Pompa ciepła woda woda
Pompa ciepła typu woda woda, zwana również wodną pompą ciepła, pobiera energię cieplną z wody gruntowej. Niezbędne są do tego dwa odwierty (studnie). Uzyskana energia cieplna może być następnie wykorzystana do ogrzewania lub przygotowania ciepłej wody użytkowej (c.w.u.). Pompy ciepła woda woda są zazwyczaj najbardziej wydajnymi pompami ciepła.
Co to jest pompa ciepła woda woda?
Podczas gdy powietrzna pompa ciepła pobiera powietrze z otoczenia za pomocą wentylatorów, a gruntowa pompa ciepła wykorzystują energię geotermalną za pomocą kolektorów gruntowych (pionowych lub poziomych), pompa ciepła woda woda do pozyskiwania energii cieplnej wykorzystuje podziemne zbiorniki wód gruntowych. Ich temperatura jest w dużej mierze stała przez cały rok, co oznacza, że pompa ciepła woda woda zapewnia wysoką moc grzewczą zarówno latem, jak i zimą. Ich wydajność wynosi czasami około 500 procent, co odpowiada rocznemu współczynnikowi wydajności (APF) wynoszącemu 5. Oznacza to, że urządzenie grzewcze może dostarczyć 5 kWh ciepła przy zużyciu 1 kWh energii elektrycznej. Dla porównania, gruntowe pompy ciepła osiągają współczynnik wydajności od 4 do 4,5, a powietrzne pompy ciepła od około 3 do 4.
Pompa ciepła woda woda – jak działa?
Pompa ciepła woda woda ogrzewa poprzez obieg czynnika chłodniczego i złożoną interakcję różnych elementów mechanicznych. Najpierw czynnik chłodniczy pochłania energię cieplną wody gruntowej i paruje. Następnie obieg przepuszcza tę parę przez sprężarkę, która zwiększa ciśnienie pary, a tym samym jej temperaturę. Następnie czynnik chłodniczy uwalnia swoją energię cieplną do urządzenia grzewczego i/lub zbiornika ciepłej wody użytkowej i skrapla się.
Na koniec czynnik chłodniczy jest ponownie rozprężany przez zawór rozprężny i cykl chłodzenia rozpoczyna się od nowa.
W przypadku pompy ciepła woda woda potrzebne są dwie studnie. Woda gruntowa do pozyskiwania energii cieplnej jest pobierana przez tak zwaną studnię czerpalną, podczas gdy studnia zrzutowa ponownie wprowadza zużytą zimną wodę do gruntu. Im większa ilość wody jest dostępna dla pompy ciepła typu woda woda, tym zazwyczaj wyższa jest jej wydajność.
Wymagania dotyczące działania wodnej pompy ciepła
Efektywne działanie pompy ciepła wykorzystującej wody gruntowe wymaga spełnienia różnych warunków. Z jednej strony - jak już wspomniano - ważną rolę odgrywa ilość wody gruntowej, a z drugiej jej jakość. Na przykład zbyt duża ilość żelaza lub manganu może prowadzić do zużycia pompy lub zatkania studni, co skutkuje wyższymi kosztami konserwacji. Dlatego na etapie planowana pompy ciepła woda-woda ważna jest analiza wód gruntowych.
Poziom wody nie powinien być również zbyt niski, ponieważ od niezbędnej głębokości wiercenia wynoszącej ponad 20 metrów pompy zwykle nie są już opłacalne. Ponadto należy uzyskać pozwolenie od niższego organu wodnego na wykonanie odwiertu pod wodną pompę ciepła. Ponadto nieruchomość powinna być wystarczająco duża.
Dwa odwierty dla gruntowej pompy ciepła muszą być oddalone od siebie o co najmniej 15 metrów. Wreszcie, ważne jest, aby studnia ssąca znajdowała się (pod względem przepływu) w kierunku studni zrzutowej, aby schłodzona woda nie była ponownie pompowana.
Pompy ciepła woda-woda stawiają jedynie umiarkowane wymagania względem modernizowanego budynku. Dobra izolacja, szczególnie w starych budynkach, jest podstawowym warunkiem efektywnej pracy urządzenia. Odległość pomiędzy źródłem ciepła a systemem grzewczym również nie powinna być zbyt duża. Ponadto systemy ogrzewania panelowego w podłogach lub ścianach grzeją najlepiej ze względu na niską temperaturę zasilania. Nie wymagają one jednak dużych nakładów konstrukcyjnych.
System studni – co warto wiedzieć
- Studnia czerpalna: pobiera wodę ze zbiornika wód gruntowych (źródło energii cieplnej). Pompa głębinowa transportuje wodę gruntową do obiegu czynnika chłodniczego, gdzie następuje wymiana energii cieplnej.
