bisonenergy.pl / aktualności / Energia otoczenia

Energia otoczenia

14:51 23 Wrzesień, 2014
Tomasz

Pompy ciepła

Pompy ciepła to urządzenia służące do zasilania instalacji centralnego ogrzewania (C.O.) oraz podgrzewu ciepłej wody użytkowej (C.W.U.). Dodatkowo można je zastosować do chłodzenia pomieszczeń. W klasycznej instalacji grzewczej pompa ciepła pełni taką samą funkcję co kocioł gazowy, węglowy czy elektryczny, z tą różnicą, że wykorzystuje energię cieplną zmagazynowaną w powietrzu, ziemi lub wodzie. Już sama nazwa obrazuje sposób działania urządzenia – służy ono do przepompowania energii cieplnej z jednego miejsca (np. otoczeniu budynku) do innego miejsca (np. do wnętrza budynku) – dzięki odpowiednio dobranym podzespołom możliwe jest uzyskanie satysfakcjonujących nas temperatur wyjściowych.

 

Od wielu lat ten sam mechanizm jest stosowany w znanych wszystkim urządzeniach – takich jak lodówka czy zamrażarka. Z tą różnicą, że w lodówkach ciepło jest „wypompowywane” z przechowywanych produktów (co obniża ich temperaturę), a oddawane do pomieszczenia, w którym stoi lodówka (przez radiator znajdujący się na tylnej ścianie urządzenia). Projektanci pomp ciepła wykorzystali dokładnie te same prawa fizyki – odwrócili jednak obieg układu. Dzięki temu ciepło pochodzące ze źródła niskotemperaturowego, poprzez sprężenie, a zatem podniesienie temperatury, może zostać przekazane do innego ośrodka.

Pompy ciepła zyskują coraz większą popularność z kilku prostych powodów:

 

Ekonomicznych – koszty eksploatacyjne ogrzewania budynku, czy podgrzewu wody użytkowej są średnio o połowę niższe, niż przy użyciu gazu ziemnego (nie porównując już z gazem płynnym czy olejem opałowym). W nowobudowanych obiektach dodatkowo można uniknąć kosztów związanych z budową przyłącza gazowego, budową komina czy adaptacją przestrzeni gospodarczej potrzebnej do wykonania instalacji.

Ekologicznych – niemal cała energia cieplna dostarczana przez pompę to energia odnawialna, która pochodzi ze środowiska. Pompa ciepła nie wytwarza spalin, ani nie emituje zanieczyszczeń.

Eksploatacyjnych – pompy ciepła są bezobsługowe, nie wymagają komina czy specjalnej wentylacji. Nie ma potrzeby budowania przyłącza gazowego oraz składu opału. Nie występują tu również zagrożenia związane z nieszczelnością instalacji gazowej, otwartym ogniem, czy też możliwością wybuchu.

 

Na co zwracać uwagę przy wyborze pompy ciepła?

Współczynnik COP (coefficient of performance) – jest to podstawowy parametr każdej pompy ciepła, pokazujący ile energii cieplnej jest w stanie wytworzyć urządzenie przy zużyciu 1 kW energii elektrycznej. Z uwagi na fakt, iż sama pompa jest urządzeniem elektrycznym, niezbędne jest jej podłączenie do sieci elektrycznej.

 

Przykład:

Pompa ciepła o współczynniku COP=4 – pobierając 1kW mocy z sieci elektroenergetycznej będzie w stanie dostarczyć 4kW mocy energii cieplnej, z czego 3kW (75%) to darmowa energia z natury stanowiąca czysty zysk.

 

Im wyższy współczynnik COP tym większa sprawność, a co za tym idzie więcej darmowej energii dla użytkownika. Należy jednak pamiętać, że sprawność pompy zależy także od różnicy temperatur między źródłem poboru, a instalacją odbiorczą budynku (im większa różnica, tym COP mniejsze). Warto tu również wspomnieć o Sezonowym Współczynniku Efektywności (SPF – Seasonal Performance Factor) określającym COP uśredniony dla sezonu grzewczego, a więc rzeczywistego okresu wykorzystania pompy. Np. pompy ciepła typu powietrze-woda / powietrze-powietrze najlepiej działają w ciągu lata, gdy są najmniej potrzebne.

