Co to jest pompa ciepła solanka / woda?

Pompy ciepła, który pobierają energię cieplną z gruntu, nazywane są pompami solanka-woda. Aby działały prawidłowo, w gruncie należy wykonać specjalne odwierty, w których umieszcza się rury z tworzywa — pionowo lub poziomo. To one stanowią tzw. wymiennik gruntowy. Solanka, czyli płyn na bazie glikolu płynie rurami, odbierając jednocześnie ciepło z gruntu, żeby następnie przekazać je do pompy ciepła. Co jeszcze warto o nich wiedzieć? Jakie mają zalety? Odpowiedzi szukaj w dalszej części artykułu.

Z artykułu dowiesz się:

1. Co warto wiedzieć o gruncie w kontekście pracy pompy ciepła solanka/woda?
2. W jaki sposób pompa ciepła solanka/woda pobiera ciepło z gruntu?
3. Czym charakteryzują się wymienniki ciepła — pionowy i poziomy?
4. Jakie zalety ma pompa ciepła solanka/woda?

Co warto wiedzieć o gruncie w kontekście pracy pompy ciepła solanka/woda?

Decydując się na pompę ciepła solanka-woda, warto mieć na uwadze, że grunt na pewnej głębokości przez cały rok ma równomierną temperaturę. Na głębokości 2 metrów wynosi ona między 5 a 15°C w zależnosci od pory roku. Im głębiej, tym temperatura będzie wyższa, stabilniejsza i bardziej równomierna.
Kiedy ciepło zostanie odebrane z gruntu, musi on się zregenerować, czyli ponownie zgromadzić odpowiednią ilość ciepła. Jeśli mowa o głębokości 2 metrów, tutaj regeneracja odbywa się głównie poprzez promieniowanie słoneczne, opady deszczy itp. Regeneracja gruntu w jego głębszych partiach odbywa się przede wszystkim poprzez ciepło geotermalne, które dopływa z głębszych partii Ziemi.

W jaki sposób pompa ciepła solanka/woda pobiera ciepło z gruntu?

Pompa ciepła solanka-woda (inaczej gruntowa pompa ciepła) pobiera ciepło poprzez wymienniki. W zależności od wyboru inwestora oraz możliwości, jakie daje działka, mogą ona być zarówno poziome, jak i pionowe. Solanka (czyli mieszanina glikolu i wody), której temperatura zamarzania wynosi -15°C, przepływając przez wymiennik, odbiera ciepło z gruntu i transportuje je do parownika pompy ciepła.
Pionowe wymienniki gruntowe, zwane sondami, wprowadza się w głąb ziemi, zwykle na głębokość około 100 metrów. Czasami nawet głębiej. W wykonany odwiert wpuszcza się prefabrykowaną sondę. Wolną przestrzeń zapełnia się materiałem wypełniającym.
Sondy wykonywane są w formie pojedynczych lub podwójnych U-rur (rury PE). Są one o tyle pewniejsze, że jeśli dojdzie do uszkodzenia jednej pętli, nie dyskwalifikuje ona całego odwiertu. Przyjmując normalne warunki hydrogeologiczne, można przyjąć, że orientacyjna średnia moc jednostkowa sondy gruntowej będzie wynosiła 50 W/m długości sondy. Odległość pomiędzy sondami gruntowymi powinna wynosić nie mniej niż 6 metrów.
Najczęściej, po stworzeniu pierwszego odwiertu, można określić strukturę i rodzaj gruntu, co pozwala określić, czy długość sondy, jaka została obliczona, będzie wystarczająca, czy jednak konieczny będzie głębszy odwiert.

Czym charakteryzują się wymienniki ciepła — pionowy i poziomy?

