DOM Z POMP

k CIEP’A

182

Ciep

ïo moĝna pobieraÊ

z

bziemi, wody lub

powietrza. Wybór
ěródïa ciepïa, czyli
tzw. dolnego

ěródïa,

ma decyduj

Ècy wpïyw

na koszty inwestycji,
podstawowe
parametry instalacji
z

bpompÈ ciepïa

i

bniezawodnoĂÊ

jej dzia

ïania. To

najwa

ĝniejsza decyzja.

PATRONI CYKLU

Wybór dolnego

ěródïa

fot.

R

e

ha

u

Instalacja grzewcza z

bpompÈ ciepïa skïada

si

Ú zbtrzech zasadniczych czÚĂci

1:

ƒ ěródïa dolnego;
ƒ wÚzïa cieplnego, którego najwaĝniejszym
elementem jest pompa ciep

ïa;

ƒ ěródïa górnego.

½ródïo górne grzeje pomieszczenia – to pod-

ïogówka, grzejniki lub jedno ibdrugie. EnergiÚ
ciepln

È dostarcza do ěródïa górnego pompa

ciep

ïa. Jest to energia pobierana przez pompÚ

ciep

ïa zbpowietrza, wody lub gruntu za po-

moc

È instalacji nazywanej ěródïem dolnym.

½ródïo dolne decyduje objakoĂci caïego syste-
mu grzewczego.

Ka

ĝda pompa ciepïa zawsze zrobi swoje

– „przepompuje” ciep

ïo ze ěródïa dolnego do

górnego, je

Ăli tylko ěródïo dolne jest odpo-

wiednio wydajne. Je

Ăli ěródïo dolne jest ěle

wybrane,

ěle zaprojektowane lub ěle wykona-

ne, nawet najlepsza pompa ciep

ïa nic nie po-

mo

ĝe.

Wiadomo,

ĝe sprawnoĂÊ ogrzewania pompÈ

ciep

ïa, okreĂlana wspóïczynnikiem efektyw-

no

Ăci COP (Coefficient of Performance), jest tym wiÚksza, im mniejsza jest róĝnica temperatury

DT miÚdzy ěródïem górnym (T

2

) a

běródïem dolnym (T

1

), tj.

Zatem im wy

ĝsza temperatura ěródïa dolnego T

2

, tym wi

Úksza sprawnoĂÊ ogrzewania.

Najcieplejszym

ěródïem dolnym moĝe byÊ sztuczne ěródïo ciepïa, takie jak Ăcieki, woda po-

wrotna w

bsystemach ciepïowniczych, inne ciecze, gazy lub powietrze ogrzewane wbjakimĂ pro-

cesie technologicznym. Mo

ĝliwoĂci takich rozwiÈzañ istniejÈ wbprzemyĂle lub budownictwie

komunalnym, natomiast bardzo rzadko zdarzaj

È siÚ wbdomach jednorodzinnych. PozostajÈ nam

1 Ogólny schemat systemu ogrzewania zbpompÈ ciepïa

górne

ěródïo

pompa ciep

ïa

dolne

ěródïo

pompa_ciepla.indd 182

pompa_ciepla.indd 182

2010-02-16 20:45:50

2010-02-16 20:45:50

Wybieramy dolne

ěródïo

183

ěródïa naturalne (odnawialne), wymienione na rys.b

2 ibprzedstawione schematycznie na rys.b3.

Najwy

ĝszÈ temperaturÚ ma woda gruntowa, ok. 10°C, niezaleĝnie od gïÚbokoĂci ibpory roku.

Rozwi

Èzanie zbwodÈ gruntowÈ jako dolnym ěródïem jest wiÚc bardzo korzystne pod wzglÚdem

sprawno

Ăci (COP osiÈga wartoĂci 5÷6), niezbyt drogie inwestycyjnie, ale wymaga sprawdzenia

parametrów wody, której zanieczyszczenia mog

È powodowaÊ korozjÚ wymiennika ciepïa lub

powstawanie osadów.

Kolektor gruntowy to kilkaset metrów zakopanej w

bziemi rury napeïnionej roztworem

glikolu, nazywanym zwyczajowo solank

È. Moĝe byÊ poziomy (pïaski lub spiralny) zakopa-

ny na g

ïÚbokoĂÊ ok. 1,5bm pod powierzchniÈ gruntu lub pionowy wbodwiertach obgïÚbokoĂci

od 30 do 200

bm.

