Pompa ciepła #2 – górne źródło ciepła

Zastosowanie pomp ciepła w domu wymaga nie tylko przemyślanego dobrania dolnego źródła ciepła. Ważne jest również odpowiednie dobranie górnego źródła ciepła, w przypadku którego wybory są dwa : ogrzewanie/chłodzenie domu lub/i podgrzewanie ciepłej wody użytkowej.

W poprzednich artykułach mówiliśmy o :

Wybór górnego źródła ciepła

Ogrzewanie domu

Najczęstszym zastosowaniem dla pompy ciepła jest ogrzewanie lub chłodzenie domu. Wynika to przede wszystkim z charakteru jej pracy – pompy ciepła są urządzeniami pracującymi w względnie niskich temperaturach i w takich uzyskują najlepszą sprawność. Do tego idealnie nadaje się zastosowanie ogrzewania powierzchniowego jako górnego źródła ciepła.

Ogrzewanie powierzchniowe, a przede wszystkim podłogowe, ze względu na niską temperaturę pracy i dużą powierzchnię grzania świetnie współpracuje z pompą ciepła – dla domów tradycyjnych wystarczy temperatura czynnika grzewczego ok. 35-40 st. C , aby ogrzewanie było skuteczne i odbywało się bez przeszkód. W domach energooszczędnych, ze zwiększoną izolacyjnością termiczną przegród, temperatura pracy ogrzewania powierzchniowego może wynosić nawet 30 stopni C, co jeszcze lepiej wpływa na sprawność pompy.

Gorszym rozwiązaniem górnego źródła ciepła są grzejniki. Ze względu na ich małą powierzchnię wymagają dużej temperatury czynnika grzewczego – ok. 50-55 st. C, co wymaga od pompy dodatkowej pracy wbudowaną grzałką elektryczną, co w konsekwencji generuje dodatkowe koszty eksploatacji. Nie powinny być stosowane nawet do ogrzewania poddasza – w tym wypadku również lepiej sprawdzi się ogrzewanie powierzchniowe, podłączone oddzielnie od parteru do pompy ciepła.

Podgrzewanie ciepłej wody użytkowej

Podgrzewanie ciepłej wody użytkowej pompą ciepła jest sprawą skomplikowaną. W przypadku pomp korzystających z dolnych źródeł ciepła umiejscowionych w gruncie (woda gruntowa, kolektory poziome/pionowe) w okresie zimowym nie ma spadków sprawności i mogą z powodzeniem służyć zarówno do ogrzewania, jak i podgrzewania wody.

Niestety, nie można tego powiedzieć o powietrznych pompach ciepła, których skuteczność do samego ogrzewania w okresie zimowym podaliśmy w wątpliwość. Istnieją jednak rozwiązania powietrznych pomp ciepła służących tylko do podgrzewania ciepłej wody użytkowej. W ich przypadku latem pobierają one powietrze z pomieszczeń bądź z zewnątrz, odbierają jego energię cieplną i następnie takie powietrze może służyć do chłodzenia domu. Natomiast zimą pompa ciepła pobiera energię cieplną z pomieszczeń ciepłych jak łazienka lub kuchnia albo nieprzeznaczonych do stałego pobytu ludzi, np. garaż, kotłownia, pomieszczenia gospodarcze. Dodatkowo takie pompy mają możliwość podłączenia dodatkowego źródła ciepła, np. kominka z płaszczem wodnym, instalacji solarnej lub kotła.

Niezależnie od rozwiązania, w przypadku ciepłej wody użytkowej pompy ciepła głównie są wykorzystywane jako urządzenia wspomagające przygotowanie c.w.u. . Obniżają koszty eksploatacji, w szczególności w okresach zwiększonego zapotrzebowania jak np. podczas przyjmowania dużej ilości gości, przy okazji służąc jako element instalacji chłodzącej.

Chłodzenie domu pompą ciepła

Odpowiednio zaprojektowana i wykonana instalacja pompy ciepła może również służyć jako dobre rozwiązanie problemu wysokich temperatur w pomieszczeniach w okresie letnim. Pompa ciepła w trybie chłodzącym może działać w jednym z dwóch trybów – pasywnym lub aktywnym.

Chłodzenie pasywne

Chłodzenie pasywne, inaczej nazywane chłodzeniem naturalnym, jest używane w pompach ciepła mających swoje dolne źródło ciepła w gruncie lub wodzie gruntowej. Chłodzenie odbywa się na podobnej zasadzie co ogrzewanie pomieszczeń – używana do tego jest niska, w porównaniu do temperatury powietrza, temperatura gruntu lub wody gruntowej (8-12st. C), jednak w instalacji działa jedynie pompa obiegowa dostarczająca czynnik roboczy o niskiej temperaturze do górnego źródła ciepła, a sprężarka powodująca jego ogrzewanie jest wyłączona.

W trybie chłodzenia pasywnego dobrym rozwiązaniem jest korzystanie z innych górnych źródeł ciepła niż ogrzewanie podłogowe, które nie ma możliwości dobrego schłodzenia pomieszczeń, a za niska temperatura podłóg źle wpływa na komfort użytkowania. Niemożliwe jest również wychłodzenie pomieszczenia używając grzejników, ze względu na ich małą powierzchnię. Zalecane są przede wszystkim klimakonwektory, jednak można się również spotkać z ogrzewaniem ściennym, które z powodzeniem jest wykorzystywane do chłodzenia.

Chłodzenie pasywne dwie mocne zalety. Pierwszą są niskie koszty eksploatacji – w układzie działają jedynie pompy obiegowe, zużywające mało energii elektrycznej. Drugą zaletą jest możliwość odbudowy potencjału energetycznego dolnego źródła energii (wyziębionego po okresie grzewczym) dzięki dostarczaniu nagrzanego w domu czynnika roboczego.

Ciekawym rozwiązaniem latem jest również wykorzystywanie czynnika roboczego nagrzanego w gruncie/wodzie gruntowej do przygotowania ciepłej wody użytkowej, a dopiero później wykorzystywania go do celów chłodzenia.

Chłodzenie aktywne

Chłodzenie aktywne odbywa się poprzez odwrócenie działania całej instalacji pompy ciepła. Budynek staje dolnym źródłem, z którego ciepło jest pobierane, natomiast powietrze/grunt/woda gruntowa stają się górnym źródłem, gdzie energia cieplna jest oddawana. Skuteczność takiego rozwiązania jest nieco większa od chłodzenia pasywnego, minusem natomiast jest wyższe wykorzystywanie energii elektrycznej (pompa obiegowa + sprężarka) do chłodzenia.

 

Czytaj dalej -> Pompa ciepła a inne technologie

Oznaczone chłodzenie pompą ciepła, dom, dompp, górne źródło ciepła, grzejniki, ogrzewanie podłogowe, pompa ciepła

Dodaj komentarz