Dolne źródło ciepła

Pompa może wykorzystywać odnawialną energię skumulowaną w:

• gruncie – (np. pompa ciepła solanka – woda) dolne źródło ciepła wykonywane jest jako kolektor płaski, spiralny lub pionowy
• wodzie – (np. pompa ciepła woda – woda) dolne źródło ciepła wykonywane jest jako układ dwóch studni
• powietrzu - (np. pompa ciepła powietrze – woda)

Kolektor poziomy

Gruntowy wymiennik ciepła w postaci kolektora płaskiego (poziomy)

Wykonuje się go z rur z tworzywa sztucznego (najczęściej PE), układanych poniżej strefy przemarzania gruntu.
Z 1 m² gruntu z kolektorem można uzyskać 10 – 35 W energii. Ilość uzyskanego ciepła zależy od rodzaju gleby – więcej ciepła oddaje gleba wilgotna i gliniasta od gleby piaszczystej o małej zawartości wilgoci. Zaletą tego typu wymiennika jest łatwość jego wykonania i względnie niski koszt. Wadą jest konieczność dysponowania dość znaczną powierzchnią gruntu, w którym ma być umieszczony wymiennik, a także podatność na zmiany temperatury zewnętrznej, co przy dłuższym okresie niskich temperatur powietrza może spowodować spadek efektywności pompy ciepła.

Kolektor poziomy spiralny

Gruntowy wymiennik ciepła w postaci kolektora spiralnego
Jeśli nie ma możliwości zainstalowania kolektora płaskiego, można uformować rury w spiralę w rowie o szerokości około 80 cm. Należy przy tym pamiętać, że kolektor uformowany w spiralę ma opory większe niż kolektor płaski, istnieje więc konieczność zastosowania większej pompy.

Kolektor pionowy

Gruntowy wymiennik ciepła w postaci kolektora pionowego

Tworzą go pionowe rury (sondy gruntowe) umieszczone w odwiertach.

W zależności od sposobu wykonania kolektory pionowe dzieli się na:

• kolektory o przepływie przeciwbieżnym
• kolektory o przepływie koncentrycznym
• kolektory typu U

Najczęściej stosowane i najbardziej popularne są kolektory typu U. Odwiert na głębokość 1 metra umożliwia pobranie około 50 W energii. Do uzyskania odpowiedniej ilości ciepła potrzeba czasem kilku odwiertów. Odległość między nimi powinna wynosić 5 – 6 m.

Dużą zaletą tego kolektora jest mała podatność na zmiany temperatury zewnętrznej, mała powierzchnia gruntu potrzebna do wykonania kolektora.

Studnia głębinowa

System ze studniami głębinowymi jest zalecany dla obiektów o dość znacznym zapotrzebowaniu na ciepło. W skład tego układu wchodzą dwie studnie – poborowa i zrzutowa. Zalecane jest, aby pobór i zrzut wody odbywał się do tej samej warstwy wodonośnej – studnie powinny mieć tę samą głębokość. Ilość studni uzależniona jest od mocy pompy ciepła – ich liczbę oraz głębokość można określić na podstawie map hydrogeologicznych danego terenu. W systemie studni głębinowych należy pamiętać przede wszystkim o zapewnieniu niezmiennego poboru wody o stałym przepływie (jego wielkość zależy od mocy pompy ciepła). Ważnym elementem jest także czerpanie wody o odpowiednich parametrach. Związki manganu i żelaza mogą poważnie zanieczyścić wymiennik dolnego źródła ciepła – parownik. Jednym z rozwiązań jest stosowanie wymiennika pośredniego, który oddziela układ pompy ciepła od studni głębinowej

Czerpnie powietrza

System z czerpniami powietrza może wykorzystywać powietrze zewnętrzne jak i wewnętrzne.

Pompa ciepła pracująca na powietrzu zewnętrznym

Praca tego systemu jest uzależniona od warunków zewnętrznych, a w szczególności od temperatury i wilgotności powietrza. Niewątpliwą zaletą tego rozwiązania jest dostępność i niezawodność powietrza. Ponadto system ten nie wymaga dodatkowych zezwoleń i uzgodnień. Zalecany jest w regionach o długim i łagodnym sezonie grzewczym (np. rejon Pomorza), a także może być zastosowany w budynkach o dużym zapotrzebowaniu na ciepło do przygotowania ciepłej wody użytkowej. Taka pompa ciepła może również wspomagać konwencjonalne źródło ciepła w instalacji centralnego ogrzewania.

Pompa ciepła pracująca na powietrzu wewnętrznym

W budynkach z wentylacją grawitacyjną powietrze o temperaturze otoczenia w pomieszczeniu jest usuwane na zewnątrz. Wraz z powietrzem usuwanym bezpowrotnie tracimy ciepło. Powietrze nawiewane należy natomiast podgrzać do wymaganej temperatury, stosując odpowiednie urządzenia grzewcze (np. grzejniki).

Rozwiązaniem oszczędzającym energię w tym przypadku będzie niewątpliwie zastosowanie układu wentylacji mechanicznej, która spowoduje skierowanie wywiewanego powietrza do pompy ciepła powietrze – woda podgrzewającej ciepłą wodę użytkową.