Glikol kr

ÈĝÈcy wbkolektorze gruntowym ma zwykle temperaturÚ od –2 do +5°C, wbpierw-

szym przybli

ĝeniu przyjmuje siÚ 0°C. SprawnoĂÊ systemów zbkolektorem gruntowym napeï-

nionym glikolem jest nieco gorsza ni

ĝ dla wody gruntowej (COP=4÷5). Wyĝsze sÈ koszty

inwestycyjne, k

ïopotliwe jest zaangaĝowanie duĝej powierzchni dziaïki (dla kolektora pozio-

mego), ale jest to rozwi

Èzanie obwysokim stopniu niezawodnoĂci, gdyĝ ukïad zamkniÚty jest

niewra

ĝliwy na zanieczyszczenia czy ewentualne zmiany warunków hydrogeologicznych.

Najta

ñsze, bo niewymagajÈce ĝadnych prac inwestycyjnych jest wykorzystanie powie-

trza jako dolnego

ěródïa. NajwiÚkszym mankamentem tego rozwiÈzania sÈ sezonowe ibpo-

godowe zmiany temperatury powietrza, przy czym najgorsze warunki s

È wbzimie, kiedy

pompa ciep

ïa jest mocno eksploatowana, abjej sprawnoĂÊ spada wbmiarÚ obniĝania siÚ tem-

peratury powietrza (dla T poni

ĝej –10°C wspóïczynnik COP wynosi zaledwie 2÷3). Jako dol-

ne

ěródïo moĝe teĝ byÊ wykorzystane powietrze wewnÈtrz domu (5–20°C), ale dotyczy to

ograniczonych zastosowa

ñ pompy ciepïa wyïÈcznie do wytwarzania c.w.u. lub do klimaty-

zacji (w

broli rekuperatora).

Woda gruntowa – dwie studnie

Grunt, a

bwiÚc równieĝ woda gruntowa, na gïÚbokoĂci wiÚkszej niĝ 6bm ma wbzasadzie staïÈ

temperatur

Ú, która wynosi wbPolsce ok. 10°C, niezaleĝnie czy jest zima, czy lato (moĝna siÚ li-

FUJITSU GENERAL PARTNER

ADRESY AUTORYZOWANYCH

DYSTRYBUTORÓW FUJITSU

DOSTĘPNE SĄ NA STRONIE:

www.klima-therm.pl

D O M O WA P O M PA C I E P Ł A -

WATERSTAGE

Green

is cool

¢

darmowa energia z powietrza

¢

najwyższe wskaźniki energooszczędności systemu ogrzewania COP ≥ 4

(B7/W35)

¢

najniższe koszty instalacyjne systemu ogrzewania budynku

¢

kompletne źródło ciepła (obsługuje ogrzewanie podłogowe,

konwekcyjne, ciepłą wodę, basen)

¢

bogata oferta akcesoriów

¢

brak bezpośredniej emisji CO

2

Twój

ciepły

dom

REKLAMA

2 Klasyfikacja ěródeï energii cieplnej pobieranej
przez pomp

Ú ciepïa

pompa_ciepla.indd 183

pompa_ciepla.indd 183

2010-02-16 20:46:14

2010-02-16 20:46:14

DOM Z POMP

k CIEP’A

184

czy

Ê ze zmianami wbprzedziale 7–12°C). Najtañszym inwestycyjnie sposobem pobierania cie-

p

ïa zbgruntu jest pompowanie wody zbgïÚbokoĂci poniĝej 6bm (oczywiĂcie, lustro wody grunto-

wej mo

ĝe byÊ na poziomie wyĝszym, np. 1 lub 2bm pod powierzchniÈ gruntu). Budujemy dwie

studnie – czerpaln

È do poboru wody ibchïonnÈ do odprowadzenia (zrzutu) wody schïodzonej,

która wyp

ïywa zbpompy ciepïa. Wbtypowych warunkach geologicznych, gdy woda jest czerpana

z

bwarstwy wodonoĂnej na gïÚbokoĂci 6–15bm, koszt budowy takich dwóch studni wynosi 3000–

4000

bzï. OdlegïoĂÊ pomiÚdzy studniÈ czerpalnÈ ibchïonnÈ powinna byÊ jak najwiÚksza (co naj-

mniej 15

bm), ĝeby chïodna woda zrzucana nie mieszaïa siÚ zbwodÈ czerpanÈ, niekorzystnie ob-

ni

ĝajÈc jej temperaturÚ.

Obie studnie musz

È korzystaÊ zbtej samej warstwy wodonoĂnej, przy czym studnia czerpal-

na powinna znajdowa

Ê siÚ przed chïonnÈ wzglÚdem kierunku przepïywu wody wbtej warstwie.

Chodzi o

bto, by woda schïodzona nie wracaïa do studni czerpalnej.

