Baza wiedzy

Budowa systemu grzewczego z pompą ciepła

Do podstawowych elementów, z których składa się system ogrzewania budynku należy:

• system grzewczy (grzejniki, ogrzewanie podłogowe, klimakonwektory)  przekazujący ciepło pobrane w dolnym źródle do wnętrza obiektu,
• dolne źródło – wodny, gruntowy bądź powietrzny wymiennik ciepła odpowiadający za pozyskanie energii, która po konwersji pozwala ogrzać dany obiekt,
• pompa ciepła – elementy wykonawcze w układzie termodynamicznym, w tym między innymi sprężarka, zawór rozprężny czy układ sterowania.

Podstawowe źródła ciepła

• poziomy wymiennik gruntowy – wykonywany w postaci rur zakopanych na odpowiedniej głębokości, w których znajduje się czynnik roboczy,
• pionowy wymiennik gruntowy – sondy pionowe umieszczane w wykonanych w tym celu odwiertach. Sondy wykonane są z rur, w których znajduje się czynnik roboczy,
• woda – ciepło pobierane od wód gruntowych wymaga wykonania dwóch studni: jednej czerpalnej i drugiej zrzutowej,
• powietrze – wymiennik powietrzny, wyposażony w wentylator wymuszający przepływ powietrza, zwykle montowany w okolicy budynku, na elewacji lub na dachu.

Zasada działania

Ogrzewanie z wykorzystaniem opisywanych urządzeń polega na wychwytywaniu energii cieplnej zgromadzonej w gruncie, wodzie lub powietrzu. Jej pobór następuje dzięki pionowym, poziomym lub powietrznym wymiennikom, które umieszcza się na zewnątrz budynku. Następnie energia przenoszona jest dzięki czynnikowi roboczemu oraz przekształcana w taki sposób, aby umożliwiała ogrzewanie poszczególnych pomieszczeń. We wnętrzu domu energia cieplna uwalniana jest przez specjalnie dopasowany do potrzeb użytkownika system grzewczy, gwarantujący zdrowe, łagodne i równomierne ciepło dzięki wyjątkowo dokładnej i elastycznej regulacji.

Jak tak naprawdę działa pompa ciepła?

Pompa ciepła powszechnie uważana jest za urządzenie skomplikowane, choć takie same zjawiska jak te zachodzące wewnątrz urządzenia towarzyszą nam w życiu codziennym. Do pracy pompy ciepła potrzebne jest dolne źródło ciepła, z którego pobierane jest ok. 80% energii oraz zasilanie w energię elektryczną, które stanowi jedynie 20% całkowitej mocy wyjściowej urządzenia. Upraszczając, aby pompa ciepła mogła uzyskać moc grzewczą 5 kW, z sieci wystarczy jej jedynie około 1 kW, a resztę energii pobiera z dolnego źródła ciepła. Obieg pompy ciepła rozpoczyna swój cykl w kompresorze, do którego dostaje się czynnik chłodniczy w postaci gazowej. To właśnie tutaj czynnik jest sprężany, gwałtownie rośnie jego ciśnienie, a zarazem temperatura. Podobnie jak podczas pompowania koła w rowerze – pompka robi się ciepła w momencie, gdy ciśnienie w kole jest już duże, a chcemy je jeszcze trochę dopompować. Z kompresora gorący gaz trafia do skraplacza, który jest płytowym wymiennikiem ciepła, gdzie z jednej strony przepływa czynnik chłodniczy, z drugiej zaś woda układu grzewczego. W wymienniku tym czynnik chłodniczy oddaje ciepło wodzie, przechodząc ze stanu gazowego w ciekły, przez co woda systemu grzewczego wpływająca do skraplacza się ogrzewa. Kolejnym podstawowym elementem składowym jest zawór rozprężny, gdzie gwałtownie spada ciśnienie czynnika, a wraz z nim jego temperatura. To trochę jak z dezodorantem lub gazem do zapalniczek – w momencie, kiedy uwolnimy zaworek, zarówno dezodorant jak i gaz stają się zimne, mimo że puszka ma temperaturę pokojową. Tak się dzieje wskutek gwałtownego spadku ciśnienia i to samo zjawisko dotyczy czynnika chłodniczego w zaworze rozprężnym pompy ciepła. Ostatnim z czterech podstawowych elementów składowych urządzenia jest parownik. Służy on do odbioru energii z tzw. dolnego źródła ciepła, którym może być grunt, powietrze lub woda. Każde z nich ma w sobie zakumulowaną energię ciepną, a zadaniem parownika jest jej odzyskanie. W parowniku zachodzi przemiana odwrotna do tej ze skraplacza – dolne źródło ciepła oddaje energię czynnikowi roboczemu, który poprzez odbiór energii odparowuje. Następnie czynnik trafia z powrotem do kompresora i cały cykl się powtarza.

