|
ŹRÓDŁO DLA POMPY
CIEPŁA
Energia
słoneczna zakumulowana w gruncie wiosenno-letnim przenika do ziemi za
pomocą promieniowania słonecznego i opadów atmosferycznych.
Ciepło
to dostarczane jest do pompy ciepła poprzez rozbudowany i
umieszczony w gruncie obieg wykonywanych z rur polietylenowych o
średnicy od 32mm do 63mm. Wewnątrz rur krąży niezamarzająca ciecz
(ergolid lub podobna) transportująca ciepło. W zależności od
powierzchni działki kolektor może być ułożony pionowo lub poziomo.
Energie cieplną
pompa ciepła może pobierać bezpośrednio z gruntu, z wody
podskórnej lub z powietrza.
Najtańszym w
wykonaniu i zarazem najbardziej kłopotliwym w
eksploatacji, jest rozwiązanie polegające na pobieraniu ciepła z wody
podskórnej przy pomocy dwóch studni.
Drugim rozwiązaniem jest odbieranie ciepła z gruntu przy
pomocy kolektorów pionowych lyb poziomych. Te
rozwiązania omówiono szczegółowo dalej.
Trzecim rozwiązaniem jest korzystanie z powietrza zewnętrznego.
Rozwiązanie to w warunkach polskich jest nieekonomiczne zimą. Przy
ujemnych temperaturach powietrza efektywność cieplna pompy gwałtownie
maleje, pojawiają się problemy ze szronieniem parownika (chłodnicy
powietrza). W takim przypadku działanie pompy ciepła trzeba wspomagać
dodatkowym źródłem ciepła. Rozwiązania tego typu stosuje się
bardzo rzadko, w szczególnych sytuacjach i nie zajmowano się
nimi dalej.
Rozkład temperatury
gruntu w zależności od głębokości i pory roku:
Dolne
źródła ciepła powinny charakteryzować się:
- dużą pojemnością cieplną,
- brakami zanieczyszczeń mogących powodować
korozje elementów lub powstawanie osadów,
- łatwą dostępnością i niskimi
kosztami instalacji służącej do pozyskiwania i transportu ciepła
Wykonanie obiegu dolnego źródła powinno zapewniać odpowiedni
przepływ cieczy (wody lub glikolu) w tymże obiegu. Dla danego typu
pompy ciepła musi być zachowany minimalny przepływ, aby pompa ciepła
działała poprawnie. Jednak optymalną efektywność układu uzyskuje się
przy zachowaniu przepływu zalecanego. Wartości minimalne i zalecane
przepływów, zarówno dla wody jak i dla glikolu,
dla poszczególnych typów pomp ciepła, przedstawia
poniższa tabela:
|
TYP: |
MEDIUM
DOLNEGO ŹRÓDŁA |
| Przepływ wody |
Przepływ glikolu |
| minimalny [m3/h] |
zalecany [m3/h] |
minimalny [m3/h] |
zalecany [m3/h] |
|
PSPC-06 |
1,2
|
1,6
|
1,6
|
2,1
|
|
PSPC-08 |
1,7
|
2,3
|
2,2
|
3,0
|
|
PSPC-09 |
2,2
|
2,9
|
2,8
|
3,8
|
|
PSPC-10 |
2,4
|
3,3
|
3,2
|
4,3
|
|
PSPC-13 |
2,8
|
3,7
|
3,6
|
4,8
|
|
PSPC-16 |
3,1
|
4,2
|
4,1
|
5,4
|
|
PSPC-19 |
3,6
|
4,8
|
4,7
|
6,2
|
|
PSPC-21 |
4,0
|
5,4
|
5,3
|
7,1
|
Kolektor pionowy
Zalety:
- wysoka efektywność pompy
ciepła pracującej z tym typem dolnego źródła,
- stosunkowo mała dewastacja
terenu,
- mała wymagana powierzchnia
gruntu,
- znikome powierzchniowe
przechłodzenie gruntu nad wymiennikiem,
- niskie
opory hydrauliczne i związane z tym niskie koszty pompowania
glikolu.
Wady:
- nieznacznie
wyższe koszty wykonania
Pionowy gruntowy wymiennik
ciepła wykonuje się z rur polietylenowych w kształcie U-rury,
umieszczonej w pionowych odwiertach o głębokości od 30 do 100 m i
połączonych szeregowo lub równolegle.
 