Wydajno

ĂÊ pompowania wody gruntowej powinna wynosiÊ ok. 1,5bm

3

/h, do czego wystarcza

pompa samozasysaj

Èca obmocy 200bWb(jeĂli lustro wody jest nie gïÚbiej niĝ 6bm).

Nie zawsze warunki gruntowo-wodne s

È korzystne dla tego rozwiÈzania.

Podstawowym przeciwwskazaniem mo

ĝe byÊ gïÚboki poziom lustra wody gruntowej, co zmu-

sza do stosowania dro

ĝszych rozwiÈzañ – pomp gïÚbinowych ibgïÚbokich wierceñ. Uwaga – na

studnie g

ïÚbsze niĝ 30 m wymagane jest pozwolenie wodno-prawne. Jest teĝ drugi warunek

(nie zawsze przestrzegany),

ĝe trzeba niezaleĝnie od gïÚbokoĂci studni mieÊ pozwolenie wodno-

prawne na czerpanie wody w

biloĂci wiÚkszej niĝ 15bm

3

/dob

Ú.

Jest to warunek na ogó

ï speïniany „na styk”, gdyĝ przy pompowaniu wbtempie 1,5bm

3

/h ozna-

cza maksymalnie 10 godzin pracy pompy wodnej na dob

Ú.

Te graniczne parametry mo

ĝna odnieĂÊ do pompy ciepïa obmocy 7–8bkW. Dla pompy cie-

p

ïa obwiÚkszej mocy wydajnoĂÊ pompowania wody musi byÊ wiÚksza niĝ 1,5bm

3

/h, zatem

warunek czerpania wody w

biloĂci wiÚkszej niĝ 15bm

3

/dob

Ú zostanie przekroczony ibtrzeba

wyst

ÈpiÊ obpozwolenie.

Cz

Ústo wyraĝane sÈ obawy obniedïugi czas ĝycia studni – zarówno czerpalnej, której wydaj-

no

ĂÊ zbczasem moĝe siÚ obniĝyÊ, jak i zrzutowej, której chïonnoĂÊ moĝe nie byÊ wystarczajÈca

po pewnym czasie. Jednak ewentualnej degradacji studni wierconej nie nale

ĝy spodziewaÊ siÚ

wcze

Ăniej niĝ po 15–20 latach. JeĂli juĝ tak siÚ stanie, to nie bÚdzie wielkim problemem finan-

sowym ani technicznym wywiercenie nowych studni, zatem tym ograniczeniem nie powin-
ni

Ămy siÚ nadmiernie przejmowaÊ. Innym kïopotem systemu woda-woda moĝe byÊ zïa jakoĂÊ

wody – du

ĝa zawartoĂÊ ĝelaza ibmanganu oraz bardzo wysoka twardoĂÊ. Do producenta pompy

ciep

ïa naleĝy ocena, czy zïe parametry jakoĂciowe wody mogÈ istotnie wpïynÈÊ na niszczenie

lub z

ïÈ pracÚ pompy ciepïa. Groěne i, niestety, doĂÊ czÚste wbnaszych warunkach jest nadmier-

ne za

ĝelazienie wody. ¿elazo nie jest szkodliwe, dopóki siÚ nie utleni. Osad tlenku ĝelaza moĝe

„zatka

Ê” wymiennik, takĝe studniÚ chïonnÈ. Dlatego wbprzypadku mocno zaĝelazionej wody

niezmiernie wa

ĝne jest, by caïy ukïad od poboru wody wbstudni czerpalnej do zrzutu wbstudni

ch

ïonnej byï szczelny ibnie „nabieraï” powietrza.

Niektórzy producenci oferuj

È opcjonalnie parowniki wbspecjalnym wykonaniu, odpornym na

korozyjne dzia

ïanie wody ob„zïych” parametrach. Stosuje siÚ teĝ dodatkowy wymiennik ciepïa

odporny na „z

ïÈ” wodÚ. Wbobiegu wtórnym takiego wymiennika, poĂredniczÈcym miÚdzy wodÈ

ze studni a

bparownikiem pompy ciepïa, krÈĝy woda zb10% zawartoĂciÈ etylenu.

W

bEuropie system woda-woda jest stosowany niezbyt czÚsto. WbSzwajcarii ibSzwecji ma

udzia

ï zaledwie 1–2%, natomiast wbbliĝszych nam geograficznie krajach: Niemcy, Austria – ok.

10% zainstalowanych pomp ciep

ïa pracuje wbtym systemie. Pozostaïe 90% instalacji dzielÈ siÚ

mniej wi

Úcej po równo na gruntowe (solanka-woda ) ibpowietrzne.

