Projekty domów

Archipelag
Gotowy projekt domu Ewa wizualizacja
Powierzchnia użytkowa
78.90m2
czytaj dalej
DOMPLAN
Powierzchnia użytkowa
117.40m2
czytaj dalej
MTM Styl Sp. z o.o.
Gotowy projekt domu Imbir wizualizacja
Powierzchnia użytkowa
50.50m2
czytaj dalej
Home Koncept
Gotowy projekt domu HomeKONCEPT 23 wizualizacja
Powierzchnia użytkowa
119.28m2
czytaj dalej
Zobacz wszystkie projekty
Topowe projekty domów energooszczędnych z najlepszych pracowni architektonicznych w Polsce.

W jaki sposób pompa ciepła pozyskuje energię z gruntu?

Odpowiada: Robert Stefaniak - Stiebel Eltron

Pompa ciepła jest to ekologiczne urządzenie grzewcze, które pozyskuje energię cieplną ze środowiska. Może być to powietrze lub woda, jednak najczęściej stosowanym i najbardziej stabilnym źródłem ciepła jest grunt. Istnieje co najmniej kilka rozwiązań i sposobów ułożenia kolektora gruntowego, z których najczęściej wykonywane to układ kolektora spiralnego, płaskiego lub sond pionowych.

 

Warunkiem zastosowania systemu gruntowego w układzie kolektora spiralnego lub płaskiego jest posiadanie odpowiedniej powierzchni gruntu do ułożenia kolektora. W bardzo dużym uproszczeniu można przyjąć, iż do ułożenia kolektorów w układzie poziomym potrzebujemy 3 razy większą powierzchnie niż chcemy ogrzać. W przypadku posiadania małej działki możemy zastosować sondy pionowe.

Jak pozyskujemy energię z gruntu?

W zależności od zapotrzebowania na energię, wykonuje się odwiert na głębokość od 50-100 m nad ziemią. Następnie w odwiercie umieszczamy sondę, która jest odpowiedzialna za pobór energii dla pompy ciepła. Pobrana z ziemi energia cieplna jest oddawana w pompie ciepła do systemu ciepłej wody użytkowej oraz rozdzielona do systemu grzewczego domu - jest to najprostszy sposób opisania działania, pozyskiwania energii gruntu.

Jednak, żeby poznać zasadę, według której można ogrzać budynek z wykorzystaniem ciepła pozyskanego z gruntu trzeba przejść kolejno przez zagadnienia od spraw ogólnych do kwestii szczegółowych.

Pompa ciepła składa się z czterech elementów, połączonych ze sobą rurami, tworzących obieg zamknięty, w którym znajduje się substancja, która w zależności od warunków jest cieczą lub gazem. Ta substancja, nazywana w technice czynnikiem chłodniczym, ma ciekawą właściwość - gotuje się, czyli wrze w niskich temperaturach na przykład nawet przy -20°C. Jeśli tak jest, to nasz czynnik chłodniczy wtryskiwany do dolnego naczynia ogrzewanego do +10°C natychmiast się zagotuje i zamieni w parę o temperaturze na przykład +4°C. Para taka podobnie jak w maszynie parowej ma określone ciśnienie więc stara się wydostać z naczynia dolnego, które od tej pory będziemy nazywać parownikiem. Wychodząc z parownika para dostaje się do sprężarki, gdzie zostaje sprężona do wysokiego ciśnienia. To sprężenie daje dwie korzyści: podnosi znacznie temperaturę gazu ze sprężarki (a o to przecież chodzi) oraz pozwala na to, aby schłodzona para zamieniła się z powrotem w ciecz, która potem odparuje i tak dalej.

Górny pojemnik (nazwijmy go skraplaczem), do którego przypływa gaz pod wysokim ciśnieniem i temperaturze +75°C może bez przeszkód oddać ciepło do ogrzewanego pomieszczenia, bowiem ma ono temperaturę niższą. Skoro skraplacz ciepło oddaje to sam się schładza, czyli powstają warunki do skroplenia czynnika chłodniczego. Czynnik chłodniczy będący już cieczą transportowany jest z powrotem do parownika. Dochodzimy tutaj do ostatniego, ale bardzo ważnego elementu pompy ciepła. Jest nim tak zwany zawór rozprężny, który właściwie powinien się nazywać zaworem dławiącym. Jego rolą jest nie tylko sterowanie wtryskiwania cieczy do parownika, jego obecność jest niezbędna do tego, aby ciecz była blokowana, gdyż w przeciwnym wypadku nie dochodziłoby do sprężenia gazu.

