Jedną z głównych zalet pompy solanka/woda jest fakt, że źródło ciepła jest dostępne praktycznie za darmo. Jedyną energią, którą trzeba zakupić, jest moc do zasilania sprężarki. Tutaj idealnie sprawdza się połączenie z systemem fotowoltaicznym, dzięki czemu można przetworzyć promieniowanie słoneczne na energię elektryczną. Niemal nieskończone źródło ciepła pozwala również na to, aby cena surowców nie podlegała wahaniom ekonomicznym czy politycznym. Właściciele systemu są więc znacznie mniej zależni od dostawców paliw. Gruntowa pompa ciepła może być eksploatowana ekonomicznie w trybie mono lub dualnym. Oznacza to, że w zastosowanym systemie grzewczym za ciepło grzewcze i/lub ciepłą wodę użytkową odpowiadać będzie jeden lub dwa różne generatory ciepła.
Pompa ciepła solanka/woda - funkcja, korzyści i finansowanie
Poproś o bezpłatną konsultację
Ziemia jest ogromnym, niemal niewyczerpanym grzejnikiem akumulacyjnym, a jednocześnie jednym z najważniejszych źródeł ciepła ze wszystkich. Od pewnej głębokości ziemia ma temperaturę bazową około dziesięciu stopni Celsjusza. W porównaniu z otaczającym powietrzem, temperatura ta jest bardzo stała. Oznacza to, że nawet jeśli górna warstwa ziemi jest oblodzona, gruntowe pompy ciepła mogą nadal pracować wydajnie, ponieważ różnica między źródłem ciepła a temperaturą zasilania pozostaje stosunkowo niewielka, nawet w zimie.
Jak działa pompa ciepła solanka/woda
Jak wszystkie inne pompy ciepła, pompa ciepła solanka/woda działa na tej samej zasadzie: Najpierw energia cieplna jest pozyskiwana z gruntu, a następnie przekazywana do czynnika chłodniczego. Ten odparowuje i jest dodatkowo sprężany za pomocą sprężarki. Dzięki temu wzrasta nie tylko jego ciśnienie, ale również temperatura. Powstałe ciepło jest odbierane przez wymiennik ciepła (skraplacz) i przekazywane do systemu grzewczego. O tym, jak przebiega ten proces, można dowiedzieć się szczegółowo w artykule Jak działa pompa ciepła solanka/woda.
Zasadniczo ciepło geotermalne może być pozyskiwane przez gruntową pompę ciepła na dwa sposoby: albo przez kolektory geotermalne, które są ułożone blisko powierzchni, albo przez sondy geotermiczne, które wnikają do 100 metrów w głąb ziemi. W kolejnych rozdziałach przyjrzymy się obu wersjom.
Kolektory geotermalne układane są pod ziemią
Aby wydobyć ciepło geotermalne, system rur układany jest poziomo i w formie serpentyny poniżej linii mrozu. Głębokość ta wynosi około jednego do dwóch metrów pod powierzchnią trawnika lub gleby. W systemie rurowym krąży nośnik ciepła wykonany z mrozoodpornej cieczy, który pochłania energię cieplną i przekazuje ją do wymiennika ciepła. Wielkość wymaganej powierzchni kolektora zależy między innymi od zapotrzebowania na ciepło danego budynku. W praktyce jest to 1,5 do 2 razy większa powierzchnia niż ta, którą trzeba ogrzać. Kolektory geotermalne pobierają energię cieplną z bliskiej powierzchni ziemi. Energia ta dostarczana jest przez promieniowanie słoneczne i wodę deszczową. W związku z tym stan gruntu odgrywa decydującą rolę w uzysku energetycznym kolektorów. Ważne jest, aby teren nad systemem rur nie był wyasfaltowany lub zabudowany. Więcej o tym, co należy wziąć pod uwagę przy układaniu kolektorów geotermalnych, można przeczytać w artykule Kolektory geotermalne do pomp ciepła solanka/woda.
Pompa ciepła solanka/woda
[1] Pompa ciepła solanka/woda Vitocal
[2] Zasobnik ciepłej wody użytkowej
[3] Zasobnik buforowy wody grzewczej
Sondy geotermalne pozyskują ciepło z głębszych warstw ziemi
Alternatywą dla kolektorów geotermalnych są sondy. Za pomocą otworów wiertniczych sondy geotermalne są zagłębiane w ziemi pionowo lub pod kątem. Przez nie przepływa również medium solankowe, które na głębokości 40 do 100 metrów pochłania ciepło geotermalne i przekazuje je do wymiennika ciepła. Od głębokości około dziesięciu metrów temperatura pozostaje stała przez cały rok, dlatego sondy geotermalne pracują wydajnie nawet przy bardzo niskich temperaturach zewnętrznych. W porównaniu z kolektorami geotermalnymi wymagają też niewiele miejsca i mogą być wykorzystywane także do chłodzenia w lecie. Głębokość otworu zależy również od zapotrzebowania na ciepło i przewodności cieplnej gruntu. Ponieważ w otworze o głębokości do 100 metrów penetruje się kilka warstw wodonośnych, na wykonanie odwiertów należy zawsze uzyskać zezwolenia.