Kolektor poziomy p

ïaski

Wykonuje si

Ú zbrur PE obĂrednicy 25–40bmm, ukïadanych wbwykopie obgïÚbokoĂci ok. 1,5bm, 20–

50

bcm poniĝej strefy przemarzania, ale nie gïÚbiej niĝ 2bm. Jest to zwykle kilka pÚtli, czyli odcinków

rur o

bdïugoĂci ok. 100bm kaĝdy. Podziaï rury kolektora przykïadowej dïugoĂci 500bm na piÚÊ równo-

leg

ïych pÚtli dïugoĂci 100bm ma na celu zmniejszenie oporów przepïywu, aby pompa obiegowa wy-

muszaj

Èca przepïyw glikolu nie musiaïa osiÈgaÊ duĝych mocy, zmniejszajÈc tym samym sprawnoĂÊ

systemu ogrzewania. Odst

Úpy miÚdzy rurami kolektora zaleĝÈ od wydajnoĂci cieplnej gruntu ibod

Ărednicy rur. Im mniej wydajny energetycznie grunt, tym mniejszÈ stosuje siÚ ĂrednicÚ rur ibmniejsze

3 Podstawowe rodzaje ěródïa dolnego

kolektor poziomy

kolektor pionowy

dwie studnie

powietrze

fot.

D

a

nfo

s

s

pompa_ciepla.indd 184

pompa_ciepla.indd 184

2010-02-16 20:46:30

2010-02-16 20:46:30

Wybieramy dolne

ěródïo

185

REKLAMA

odst

Úpy miÚdzy rurami. Przy odstÚpach miÚdzy rurami rzÚdu 0,5–0,8bm zbjednego m

2

gruntu z

bko-

lektorem otrzymuje si

Ú moc 10–40bW, wbzaleĝnoĂci od rodzaju gleby. Gliniasty ibwilgotny grunt odda-

je wi

Úcej ciepïa (30–40bW) niĝ piaszczysty, suchy (10–20bW). StÈd przy zaïoĝeniu, ĝe do ogrzewania

domu potrzeba ok. 50

bWbna jeden metr kwadratowy powierzchni pomieszczeñ, kolektor pïaski powi-

nien zajmowa

Ê powierzchniÚ 1,5–5 razy wiÚkszÈ niĝ powierzchnia domu. Zatem do tego rozwiÈza-

nia niezb

Údna jest duĝa powierzchnia dziaïki (np. ok. 600bm

2

dla domu o

bpowierzchni ogrzewanych

pomieszcze

ñ ok. 150bm

2

, je

Ăli grunt jest suchy ibpiaszczysty). Rury kolektora sÈ wypeïnione roztwo-

rem wodnym glikolu, nazywanym zwyczajowo solank

È. Wbparowniku pompy ciepïa glikol odda-

je ciep

ïo, ochïadzajÈc siÚ obok. 4°C. ¥rednia temperatura glikolu wbkolektorze wynosi ok. 0°C, chociaĝ

po s

ïonecznym lecie moĝe osiÈgnÈÊ nawet +10°, abpodczas srogiej zimy moĝe wychïodziÊ siÚ do kil-

ku stopni poni

ĝej zera. Trzeba pamiÚtaÊ, ĝe ciepïo odbierane przez glikol zbgruntu pochodzi gïównie

z

bpromieni sïonecznych – transport ciepïa zbgïÚbszych warstw ziemi ku powierzchni jest zjawiskiem

pomijalnie s

ïabym. Dlatego bardzo waĝna jest moĝliwoĂÊ peïnej regeneracji cieplnej gruntu wblecie,

przed nast

Úpnym sezonem grzewczym. Nie ma wiÚc sensu zakopywanie kolektora na gïÚbokoĂciach

wi

Úkszych niĝ 1,8bm, gdzie sïabo dochodzi ciepïo sïoneczne. Nie wolno teĝ utrudniaÊ penetracji ener-

gii s

ïonecznej przez np. zabetonowanie powierzchni gruntu nad kolektorem. Warto tu zauwaĝyÊ, ĝe

energia s

ïoneczna przenika do gruntu gïównie zbwodÈ deszczowÈ. Brak moĝliwoĂci peïnej regene-

racji cieplnej gruntu przez lato to ryzyko obni

ĝenia temperatury glikolu wbzimie poniĝej granicznej

warto

Ăci dla danej pompy, co spowoduje wyïÈczenie siÚ pompy. Dlatego lepiej przewymiarowaÊ ko-

lektor poziomy, czyli zaprojektowa

Ê go zbpewnym zapasem mocy. Moc kolektora pïaskiego (jak kaĝde-

go

ěródïa dolnego) to moc pompy ciepïa pomniejszona obmoc sprÚĝarki, czyli:

Koszt kolektora

pionowego to ok.

