Rodzaje pomp ciepła

Wybór rodzaju pompy ciepła ma ogromne znaczenie dla wydajności działania, kosztów inwestycyjnych i eksploatacyjnych układu grzewczego. Dlatego też przed podjęciem decyzji warto rozważyć zalety i wady poszczególnych rozwiązań. Głównym nurtem wykorzystania pomp ciepła są rozwiązania oparte o gruntowe pompy ciepła. Jednak najbardziej popularne stosowane od lat pompy ciepła to rozwiązania typu powietrze-powietrze. Prawie każdy z nas ma je w swoim domu - wykorzystywane są w lodówce.

Pompa ciepła powietrze - powietrze

Pompa ciepła typu powietrze- powietrze to najbardziej powszechne rozwiązanie stosowane od lat w domowych urządzeniach chłodniczych. Z biegiem lat zaadoptowano to rozwiązanie do wykorzystania w klimatyzatorach pomieszczeń. Obecnie jednostki typu powietrze - powietrze klimatyzujące pomieszczenia mają też funkcje dogrzewania pomieszczeń w sposób jaki znamy w klasycznych pompach ciepła. Zastosowanie odwróconego obiegu w układzie klimatyzacji daje właśnie taką możliwość.

Pompy Ciepła typu powietrze - powietrze to rozwiązania o najprostszej instalacji i najniższej cenie spośród dostępnych rozwiązań pomp ciepła. Niestety rozwiązanie to posiada dwie podstawowe wady. Jego wydajność a tam samym moc ogrzewania zależy od temperatury zewnętrznej. Podczas mroźnych dni sprawność i ilość generowanego ciepła może być nawet dwukrotnie niższa niż w dniach o korzystnej pogodzie. Dodatkowo rozwiązania wykorzystujące wentylatory wytwarzają szum co może niekorzystnie wpływać na komfort eksploatacji.

Zaletą tego rozwiązania oprócz ceny i szybkości instalacji jest możliwość chłodzenia pomieszczeń w letnie upalne dni.

Rozwiązania tego typu najlepiej stosować w domkach letniskowych i w budynkach z dodatkowym źródłem ciepła (piec CO lub kominek). Pozwoli to na ekonomiczną eksploatację pompy ciepła przy zachowaniu komfortu temperaturowego wewnątrz budynku.

Pompa ciepła powietrze - woda

Urządzenie tego typu jest niejako rozwinięciem powyżej opisanego rozwiązania. Ciepło pobrane z powietrza jest wpompowywane w instalację ogrzewającą budynek lub ciepłą wodę użytkową. Są to zazwyczaj jednostki o większej mocy niż w przypadku pomp ciepła powietrze - powietrze. Jednak warto posiadać dodatkowe źródło ogrzewania - w dniach o niskiej temperaturze konieczne może się okazać dogrzewanie grzałkami elektrycznymi. Jeśli jednak w budynku nie ma możliwości dodatkowego ogrzewania CO to nie należy traktować tego jako znacznej niedogodności. Statystycznie ilość dni kiedy powietrzna pompa ciepła będzie wymagała uruchomienia grzałki jest niewielka - stąd koszty dodatkowego źródła CO nie będą miały możliwości się zwrócić

Pompa ciepła ziemia-woda - gruntowe pompy ciepła

Gruntowe pompy ciepła to rozwiązania najlepiej wpisujące się w charakter potrzeb grzewczych w naszym kraju. Ze względu na powtarzalny charakter instalacji jest to też najstabilniejsze rozwiązanie pośród instalacji pomp ciepła. Użytkownicy wybierają zazwyczaj jedno z dwóch powszechnych rozwiązań:

Pompy ciepła z sondą pionową

Temperatura gruntu już kilka metrów pod powierzchnią ziemi jest stała w ciągu roku i niezależna od temperatury powietrza. Dodatkowo temperatura gruntu poniżej kilku metrów jest zawsze dodatnia. Niesie to za sobą szereg zalet dla wykorzystania w pompach ciepła. Po wykonaniu odwiertów (80-200m) umieszcza się w nich sondy które odbierają ciepło od gruntu. Następnie ogrzana solanka lub glikol są kierowane do parownika gdzie oddają ciepło. Cały obszar sond stanowi obieg zamknięty który pracuje niezależnie od warunków atmosferycznych. Takie rozwiązanie dolnego źródła gwarantuje najwyższe wydajności działania pompy ciepła przy zachowaniu maksymalnej niezawodności i jednoczesnej minimalizacji wpływu środowiska na uzyski.

W przypadku tego rozwiązania poza szeregiem zalet jest podstawowa wada - wykonanie odwiertów wymaga uzgodnień formalnych i poniesienia relatywnie wyższych kosztów instalacji niż w pozostałych rozwiązaniach

Pompy ciepła z kolektorem poziomym

W sytuacjach gdy odwierty pionowe nie mogą być zastosowane lub ich koszty są nieadekwatne do możliwych korzyści kolejnym rozwiązaniem które warto wziąć pod uwagę jest montaż kolektorów poziomych. Układa się je na głębokości 1-1,6m pod powierzchnią gruntu (w zależności od głębokości przemarzania). Temperatura gruntu na tej głębokości waha się od +17°C w lipcu do +5°C w styczniu. Kolektor nie wpływa negatywnie na rośliny rosnące na powierzchni. Najlepszą gleba dla kolektora poziomego są obszary o dużej wilgotności.

Rozwiązanie to wymaga większej powierzchni działki do wykonania kolektora poziomego. Ponad to ponad kolektorem nie mogą stać żadne zabudowania ani nie mogą rosnąć większe rośliny.

Pompy ciepła woda-woda

Ze względu na specyficzne wymagania terenowe pompy ciepła woda - woda są rozwiązaniem raczej rzadko spotykanym. W ocenie kalkulacji uzysków pod uwagę należy wziąć nie tylko obliczenia zużytej energii ale także ryzyko braku wody w studni lub zbiorniku wodnym (prace gruntowe - osuszanie gruntu, budowa kanałów lub studni głębinowych w okolicy). Pomimo tego ze względu na możliwość osiągnięcia wysokich uzysków warto rozważyć to rozwiązanie.

Pompa ciepła z wodą gruntową

Do wody gruntowej zaliczamy wodę występującą w studniach. Posiadając dwie studnie można je wykorzystać do współpracy z pompą ciepła. Jedna studnia jest wtedy traktowana jako czerpalna a druga jako zrzutowa. Woda w studni ma zawsze dodatnią temperaturę - nierzadko osiąga ona temperaturę +7°C a nawet +10°C zimą. To idealne parametry dla uzyskania wysokiej wydajności z pompy ciepła. Należy jednak pamiętać czy ilość wody która jest w studni będzie wystarczająca dla wymaganej mocy pompy ciepła oraz czy woda nie przepływa ze studni zrzutowej do studni czerpalnej.

Pompy ciepła z woda powierzchniową

Najrzadziej stosowanym rozwiązaniem jest montaż pompy ciepła zasilanej wodami powierzchniowymi. Mogą to być stawy, zalewy lub rzeki. Na dnie takich obiektów umieszcza się poziomy kolektor  - podobny do tego używanego jako poziomy kolektor  gruntowy ale o mniejszej powierzchni. Nawet gdy woda zamarznie nie przeszkadza to w korzystaniu z energii cieplnej z pompy ciepła.