Jak działa gruntowa pompa ciepła?

Zasada działania pompy ciepła

Pompy ciepła to urządzenia, które wykorzystują energię słoneczną oraz geotermalną skumulowaną w gruncie, wodzie lub powietrzu (dolnym źródle). Pozwalają one więc uzyskać z 1 kWh energii elektrycznej nawet do 5 kWh energii cieplnej.

Ogólne działanie pompy ciepła można porównać do funkcjonowania lodówek lub zamrażarek, z tą różnicą, że zamiast pobierać ciepło z zewnątrz i zamieniać je na chłód, wykonują one odwrotny proces. Same systemy grzewcze oparte na nich składają się natomiast z trzech elementów. Pierwszym z nich są źródła ciepła, które odpowiadają za pobieranie energii potrzebnej do ogrzewania budynku ze środowiska. Drugi to sama pompa ciepła odzyskująca ciepło z otoczenia i przekazująca je do wnętrza, z kolei trzecim z elementów jest system rozprowadzania ciepła lub jego przechowywania. Wszystkie te elementy wspomagane są natomiast poprzez energię elektryczną, podtrzymującą prace systemu. Ich działanie idealnie obrazuje więc poniższa grafika.

https://dombezrachunkow.com/wp-content/uploads/2019/05/image-10.png

Jakie są rodzaje pomp ciepła?

Jak widać powyżej, pompy ciepła bazować mogą na różnych źródłach ciepła. Dlatego też na rynku wyróżnia się ich trzy rodzaje, takie jak:

• pompy ciepła powietrzne,
• pompy ciepła powietrze woda, określane także jako po prostu wodne,
• pompy ciepła gruntowe.

Każde z nich pozwalają natomiast zarówno ogrzewać budynki, jak i także wykorzystywać je do podgrzewania wody użytkowej. W dalszej części artykułu skupimy się jednak wyłącznie na modelach pobierających ciepło z gruntu. Jeśli chcesz sprawdzić od razu najlepsze na rynku rozwiązania odwiedź miejsce gdzie gruntowe pompy ciepła ranking przygotowany mają.

Czym są gruntowe pompy ciepła?

Gruntową pompą ciepła określamy urządzenia, które, jak już wspomniano powyżej, czerpią ciepło z gruntu za pomocą czynnika chłodniczego. Ziemia ma bowiem ogromne nakładu energii cieplnej, na której one bazują i co najważniejsze nie wytwarzają go, a jedynie je pobierają, przez co nie produkują spalin i nie wymagają żadnych paliw, są więc w pełni ekologicznym i czystym źródłem ciepła.

Dzięki temu, że czerpią one ciepło z ziemi, tego typu pompy są także o wiele wydajniejsze, gdyż dolne źródło ciepła zachowuje w nich temperaturę oscylującą w granicach około 0 stopni Celsjusza, a nie nawet około -15 stopni Celsjusza jak ma to miejsce zimą w przypadku powietrznej pompy ciepła.

Zasady działania gruntowej pompy ciepła

Działanie gruntowych pomp ciepła zależy w dużej mierze od sposobu odbioru przez nie ciepła z ziemi, a są ich dwa rodzaje — za pomocą odpornego na zamarzanie czynnika chłodniczego — glikolu lub z zastosowaniem odpowiedniej wielkości parownika. Bez względu jednak na to w każdym z przypadków, aby urządzenie poprawnie działało, niezbędny jest wymiennik gruntowy, będący pętlą rur zakopaną w gruncie, której długość nie może być zbyt wielka, dlatego też wykonuje się ich kilka, tworząc tym samym kolektory poziome lub pionowe. Kolektory poziomie układane są wobec tego na powierzchni nawet kilkuset metrów kwadratowych, jednak ich wykonanie jest prostsze niż w przypadku wariantu pionowego, do którego niezbędne są wiertnice. Następnie w zależności od sposobu odbierania ciepła przez pompę ich działanie znacznie się różni.

Zasada działania pompy ciepła glikol woda

W przypadku pompy gruntowej z układem glikol woda, czynnik chłodzący odporny na zamarzanie (roztwór glikolu) przepływa przez ułożone kolektory po wcześniejszym schłodzeniu go w parowniku za pomocą ruchu, wymuszonego przez pompę obiegową. Dzięki temu jego temperatura staje się niższa niż temperatura gruntu, przez co może on z niego odbierać ciepło poprzez ogrzewanie się. Kiedy temperatura czynnika chłodniczego zostanie już podwyższona, ponownie dociera on do parownika, gdzie oddaje ciepło dla płynu roboczego — wody, za pomocą wymiennika płytowego. Tego typu gruntowe pompy ciepła najczęściej montuje się wewnątrz budynków, aby podgrzewana w nich woda nie ulegała zamarzaniu. Mogą być one połączone zarówno z instalacją centralnego ogrzewania, jak i ciepłej wody użytkowej.