50% ca

ïkowitego

kosztu instalacji

systemu

grzewczego

z

bpompÈ ciepïa

Na przyk

ïad dla pompy ciepïa obmocy 8bkW ibCOP=4 otrzymujemy P

kol

=6

bkW, co przy

gruncie o

bprzeciÚtnych wïaĂciwoĂciach cieplnych (22bW/m

2

) oznacza konieczno

ĂÊ zajÚcia

powierzchni dzia

ïki ok. 300bm

2

.

Nale

ĝy pamiÚtaÊ, aby przed zasypaniem kolektora sprawdziÊ jego szczelnoĂÊ ibodpowietrzyÊ

wszystkie p

Útle.

pompa_ciepla.indd 185

pompa_ciepla.indd 185

2010-02-16 20:46:54

2010-02-16 20:46:54

DOM Z POMP

k CIEP’A

186

Kolektor spiralny

Istnieje pogl

Èd, ĝe jeĂli powierzchnia dziaïki nie pozwala na zainstalowanie kolektora pïa-

skiego, to na znacznie mniejszej powierzchni mo

ĝna zainstalowaÊ kolektor spiralny, czyli

u

ïoĝyÊ rury spiralnie wbwykopie obszerokoĂci co najmniej 80bcm.

Jednak jest to twierdzenie myl

Èce – wbistocie kolektor spiralny wymaga niewiele mniejszej po-

wierzchni dzia

ïki niĝ kolektor pïaski, gdyĝ odlegïoĂci miÚdzy rowami nie powinny byÊ mniejsze

ni

ĝ 3bm. ZaletÈ kolektora spiralnego jest to, ĝe wykopanie kilku rowów obszerokoĂci do 1bm ibdïu-

go

Ăci do 20bm jest ïatwiejsze niĝ zdjÚcie niemal dwumetrowej warstwy gruntu zbduĝej powierzch-

ni dzia

ïki. Warto tutaj przypomnieÊ, ĝe ěródïem ciepïa jest grunt, abnie rura, wiÚc niezaleĝnie od

sposobu jej u

ïoĝenia (rzÚdami czy spiralnie) dla pobrania okreĂlonej iloĂci ciepïa zbgruntu wyma-

gana jest okre

Ălona powierzchnia „pracujÈcego” gruntu. Wbpraktyce powierzchnia dziaïki zajÚta

przez kolektor spiralny jest o

bok. 1/3 mniejsza niĝ dla kolektora pïaskiego obidentycznej mocy, nato-

miast powierzchnia prac gruntowych jest ponadpi

Úciokrotnie mniejsza.

Kolektor pionowy

Najskuteczniejszym rozwi

Èzaniem wbprzypadku ograniczonej iloĂci miejsca jest kolektor

pionowy. Do odwiertów g

ïÚbokoĂci 30–150bm (uwaga – konieczne jest zezwolenie, abto ïÈ-

czy si

Ú zbdodatkowymi kosztami) wkïada siÚ sondy pionowe, czyli rury zgiÚte wbksztaï-

cie litery U, w

bktórych krÈĝy glikol. Zb1bm odwiertu moĝna uzyskiwaÊ 30–70bWbmocy ciepl-

nej. Na przyk

ïad dla domu obpowierzchni 200bm

2

potrzebn

È moc cieplnÈ dolnego ěródïa (ok.

0,8 mocy pompy ciep

ïa, czyli 0,8×200bm

2

×50

bW/m

2

=8

bkW) otrzymamy przy ïÈcznej dïugo-

Ăci odwiertów ok. 160bm, czyli mogÈ to byÊ na przykïad 4 odwierty obgïÚbokoĂci 40bm kaĝdy.
Odleg

ïoĂÊ miÚdzy odwiertami nie powinna byÊ mniejsza niĝ 5bm (im gïÚbsze odwierty, tym

ta odleg

ïoĂÊ powinna byÊ wiÚksza, dla odwiertów obgïÚbokoĂci 80–100bm powinna wynosiÊ

ok. 8

bm). Kolektor pionowy, wbporównaniu zbkolektorem pïaskim, ma same zalety:

ƒ zajmuje niewielkÈ powierzchniÚ dziaïki
ƒ glikol ma stabilnÈ temperaturÚ wbciÈgu caïego roku (3–7°C).

Jest tylko jedna wada – wysoka cena. O

bile kolektor poziomy dla domu 150bm

2

kosztuje ok.

5000÷10000

bzï, to pionowy moĝe kosztowaÊ ok. 15000bzï, abzdarzajÈ siÚ oferty na poziomie

ok. 25000

bzï.

