Co to jest dolne źródło

CO TO JEST DOLNE ŹRÓDŁO W INSTALACJI POMPY CIEPŁA

Każde medium – niezależnie od tego, czy jest to grunt, woda czy powietrze – posiada w sobie energię/ciepło, które można pozyskać. Warunek jest tylko jeden: temperatura medium nie może być niższa niż wynosi zero bezwzględne (czyli 0oK = minus 273,15oC). Tak jest w teorii, w praktyce jednak opłacalne jest pozyskanie ciepła wyłącznie z takiego medium, którego temperatura wynosi powyżej minus 25oC. Ten warunek doskonale spełnia grunt, woda i powietrze, które może posłużyć jako źródło ciepła dla pompy ciepła. Dolne źródło więc dla pompy ciepła to po prostu akumulator, z którego możemy czerpać energię, a którego zasoby ciągle się odnawiają.

Najlepszym dolnym źródłem do pozyskania tej energii jest takie, które ma najwyższą temperaturę. Do dyspozycji mamy:
– powietrze (o bardzo zmiennych parametrach dla Polski, najczęściej od minus 20oC do plus 30oC),
– grunt (jego temperatura zależy od głębokości, pory roku, czasu eksploatacji oraz jego rodzaju, a także od obecności wód gruntowych i powierzchniowych, a także wielu innych czynników; temperatura wynosi w nim zazwyczaj od plus 4oC do plus 12oC),
– wodę gruntową (która ma średnio temperaturę plus 10oC, ale ma niestety również cechy, takie jak jej skład chemiczny, które niejednokrotnie znacznie utrudniają jej eksploatację).

Do pozyskiwania energii z dolnego źródła służą pionowe sondy lub poziome kolektory gruntowe. Dowiedz się więcej, jak dobrać prawidłowo dolne źródło

Najchętniej obecnie stosowane są sondy pionowe z uwagi na dużą stabilność temperatury w gruncie w ciągu całego sezonu grzewczego. Dzięki nim możemy zapewnić w miarę stały poziom sprawności pompy ciepła czyli COP na poziomie 4 lub nawet powyżej 5. Oznacza to, że z 1 kW energii elektrycznej wytworzymy nawet 4 lub 5 kW energii cieplnej.

COP (Coefficient Of Performance) – współczynnik sprawności określa sprawność cieplną pompy grzewczej. Innymi słowy to stosunek pomiędzy zużyciem energii, a wytwarzanym ciepłem w zdefiniowanym punkcie roboczym. Odzwierciedla to wzór: moc grzewcza pompy ciepła (KW)/moc sprężarki pompy ciepła (KW) = COP.

W sondzie pionowej panuje zazwyczaj temperatura od 0 do 4oC, ale może się zdarzyć, że spadnie ona nawet do poziomu minus 3oC. Z tego też powodu w zamkniętym układzie sondy krąży glikol, który uniemożliwia zatrzymanie pracy dolnego źródła. Wydajność takiej sondy to zazwyczaj 40-50(60)W/mb odwiertu, co stawia to rozwiązanie jako jedno z najbardziej wydajnych, jeśli chodzi o pozyskiwanie energii z gruntu.

Najbardziej prawidłową głębokością sondy pionowej jest głębokość 80 – 120 m. Oczywiście głębokość może być zupełnie inna, jeśli np. w czasie wiercenia lub podczas badań geologicznych trafi się na podziemne cieki wodne lub zbiornik wodny, które to są idealnym środowiskiem dostarczającym energię do sondy.
Oczywiście takie odwierty wymagają projektu geologicznego oraz dokonania zgłoszenia oraz przedstawienia dokumentacji powykonawczej odpowiedniemu urzędowi na terenie, na którym stoi dom.

Kolektory poziome meandryczne
Kolektory poziome płaskie wykonuje się z rur PE o średnicy 25 lub 32 mm. Są one układane w wykopie o głębokości ok. 1,5 m, ale zawsze 20-30 cm poniżej głębokości przemarzania, nie głębiej jednak niż 2 m. Jest to zwykle kilka pętli, czyli odcinków rur o długości ok. 100-120 m (maksymalnie 150 m). Zastosowanie takich długości rur pozwala na ograniczenie kosztów tłoczenia glikolu (im dłuższa rura, tym większy opór, tym większa pompa obiegowa i większe koszty tłoczenia.
Odstępy między rurami to – w zależności od zastosowanej średnicy: 60-80 cm. Wydajność takiego kolektora to zazwyczaj ok. 20 W/m2. Wydajność ta jest oczywiście zależna od rodzaju gruntu: dla mokrych wilgotnych glin potrafi ona wynieść nawet 30 W/m2 a dla suchego piasku nawet 10 W/m2.
Przy założeniu wydajności dolnego źródła 20 W/m2 i zapotrzebowaniu budynku na ogrzewanie 60 W/m2 powierzchnia działki potrzebna na sam kolektor bez przyłączy i studni będzie 3 razy większa niż powierzchnia ogrzewana domu. Łatwo więc wyliczyć, że dom o powierzchni 200 m2 potrzebuje wolnej, niczym niezabudowanej i niezacienionej (np. roślinami) przestrzeni powyżej 600 m2. Zastosowanie więc kolektora poziomego będzie więc możliwe tylko na dużych niezagospodarowanych działkach, np. terenach rolnych.
Przy kolektorach poziomych duży wpływ na temperaturę glikolu krążącego w układzie – z uwagi na stosunkowo niewielką głębokość, na której umiejscowione są rury – ma słońce oraz pokrywa śnieżna. Słońce potrafi bowiem oddać do gruntu sporo energii, którą można łatwo wykorzystać, pokrywa śnieżna zaś w bardzo mroźne dni wspaniale odizolowuje grunt od wpływu niskich temperatur.

Sprawność pracującej przy takim dolnym źródle pompy, czyli jej COP, będzie porównywalne jak dla sondy pionowej jednak w ciągu całego sezonu grzewczego może znacznie się zmieniać: inne będzie jesienią, inne zimą i wczesną wiosną. Duży wpływ ma na jej działanie będzie miała ilość słonecznych dni oraz ilość śniegu podczas mroźnych zimowych dni.

Istnieją również kolektory poziome spiralne, które są odmianą kolektora płaskiego. Rury są w nim ułożone w formie zwiniętej sprężyny, a nie jak przy kolektorze płaskim w formie równoległych pętli. Takie ułożenie nie zmniejsza jednak wielkości działki, którą powinniśmy dysponować, znacząco natomiast zmniejsza koszty pracy koparki (ponieważ nie potrzeba zdejmować kilkuset m2 ziemi na głębokość ok. 1,5 m, a wystarczy tylko wykonać wykopy o szerokości 1 – 1,2 m i długości ok. 18 – 20 m przy rozstawie między kolejnymi spiralami ok. 5 m).

Przy takim ułożeniu oddziaływanie spirali odbywa się znacznie większą powierzchnią, stąd też wynika tak duże odsunięcie jednej spirali od drugiej.

 
Copyright 2018 by www.synergiadladomu.pl. Wszelkie prawa zastrzeżone. Nota prawna, regulamin serwisu.