Jak działa gruntowa pompa ciepła z bezpośrednim układem odparowywania?

Z kolei gruntowe pompy ciepła z układem bezpośredniego odparowywania działają na zasadzie przepływu przez kolektory płynu roboczego docierającego do dolnego źródła, który odparowuje w rurach. W związku z tym zastosowany w urządzeniach wymiennik gruntowy pełni jednocześnie funkcję parownika, którego wymiary muszą być odpowiednio duże. W tym przypadku nie stosuje się także pomp obiegowych, gdyż ruch płynu wymusza sprężarka, nie ma także wymiennika płytowego, gdyż to sam płyn roboczy jest podgrzewany i oddaje ciepło.

Wszystko to sprawia więc, że choć stosowane o wiele rzadziej niż pompy glikol woda, rozwiązanie to jest o wiele sprawniejsze, a samo urządzenie mniejsze jednak też droższe. Dodatkowo gruntowe pompy ciepła z bezpośrednim układem odparowywania montowane są najczęściej poza budynkami, aby jak najbardziej skrócić długość obiegu chłodniczego. W związku z tym nie mogą być one wykorzystywane do podgrzewania ciepłej wody użytkowej, której zasobnik musi znajdować się w dodatniej temperaturze, ze względu na znajdującą się w nim wodę, która mogłaby zamarznąć.

Dlaczego warto postawić na gruntowe pompy ciepła?

Znając już zasadę działania gruntowej pompy ciepła, warto także poznać zalety jej stosowania, ponieważ w wiele osób wciąż rezygnuje z niej na rzecz pomp powietrznych, obawiając się wysokich kosztów związanych z montażem. Wobec tego do plusów zastosowania tej technologii do ogrzewania domu zaliczyć można:

• możliwość zastosowania pompy na niemal każdym gruncie,
• przewidywalne warunki pracy, dzięki temu, że pompę ciepła zasila stabilna energia z gruntu,
• bezobsługową pracę,
• możliwości podgrzewania za ich pomocą także wody użytkowej,
• możliwość montażu pompy zarówno w domu, jak i na zewnątrz po dobraniu odpowiedniego rodzaju poboru ciepła z gruntu.
• niskie koszty eksploatacyjne pomimo wysokich kosztów montażu,
• wykorzystywanie nie tylko ciepła z gruntu, ale także opadowego i słonecznego.

W skrócie: pompa ciepła gruntowa opinie powinna mieć dobre.

Jaki system rozprowadzania ciepła wybrać do gruntowej pompy ciepła?

Osoby planujące zastosować w swoich domach rozwiązanie, jakim jest gruntowa pompa ciepła, nie tylko muszą jednak skupić się na doborze jej rodzaju, ale także dopasować do niej system instalacji grzewczej rozprowadzającej ciepło po domu, pozwalający osiągnąć jak najlepszą wydajność całej instalacji. W związku z tym gruntowa pompa ciepła najlepiej będzie funkcjonowała, jeśli zostanie do niej wykorzystane ogrzewanie podłogowe.

Wszystko za sprawą tego, że tego typu systemy grzewcze działają z niską temperaturą wody zasilającej oscylująca w granicach od 28 do 40 stopni Celsjusza. Dzięki temu pompy ciepła nie muszą jej podgrzewać do 60 stopni Celsjusza, jak ma to miejsce, chociażby w przypadku zastosowania klasycznych grzejników, przez co działają o wiele wydajniej i sprawniej.

Podsumowując, działanie gruntowej pompy ciepła opiera się na obiegu czynnika chłodzącego, przechodzącego przez kolektory zakopane w ziemi, który pobiera energię cieplną z gruntu poprzez wyrównywanie różnicy temperatur. Dodatkowo wymaga także podłączenia jej do energii elektrycznej, zasilającej między innymi wymuszającą ruch glikolu pompę cyrkulacyjną. Pomimo to są one jednak wciąż jednym z najbardziej ekologicznych i ekonomicznych rozwiązań pozwalających ogrzewać budynki, biorąc pod uwagę koszty ich eksploatacji na przestrzeni 10 lat.