Dolne źródło pompy ciepła
Jak wspomniałem w artykule o zasadach działania pomp ciepła, dostarczają one do wnętrza budynku ciepło czerpane z zewnątrz, z tak zwanego dolnego źródła. Nazwa ta nie pochodzi od fizycznego umieszczenia tego źródła niżej, niż stoi pompa ciepła, a od temperatur, które tam panują. Są one niższe, niż we wnętrzu domu.
I tak jak pompa wodna czerpie wodę ze źródła i dostarcza ją do kranu, tak pompa ciepła czerpie energię pod postacią ciepła z dolnego źródła i dostarcza ją do górnego źródła, czyli domowej instalacji centralnego ogrzewania.
Dolnym źródłem dla pompy ciepła może być:
- grunt pod trawnikiem, w którym umieszczona jest rurka z płynącym w niej niezamarzającym czynnikiem (tzw. wymiennik gruntowy),
- powietrze atmosferyczne,
- woda w rzece,
- woda czerpana ze studni, a po schłodzeniu oddawana do drugiej studni zrzutowej,
- rurka z czynnikiem niezamarzającym umieszczona na dnie stawu lub jeziora.
Z praw fizyki wynika, że im niższa różnica temperatur między źródłem dolnym a górnym, tym sprawniej działa pompa ciepła. To znaczy, tym lepszy współczynnik wydajności osiąga.
Zimą temperatura na głębokości 1,5 metra pod trawnikiem rzadko spada poniżej zera, zaś temperatura powietrza z łatwością spada do -20*C. Dlatego pompy ciepła powietrze-woda (czerpią ciepło z powietrza, oddają do wody w instalacji CO) mają współczynnik wydajności COP rzędu 2,5, a pompy glikol-woda (gruntowe) — rzędu 4,0.
Na co wpływ ma dolne źródło?
W przypadku pomp gruntowych, dolne źródło ma niebagatelny wpływ na funkcjonowanie pompy ciepła i rachunki za ogrzewanie. Rzekłbym nawet, że wpływ ten jest większy, niż wpływ samej pompy ciepła.
Wielkość dolnego źródła musi być właściwie dobrana do zapotrzebowania na ciepło w budynku. Zbyt małe źródło będzie oznaczać wychładzanie gruntu w pobliżu wymiennika i jego przemarzanie. To z kolei zaś zmniejsza wydajność odbioru ciepła i wymusza na pompie dalsze obniżanie temperatury glikolu krążącego w rurce. Jak wspomniałem, ma to negatywny wpływ na efektywność pracy pompy — do wytworzenia tej samej ilości ciepła musi ona zużyć więcej prądu.
Z drugiej strony, zbyt duży wymiennik ciepła to jedynie większy koszt jego budowy. Eksploatacja może być nieco droższa, bo większy będzie opór tłoczenia glikolu przez wymiennik. Prawdopodobnie efektu tego nie będzie widać, bo pompa ciepła będzie mogła pracować nieco bardziej efektywnie.
