapotrzebowaniu cieplnym.

• Pompa powietrzna – źródłem ciepła jest powietrze uzyskane na zewnątrz budynku. Najpopularniejsza obecnie forma pomy cieplnej, składająca się z kilku urządzeń, które umożliwiają pobranie powietrza, odebrania od niego energii i przekazania ciepła albo do wewnątrz, albo do obiegu grzewczego w budynku i/lub zbiornika z gorącą wodą.

W kolejnym odcinku – między innymi wady i zalety poszczególnych typów pomp

Źródło: „senivpetro” z serwisu ru.freepik.com