DOM Z POMP
k CIEPA
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:
ěródïa dolnego;
wÚzïa cieplnego, którego najwaĝniejszym
elementem jest pompa ciep
ïa;
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 CIEPA
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 CIEPA
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:
zajmuje niewielkÈ powierzchniÚ dziaïki
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:
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.
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.
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