Pompa ciepła to maszyna cieplna wymuszająca przepływ ciepła z obszaru o niższej temperaturze do obszaru o temperaturze wyższej. Jako, że proces ten zachodzi wbrew naturalnemu kierunkowi przepływu ciepła do jego inicjacji, a zarazem sprawnej pracy instalacji wymagana jest energia z zewnątrz. W zdecydowanej większości pompy ciepła są zasilane energią elektryczną. Na rynku można jednak spotkać modele zasilane gazem. Jak działa pompa ciepła gruntowa?
Zasada działania gruntowej pompy ciepła
Zasoby energii termalnej zawarte w gruncie są ogromne. Pompa ciepła pozwala je wykorzystać do ogrzewania domu. Dobrze zaprojektowana i wykonana instalacja grzewcza tego typu jest tania w eksploatacji i może działać nawet przez kilkadziesiąt lat. To sprawia, że pompy ciepła gruntowe cieszą się dużym zainteresowaniem inwestorów.
Pompa ciepła może wykorzystywać różne źródła dolne. Pompy gruntowe korzystają z energii zgromadzonej w ziemi. W warunkach klimatu umiarkowanego, jaki panuje w Polsce to jedno z najlepszych rozwiązań – energia geotermalna jest niezależna od zmian temperatur za oknem, dzięki czemu instalacja może pracować z taką samą wydajnością także przy ujemnej temperaturze na zewnątrz.
Układy gruntowej pompy ciepła w budownictwie jednorodzinnym
Wybór gruntowej pompy ciepła zależy od szeregu czynników:
- warunków panujących na działce,
- wielkości działki,
- rodzaju gruntu,
- akceptowalnego rozmiaru prac ziemnych.
W domach jednorodzinnych najczęściej stosuje się następujące układy:
- gruntowy kolektor poziomy,
- kolektory pionowe,
- kolektor ziemny w systemie z bezpośrednim odparowaniem.
Gruntowy kolektor poziomy to wężownice z rur wypełnionych płynem niezamarzającym zakopane na głębokości od 1 do 1,5 metra. Płyn niezamarzający odbiera ciepło z gruntu, a następnie poprzez wymiennik ciepła przekazuje je pompie. Ochłodzony wraca do wężownicy, w których kosztem gruntu ociepla się ponownie i cały cykl się powtarza.
Kolektory pionowe działają na takiej samej zasadzie jak kolektor poziomy, z tą różnicą, że umieszcza się je w głębokich pionowych odwiertach. To rozwiązanie dedykowane dla instalacji realizowanych na działkach o ograniczonym areale.
Kolektor ziemny w systemie z bezpośrednim odparowaniem składa się natomiast z ułożonych w gruncie rur miedzianych z powłoką z tworzywa sztucznego. W odróżnieniu od kolektorów poziomych i pionowych w systemie z bezpośrednim odparowaniem nie krąży płyn niezamarzający, a jedynie czynnik roboczy samej pompy ciepła. Rury w gruncie pełnią funkcję parownika, co pozwala ograniczyć ilość wymienników ciepła w instalacji i podnieść jej sprawność.