Typoszeregi pomp ciepła Sofath

Główne powody, dla których warto zaopatrzyć się w pompy ciepła Sofath:

• urządzenia te są elementami systemów grzewczych XXI wieku,
• rozwiązania te należą do jednych z najbardziej niezawodnych technologii grzewczych (żywotność sprężarki sięga nawet 20-25 lat),
• funkcjonują bez palnego paliwa w budynku,
• nie emitują szkodliwych spalin w budynku oraz jego bezpośrednim otoczeniu,
• obniżają koszty ogrzewania (nawet ponad 50% w porównaniu do spalania oleju opałowego czy gazu),
• to niezwykle opłacalna inwestycja (zwrot uzyskuje się po kilku latach w stosunku do ogrzewania propanem czy olejem i po ok. 10 latach dla gazu ziemnego),
• pompa ciepła zasilana prądem daje pełne bezpieczeństwo dostaw (nie ma ryzyka szantażu politycznego, a wszelkie analizy pokazują stabilny i przewidywalny wzrost cen prądu w ostatnich 40 latach w stosunku do oleju opałowego i gazu),
• skutecznie podnosi wartość rynkową obiektu, w którym jest zamontowana,
• nie wymaga specjalnej kotłowni, ani dużej przestrzeni do zabudowy,
• nie ma potrzeby wykonywania pomiarów spalin,
• nie wymaga podłączenia do komina,
• nie wymaga przyłącza składu opału lub gazu,
• to urządzenia praktycznie bezobsługowe,
• bardzo cicha praca,
• umożliwia tanie i efektywne chłodzenie pomieszczeń,
• korzysta z dużego udziału energii odnawialnej (ok. 70-75%),
• redukuje emisję CO₂,
• pompa ciepła to urządzenie promowane i wspierane przez Unię Europejską,
• Natea, Caliane – brak glikolu w kolektorze zewnętrznym, który musi być wymieniany co 3 do 5 lat,
• Brak w instalacji Natea dwóch, a w Caliane jednej pompy obiegowej, pobierającej dużo prądu

1) Czy pompa ciepła może być jedynym źródłem ciepła w budynku w naszym kraju?

Jeżeli chodzi o pompy powietrzne to wymagają one dodatkowego źródła. Jest to wynikiem spadku mocy pompy związanym ze spadkiem temperatury zewnętrznej. W momentach kiedy potrzebujemy najwięcej energii do ogrzania domu powietrzna pompa ciepła dostarcza nam jej najmniej.

W przypadku pomp gruntowych Sofath zdecydowanie mogą one być jedynym źródłem ciepła dla ogrzania budynku. Temperatura gruntu jest stabilna w całym sezonie grzewczym, a dobór pompy przeprowadza się dla skrajnie niskich temperatur, w oparciu o PN.

2) Który z wymienników gruntowych jest lepszy – poziomy czy pionowy?

Oba rozwiązania w wykonaniu Sofath zapewniają dostarczenie odpowiedniej ilości energii. Wymiennik poziomy jest tańszy w przygotowaniu, ale wymaga odpowiedniej ilości dostępnego terenu.  Na kolektor poziomy decydują się osoby dysponujące dużym ogrodem o ukształtowaniu terenu umożliwiającym montaż.

Kolektory i sondy pionowe wymagają głębokich wierceń, nawet do 150m, co pociąga za sobą koszty inwestycyjne, ale ich realizacja jest możliwa nawet na działkach niewielkich lub z nieregularnym ukształtowaniem terenu.

3) Czy poziome wymienniki gruntowe przeszkadzają w uprawie ogrodu?

Poprawnie wykonany wymiennik gruntowy nie ma żadnego wpływu na zieleń na powierzchni. Jedynym wyjątkiem są duże drzewa, których umiejscowienie należy przewidzieć na etapie planowania wymiennika gruntowego celem pozostawienia bezpiecznej odległości (2m z każdej strony) od drzewa.

4) Czy można łączyć pompę ciepła z kominkiem z płaszczem wodnym?

Tak, pompy ciepła Sofath w systemach Caliane i Termeo pozwalają na to poprzez zastosowanie zasobnika buforowego. Do niego będzie doprowadzane ciepło z wielu źródeł, a następnie rozprowadzane po obiekcie.