Wymiennik pionowy gruntowej pompy ciepła doskonale sprawdza się na niewielkiej działce, ponieważ nie zajmuje dużo powierzchni. Warto jednak mieć na uwadze, że jego wykonanie będzie znacznie droższe, niż wymiennika poziomego. Z sond pionowych można natomiast uzyskać wyższą temperaturę solanki, co ma korzystny wpływ na wydajność pracy pompy ciepła w całym okresie grzewczym.
Wymiennik poziomy, zwany także kolektorem gruntowym, układa się na głębokości ok. 1,5 m. Tworzy system rur wykonanych z tworzywa sztucznego (poniżej strefy zamarzania gruntu). Decydując się na to rozwiązanie, inwestor musi pamiętać o tym, że poszczególne pętle powinny wyróżniać się jednakową długością, która nie może przekraczać 100 m. Jeśli będą dłuższe, wówczas opory przepływu, a tym samym moc pompy ciepła będą zbyt duże. Odstępy pomiędzy poszczególnymi pętlami uzależnione są od średnicy przewodów. Wynoszą zazwyczaj między 50 a 100 cm.
Z kolektorów gruntowych energia cieplna jest najintensywniej pobierana w okresie zimowym. Grunt regeneruje się przede wszystkim w czasie wiosny i lata, kiedy na zewnątrz panują cieplejsze temperatury.
Przewodność cieplna oraz właściwości akumulacyjne  są tym większe, im grunt jest bardziej nasycony wodą, a także im więcej występuje w nim składników mineralnych oraz im mniejsza jest jego porowatość.
Warto mieć na uwadze, że moce jednostkowe, jakie można pobrać z gruntu mieszą się między ok. 10 a 35 W/m2 powierzchni gruntu, w zależności od jego rodzaju:

• grunt piaszczysty, suchy — od 10 do 15 W/m2;
• grunt piaszczysty, wilgotny — od 15 do 20 W/m2;
• grunt ilasty, suchy — od 20 do 25 W/m2;
• grunt ilasty, wilgotny — od 25 do 30 W/m2;
• grunt wodonośny — od 30 do 35 W/m2.

Jakie zalety ma pompa ciepła solanka/woda?

Skoro odpowiadamy na pytania, co to jest pompa solanka/woda, warto zapoznać się z zaletami i wadami urządzenia. Do najważniejszych atutów rozwiązania należą:

• wysoki wskaźnik efektywności pompy ciepła (COP), który wynosi ok. 5;
• niskie koszty eksploatacji urządzenia, a tym samym spore oszczędności, jeśli chodzi o ogrzewanie budynku;
• możliwość wykorzystanie gruntowej pompy ciepła, jako jednego źródła ciepła, nawet jeśli na zewnątrz panują skrajne temperatury;
• w zależności od wyboru rodzaju urządzenia, gruntowe pompy ciepła mogą nie tylko ogrzewać, ale również chłodzić budynek oraz przygotowywać ciepłą wodę użytkową;
• brak generowania spalin i zanieczyszczeń do atmosfery, co pozwala użytkownikowi chronić środowisko naturalne przed degradacją.

Największą wadą, która sprawia, że wielu inwestorów decyduje się na powietrzne pompy ciepła, jest wysoki koszt inwestycji. Mowa tutaj przede wszystkim o montażu wymagającym wykonania kosztownych odwiertów.
Kolejnym mankamentem instalacji gruntowej pompy ciepła jest to, że wymiennik gruntowy zajmuje część działki, dlatego montaż tego rozwiązania najbardziej sprawdza się w nowych inwestycjach, w których działka nie jest jeszcze zagospodarowana.

Pompa ciepła solanka/woda — podsumowanie

Decydując się na pompę ciepła solanka/woda, można mieć pewność, że będzie to jedno z najbardziej efektywnych i ekologicznych rozwiązań grzewczych. Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej na jej temat, zachęcamy do kontaktu ze specjalistami, których zatrudniają hurtownie instalacyjne Grupy Instal-Konsorcjum. Ich wiedza i doświadczenie z pewnością pomogą Ci podjąć słuszną i optymalną decyzję zakupową.

Autor: Aneta Wojtczak

Przeczytaj także:

• Jak działa pompa ciepła gruntowa?
• Gruntowe czy powietrzne pompy ciepła?
   

Zapraszamy także na tematyczne e-szkolenie IK

Instal-Konsorcjum — Twój sprawdzony Partner!