Wodne pompy ciepła - co to jest?
Wodne pompy ciepła przenoszą ciepło ze źródła wody do gospodarstwa domowego skuteczniej niż jakikolwiek inny system ogrzewania i chłodzenia. Woda rzeczna lub z małego strumienia może być pompowana przez pompę ciepła, co przynosi znakomite rezultaty, zwłaszcza jeśli temperatura wody wynosi pomiędzy 5 do 8 stopni Celsjusza.
Wodne pompy ciepła korzystają z zasobów warstw wodonośnych, będących zarówno źródłem ciepła w okresie zimowy, jak i absorber ciepła w lecie. Poziomy wodonośne oferują dobrą przewodność cieplną, stabilne temperatury i duże zdolności do akumulacji ciepła, a tym samym zapewniając możliwość energooszczędnego ogrzewania i chłodzenia oraz obniżoną emisję dwutlenku węgla.
Ten rodzaj technologii jest stosowany od późnych lat 40. Wodne pompy ciepła wykorzystują raczej stałą temperaturę wody jako nośnik wymiany, dzięki czemu zamiast pobierania ciepła z zewnątrz temperatury otoczenia, ciepło pobierane jest z wody. Tak więc system ten może osiągnąć wysoką wydajność nawet podczas najzimniejszych zimowych nocy (od 300% do 600%), w porównaniu do np. powietrznych pomp ciepła, które osiągają od 175% do 250% w przypadku chłodnych dni. Jeżeli nasze zapotrzebowanie na ciepło utrzymuje się na wysokim poziomie, wodne pompy ciepła będą dobrym rozwiązaniem. Ze względu na ich temperaturę pomiędzy 0 a 10°C, wskaźniki energetyczne pomp okazują się rozwiązaniem jeszcze korzystniejszym niż pompy gruntowe.
Wodna pompa ciepła może być wykorzystana do ogrzewania podłogowego, grzejników konwekcyjnych czy do ogrzewania powietrznego. Należy zwrócić uwagę na fakt, iż aby grzejniki osiągnęły wymaganą moc przy niskiej temperaturze czynnika grzewczego 40-50°C, muszą one mieć duże rozmiary. Sugeruje się, że powinny być dwa razy większe, niż w przypadku gdy dostarczana jest do nich woda z kotła o temperaturze 70-80°C. Wodna pompa ciepła świetnie sprawdza się w przypadku ogrzewania podłogowego, dodatkowo instalacja takiego systemu jest tańsza i wygodniejsza. Co więcej, pompa działająca s systemie nadmuchowego również przynosi korzystne efekty, a do działania takiego systemu wystarczy nam powietrze o temperaturze do 40°C.
Jak działają wodne pompy ciepła?
Systemy oparte na pompach ciepła w pętli wodnej składają się z odrębnych urządzeń kompaktowych, które transportują ciepło przez pojedynczą pętlę wodną. Podczas chłodniejszej temperatury, pompy ciepła przenoszą ciepło z pętli wodnej przez specjalnie zaprojektowany konwertor chłodzący woda ciepła, a następnie przenieść go w powietrze.
W chłodniejszych warunkach pogodowych, kiedy do ogrzania budynku konieczne jest dużo więcej ciepła, jednostki pracują w trybie grzania, więc ciepło jest dostarczane do każdej indywidualnej pętli wody.
W przypadku, gdy w obiegu wody nie ma wystarczająco ciepła, wydajny energetycznie podgrzewacz z cieczą powinien być podłączony do pętli, w celu wspomagania procesu ogrzewania.
Najlepszym rozwiązaniem jest montaż pompy w niewielkiej odległości od domu, tak aby woda nie musiała być pompowana na wysokość, dzięki czemu energia wykorzystywana do pompowania może być zredukowana, co korzystnie wpłynie na oszczędności. Woda może być pompowana z większych odległości, jeśli średnica rury jest dostatecznie duża, zwłaszcza jeśli jest pochylona w kierunku spadkowym.
Rodzaje wodnych pomp ciepła
Układ z pętlą zamkniętą
Jeśli dostęp do wód wokół gospodarstwie domowego jest wystarczający, to jest zdecydowanie opcja najtańsza. Rura zasilająca poprowadzona jest pod ziemią, między budynkiem a źródłem wody, splatając się na co najmniej 2 metrach pod powierzchnią, aby uniknąć zamarznięcia. Cewki muszą być umieszczone w źródle wody, które powinno spełniać minimalne wymogi w zakresie wielkości, głębokości i jakości.
System otwarty
System ten wykorzystuje studnię lub części wód powierzchniowych, a płyn wymiany ciepła przechodzi przez pompę ciepła. Gdy zostanie rozproszony w całym systemie, woda powraca do gruntu. Wadą takiego rozwiązania jest potrzeba stałego dostępu do niezbędnej ilości czystej wody.
Systemy hybrydowe
Te rodzaje systemów korzystają z zasobów geotermalnych lub mieszanki zasobów geotermalnych z energetycznymi właściwościami powietrza. Systemy hybrydowe sprawiają się najlepiej tam, gdzie potrzeba chłodzenia przewyższa potrzebę ogrzewania. Może to być na przykład lokalizacja, gdzie geologia pozwala na zamontowanie "pionowej studni". Taki rodzaj układu otwartej pętli wymaga dostępu do jednej lub kilku pionowych studni głębinowych. Woda jest doprowadzana z dołu kolumny i transportowana ku górze. Niezależnie od funkcji, zarówno podczas ogrzewania, jak i chłodzenia, system chłodzi kolumnę podczas pobierania ciepła, ogrzewa ją podczas oddawania ciepła, a także zmniejsza głębokość odwiertu.
Ważne informacje dotyczące środowiska
Wodna pompa ciepła ma wpływ na pewne uwarunkowania i prawa natury, dlatego też warto rozważyć te czynniki. Systemy otwartej pętli zmieniają temperaturę wód gruntowych, a pióropusze termiczne wpływają na hydrochemię i bakteriologię. W zależności od rodzaju systemu, który chcesz zainstalować, mogą być zatem wymagane licencje. Może być koniecznie wykonanie dodatkowych badań dotyczących hydrogeologii i właściwości termicznych. W związku z problemami wynikającymi z zanieczyszczenia wody, trzeba być przygotowanym na dodatkowe koszty filtrowania wody i wymiany podatnych na korozję elementów instalacji.
Zalety wodnych pomp ciepła
Wodne pompy ciepła mają wiele zalet, poniżej przedstawiamy kilka z nich:
- Generują mniej CO2 niż konwencjonalne systemy grzewcze,
- Wodne pompy ciepła reprezentują najwyższy wskaźniki efektywności pracy spośród pompy ciepła, który wynosi do ok. 6,5,
- Na wszelkie inwestycje w systemy bazujące na odnawialnych źródłach energii można ubiegać się o dofinansowanie,
- Energia elektryczna, która jest zużywana do zasilania pompy, co oznacza, iż każda jednostka energii elektrycznej zużywanej przez pompę odpowiada od dwóch do czterech jednostek ciepła, co świadczy o skuteczności systemu.