Do wykonania wymiennika gruntowego stosujemy rurę PE
wodociągową o średnicy 32mm lub 40mm. Głębokość
odwiertów wynosi od 30 do 100m, w zależności od
warunków terenowych.
Głębokość
otworów uzależniona jest od ich ilości, siatki rozstawu oraz
rodzaju gleby.
 
Wymiennik, po włożeniu rur w odwiert, poddany jest próbie
szczelności 6 bar.
Dla
przybliżonych obliczeń można przyjąć głębokość otworu równą
20-25mb. na
jeden kilowat mocy grzewczej pompy ciepła, a rozstaw pomiędzy otworami
5-10m
 
Rury
wymiennika powinny być zaizolowane ( np: otuliną typu Armaflex )
do odległości min. 1m od wejścia do budynku. W przypadku układu
szeregowego odległość minimalna pomiędzy odwiertami wynosi 2m,
natomiast w przypadku rozmieszczenia "w kwadracie" zachowujemy
odległość 5-10m. Dłuższe wymienniki (powyżej 600m) wykonujemy z kilku
odcinków (po ok. 600m) połączonych równolegle, z
możliwością odcinania i kryzowania poszczególnych
odcinków (wykonujemy w tym celu odpowiedni
kolektor: zasilający i powrotny).
Kolektor poziomy
Zalety :
- możliwość
wykonania dużej części robót we własnym zakresie
- łatwość
wykonania
Wady:
- duża
dewastacja terenu
- duża powierzchnia zajmowanego
gruntu
- duże opory hydrauliczne i związane z tym
duże koszty pompowania glikolu,
- duże schłodzenie poziome gruntu
utrudniające wegetację roślin,
- niska efektywność pompy ciepła pracującej z
tym typem dolnego źródła,
 
W
kolektorach poziomych rury układa się na głębokości od 1,4 m do 2 m. W
zależności od dyspozycyjnej wielkości działki stosuje się
różne konfiguracje wymiennika poziomego.
Pionowy
i poziomy odstęp pomiędzy rurami nie powinien być mniejszy niż 30 cm, a
odległość optymalna wynosi 60 cm. W zależności od
wilgotności gleby i jej struktury, ilość rur, którą należy
zakopać w ziemi, wynosi od 30 - 50 mb./kW mocy grzewczej pompy ciepła.
Długość wymiennika jest uzależniona od typu pompy ciepła i
warunków gruntowych. Do wykonania wymiennika
gruntowego stosuje się rurę PE wodociągową o średnicy od 32mm
do 63mm w zależności od długości wymiennika. Rury umieszcza
się poniżej granicy przemarzania gruntu, dla danej strefy na
głębokości 1,4- 2,0 m. Rury układa się w podziałce
min 1m i łączy się przez zgrzewanie, przy czym miejsca
zgrzewów powinny być dostępne po zasypaniu kolektora (np.
poprzez wykonanie studzienek rewizyjnych lub łączenie wewnątrz
budynku). Przy krótszych wymiennikach do 200m),
rura zakopana jest w jednym odcinku, bez połączeń. Dłuższe
wymienniki (powyżej 200m) wykonuje się z kilku
odcinków (po ok. 200m), połączonych równolegle, z
możliwością odcinania i kryzowania poszczególnych
odcinków ( w tym celu wykonuje się odpowiednie
rozdzielacze: zasilający i powrotny). Końce wymiennika
wprowadza się do pomieszczenia z pompą ciepła. Rury
wymiennika zaizolowane termicznie otuliną, do odległości min.
1m od wejścia do budynku. Wymiennik, po
ułożeniu rur w wykopach, poddany jest próbie
szczelności wodą (ciśnienie próbne 6bar). W przypadku
pozytywnego wyniku próby, wykopy można zasypać.
 
budowa kolektora
spiralnego
Dwie
studnie jako dolne źródło ciepła
Zalety
:
- wysoka sprawność pompy
ciepła,
- mała
dewastacja terenu.
|