 

Przeznaczenie pompy ciepła – w zależności od mocy i zastosowanej technologii, pompy ciepła mogą pokrywać całkowite zapotrzebowanie energetyczne budynku (rozwiązanie monowalentne) lub współpracować z innym np. istniejącym systemem grzewczym (systemy biwalentne). Dodatkowo pompy ciepła mogą podgrzać wodę użytkową lub klimatyzować budynek w okresie letnim.

 

Dolne źródło (dolne źródło ciepła) – w przypadku pomp ciepła to nic innego jak akumulator energii słonecznej zlokalizowany w środowisku. Takim naturalnym akumulatorem energii cieplnej może być powietrze, grunt lub woda. Do najważniejszych parametrów dolnego źródła należą: temperatura oraz jej możliwe zmiany (np. zima/lato, dzień/noc), a także zdolność regeneracji pobranej energii (zależna np. od wilgotności).

 

 

Przykład:

Pompa typu powietrze-powietrze w sezonie grzewczym narażona jest na spadki temperatury powietrza, co powoduje spadek współczynnika COP, niższe koszty inwestycyjne, ale przy wyższych kosztach eksploatacji. Rozwiązanie takie świetnie sprawdzi się jako uzupełnienie np. pieca gazowego lub w okresach przejściowych (wiosna/jesień).

 

Przy temperaturze zasilania instalacji wewnętrznej budynku W45 (+45°C) i średniej temperaturze w styczniu -2°C otrzymujemy 47°C różnicy.

 

Dolne źródło w postaci sondy gruntowej jest stabilniejsze. W warunkach polskich temperatura gruntu na 20 metrach głębokości wynosi od +8° do +12°C i jest stała w ciągu roku (wartości uśrednione). W płytszych warstwach obserwuje się oscylacje sezonowe: na głębokości 4 metrów od +12°C w październiku do +6,5°C w kwietniu, a na głębokości 2 metrów przeciętnie od +15°C we wrześniu do +3,5°C w lutym.

 

Przy temperaturze zasilania instalacji wewnętrznej budynku W45 (+45°C) i średniej temperaturze gruntu +10°C otrzymujemy 35°C różnicy.

 

Ta prosta kalkulacja obrazuje nam, o ile wydajniejsze, a zarazem korzystniejsze ekonomicznie będzie czerpanie energii z dolnego źródła w postaci sondy gruntowej – w odniesieniu do ośrodka powietrznego. Oczywiście należy przy tym pamiętać, że na etapie instalacji, koszt wykonania systemu grzewczego opartego o sondy gruntowe będzie wyższy. Dodatkowe nakłady finansowe zwrócą się jednak w trakcie eksploatacji układu.

Ważne: Dolne źródło decyduje o jakości całego systemu grzewczego. Każda pompa ciepła zawsze zrobi swoje „przepompuje” ciepło ze źródła dolnego do górnego, jeśli tylko źródło dolne jest prawidłowo dobrane i odpowiednio wydajne.

Jakie rozwiązanie wybrać?

W Bison Energy mamy na to sposób. Przeprowadzamy analizę możliwych do zastosowania rozwiązań, wraz z założeniami kosztów eksploatacyjnych, tak aby sprostać wszystkim oczekiwaniom i utworzyć system wychodzący im naprzeciw.

Masz jakieś pytanie? Zapraszamy do działu „Kontakt” – chętnie pomożemy!


Bison Energy Sp. z o.o.

Trojany 64E, 05-252 Dąbrówka, Poland

NIP: 1251624891  |  KRS: 0000499135

Copyright 2014 Bison Energy

design by sixbox.es