Rodzaje wymienników w gruntowych pompach ciepła

Wymiennik ciepła to jeden z elementów gruntowej pompy ciepła, który odpowiada za pozyskiwanie energii z gruntu i przekazywanie jej do systemu grzewczego budynku.

Wybór odpowiedniego typu wymiennika ma ogromny wpływ na efektywność, koszty instalacji oraz późniejszą eksploatację całego systemu.

Rodzaj gruntu, dostępna przestrzeń na działce, a także zapotrzebowanie cieplne budynku to czynniki, które należy wziąć pod uwagę przy podejmowaniu decyzji o wyborze konkretnego rozwiązania. Wśród najczęściej stosowanych wymienników w gruntowych pompach ciepła wyróżnia się kolektory poziome oraz sondy pionowe.

Jak działa gruntowa pompa ciepła?

Gruntowa pompa ciepła działa na zasadzie obiegu termodynamicznego, w którym energia cieplna zgromadzona w gruncie jest przekształcana i przekazywana do systemu grzewczego budynku. Proces rozpoczyna się od pobrania ciepła przez czynnik roboczy, który krąży w zamkniętym układzie. Następnie czynnik ten trafia do parownika, gdzie pod wpływem ciepła z gruntu odparowuje. Powstała para trafia do sprężarki, gdzie jej ciśnienie i temperatura zostają podniesione, co umożliwia skuteczne przekazanie ciepła.

Kolejny etap to skraplacz, w którym czynnik oddaje zgromadzone ciepło do instalacji grzewczej, ogrzewając wodę w systemie centralnego ogrzewania lub w zbiorniku ciepłej wody użytkowej. Po oddaniu ciepła czynnik wraca do stanu ciekłego i trafia do zaworu rozprężnego, gdzie jego ciśnienie zostaje obniżone, co pozwala rozpocząć cały cykl od nowa.

Kolektor poziomy

Kolektor poziomy to jeden z najczęściej stosowanych typów wymienników ciepła w gruntowych pompach ciepła, charakteryzujący się prostą konstrukcją i stosunkowo niskimi kosztami instalacji. Składa się z systemu rur ułożonych na głębokości od 1,2 do 2 metrów, gdzie temperatura gruntu pozostaje stabilna przez cały rok. Rury te, wypełnione mieszanką wody i glikolu, pochłaniają ciepło zgromadzone w ziemi i przekazują je do pompy ciepła. Aby zapewnić odpowiednią wydajność, powierzchnia działki przeznaczona na kolektor powinna być co najmniej dwa razy większa od ogrzewanej powierzchni budynku.

Wymagane jest także, aby teren był niezabudowany i niezacieniony, co umożliwia stałe odnawianie się energii w gruncie. Kolektor poziomy to rozwiązanie ekonomiczne i łatwe w montażu, jednak jego efektywność może być niższa w okresach intensywnych mrozów, gdy ciepło w płytkich warstwach gruntu jest ograniczone. Więcej na https://cieplozziemi.com/gruntowe-pompy-ciepla-lubelskie.

Sonda pionowa

Sonda pionowa to rodzaj wymiennika ciepła stosowanego w gruntowych pompach ciepła, który charakteryzuje się wysoką efektywnością i niewielkimi wymaganiami przestrzennymi. Składa się z jednej lub kilku rur umieszczonych w odwiertach o głębokości od kilkudziesięciu do nawet 100 metrów, gdzie temperatura gruntu pozostaje stabilna przez cały rok. Czynnik roboczy krążący w sondzie pobiera ciepło z głębokich warstw ziemi i przekazuje je do pompy ciepła. Wykonanie odwiertów wymaga specjalistycznego sprzętu i przeprowadzenia badań geologicznych, aby określić warunki gruntu i głębokość, na jakiej można efektywnie pozyskiwać energię cieplną.

Sondy pionowe są idealnym rozwiązaniem dla działek o ograniczonej powierzchni lub tam, gdzie ułożenie kolektora poziomego jest niemożliwe. Choć koszt instalacji sondy pionowej jest wyższy, jej zaletą jest większa stabilność pracy systemu i mniejsze uzależnienie od zmiennych warunków atmosferycznych.

Który wymiennik wybrać do gruntowej pompy ciepła?

Wybór odpowiedniego wymiennika do gruntowej pompy ciepła zależy przede wszystkim od warunków gruntowych, dostępnej przestrzeni na działce oraz budżetu inwestora. Kolektor poziomy to rozwiązanie tańsze i prostsze w montażu, jednak wymaga dużej, niezabudowanej powierzchni, która umożliwi ułożenie rur na odpowiedniej głębokości. Jest idealnym wyborem dla działek o lekkich, przewiewnych glebach, które szybko się regenerują i zapewniają stabilny dostęp do ciepła z gruntu.

Z kolei sonda pionowa to opcja dla właścicieli mniejszych działek lub tych, na których warunki gruntowe nie pozwalają na instalację kolektora poziomego. Choć jej montaż wiąże się z wyższymi kosztami i koniecznością wykonania odwiertów, zapewnia wyższą efektywność i niezależność od sezonowych zmian temperatury gruntu.