Akwaterm

Pompy ciepła

Zadaniem pompy ciepła jest pobranie z otoczenia niskotemperaturowej energii i podwyższeniu jej temperatury do poziomu umożliwiającego ogrzewanie budynków. Korzystają one przy tym z energii elektrycznej, lecz stanowi ona tylko pewien procent w ogólnym bilansie energii.
Pompy ciepła wykorzystują do działania lewobieżny obieg termodynamiczny. Elementy pompy ciepła tworzą zamknięty układ, wewnątrz którego krąży ekologiczny czynnik roboczy(R407C). Podlega on przemianom z postaci ciekłej na gazową i odwrotnie powodując przepływ energii cieplnej ze źródła dolnego do górnego.
Zasada pracy pompy ciepła wygląda następująco W wymienniku ciepła zwanym parownikiem czynnik roboczy w postaci mieszaniny cieczy i gazu ulega procesowi odparowania. Odbiera w ten sposób energię cieplną z dolnego źródła. Następnie czynnik zassany zostaje w postaci pary o niskim ciśnieniu do sprężarki gdzie wzrasta jego ciśnienie oraz temperatura. Kolejnym elementem obiegu, do którego trafia czynnik w postaci gazowej jest wymiennik ciepła zwany skraplaczem. Gorący i sprężony czynnik oddaje tu energię cieplną do źródła górnego co powoduje jego skroplenie. Na drodze do parownika czynnik napotyka zawór rozprężny. Jest to ostatni z elementów zamykający obieg termodynamiczny, który racjonuje ilość czynnika trafiającą do parownika. Procesowi temu towarzyszy obniżenie ciśnienia oraz temperatury czynnika.
Współczynnik efektywności energetycznej jest stosunkiem otrzymanej energii grzewczej do włożonej energii elektrycznej. Im większy jest ten współczynnik tym pompa ciepła pracuje oszczędniej. Wielkość tego współczynnika zależy od konstrukcji pompy ciepła i od temperatury źródła ciepła. Wielkość tego współczynnika mówi wprost o spodziewanych kosztach ogrzewania. Jeżeli znane jest roczne zapotrzebowanie na ciepło w budynku to po podzieleniu go przez współczynnik efektywności energetycznej otrzymamy w wyniku ilość energii za którą trzeba chcąc nie chcąc, zapłacić. Przypuśćmy, ze mamy budynek prawidłowo izolowany o powierzchni użytkowej 200 m2, dla którego wyliczono roczne zużycie energii na poziomie 18.000 kWh. Jeśli współczynnik efektywności wynosi na przykład 4,5 to w tym przypadku należałoby zapłacić tylko za 4.000 kWh. Najważniejszym zadaniem jest właściwy wybór sposobu pozyskiwania ciepła. To źródło ciepła decyduje kosztach eksploatacyjnych. Nawet najlepsza pompa ciepła nie zniweluje jego niedoskonałości.
Naturalna energia cieplna Twojego trawnika gromadzona jest w gruncie w okresie od wiosny do jesieni. Ciepło przenika do gruntu zarówno za pomocą promieniowania słonecznego jak i opadów atmosferycznych. Pobieranie ciepła z ziemi odbywa się za pomocą systemu kolektorów gruntowych, wykonywanych z rur polietylenowych. Wewnątrz rur krąży niezamarzająca ciecz (glikol propylenowy lub etylenowy) transportujący ciepło o niskim parametrze z gruntu do pompy ciepła.
Poziomy gruntowy wymiennik ciepła

Rury układamy na głębokości od 1,2 m do 1,8 m poniżej powierzchni gruntu. Uwarunkowane jest to niedopuszczeniem do przemrożenia gleby. Odstęp pomiędzy rurami nie powinien być mniejszy niż 70 cm, a odległość optymalna wynosi 100 cm. Długość jednego obwodu kolektora nie powinna przekraczać 100m. Uwarunkowane jest to spadkami ciśnienia na instalacji kolektora źródła dolnego (im dłuższa pętla tym większy spadek ciśnienia) i koniecznością zastosowania pompy obiegowej o większej mocy. Pętle kolektora powinny mieć jednakową długość i powinny być wykonane z jednego odcinka rury. Zapewni to prawidłową i bezawaryjną eksploatację kolektora przez cały okres pracy.
Najczęściej z jednego metra bieżącego kolektora jesteśmy w stanie uzyskać około 30W wydajności cieplnej. W zależności od wilgotności gruntu i jej struktury, ilość rur, którą należy zakopać w ziemi, wynosi od 28-60 mb na 1kW mocy grzewczej pompy ciepła. Do wykonania wymienników należy stosować rurę wodociągową PEHD.
Pionowy gruntowy wymiennik ciepła

W pionowych odwiertach o głębokości od 30 do 150 m, osadza się wodociągowe rury PEHD z końcówkami w kształcie U. Najczęściej z jednego metra bieżącego kolektora jesteśmy wstanie uzyskać około 50W wydajności cieplnej. Głębokość otworów uwarunkowana jest warunkami geologicznymi i możliwościami technicznymi wykonania odwiertów. W przypadku zastosowania kolektora pionowego zapotrzebowanie na powierzchnię działki jest mniejsze. Wymiennik kolektora pionowego powinien być wykonany przez specjalistyczną firmę, aby zapewnić prawidłową eksploatację przez cały okres użytkowania. Dobór długości i ilości pętli kolektora źródła dolnego powinna być każdorazowo konsultowana z producentem pompy ciepła.
W instalacji z pompą ciepła do oddawania ciepła w pomieszczeniach najlepsze jest ogrzewanie podłogowe, które pozwala na ekonomiczną pracę pompy ciepła i daje najwyższy możliwy komfort. Ogrzewanie podłogowe jest obok kolektora ziemnego najważniejszym składnikiem systemu grzewczego zbudowanego w oparciu o pompę ciepła.