Jak działają pompy ciepła?

Transkrypt

1 Jak działają pompy ciepła? Pompy ciepła Pompa ciepła to rodzaj ekologicznego urządzenia, zapewniającego możliwość korzystania z naturalnych zasobów darmowej energii. Gruntowe pompy ciepła wykorzystywane są najczęściej do ogrzewania domów. Jest to związane z niższymi opłatami za ogrzewanie oraz mniejszymi nakładami finansowymi związanymi z eksploatacją pompy ciepła. Ponadto cena urządzenia zwraca się po kilku sezonach, zaś sama pompa jest urządzeniem ekologicznym, ponieważ nie emituje szkodliwych substancji do środowiska. Zastosowanie Zarówno gruntowa pompa ciepła, jak i powietrzna pompa ciepła wykorzystywane przy ogrzewaniu pojedynczych domów, mogą mieć bardzo zróżnicowaną moc - od kilku do kilkudziesięciu kilowatów. Ciepło, które emituje pompa ciepła, zostaje rozprowadzone po całym obiekcie przez układ grzejników lub układ ogrzewania podłogowego. Skutecznym rozwiązaniem użytkowania pompy ciepła jest zastosowanie jej do podgrzewania wody w kuchni oraz łazience. Istnieje także możliwość wykorzystania ich do podgrzewania wody w basenie, co gwarantuje odpowiednią temperaturę i ekonomiczną eksploatację. Jak działają pompy ciepła? Najczęściej wykorzystywana i zyskująca popularność w zakresie dostarczania energii cieplnej do ogrzewania domu jest sprężarkowa pompa ciepła. W obiegu zamkniętym pompy ciepła znajduje się specjalny czynnik chłodniczy, który krążąc po pobraniu ciepła z dowolnego źródła dolnego odparowuje i skraplając się oddaje ciepło przez wymiennik górnym źródłom. W parowniku oraz skraplaczu dochodzi do zmiany faz, w zaworze ma miejsce rozprężanie, zaś w sprężarce - sprężenie. Niezależnie czy to gruntowa pompa ciepła czy powietrzna pompa ciepła zasada działania jest podobna jak w przypadku lodówki, gdzie ciepło jest odbierane z jej wnętrza (utrzymując tam niską temperaturę). Pompa wykorzystuje istniejące źródło zewnętrzne, działając tym efektywniej, im wyższa jest temperatura źródła. Gruntowe pompy ciepła mają jednak odmienny od lodówki cel, ponieważ dostarczają, a nie odbierają ciepło. Pompa ciepła zapewnia dostawę kilkakrotnie większej ilości energii od wartości jaką pobrała. Dostarczony 1 kw energii elektrycznej zostaje przetworzony na 3 do 6 kw energii cieplnej. W obiegu pompy ciepła występują dwa źródła: dolne (z którego zostaje pobrana energia cieplna) oraz górne

2 (gdzie energia zostaje dostarczona). Źródło górne określa efekt użyteczny pompy ciepła, a źródło dolne zapewnia dostawę surowca w postaci energii do przerobienia. Energia zostaje odebrana w skraplaczu przez wodę bądź powietrze, a następnie wykorzystywana do ogrzewania. Rodzaje pomp ciepła Większość zainstalowanych pomp jest używana do ogrzewania domów jednorodzinnych, dla których najczęstszym źródłem naturalnego ciepła jest grunt. Wody powierzchniowe z rzek, jezior czy mórz są na ogół niedostępne dla indywidualnych gospodarstw. Czasami do zasilania pomp ciepła wykorzystuje się wodę podziemną ze studni lub z ujęć głębinowych. W ostatnich latach dużą popularnością cieszą się powietrzne pompy ciepła, czyli takie, które jako dolne źródło wykorzystują powietrze. Gruntowe pompy ciepła Sonda pionowa Grunt może być użyty jako dolne źródło gdyż energia w nim zawarta jest pobierana z atmosfery i akumulowana w kilkudziesięciometrowej warstwie. Temperatura gruntu jest praktycznie w ciągu roku niezmienna i co najważniejsze zawsze dodatnia. Najlepiej jest pobierać ciepło właśnie z tej warstwy. Odbywa się to przez układ sond pionowych (głębokość m). Ułożony w odwiercie wymiennik pionowy stanowi zamknięty obieg, w którym cyrkuluje niezamarzający roztwór glikol-woda. Pobrane ciepło jest zamieniane przez pompę ciepła na energię potrzebną do centralnego ogrzewania i produkcji ciepłej wody użytkowej.

