Gruntowa pompa ciepła a regeneracja dolnego źródła

​

Grunt stanowi stabilne i bezpieczne źródło ciepła wykorzystywanego przez pompy ciepła typu solanka-woda. Niewielkie wahania temperatury gruntu w ciągu roku pozwalają na wysokosprawną i ekonomiczną pracę tych urządzeń. Należy jednak dołożyć szczególnych starań przy doborze gruntowego wymiennika ciepła, aby mógł być eksploatowany przez długie lata. Nie zapominaj również o tym, że dolne źródło ciepła wymaga regeneracji w sezonie letnim. Sprawdź materiał przygotowany we współpracy ze specjalistami firmy Vaillant.

Z tekstu dowiesz się:

• w jaki sposób pompa ciepła pobiera energię z gruntu,
• na czym polega regeneracja dolnego źródła ciepła.

Nieprawidłowo dobrany lub eksploatowany gruntowy wymiennik ciepła przyczynia się do spadku wydajności urządzenia grzewczego. W skrajnych przypadkach może nawet ulec zniszczeniu. Aby tego uniknąć, do każdej instalacji gruntowej pompy ciepła należy podchodzić indywidualnie, z uwzględnieniem potrzeb budynku i jego użytkowników.

Energia z gruntu – jak gruntowa pompa ciepła pobiera ciepło?

Energia z gruntu może być odbierana poprzez kolektory umieszczone w pionowych odwiertach lub ułożone w płaszczyźnie poniżej strefy przemarzania. Poziome źródło ciepła jest rozwiązaniem tańszym w wykonaniu, wymaga jednak działki o dużej powierzchni. Narażone jest również na większe wahania temperatury w ciągu roku w odróżnieniu od sond pionowych. Wiąże się to z nieco niższą efektywnością takiego układu.

Najpopularniejszym rozwiązaniem jest zastosowanie w gruncie pionowych odwiertów o głębokości 80-100 m. Jest to znakomite źródło energii, ponieważ temperatura gruntu od głębokości 10-15 m do 100 m jest zdecydowanie bardziej stabilna niż przy jego powierzchni. W obu przypadkach pobierana energia jest przekazywana do pompy ciepła za pośrednictwem cieczy niemarznącej – inaczej zwanej solanką.

Stosowanie glikolu w obiegu dolnego źródła jest konieczne, ponieważ ciepło jest odbierane od gruntu przy niskiej temperaturze. Szczególnie w przypadku kolektorów poziomych może wystąpić sytuacja, w której temperatura spada poniżej 0^oC. Dzięki efektywnej przemianie termodynamicznej w pompie ciepła ta energia może być oddana w wysokiej temperaturze do instalacji grzewczej w budynku.

Praca tego układu powoduje jednak odbiór ciepła od gruntu, a co za tym idzie – obniżenie temperatury w bezpośrednim otoczeniu dolnego źródła. W skrajnym przypadku może dojść do przemarzania gruntu wokół wymiennika, co znacząco utrudnia odbiór ciepła oraz może doprowadzić do jego zniszczenia. Biorąc pod uwagę efektywność pracy urządzenia, zdecydowanie lepszym rozwiązaniem jest posiadanie przewymiarowanego dolnego źródła. Wiąże się to jednak z wyższymi kosztami początkowymi.

Regeneracja, czyli „odpoczynek” dolnego źródła

Praca pompy ciepła w trakcie sezonu grzewczego prowadzi do stopniowego spadku temperatury dolnego źródła. Większość układów pracuje od 1400 do 2000 godzin w ciągu roku. Po tym okresie należy zapewnić wymiennikowi gruntowemu możliwość powrotu do stanu początkowego. W przypadku poziomych dolnych źródeł należy zadbać, aby powierzchnia gruntu nad wymiennikiem miała dostęp promieniowania słonecznego oraz swobodnego przepływu wody z opadów atmosferycznych. Dlatego też poziomych wymienników ciepła nie powinno się w żaden sposób zabudowywać.

Układy z sondami pionowymi dają nieco więcej możliwości. Przede wszystkim w okresie letnim gruntowa pompa ciepła z kolektorami pionowymi może być wykorzystywana do chłodzenia budynku.

Rozróżniamy tu 2 technologie:

• chłodzenie aktywne – z wykorzystaniem sprężarki pompy ciepła. Obieg pompy ciepła jest odwracany, a energia pobrana z budynku przekazywana do gruntu.
• chłodzenie pasywne – z pominięciem sprężarki pompy ciepła. Energia odebrana z instalacji c.o. budynku jest przekazywana do gruntu za pośrednictwem wymiennika ciepła. Jest to metoda mniej wydajna od chłodzenia aktywnego, ale pozwala na obniżenie temperatury o 2-3^oC przy niewielkich kosztach eksploatacji związanych jedynie z napędem pomp obiegowych.

W obu przypadkach chłodzenie za pomocą gruntowej pompy ciepła zdecydowanie wspomaga regenerację dolnego źródła w okresie letnim. Pozwala również na akumulację w gruncie energii odebranej z budynku. Ze względu na niskie koszty eksploatacji szczególnie polecanym rozwiązaniem jest wykorzystanie chłodzenia pasywnego.

Poza sezonem grzewczym, gdy urządzenie grzewcze pracuje głównie przy ogrzewaniu wody użytkowej, warto pomyśleć o skorzystaniu z kolektorów słonecznych. Zapewnią one domownikom dostęp do ciepłej wody bez konieczności uruchamiania pompy ciepła – dolne źródło może się wówczas nieprzerwanie regenerować. 

Wszystkie pompy ciepła Vaillant flexoTHERM exclusive mogą współpracować zarówno z pionowymi, jak i poziomymi wymiennikami gruntowymi. Każda z tych pomp posiada również funkcję chłodzenia w okresie letnim. Aby dowiedzieć się więcej, zajrzyj na stronę www.vaillant.pl.