Źródła w pompie ciepła

Jeśli zdarzyło Ci się kiedyś czytać o ogrzewaniu pompą ciepła, z pewnością w tekście pojawiła się informacja o dolnym i górnym źródle dla pompy. Są to pojęcia nieodłącznie związane z pracą tego źródła ciepła.

W dzisiejszym artykule chciałbym w prostych słowach wyjaśnić, czym jest dolne i górne źródło ciepła dla pompy ciepła i jakie rodzaje takich źródeł stosuje się w praktyce.

Co to jest dolne i górne źródło?

Pompa ciepła nie jest tak naprawdę źródłem ciepła. Podobnie, jak lodówka nie jest źródłem chłodu. Pompa pobiera ciepło z jednego miejsca i oddaje je w innym. Te dwa miejsca to właśnie źródła ciepła — dolne i górne.

Gdyby pompę ciepła porównać do zwykłej pompy wodnej, źródłem dolnym (z którego czerpana jest woda) byłaby warstwa wodonośna w gruncie, rzeka, staw, albo beczka ustawiona pod rynną. W przypadku takiej analogii, źródłem górnym jest kran, prysznic, czy podlewaczka do ogrodu.

W przypadku pomp ciepła:

  • dolne źródło to miejsce, z którego ciepło jest czerpane w niskich temperaturach,
  • górne źródło to miejsce, w którym ciepło jest oddawane w wysokich temperaturach.

Dolne źródła dla pomp ciepła

Pompa ciepła czerpie energię (ciepło) ze środowiska, pobierając je przy niskich temperaturach. Tak jak lodówka wyciąga ciepło z pomidorów czy mięsa (obniżając ich temperaturę), tak pompa ciepła schładza dolne źródło. Rodzajów takiego źródła może być cała masa.

Najpopularniejsze są gruntowe pompy ciepła, pobierające ciepło z gruntu. Wtedy dolnym źródłem będzie wymiennik ciepła umieszczony w gruncie. Najczęściej jest nim pętla rurek wypełnionych glikolem. Wymiennik ten może być umieszczony poziomo pod trawnikiem, lub pionowo w kilku odwiertach wykonanych na działce. Przez rurki przepływa glikol o temperaturze np. -5°C, odbierając ciepło od otaczającego rurki gruntu, który w tamtym momencie ma temperaturę 0°C.

Drugie w kolejności są powietrzne pompy ciepła, odbierające ciepło od powietrza atmosferycznego. Za pomocą wiatraka przetłaczają one powietrze przez wymiennik ciepła, obniżając jego temperaturę. W takich pompach dolnym źródłem jest powietrze atmosferyczne. Niekiedy takie pompy stosuje się do odzysku ciepła z powietrza wentylacyjnego opuszczającego dom. A klimatyzator też jest powietrzną pompą ciepła, tylko działającą odwrotnie — w nim dolnym źródłem jest powietrze wewnątrz budynku.

Najmniej popularne są wodne pompy ciepła, które czerpią energię z wody. Są stosowane wtedy, gdy na działce jest rzeka, staw, lub wydajne warstwy wodonośne. W takim przypadku czerpie się z gruntu wodę, która przepływa przez pompę i po schłodzeniu trafia z powrotem do gruntu, rzeki czy stawu. Dolnym źródłem takiej pompy jest więc woda podziemna lub powierzchniowa.

Górne źródła dla pomp ciepła

Pompa ciepła oddaje ciepło w temperaturze wyższej, niż ta, przy której zostało pobrane. Podobnie jak lodówka, która nagrzewa się z tyłu. Górnym źródłem w lodówce jest ten wymiennik z tyłu, w przypadku pomp ciepła może być ich kilka różnych.

Najpopularniejszym górnym źródłem jest system ogrzewania podłogowego. Pompy ciepła świetnie z nim współpracują, bo podłogówka może pracować przy stosunkowo niskich temperaturach czynnika (rzędu 30-35°C). A im niższa temperatura oddawania ciepła w górnym źródle, tym pompa zużywa mniej prądu.

Mniej popularne jest użycie grzejników, z przyczyny wymienionej powyżej. Aby pompa ciepła działała efektywnie z grzejnikami, ich powierzchnia musiałaby być znacząco większa, niż w przypadku tradycyjnego, wysokotemperaturowego ogrzewania.

Pompy ciepła powietrze-powietrze jako górne źródło wykorzystują… powietrze właśnie. Takim urządzeniem będzie też klimatyzator z funkcją grzania.

Niekiedy pompy ciepła wykorzystywane są też do przygotowywania ciepłej wody użytkowej. Jeśli tak, to górnym źródłem ciepła będzie wymiennik służący do podgrzewania wody użytkowej.

Schemat działania pompy ciepła glikol-woda

Schemat przykładowego układu pompy ciepła. Dolnym źródłem w tym układzie jest poziomy wymiennik glikolowy zakopany pod trawnikiem. Górnym źródłem jest centralne ogrzewanie z grzejnikami, oraz zasobnik ciepłej wody użytkowej.

 

Opublikował 20.02.2012 mgr inż. Krzysztof Lis i oznaczył hasłami , , , ,

Pozostaw komentarz

Subscribe without commenting