PODSTAWOWE WIADOMOŚCI

Pompy ciepła wykorzystują energię odnawialną pochodzącą ze środowiska naturalnego. Energia elektryczna służy do przekształcania ciepła zgromadzonego w gruncie, wodzie gruntowej oraz powietrzu w ciepło, które wykorzystać można do ogrzewania budynku, przygotowania ciepłej wody użytkowej, klimatyzowania i chłodzenia pomieszczeń. Najlepsze efekty można otrzymać poprzez skojarzenie zarówno ogrzewania jak i chłodzenia w zintegrowanych systemach grzewczo-chłodzących.

Zastosowanie pompy ciepła uwarunkowane jest możliwością pozyskania energii cieplnej z tzw. dolnego źródła ciepła.

W praktyce rozróżnia się następujące rodzaje dolnych źródeł:

• grunt (kolektor poziomy, kolektor pionowy) - posiada odpowiednie własności do akumulowania energii słonecznej. Temperatury tego źródła ciepła są stosunkowo stabilne w okresie zimy i pozwalają na osiągnięcie wysokich wartości współczynników efektywności w czasie pracy pompy ciepła;

poziomy gruntowy wymiennik ciepła –  przewody rurowe układa się w wykopie na głębokości 1,2 -1,5 m poniżej strefy przemarzania. Są to najczęściej polietylenowe rury o średnicy 63 mm o grubości 3 mm. Ilość rur i ich długość jest uzależniona od mocy chłodniczej pompy ciepła.

Wewnątrz rur pompowana jest ciecz niezamarzająca o temperaturze niższej od temperatury gruntu, która odbiera ciepło z gruntu.

pionowy gruntowy wymiennik ciepła -  jest to specjalna sonda umieszcza w odwiercie na głębokość sięgającej nawet 200m. Sonda wykonana jest najczęściej z rur PE o średnicy 40 mm. Podobnie jak w przypadku wymiennika poziomego łączna długość rur jest proporcjonalna do mocy chłodniczej pompy ciepła.

• woda - jako dolne źródło ciepła można wykorzystać wody gruntowe (studnie) lub powierzchniowe (strumienie, potoki, zbiorniki wodne). Woda gruntowa jest bardzo stabilnym źródłem ciepła. Ze względu na wysoką temperaturę rzędu 7-12°C utrzymującą się przez cały rok. System dolnego źródła na bazie wody gruntowej złożony jest z dwóch studni: czerpalnej – przeznaczonej do poboru wody oraz chłonnej przeznaczonej do zrzutu schłodzonej wody, która z powrotem odbiera ciepło od gruntu.

• powietrze - najlepsze efekty uzyskuje się przy wykorzystaniu powietrza o stałej temperaturze np. powietrza wentylacyjnego. W systemach odzysku ciepła z powietrza technologicznego wytworzonego podczas procesów technologicznych i produkcyjnych (np. w mleczarni, ubojni) osiąga się wyższe współczynniki efektywności układu niż w tradycyjnym systemie, wykorzystując odzyskaną energię. 
• procesy technologiczne (ciepło odpadowe) - zarówno w budownictwie mieszkaniowym jak i przemysłowym istnieje bardzo dużo źródeł ciepła w różnej postaci, które można odzyskać za pomocą pompy ciepła.

Górne źródło

Górne źródło ciepła jest tak samo ważne jak dolne źródło. Jego dobór oraz sposób wykorzystania znacznie wpływa na efektywność całego układu.

Najczęściej stosowane systemy górnego źródła to:

• ogrzewanie podłogowe,
• ogrzewanie ścienne,
• konwektory,
• grzejniki niskotemperaturowe,
• nagrzewnice.

Sprzęgło cieplne firmy HIBERNATUS

W przypadku systemów z pompą ciepła maksymalna temperatura wody jaką mogą uzyskać te urządzenia wynosi 65°C.  Firma Hibernatus, posiada w swojej ofercie trójmedialne pompy ciepła, które umożliwiają  uzyskanie temperatury wody na poziomie 90°C. Urządzenia te posiadają dwa skraplacze z oddzielnymi obiegami pompowymi. Taka budowa umożliwia wykorzystanie par przegrzanych czynnika roboczego do podnoszenia temperatury przekraczającej 65°C. Aby wykorzystywać ten proces skonstruowano i opatentowano tzw: „sprzęgło cieplne”, czyli zbiornik przegrodzony dwoma przeponami. Przepony te umożliwiają uzyskanie trzech różnych wartości temperatury wody górnego źródła ciepła.

• Obieg dolnego źródła ciepła
• Energia elektryczna
• Wysoki parametr, który można wykorzystać na przykład do podgrzania ciepłej wody użytkowej
• Średni parametr do grzania centralnego ogrzewania

W najwyższej strefie zbiornika uzyskuje się temperaturę >55°C, w środkowej części temperaturę w zakresie 35°C-55°C, a w najniższej części <35°C. Temperatura 35°C jest temperaturą wody powracającej z sieci centralnego ogrzewania. Stosowana perforacja przepon przeciwdziała samoczynnemu mieszaniu się wody i wyrównaniu jej temperatury w poszczególnych strefach zbiornika.

 Stosowanie sprzęgła cieplnego zasadne jest ze względu na uzyskanie:

• wysokiej temperatury górnego źródła ( +90°C),
• małych strat ciepła,
• wysokiej sprawność obiegu pompy ciepła