3 Kolektor poziomy Równie często do pompy ciepła stosowane są kolektory poziome, ułożone na głębokości ok. 1,0 1,6m, gdzie temperatura zmienia się wprawdzie w ciągu roku, ale jej dobowe wahania są minimalne. Na tym poziomie temperatura wynosi w naszym klimacie w lipcu +17 C, a w styczniu +5 C. Ułożony w ziemi kolektor poziomy w żaden sposób nie zakłóca wegetacji roślin rosnących w ogrodzie. Najwięcej ciepła można odebrać układając kolektory w wilgotnej glebie. Pompy ciepła woda/woda Woda gruntowa W przypadku niedostatecznie dużej działki stosuje się również pompę ciepła pobierającą energię z układu dwóch studni głębinowych. W jednej studni czerpalnej jest zanurzona pompa głębinowa. Pobiera ona i przekazuje wodę na zewnątrz do wymiennika w pompie ciepła. Następnie wychłodzona woda jest oddawana do drugiej studni zrzutowej. Ze względu na wysoką temperaturę dolnego źródła (7 10 C) pompy ciepła pracujące w systemie studni głębinowych osiągają bardzo wysokie współczynniki efektywności. Wody powierzchniowe Wody powierzchniowe czyli rzeki, jeziora, stawy również mogą być źródłem ciepła dla pomp. Kolektor poziomy, wypełniony wodnym roztworem substancji niezamarzającej, rozkłada się wtedy na dnie zbiornika wodnego. Nawet w sytuacji, gdy zbiornik wodny zimą zamarza, nie jest to przeszkodą

4 w pozyskiwaniu z niego energii cieplnej. Powietrzne pompy ciepła Powietrze atmosferyczne Powietrze jest źródłem zasilania pomp ciepła łatwo dostępnym. Występuje tu jednak odwrotna zależność pomiędzy jego wydolnością jako źródła ciepła, a naszym zapotrzebowaniem na energię gdy jest ono największe, ilość ciepła, którą możemy odebrać z powietrza, jest właśnie najmniejsza. Wentylator zasysa powietrze i przesuwa je przez parownik pompy ciepła. Część energii cieplnej zmagazynowanej w powietrzu zostaje przekazana do systemu grzewczego budynku. Nowa metoda wierceń GRD Nowatorska metoda odwiertów geotermalnych GRD (Geothermal Radial Drilling). Technologia GRD została stworzona z myślą o zabudowie małogabarytowej, będącej zarówno w fazie projektu jak i już istniejącej. Polega na tym, że sondy ziemne układane są promieniowo, skośnie w różnych kierunkach i pod różnym kątem. Ilość oraz długość odwiertów zależy od warunków architektonicznych i glebowych. Cała instalacja sond wykonywana jest przez jedną maszynę wiercącą, która w gruncie instaluje sondy radialnie pod kątem na głębokości 50 metrów. Nowa technologia posiada wiele zalet: Odwierty wykonywane są z jednej studni, dzięki czemu minimalizujemy dewastację terenu działki Niewielkie gabaryty i waga dają możliwość pracy w zagospodarowanych terenach Idealne rozwiązanie przy modernizacji systemu grzewczego Najbardziej energetyczne warstwy gleby zostaną maksymalnie wykorzystane Z jednej studni można uzyskać nawet do 1000 m odwiertów co pozwala zasilić nawet większe

5 instalacje Możliwość prowadzenia prac wiertniczych w zimie przy niskich temperaturach zewnętrznych KONTAKT DTS Serwis biurowawa@dtsserwis.pl WWW: Tel: Fax: Adres: Chrościckiego 93/ Warszawa