Ciepło z gruntu (sonda)
[1] Pompa ciepła Vitocal
[2] Zasobnik c.w.u.
[3] Zasobnik buforowy wody grzewczej
Zalety pompy ciepła solanka/woda
Istnieje wiele sposobów na połączenie dobra z dobrem. Jednym z nich jest działanie pompy ciepła solanka/woda. Dzięki wykorzystaniu energii geotermalnej, pompa ciepła solanka/woda jest efektywnym sposobem ogrzewania. Energia geotermalna to energia cieplna dostępna pod powierzchnią ziemi, którą można wykorzystać jako źródło ciepła dla gruntowej pompy ciepła. Oprócz atrakcyjnych programów dotacji ze strony państwa, korzyści z zastosowania pompy ciepła solanka/woda są liczne. Można je z grubsza podzielić na korzyści ekologiczne i ekonomiczne:
Inwestycja w gruntową pompę ciepła to także inwestycja w przyszłość. Kolektory i sondy geotermalne mają bowiem bardzo długą żywotność. Urządzenia te są również niezwykle mało wymagające pod względem konserwacji, ponieważ zainstalowanych jest tylko kilka ruchomych elementów. Planowanie i instalacja są z reguły wykonywane przez firmę instalacyjną, dzięki czemu od samego początku zapewnione jest bezpieczne działanie.
W cieplejszych miesiącach letnich pompa ciepła solanka/woda może być również wykorzystywana do ogrzewania umiarkowanego. Dzięki tej funkcji, ciepło z pomieszczenia jest przekazywane do systemu sondy geotermalnej poprzez ogrzewanie podłogowe. Następnie grunt magazynuje ciepło, aby można je było wykorzystać w kolejnym okresie grzewczym. W tym trybie pracuje tylko pompa obiegowa i jednostka sterująca, co sprawia, że naturalne chłodzenie jest energooszczędną i oszczędną metodą chłodzenia budynków. Jak ten proces wygląda w szczegółach, wyjaśniamy w części zatytułowanej Chłodzenie naturalne i aktywne.
Oprócz korzyści ekonomicznych istnieje wiele ekologicznych powodów, dla których warto zastosować gruntową pompę ciepła. Dzieje się tak dlatego, że energia potrzebna do ogrzewania jest z jednej strony przyjazna dla klimatu, a z drugiej dostępna tuż pod własną nieruchomością. Całkowicie wyeliminowane są długie i obciążające CO₂ drogi transportowe. Zastosowanie energii geotermalnej oznacza również redukcję szkodliwych emisji CO₂. W porównaniu z ogrzewaniem gazowym lub olejowym do warstwy ozonowej trafia nawet o 90 procent mniej spalin.
Eksploatacja pompy ciepła solanka/woda oprócz wymienionych już korzyści ma jeszcze jeden pozytywny efekt: Eksperci widzą tu duży potencjał w osiągnięciu celów klimatycznych wyznaczonych przez rząd niemiecki. Kluczowym pojęciem jest tu "sector coupling", czyli połączenie rynków energii elektrycznej i ciepła. Tłem dla tej wizji jest stale rosnący udział czystego prądu. Systemy wiatrowe i fotowoltaiczne produkują już tak dużo energii elektrycznej, że muszą być czasowo wyłączane, aby nie destabilizować sieci energetycznej. Wielu ekspertów angażuje się w poszukiwanie sposobów na wykorzystanie tej nadwyżki mocy za pomocą pomp ciepła.
Zastosowanie gruntowej pompy ciepła firmy Viessmann daje wiele korzyści. Do najważniejszych należą:
- Darmowe źródło ciepła dostępne o każdej porze dnia
- Efektywna praca także w zimie dzięki stałej wysokiej temperaturze
- Możliwość wykorzystania latem do naturalnego chłodzenia
- Redukcja emisji CO₂.
- Wysokie dotacje państwowe
Pompy ciepła solanka/woda do zastosowań komercyjnych i samorządowych
Pompy ciepła solanka/woda wykorzystują grunt jako podstawowe źródło energii. Odbywa się to za pomocą kolektorów geotermalnych lub sond geotermalnych, które są wprowadzane do gruntu w celu wydobycia znajdującego się tam ciepła. Pompy ciepła solanka/woda do zastosowań komercyjnych i komunalnych charakteryzują się odpowiedzialnością za środowisko i znacznie obniżają koszty wytwarzania energii grzewczej i ciepłej wody użytkowej.
