Regeneracja dolnych źródeł pomp ciepła
Dolnych źródeł pomp ciepła rozróżniamy kilka rodzajów. Mamy bowiem pompy gruntowe glikol-woda (z wymiennikiem poziomym lub pionowym), woda-woda (czerpiące ciepło z wody podziemnej lub gruntowej), a także pompy powietrzne.
W przypadku pomp z wymiennikiem gruntowym, niebagatelnym problemem będzie dobranie odpowiedniego dolnego źródła dla pompy. Jeśli zostanie to zrobione źle, pompa będzie pracować z gorszym współczynnikiem wydajności. To oznacza ni mniej ni więcej, jak tylko większe zużycie prądu, czyli większe rachunki za ogrzewanie.
Jeśli dolnym źródłem ciepła jest powietrze albo płynąca woda, mamy praktycznie nieskończoną ilość ciepła do dyspozycji. Jeśli ciepło czerpane jest z gruntu, ze względu na jego wychładzanie, w sezonie grzewczym możemy odebrać efektywnie tylko pewne ilości ciepła. A później trzeba wymiennik zregenerować.
Nie chodzi tu naturalnie o wykopanie rurki spod ziemi i jej wymianę na nową. Trzeba tylko umożliwić napływ nowego ciepła w bezpośrednie pobliże rurki.
W przypadku wymienników płaskich jest to banalne i w zasadzie dzieje się samo. Słońce nagrzewa powierzchnię gruntu, stamtąd ciepło płynie w głąb ziemi. I ostatecznie dociera do poziomu, na którym zakopany jest wymiennik. Pewne ilości ciepła do gruntu dociera pod postacią wody deszczowej. Czy raczej należałoby powiedzieć — pod postacią energii wewnętrznej niesionej przez wsiąkający deszcz. Ciepły deszcz latem dostarcza naprawdę dużych ilości ciepła, zwłaszcza, gdy ma szansę wsiąknąć, a nie od razu zostanie odparowany, odbierając ciepło od nagrzanego gruntu. A my możemy tę ilość ciepła dodatkowo zwiększyć np. kierując na trawnik nad wymiennikiem ciepła deszczówkę z dachu.
Nie bez przyczyny pisałem tu kiedyś, że pompy gruntowe nie są geotermalnym źródłem ciepła, bo korzystają głównie z energii słonecznej, zmagazynowanej w ciepłym gruncie.
I to powoduje problem w przypadku wymienników pionowych. Tu odwiert sięga głębokości 50 lub więcej metrów, a więc takiej, na jakiej ciepło z powierzchni ziemi już nie dociera. I dlatego takie wymienniki się nie regenerują, z czasem więc temperatura glikolu płynącego przez rurkę w odwiercie spada. Oznacza to pogorszenie parametrów pracy pompy ciepła, czyli wzrost kosztów jej eksploatacji.
Jak zmienia się temperatura glikolu wypływającego z pionowego wymiennika (sonda gruntowa w odwiercie) dolnego źródła pompy ciepła.
Widać to na przykład na powyższym wykresie (źródło). Przy niedowymiarowanym (zbyt małym) źródle ciepła, początkowy spadek temperatury glikolu jest olbrzymi. Widać też, jak bardzo różni się po 20 latach temperatura między jednym a drugim przypadkiem.
Wprawdzie mało kto myśli o ogrzewaniu domu w perspektywie 20-30 lat, ale ja osobiście uważam to za zasadniczy błąd. Oczywiście nie jest łatwo szacować zmiany cen energii, ale z pewnością nie warto zakładać ich zmniejszania się. Dlatego prawie zawsze warto dom ocieplić lepiej, niż było to początkowo planowane.
Czytając takie artykuły zawsze zastanawiam się nam możliwością posadzenia drzew w ogrodzie, w którym zainstalowano pompy ciepła. Czy ich system korzeniowy może je uszkodzić?
@Maria: nie sądzę, rurki z glikolem nie powinny zostać uszkodzone przez korzenie. Ale cień rzucany przez drzewa będzie powodować, że do gruntu trafi mniej ciepła. Dlatego ja bym tego raczej nie robił.
Zastanawiam się, czy nie dałoby się użyć paneli słonecznych które w lecie dają „za dużo” ciepła. Może użyć tego ciepła do podgrzania glikolu i przetłoczenia gorącego przez dolne złoże ?
@pytajacy: technicznie na pewno da się to zrobić. Pytanie tylko, jak wiele tego ciepła ucieknie później do zimy. Obawiam się, że dość sporo.
Można natomiast zrobić sobie duży gruntowy magazyn ciepła, porządnie go zaizolować (np. metr grubości styropianu) i tam trzymać ciepło na zimę. Kosztowne, ale też wykonalne technicznie.
@Można natomiast zrobić sobie duży gruntowy magazyn ciepła, porządnie go zaizolować (np. metr grubości styropianu) i tam trzymać ciepło na zimę. Kosztowne, ale też wykonalne technicznie.
Myślałem bardziej o tym, aby parametry pracy pompy ciepła nie ulegały zmianie na gorsze (jak widać na wykresie), a „nadmiarowe” ciepło z paneli jakoś trzeba wykorzystać – poco ogrzewać ścieki ?
Natomiast wykonanie gruntowego magazynu ciepła jakoś mnie nie przekonuje ze względu na koszty i wydajność – czy gdzieś są jakieś sensowne wyliczenia opłacalności takiego czegoś (ogromne prace ziemne, ilość betonu i styropianu, co jako wypełnienie ?).
Nie znam takich obliczeń dla polskich warunków.
Mnie się najbardziej podobają wymienniki poziome, bo w nich najprościej o regenerację gruntu — wystarczy wpuścić tam wodę deszczową z dachu.
Zastanawia mnie kwestia wykorzystania ciepła z kominka z płaszczem do regeneracji źródła dolnego (pionowe wymienniki gruntowe).
Czy miałoby sens przekierowanie części ciepła, którego powstaje dużo podczas palenia w kominku, do ziemi aby podgrzać źródło.