Działanie gruntowej pompy ciepła

gruntowa pompa ciepła

Gruntowa pompa ciepła działa, wykorzystując energię cieplną zmagazynowaną w gruncie do ogrzewania budynku oraz podgrzewania wody użytkowej. Jest to jeden z najbardziej wydajnych systemów grzewczych, ponieważ temperatura gruntu poniżej pewnej głębokości jest stosunkowo stabilna przez cały rok, co pozwala na nieprzerwaną pracę systemu z wysoką efektywnością nawet w chłodniejszych klimatach. Oto szczegółowy opis działania gruntowej pompy ciepła:

1. Pobór ciepła z gruntu – wymienniki gruntowe

Gruntowa pompa ciepła pobiera ciepło za pomocą tzw. wymienników gruntowych, które mogą mieć formę:

  • Pionowych sond gruntowych – odwierty w głąb ziemi, zwykle na głębokość 30-150 metrów, w których instaluje się sondy wypełnione specjalnym płynem (tzw. solanką).
  • Kolektorów poziomych – rury zakopane na głębokości 1-2 metrów, które zajmują większą powierzchnię działki, ale są mniej kosztowne w montażu niż sondy pionowe.

W wymiennikach ciepła cyrkuluje płyn (najczęściej glikol), który absorbuje ciepło z gruntu i transportuje je do jednostki wewnętrznej pompy ciepła.

2. Proces pracy sprężarki – podniesienie temperatury

Płyn, który pobrał ciepło z gruntu, trafia do jednostki wewnętrznej pompy ciepła, gdzie przekazuje ciepło do tzw. obiegu chłodniczego, który składa się z następujących elementów:

  • Parownik: Ciepło z glikolu trafia do parownika, gdzie przekazywane jest do czynnika roboczego, który odparowuje pod wpływem wzrostu temperatury.
  • Sprężarka: Gazowy czynnik roboczy jest następnie sprężany, co zwiększa jego temperaturę do poziomu wystarczającego do ogrzewania budynku lub wody użytkowej.
  • Skraplacz: Gorący czynnik roboczy trafia do skraplacza, gdzie oddaje swoje ciepło do wody w systemie grzewczym (ogrzewanie podłogowe, grzejniki, lub zasobnik ciepłej wody użytkowej), skraplając się i wracając do stanu ciekłego.
  • Zawór rozprężny: Obniża ciśnienie i temperaturę czynnika roboczego, który wraca do parownika, by ponownie przejść cykl ogrzewania.

3. Rozprowadzenie ciepła w budynku

Ciepło wyprodukowane przez pompę ciepła jest przekazywane do systemu grzewczego budynku. Najlepszą wydajność gruntowe pompy ciepła osiągają w połączeniu z systemami niskotemperaturowymi, takimi jak:

  • Ogrzewanie podłogowe: Doskonale współpracuje z pompami ciepła dzięki niskiej temperaturze pracy, co pozwala na równomierne ogrzewanie całej powierzchni podłogi.
  • Grzejniki niskotemperaturowe: Specjalnie dostosowane grzejniki, które mogą pracować przy niższych temperaturach niż standardowe, co wspiera efektywność pompy ciepła.
  • Zasobniki ciepłej wody użytkowej: Pompa ciepła może również podgrzewać wodę użytkową, magazynując ją w zbiorniku.

4. Zalety i efektywność

Gruntowa pompa ciepła jest bardzo efektywna, ponieważ:

  • Wysoka sprawność COP: Współczynnik efektywności (COP) gruntowej pompy ciepła wynosi zazwyczaj od 3,5 do 5, co oznacza, że na każdą jednostkę zużytej energii elektrycznej pompa dostarcza 3,5-5 jednostek ciepła.
  • Stałość działania: Temperatura gruntu na głębokości kilku metrów jest względnie stała przez cały rok, co pozwala pompie ciepła działać z równą wydajnością nawet zimą.

5. Ekologia i oszczędności

  • Niskie koszty eksploatacji: Dzięki wysokiej efektywności zużycie energii elektrycznej jest niższe niż w przypadku klasycznych systemów grzewczych.
  • Odnawialne źródło energii: Gruntowa pompa ciepła nie emituje spalin, przez co zmniejsza ślad węglowy i jest przyjazna dla środowiska.

Gruntowa pompa ciepła stanowi znakomite rozwiązanie do długoterminowego ogrzewania budynków, pozwalając na oszczędności i zmniejszenie emisji dwutlenku węgla, co czyni ją idealnym wyborem dla ekologicznych inwestycji.