Grunt - woda

Pompy ciepła grunt - woda są konstruowane z wykorzystaniem gruntowego wymiennika ciepła poziomego lub pionowego.

Gruntowy wymiennik poziomy - kolektor poziomy

Kolektor poziomy jest budowany z rur polietylenowych PE odpornych na nacisk o średnicy jednego cala. Rury układane są w rowach na głębokości ok. 1,6m (jest to uzależnione od strefy przemarzania gruntu). W naszej strefie klimatycznej temperatura gruntu waha się w zakresie od 7 do 12ºC. Pomiędzy rurami stosuje się odstępy 0,5 - 0,8 m. Przy założeniu, że do ogrzania domu potrzeba około 50 W/m², kolektor płaski powinien zajmować powierzchnię od 1,5 do 5 razy większą niż powierzchnia domu.

Odmianą poziomego wymiennika ciepła jest kolektor spiralny. Rury tego wymiennika układane są spiralnie w wykopach o szerokości min. 80 cm.odległość pomiędzy rowami nie może być mniejsza niż 3 m. Jednak kolektor spiralny wymaga takiej samej powierzchni działki jak kolektor płaski.

Zalety kolektora poziomego:

• mała zależność pogodowa
• prostota wykonaniania
• brak konieczności stosowania specjalistycznego sprzętu

 Wady kolektora poziomego:

• duży obszar zajmowanego terenu
• skrócony czas wegetacji roślin na terenie nad kolektorem
• duże opory hydrauliczne, większe koszty pompowania glikolu

Gruntowy wymiennik pionowy – kolektor pionowy

Kolektor pionowy odzyskuje ciepło z głębszych warstw ziemi. Najczęściej wykonuje się go z rur polietylenowych układanych w ziemi w kształcie U- rury, które umieszcza się w pionowych odwiertach połączonych szeregowo lub równolegle. Głębokość odwiertów waha się od od 20 – 100 m. Z tego zakresu głębokości można uzyskać temperaturę zasilania 6-8°C. Z jednego odwiertu można uzyskać 30-100 W energii cieplnej. Jedną z większych zalet pionowych wymienników gruntowych w porównaniu z kolektorami poziomymi jest to, że wymagają znacznie mniejszych powierzchni terenu oraz mają znikomy wpływ na wyziębienie gruntu na powierzchni. Pionowe wymienniki gruntowe mogą służyć również jako źródło wody lodowej dla celów klimatyzacji.

Zalety kolektora pionowego:

• brak zależności pogodowej
• wysoka efektywność
• mała dewastacja terenu
• niskie opory hydrauliczne, niskie koszty pompowania glikolu

Wady kolektora pionowego:

• potrzeba stosowania specjalistycznego sprzętu
• potrzeba zezwoleń wodno-prawnych dla kolektorów powyżej 30 m głębokości

Woda - woda

Pompy ciepła typu woda – woda są konstruowane z wykorzystaniem wody jako dolnego źródła ciepła. Najczęstszym rozwiązaniem jest system dwóch lub większej liczby studni: jednej czerpalnej i jednej lub kilku zrzutowych. Studnia czerpalna służy do poboru wody gruntowej, druga do odprowadzania wody schłodzonej. Głębokość studni w typowych warunkach geologicznych wynosi 6 – 30 m (na wykonanie głębszej studni potrzebne jest zezwolenie wodno – prawne). Odległość między studnią czerpalną i studnią zrzutową powinno wynosić minimum 15 m, aby nie dopuścić do zmieszania się wody chłodnej z wodą czerpalną. System woda – woda jest najtańszym rozwiązaniem, jednak nie zawsze warunki geologiczne są korzystne dla tego systemu.

Zalety:

• niska zależność pogodowa
• mała dewastacja terenu
• niskie opory hydrauliczne, a więc niskie koszty pompowania glikolu
• niskie koszty dolnego źródła przy istniejących zasobach wodnych

Wady:

• wysokie wymagania co do jakości wody (żelazo, mangan, twardość wody)
• wysokie koszty wykonania studni
• ograniczony czas eksploatacji studni czerpalnej i zrzutowej (15-20 lat)

Powietrze - woda

Pompy ciepła typu powietrze – woda są konstruowane z wykorzystaniem powietrza atmosferycznego. Takie rozwiązanie techniczne przynosi najlepsze efekty gdy wykorzystuje się powietrze wentylacyjne. W tym układzie należy się liczyć z koniecznością zastosowania dodatkowego źródła ciepła ponieważ pompa ciepła typu powietrze – woda pracuje efektywnie do temperatury zewnętrznej - 5 ºC.

Zalety:

• szybka instalacja
• niskie koszty wykonania dolnego źródła

Wady:

• wysoka zależność pogodowa