Dolne źródła dla pomp ciepła

Do pracy pompy ciepła, wykorzystującej odnawialne źródła energii, oprócz napędzającej sprężarkę energii elektrycznej, niezbędne jest źródło ciepła.

Dolnym źródłem ciepła mogą być:

• grunt (kolektory gruntowe pionowe i poziome);
• woda (studnie głębinowe, wężownice);
• powietrze;
• ciepło odpadowe.

Dobór dolnego źródła ciepła jest zależny od wcześniejszego:

• określenia zapotrzebowania budynku na ciepło (centralne ogrzewanie oraz zapotrzebowanie na ciepłą wodę użytkową);
• doboru pompy o odpowiedniej mocy.

Temperatura dolnego źródła oraz jej zmiany mają kluczowe znaczenie dla efektywności pracy pompy ciepła (im wyższa temperatura dolnego ciepła, tym wyższy współczynnik efektyw-ności COP). Źródło takie powinno się więc charakteryzować:

• stałą temperaturą w ciągu roku, umożliwiającą ekonomiczny odzysk ciepła;
• zdolnością odbudowy potencjału energetycznego w określonym czasie;
• bezawaryjnym funkcjonowaniem w czasie przyjętego okresu eksploatacji.

Istotne są też koszty wykonania dolnego źródła.

Kolektory gruntowe pionowe i poziome
Ciepło zgromadzone w gruncie, ze względu na łatwość zastosowania i niezawodność wykorzystywanych rozwiązań, stanowi najpowszechniej wykorzystywane źródło energii dla pomp ciepła. Wykonanie kolektora gruntowego poziomego wymaga jednak posiadania dużej działki (bez zabudowy trwałej w miejscu wykonania kolektora). Jego wykonanie polega na ułożeniu poziomo (1,4-1,5 m poniżej powierzchni terenu) rur polietylenowych w rozstawie ok. 1 m. Ich długość jest zależna od zapotrzebowania budynku na ciepło. Kolektor gruntowy pionowy wymaga mniej miejsca i jest rozwiązaniem dużo tańszym. Rury polietylenowe są tu ułożone pionowo, połączone na dole U-kształtką. Odwierty mogą sięgać ok. 100 m, jest to najlepsze i najbardziej wydajne rozwiązanie.


Wody powierzchniowe i gruntowe
Ciepło z wód powierzchniowych i gruntowych może być odbierane:

• przez spoczywającą pod własnym ciężarem wężownicę, ułożoną na dnie jeziora lub cieku wodnego ( woda nagrzewa się dzięki energii promieniowania słonecznego, padającego na jej płaszczyznę );
• dzięki wykonaniu studni  głębinowych: pobierczej i chłonnej.

Woda to bardzo dobre źródło ciepła, szczególnie wody głębinowe o stałej temperaturze 8-12°C. Ciepło jest odbierane efektywnej niż przy zastosowaniu innego dolnego źródła ciepła. Wody powierzchniowe także mogą mieć stałą temperaturą w ciągu roku, jednak przy odpowiedniej głębokości zbiornika. Jest to rozwiązanie w miarę komfortowe, ponieważ nie wymaga wykonania studni głębinowych, odwiertów ani kładzenia kolektora gruntowego poziomego.

Powietrze
Energia pobierana z powietrza wokół budynku, to coraz popularniejsze rozwiązanie. Ciepło z powietrza odbierane jest nawet przy temperaturze -10°C, poprzez wymiennik ciepła umieszczony na zewnątrz budynku, który współpracuje z pompą w kotłowni. Wydajność cieplna pompy maleje wraz ze spadkiem temperatury powietrza. Rozwiązanie takie nie jest zależne od powierzchni działki czy rodzaju gruntu. Koszty inwestycyjne są dość niskie.

Ciepło odpadowe
Jest to rozwiązanie najbardziej ekonomiczne ze wszystkich tu wymienionych.  Wykorzystuje się ciepło z wód kopalnych, ciepło wentylacyjne, zrzut wody prysznicowej i sanitarnej, ciepło powstające przy wytwarzaniu wody lodowej oraz wiele innych rodzajów źródeł ciepła.