Liczba i

bdïugoĂÊ sond gïÚbinowych zaleĝy od warunków geologicznych, dlatego czÚsto

w

btrakcie wiercenia otworów wprowadza siÚ korekty do wstÚpnego projektu. Na podstawie

zdobywanych w

btrakcie wiercenia informacji obrzeczywistych warunkach geologicznych

mo

ĝna skorygowaÊ projektowanÈ dïugoĂÊ sond.

Kolektor z

bbezpoĂrednim parowaniem

Popatrzmy na schemat systemu ogrzewania

1 ibwyobraěmy sobie, ĝe prawÈ poïowÚ obiegu

termodynamicznego pompy ciep

ïa od zaworu rozprÚĝnego do sprÚĝarki wydïuĝamy obkil-

kaset metrów kolektora poziomego. To znaczy,

ĝe rezygnujemy zbwymiennika ciepïa miÚdzy

obiegiem glikolu w

bkolektorze poziomym abobiegiem pompy ciepïa. Wbtakim wydïuĝonym

obiegu termodynamicznym kr

Èĝy specjalny czynnik (np. propan R 290 lub R 407C), który

odparowuje w

bkolektorze, pobierajÈc ciepïo zbgruntu. Rury kolektora wykonuje siÚ zbmiedzi

pokrytej warstw

È PE. Wyeliminowanie wymiennika ciepïa ibpompy obiegowej (wymuszajÈ-

cej obieg cieczy w

btradycyjnych kolektorach zbglikolem) pozwala na zwiÚkszenie sprawnoĂci

COP o

bok. 20%. Zasady ukïadania nitek kolektora wbgruncie sÈ identyczne jak dla kolektora

p

ïaskiego zbglikolem. Czynnik roboczy nie traci swoich wïaĂciwoĂci wbfunkcji czasu, abwiÚc

nie wymaga wymiany w

bcaïym okresie eksploatacji. Pompa ciepïa jest dostarczana wbkom-

plecie z

bkolektorem fabrycznie napeïnionym czynnikiem roboczym.

Powietrze jako dolne

ěródïo

Ciep

ïo pobierane zbpowietrza – zewnÚtrznego lub wewnÚtrznego – moĝe byÊ przekazywa-

ne do wody kr

ÈĝÈcej wbobiegu grzejnym podïogówki (system powietrze-woda) lub do powie-

trza wdmuchiwanego np. przez klimakonwektory. (system powietrze-powietrze).
Minusy. Moc grzewcza i

bsprawnoĂÊ pompy ciepïa COP spada wraz ze spadkiem temperatury

powietrza. Najlepiej dzia

ïa wblecie, gdy jest niepotrzebna. Podczas srogiej zimy, przy tempe-

raturach od –10°C do –25°C sprawno

ĂÊ pompy ciepïa wynosi zaledwie 2÷3. Wynika to zbfi-

Sezonowy

wspó

ïczynnik

efektywno

Ăci

Wiadomo,

ĝe COP (wspóïczynnik efektyw-

no

Ăci) zaleĝy odwrotnie proporcjonalnie od

ró

ĝnicy temperatur ěródïa górnego ibdolnego.

½ródïo górne to zwykle ogrzewanie podïo-
gowe, dla którego przyjmuje si

Ú temperatu-

r

Ú 35°C. Jest to parametr staïy, niezaleĝny

od pory roku. Natomiast

ěródïo dolne moĝe

mie

Ê temperaturÚ zmiennÈ wb ciÈgu roku.

Najbardziej dotyczy to pomp ciep

ïa czer-

pi

Ècych ciepïo zb powietrza zewnÚtrznego.

Dlatego COP tych pomp podaje si

Ú dla kil-

ku temperatur (–15°C, –7°C, 2°C, 7°C, 10°C,

20°C). W

bkatalogach najczÚĂciej podaje siÚ

COP pomp powietrznych dla temperatury

2°C, uznawanej za

ĂredniÈ rocznÈ wbnaszym

klimacie, zwykle jest to warto

ĂÊ ok. 3,5. Dla

ni

ĝszych temperatur COP osiÈga mniejsze

warto

Ăci, np. dla –15°C wbprzedziale 2÷2,5,

a

bdla wyĝszych temperatur, np. 10°C, COP

wynosi ok. 5. Dlatego wprowadza si

Ú para-

metr sezonowy wspó

ïczynnik efektywnoĂci

(SPF – Sesonal Performance Factor), okre-

ĂlajÈcy COP uĂredniony dla caïego sezonu
grzewczego. Dla pompy ciep

ïa powietrze

– woda SPF wynosi ok. 3,5. Pompy ciep

ïa so-

lanka – woda w

bmniejszym stopniu „odczu-

waj

È” sezonowe zmiany pogodowe. Pompy

ciep

ïa zbsondami pionowymi sÈ praktycznie

niewra

ĝliwe na te zmiany, natomiast pompy

ciep

ïa zb kolektorem poziomym na poczÈt-

ku sezonu grzewczego, gdy grunt jest wy-

grzany po lecie, maj

È COP najwyĝszy, zaĂ

pod koniec zimy temperatura solanki spa-

da o

bkilka stopni ibCOP maleje ok. 10–20%.