- Studnia zrzutowa: pobiera wody gruntowe, z których energia cieplna została pobrana za pośrednictwem rur i ponownie wprowadza je do naturalnego obiegu wody. Przepisy dotyczące ochrony wód zwykle wymagają, aby wody gruntowe były ponownie wprowadzane do gruntu na tej samej głębokości, na której zostały wydobyte.
Pompa ciepła woda woda – zalety i wady
Jak każde urządzenie, również pompa ciepła woda-woda ma swoje zalety i wady.
Zalety:
- wysoka wydajność, praca przeważnie w trybie monowalentym (bez dodatkowej grzałki)
- Niskie koszty eksploatacji
- Niewielka powierzchnia zajmowana przez urządzenie
- Działanie przyjazne dla środowiska, zwłaszcza w przypadku korzystania z ekologicznej energii elektrycznej
- Stałe dostawy ciepła dzięki niskim wahaniom temperatury wody gruntowej
- Niezwykle niskie koszty
- Możliwość ogrzewania i chłodzenia
- Istniejące studnie wód gruntowych mogą być zintegrowane z systemem
Wady:
- Wysokie koszty inwestycji - instalacji i zakupu
- Wystarczająca ilość i jakość wód gruntowych oraz wysoki poziom wód gruntowych wymagany do efektywnego działania
- Konieczne może być urządzenie zabezpieczające przed oblodzeniem
- Wysokie koszty planowania i biurokracja dotycząca oficjalnych pozwoleń
- Brak możliwości uzyskania pozwolenia na obszarach ochrony wód
Jakie są koszty pompy ciepła woda woda?
Koszty zakupu pompy ciepła woda-woda są stosunkowo wysokie, wynoszą około 40-60 tys. zł.
Z drugiej strony, pompy ciepła do wody gruntowej są niezwykle ekonomiczne pod względem użytkowania. Dzięki nim można zmniejszyć koszty ogrzewania nawet o połowę w porównaniu z systemami ogrzewania olejowego lub gazowego.
Czy zakup pompy ciepła woda-woda jest opłacalny pomimo wysokich kosztów inwestycyjnych?
Jeżeli spełnione są niezbędne warunki (ilość i jakość wody gruntowej, izolacja budynku, odpowiednia instalacja grzewcza), zdecydowanie warto zainwestować w pompę ciepła woda woda. Pomimo dość wysokich kosztów zakupu i montażu, urządzenia te zazwyczaj zwracają się po około 10-15 latach.
Bosch Home Comfort nie ma w swojej ofercie pomp ciepła woda-woda, ale zachęcamy do zapoznania się z naszymi pompami ciepła powietrze-woda, gruntowymi pompami ciepła a także z pompami ciepła do ciepłej wody użytkowej. Informacje na ten temat z dostępne są w naszym Kompendium wiedzy o pompach ciepła oraz w zakładce „Produkty". W dalszej części tekstu wyjaśniamy wszystko, co należy wiedzieć o pompach ciepła powietrze-powietrze.
Jakie są alternatywy dla pompy ciepła typu woda woda?
-
Pompa ciepła powietrze-powietrze
Źródło ciepła Powietrze wywiewane Technologia
Wentylatory Charakterystyka - Korzystna cena zakupu
- Niskie koszty instalacji
- Niewielkie zapotrzebowanie na miejsce
- Łatwa modernizacja
- Możliwość aktywnego chłodzenia
- Umiarkowana wydajność
- Odzysk ciepła
-
Pompa ciepła powietrze-woda
Źródło ciepła Powietrze z otoczenia Technologia
Wentylatory, obieg czynnika chłodniczego Charakterystyka - Niska cena zakupu
- Niskie koszty instalacji
- Niewielkie zapotrzebowanie na miejsce
- Łatwa modernizacja
- Możliwość aktywnego chłodzenia
- Umiarkowana wydajność
- Wahania wydajności w zimie
-
Gruntowa pompa ciepła
Źródło ciepła Energia geotermalna
Technologia
Kolektory poziome, obieg czynnika chłodniczego
Charakterystyka - Wysoka wydajność
- Umiarkowane koszty inwestycji
- Możliwe chłodzenie pasywne
- Duże zapotrzebowanie na miejsce
-
Gruntowa pompa ciepła
Źródło ciepła Energia geotermalna
Technologia
Kolektory pionowe, obieg czynnika chłodniczego Charakterystyka - Niezwykle wysoka wydajność
- Niewielkie zapotrzebowanie na miejsce
- Możliwość chłodzenia pasywnego
- Wysokie koszty inwestycji
- Niezbędne zezwolenia (dotyczące odwiertu)