Teraz można nieco dokładniej przeanalizować schemat pompy ciepła. Ciecz wrząca w parowniku zabiera ciepło ze źródła na skutek parowania. Zabieranie ciepła jest pobieraniem energii. Szkopuł w tym, że tak pobrana energia jeszcze nie jest przydatna do ogrzewania i trzeba podnieść jej temperaturę. Dzieje się to za pomocą sprężarki, która musi być zasilana energią pomocniczą. Najczęściej do tego celu używana jest energia elektryczna.

Przy tej okazji powinniśmy poruszyć zagadnienie sprawności pompy ciepła. Sprawność ta wyznaczana jest z proporcji ilości energii grzewczej do ilości energii pomocniczej. Średnia sprawność pomp ciepła wynosi około 400%. Do określania sprawności przyjęło się stosować tak zwany współczynnik efektywności energetycznej nazywany jako COP. Jest on ilorazem energii  użytecznej i energii elektrycznej, czyli w naszym przypadku COP = 4. Trzeba zawsze pamiętać, że COP samej pompy i COP kompletnego systemu grzewczego to mogą być dwa różne światy. Tutaj ogromną rolę odgrywa idealne dopasowanie wszystkich składników systemu począwszy od źródła ciepła a skończywszy na całej instalacji grzewczej w budynku. Zapewnienie takiego dopasowania jest zadaniem projektanta i wykonawcy instalacji. Ich wiedza i doświadczenie decyduje o parametrach instalacji czyli o komforcie i kosztach eksploatacji.

W przypadku pozyskiwania ciepła z gruntu nie jest konieczne zastosowanie ogrzewania niskotemperaturowego. Pompy ciepła wysokiej jakości nie mają problemów z pracą z temperaturami maksymalnymi na poziomie 60°C, co umożliwia projektantowi swobodny dobór grzejników dla parametrów 55/45°C.

Czy warto inwestować w odzyskiwanie energii z gruntu?

Obecnie pompy ciepła odzyskujące energię z odnawialnych źródeł - jak np. z gruntu, stały się, przy bardzo wysokich kosztach ogrzewania budynków (szybki i wysoki wzrost cen paliw), atrakcyjnym źródłem ciepła. Są urządzeniami ekologicznymi, nowoczesnymi, coraz bardziej przystępnymi inwestycyjnie i co najważniejsze, mają niskie koszty eksploatacyjne. Sięganie po odnawialne źródła energii to dobra inwestycja na długie lata.

Pozostałe pytania

Koszty ogrzewania domu stanowią nawet 80% wszystkich wydatków związanych z eksploatacją domu. To tutaj powinniśmy szukać największych oszczędności. Jeszcze przed pełnią sezonu grzewczego warto sprawdzić, jak obniżyć koszty ogrzewania. Przedstawiamy doraźne i bardziej trwałe sposoby na niższe rachunki zimą. Czytaj więcej
Wiele osób odkłada decyzję o remoncie z obawy nie tylko o koszty tego przedsięwzięcia, ale też czas jego trwania. Materiały schnące przez wiele godzin i przedłużające się prace wykończeniowe nierzadko zmuszają do spędzenia kolejnych dni poza domem czy mieszkaniem i pogłębiają frustrację spowodowaną niekomfortową sytuacją. A można wszystko zrobić w ciągu weekendu. Jak się przygotować i jak zralizować taki remont? Czytaj więcej
Zima to nie przelewki. Szczególnie dla dachu, który stanowi główną barierę ochronną domu zarówno przed chłodem, jak i wilgocią. Podpowiadamy, jak przed nadejściem zimy zadbać o kompletne zabezpieczenie pokrycia od A do Z. Czytaj więcej
Na wszystkie pytania związane z budową domu ekologicznego i energooszczędnego odpowiadają specjaliści z wiodących firm branży budowlanej.
Poradnik
Na wielkość ciągu kominowego oprócz parametrów samego komina, jego stanu technicznego, czystości oraz sposobu eksploatacji, największy wpływ ma przyroda - wszystko to, co do tej pory znajdowało się poza kontrolą człowieka, a zatem: siła wiatru i jego kierunki oddziaływania,... Czytaj więcej
Polecane artykuły
Głównym wyróżnikiem instalacji grzewczych z pompą ciepła jest rodzaj źródła dolnego, z którego jest pobierane ciepło. Czytaj więcej