U

Ăredniony parametr SPF dla pomp ciepïa

solanka-woda wynosi 3,8÷4,3. Podobnie nie-

wielkie s

È zmiany sezonowe COP dla pomp

woda-woda i

bSPF wbtym przypadku wyno-

si zwykle 4,5÷5.

W

bprzypadku niewystarczajÈcej mocy ciepl-

nej kolektora gruntowego, po sezonie grzew-

czym (po zimie) mo

ĝe nastÈpiÊ tak znaczne

wych

ïodzenie gruntu, ĝe wbokresie letnim,

mimo znacznie mniej intensywnej pracy

pompy ciep

ïa, grunt nie wróci do tempera-

tury sprzed poprzedniej zimy. Oczywi

Ăcie

odbije si

Ú to spadkiem SPF po roku. Taki

proces stabilizowania si

Ú warunków ter-

micznych gruntu i

b stopniowej degradacji

parametru SPF mo

ĝe trwaÊ nawet kilka lat.

pompa_ciepla.indd 186

pompa_ciepla.indd 186

2010-02-16 20:47:26

2010-02-16 20:47:26

Wybieramy dolne

ěródïo

187

zyki, we wzorze na COP w

bmianowniku wystÚpuje (T

2

–T

1

), zatem im ni

ĝsza jest temperatura

ěródïa T

1

, tym mniejsza warto

ĂÊ COP. SprawnoĂÊ COP=2 oznacza, ĝe koszt eksploatacyj-

ny ogrzewania pomp

È ciepïa jest tylko 2 razy mniejszy od bezpoĂredniego ogrzewania elek-

trycznego (najdro

ĝszego ze wszystkich systemów ogrzewania).

Spadek mocy i

bsprawnoĂci pompy ciepïa wbokresach szczególnie mroěnych wymaga za-

stosowania dodatkowego

ěródïa ciepïa. Zwykle jest to grzaïka elektryczna zamontowana

w

bzbiorniku wody. Moĝe teĝ byÊ inne ěródïo ciepïa juĝ istniejÈce wbdomu, np. kocioï (tzw.

system biwalentny). Szczególnie odnosi si

Ú to do domów poddawanych modernizacji przez

zainstalowanie ogrzewania pomp

È ciepïa bez likwidacji istniejÈcej instalacji c.o. BiorÈc pod

uwag

Ú polskie realia klimatyczne, wbciÈgu roku iloĂÊ energii cieplnej dostarczonej przez

ěródïo wspomagajÈce pompÚ ciepïa wynosi zaledwie 5–10% energii dostarczanej przez pom-
p

Ú ciepïa.

Plusy. Oczywistym plusem jest brak nak

ïadów inwestycyjnych na dolne ěródïo ciepïa. Aby

pobiera

Ê ciepïo zbotaczajÈcego powietrza, nie trzeba budowaÊ kosztownych kolektorów czy

studni, jak to jest w

bprzypadku pompy ciepïa czerpiÈcej energiÚ cieplnÈ zbgruntu. ZbulgÈ na-

le

ĝy równieĝ powitaÊ brak robót inĝynieryjnych wbogródku, abnawet wbogóle moĝna siÚ obyÊ

bez ogródka. Chyba

ĝe chcemy wspomóc pompÚ ciepïa gruntowym wymiennikiem ciepïa,

s

ïuĝÈcym równieĝ jako czerpnia powietrza do wentylacji ibklimatyzacji. SÈ takie koncepcje,

ĝeby mroěne powietrze (np. obtemperaturze –20°C) wstÚpnie ogrzewaÊ do ok. 0°C, przepusz-
czaj

Èc je przez zïoĝe ĝwiru umieszczonego wbgruncie. Brak koniecznoĂci budowy dolnego

ěródïa znakomicie uïatwia zainstalowanie pompy ciepïa wbzamieszkanym domu, wbramach
modernizacji ju

ĝ istniejÈcej instalacji ogrzewania. PompÚ ciepïa moĝna zainstalowaÊ na ze-

wn

Ètrz lub wewnÈtrz budynku. Warto przy tym pamiÚtaÊ, ĝe jest to urzÈdzenie doĂÊ gïoĂne.

