Pompa ciepła grunt-woda

Czyli pompa pobierająca energię gruntowego wymiennika ciepła pionowego lub poziomego, która następnie odprowadzana jest w celu podgrzania wody w instalacji grzewczej.

Gruntowy wymiennik poziomy – kolektor poziomy

Kolektor poziomy zbudowany jest z rur polietylenowych o średnicy cala. Polietylenowe rury układane są we wcześniej wykonanych rowach o głębokości około 1,6 m, a między rurami pozostawia się odstęp 0,5–0,8 m. Kolektor poziomy powinien mieć od 1,5 do 5 razy większą powierzchnię od ogrzewanego domu (jeżeli założymy, że ogrzanie metra kwadratowego domu wymaga 50 W). Odmianą kolektora poziomego jest kolektor spiralny. W tym przypadku rury PE układane są w spiralę i umieszczane w rowach o szerokości co najmniej 0,8 m. Kolejne rowy muszą znajdować się w odległości niemniejszej niż 3 m. Kolektor spiralny zajmuje taką samą powierzchnię, co kolektor poziomy.

Plusy kolektora poziomego:

- prosta konstrukcja
- nie wymaga użycia specjalistycznego sprzętu
- działanie niezależne od pogody

Minusy kolektora poziomego:

- wymaga dużej powierzchni
- rośliny znajdujące się bezpośrednio nad kolektorem krócej wegetują
- występują spore opory hydrauliczna, przez co koszt pompowania glikolu jest wyższy – czynnik roboczy jest cieczą o niskiej temperaturze, ale o wysokim ciśnieniu,
- niska efektywność.

Gruntowy wymiennik pionowy – kolektor pionowy

Gruntowy kolektor pionowy, w odróżnieniu od poziomego, bierze ciepło z niższych warstw gleby. Rury również wykonane są z polietylenu, ale w tym przypadku układane są w kształcie „U” w pionowych odwiertach, mających głębokość od 20 m do 100 m. Na takiej głębokości panuje temperatura od 6-8 °C. Dzięki temu z pojedynczego odwiertu uzyskuje się 30-100 W. Dodatkowym plusem jest fakt, że kolektor pionowy wymaga znacznie mniejszej powierzchni działki oraz nie ochładza powierzchni gruntu.

Plusy kolektora pionowego:

- działanie niezależne od pogody
- wysoka wydajność
- wymaga niedużej powierzchni
- tworzone są małe opory hydrauliczne, dzięki czemu koszt pompowania glikolu jest mały

Minusy kolektora pionowego:

- wymagany jest specjalistyczny sprzęt
- dla kolektorów mających głębokość >30 m potrzebne są zezwolenia wodno-prawne

Pompa ciepła woda-woda

W tym przypadku dolnym źródłem ciepła jest woda. Budowa takiej pompy wymaga co najmniej dwóch studni – jednej czerpalnej i pozostałych zrzutowych. Ze studni czerpalnej pobiera się wodę gruntową, natomiast do zrzutowych wylewa się wodę uprzednio schłodzoną. Przeciętna studnia ma głębokość od 6-30 m (w przypadku głębokości >30 m wymagane są dodatkowe zezwolenia wodno-prawne). Między poszczególnymi studniami powinna zostać zachowana odległość co najmniej 15 m, aby woda schłodzona nie mieszała się z ciepłą wodą służącą do czerpania. Jest to system najtańszy, jednak warunki terenowe nie zawsze pozwalają na jego zastosowanie.

Plusy pompy ciepła woda-woda:

- mały wpływ pogody na działanie
- wymaga niedużej powierzchni
- niewielki koszt dolnego źródła przy zasobach wodnych

Minusy pompy ciepła woda-woda:

- woda musi mieć odpowiednią jakość (zawartość pierwiastków oraz jej twardość)
- spory koszt wykopu studni
- możliwość wyeksploatowania studni po 15-20 latach

Pompa cieplna powietrze-woda

Działa dzięki powietrzu atmosferycznemu, co jest najlepszym rozwiązaniem technicznym, kiedy korzysta się z powietrza wentylacyjnego. Ten rodzaj pompy funkcjonuje efektywnie do temperatury zewnętrznej 5 °C, dlatego istnieje konieczność montażu dodatkowego źródła ciepła.

Plusy pompy ciepła powietrze-woda:

- szybkość montażu
- niska cena

Minusy pompy ciepła powietrze-woda:

- duży wpływ pogody na działanie
- niska efektywność