Rodzaje pomp ciepła – poznaj je bliżej

Z tekstu dowiesz się:

• co warto wiedzieć o powietrznej pompie ciepła,
• jakie są wady i zalety gruntowych pomp ciepła,
• jak działają pompy ciepła, które czerpią energię z wody.

Pompy ciepła odbierają energię ze źródeł odnawialnych i przekazują ją do instalacji grzewczej. Istnieje wiele różnych rodzajów urządzeń, które mogą być stosowane w zależności od konkretnych potrzeb i warunków otoczenia. Zanim podejmiesz decyzję o kupnie, sprawdź dostępne rodzaje pompy ciepła, a także poznaj jej wady i zalety.

Rodzaje pomp ciepła – podział ze względu na źródła: powietrze

To najtańsze dolne źródło ciepła, ponieważ nie wymaga ono praktycznie żadnych prac inwestycyjnych. Pompę zamontujesz na każdej działce. Nie potrzebujesz do tego dużej przestrzeni. W szczególnych sytuacjach, gdy budynek stoi w gęstej zabudowie lub szeregowym ustawieniu, problemem może być jedynie hałas urządzenia. Jednak każda pompa ciepła od 2015 r. opatrzona jest etykietą energetyczną, na której znajduje się informacja dotycząca mocy akustycznej, czyli hałasu, jaki generuje w miejscu montażu.

Należy jednak pamiętać, że rozwiązanie to może mieć również swoje wady. Sprawność i moc pomp powietrznych zmieniają się w bardzo szerokich granicach i obniżają się znacznie wraz ze spadkiem temperatury powietrza zewnętrznego. W nowych budynkach, gdzie zapotrzebowanie na moc grzewczą jest niższe, urządzenie będzie wystarczające. Jednak w starszych domach, z nieodpowiednią izolacją i dużymi stratami ciepła, może się okazać konieczne zastosowanie kotła lub grzałki elektrycznej jako wsparcia dla pompy.

Pompy typu powietrze-woda są produkowane w dwóch podstawowych wariantach – monoblokowych oraz split (dwuczęściowych).

• W pompach typu monoblok jak np. GeniaAir Mono, cały układ chłodniczy znajduje się w jednej obudowie przystosowanej do instalacji na zewnątrz. Kompaktowe urządzenie składa się ze sprężarki, skraplacza, parownika, wentylatora, zaworu rozprężnego, elektrycznego podgrzewacza wspomagającego oraz pompy obiegowej. Aby zabezpieczyć połączenie jednostki zewnętrznej z budynkiem przed zamarznięciem w czasie, gdy pompa nie pracuje, należy wypełnić ją glikolem lub zastosować wymiennik woda/glikol.
• Często stosowanym rozwiązaniem jest również pompa ciepła typu split. Parownik z wentylatorem oraz sprężarką znajdują się w jednostce zewnętrznej – instalowanej poza budynkiem, natomiast skraplacz umieszczony jest wewnątrz, gdzie na ogół jest zintegrowany z zasobnikiem c.w.u. Oba urządzenia są połączone rurami wypełnionymi czynnikiem chłodniczym.

Rodzaje pomp ciepła – podział ze względu na źródła: grunt

Z uwagi na fakt, że temperatura gruntu jest wyższa niż powietrza zewnętrznego, ciepło z ziemi odbierane jest za pośrednictwem płynu przepływającego przez rury ukryte pod jej powierzchnią, tworząc tzw. gruntowy wymiennik ciepła. Jego objętość musi być odpowiednio dobrana i na tyle duża, żeby odbiór ciepła nie doprowadził do nadmiernego obniżenia temperatury gleby wokół rur, co uniemożliwiłoby dalsze działanie pompy.

Jeśli chcesz dowiedzieć się, jak działa pompa ciepła, zachęcamy do lektury naszego artykułu.

Woda może być używana jako nośnik ciepła, jednak częściej stosowane są ciecze o niskiej temperaturze krzepnięcia, takie jak wodne roztwory glikoli. Kolektor gruntowy poziomy wykonany jest zwykle z rur polietylenowych. Układany około 30 cm poniżej głębokości przemarzania ziemi, w postaci układów płaskich równoległych bądź wężownicowych. Z kolei kolektor gruntowy pionowy wykonany jest z odcinków rur polietylenowych, które umieszczane są w odwiertach o głębokości od 20 do 100 metrów. Połączone są one na dole U-kształtką. Odwierty wykonywane są za pomocą wiertnicy mechanicznej.

Pompa gruntowa może pracować w systemie np.:

• z kolektorem poziomym – ułożonym zwykle na głębokości do 2 metrów, rury wypełnione są płynem niezamarzającym. Tradycyjnie nazywa się go „solanką”. O wydajności całego układu decyduje w dużej mierze rodzaj i temperatura gruntu. Z suchego, piaszczystego pozyska się, nie więcej ciepła niż 10 W/m2. Natomiast z wilgotnego, gliniastego nawet 20-40 W/m2. Zaletą takiego rozwiązania jest łatwość wykonania, wysoka efektywność systemu, a także żywotność urządzenia. Wadą jest wymagana duża powierzchnia działki do wykonania instalacji. Należy zaplanować dobrze nasłonecznione miejsce, najlepiej z wilgotnym gruntem.
• z sondami pionowymi – w tym przypadku wykorzystuje się ciepło pochodzące z głębi ziemi. Odwierty nie zajmują dużo miejsca, a teren w pobliżu może być utwardzony i zabudowany. Jednak ich wykonanie jest kosztowne i wymaga użycia specjalistycznego sprzętu.

Rodzaje pompy ciepła – podział ze względu na źródła: woda

Wody gruntowe o stałej średniorocznej temperaturze, mają szczególnie korzystne właściwości jako dolne źródło ciepła. Dodatkowo duże współczynniki przejmowania ciepła dają możliwość budowy wymienników ciepła o zwartej budowie. Zasada działania pompy wykorzystującej wodę gruntową jest taka sama jak w przypadku kolektorów gruntowych. Z jedną różnicą, że czynnikiem roboczym kierowanym do parownika jest woda czerpana, a nie roztwór glikolu odbierający ciepło z gruntu.

Woda zostaje pobrana za pomocą studni czerpalnej i po ochłodzeniu w parowaczu studia zrzutowa odprowadza do ziemi wodę, która oddała ciepło. Odległości pomiędzy studniami – czerpalnej oraz zrzutowej – powinny wynosić co najmniej 15 m, w zależności od właściwości gruntu oraz poziomu wody gruntowej. Podczas pozyskiwania ciepła z wód gruntowych i głębinowych można spotkać się z narastaniem szlamu na ściankach studni, wytrąceniem żelaza lub zanieczyszczeniami biologicznymi. Jeżeli jakość wody nie spełnia wymagań podanych przez producenta, należy zastosować pośrednie wymienniki ciepła.

Każdy rodzaj pomp ciepła ma wady i zalety, dlatego przed podjęciem decyzji o wyborze konkretnego urządzenia, warto zastanowić się nad swoimi potrzebami, możliwościami finansowymi oraz warunkami do instalacji urządzenia.

Marka Saunier Duval w swojej ofercie dysponuje powietrznymi pompami ciepła jak np. pompa GeniaAir Split. Warto pamiętać, że odpowiednio dobrane i zainstalowane urządzenie pozwoli na oszczędność energii oraz zmniejszenie emisji zanieczyszczeń do atmosfery.

Przeczytaj też: Jaki może być koszt ogrzewania pompą ciepła i jak to sprawdzić?