Mimo wielkich stara

ñ producentów, przedmuchiwanie jednego m

3

powietrza w

bczasie 2–3

sekund nie mo

ĝe byÊ bezszelestne.

Zastosowania. Pompy czerpi

Èce ciepïo zbpowietrza szczególnie nadajÈ siÚ do nastÚpujÈcych

zastosowa

ñ:

ƒ Do wytwarzania c.w.u. Pompa maïej mocy, np. 1,6bkW, czerpiÈc wewnÈtrz domu ciepïo
z

bpowietrza obtemperaturze 15°C, moĝe podgrzewaÊ wodÚ do +55°C ze sprawnoĂciÈ COP

ok. 3,6. Zwykle tak

È pompÚ wyposaĝa siÚ wbdodatkowÈ wÚĝownicÚ do podïÈczenia kolek-

torów s

ïonecznych obS=2,7bm

2

. Ilo

ĂÊ powietrza potrzebna do prawidïowej pracy pompy cie-

p

ïa – 550bm

3

/h odpowiada kubaturze ma

ïego domu. JeĂli taka pompa ciepïa bÚdzie pracowa-

ïa wbpiwnicy, to zapewni doskonaïÈ wentylacjÚ ibosuszanie tej piwnicy.
ƒ Do wentylacji zbodzyskiem ciepïa. SÈ to pompy pobierajÈce ciepïo zbpowietrza usuwane-
go kana

ïem wentylacji wywiewnej. SpeïniajÈ wiÚc funkcjÚ rekuperatora, odzyskujÈc ciepïo

z

bwywiewanego powietrza. WentylujÈc wspomagajÈ ogrzewanie, mogÈ teĝ byÊ wykorzysty-

wane do wytwarzania c.w.u.
ƒ Do ogrzewania sïuĝÈ pompy czerpiÈce ciepïo zbpowietrza zewnÚtrznego, nawet gdy tem-
peratura spadnie do –20°C. Oczywi

Ăcie, to rozwiÈzanie ustÚpuje sprawnoĂciÈ pompom czer-

pi

Ècym ciepïo zbgruntu, ale nie wymaga budowy ěródïa dolnego, jest wiÚc idealne do mo-

dernizacji starego c.o. lub gdy nie ma mo

ĝliwoĂci wykonania kolektorów czy studni.

Co wybra

Ê?

Inwestor ma nad czym pomy

ĂleÊ ibprzekalkulowaÊ, ĝeby dokonaÊ wyboru ěródïa energii do ogrzewa-

nia swojego domu. Najtaniej jest pobiera

Ê ciepïo zbpowietrza. To inwestycja najtañsza ibnajïatwiejsza,

bo pomp

Ú ciepïa moĝna umieĂciÊ na zewnÈtrz budynku (warto to wziÈÊ pod uwagÚ, bo „przedmu-

chiwanie” powietrza musi troch

Ú haïasowaÊ). Jednak sprawnoĂÊ tego rozwiÈzania jest najmniej-

sza. Najwi

ÚkszÈ sprawnoĂÊ przy niewysokich kosztach inwestycyjnych osiÈga siÚ wbsystemie dwóch

studni, ale

ïÈczy siÚ to zbpewnym stopniem ryzyka – abnuĝ studnia „wyschnie” lub siÚ zamuli albo

zmieni

È siÚ parametry wody. Nie ma takich obaw wbsystemach zbzamkniÚtym obiegiem glikolu, czyli

w

bkolektorach pïaskich lub pionowych. Ale to rozwiÈzanie droĝej kosztuje, ma nieco mniejszÈ spraw-

no

ĂÊ niĝ ukïad dwóch studni albo wymaga zaangaĝowania sporej powierzchni dziaïki.

Mamy pewn

È wiedzÚ, jak wybierajÈ inni. ZrobiliĂmy rok temu sondaĝ wĂród czïonków Klubu

Buduj

Ècych Dom. Jeden na trzydziestu zastosowaï juĝ pompÚ ciepïa wbswoim domu. Jeden na

trzech powa

ĝnie siÚ nad tym zastanawia. Ci, którzy juĝ siÚ zdecydowali lub sÈ blisko decyzji,

odpowiedzieli nam równie

ĝ na pytanie obwybór rodzaju ěródïa dolnego

4. †.

4 Wyniki sondy „Jakie ěródïo dolne wybraïeĂ?”

fo

t.

A

rchi

w

u

m B

D

pompa_ciepla.indd 187

pompa_ciepla.indd 187

2010-02-17 11:53:56

2010-02-17 11:53:56