Dolne źródło ciepła – jest to układ pobierający ciepło z otoczenia, tzw. naturalny akumulator energii cieplnej ładowany latem a rozładowywany zimą. Najlepszymi dolnymi źródłami ciepła odpowiadającymi polskim warunkom klimatycznym są:
- grunt – energia cieplna jest akumulowana w około 10-metrowej warstwie gruntu. Przyjmuje się, że na tej głębokości temperatura jest równa średniorocznej temperaturze powietrza i wynosi dla naszych warunków klimatycznych ok. 7-8°C. Z uwagi na koszty inwestycyjne poziome wymienniki gruntowe układa się na głębokości 1-2 m. Na tym poziomie temperatura gruntu zmienia się sinusoidalnie w skali roku, co obrazuje rysunek:
Wartości odchyleń temperatury od wartości średniorocznej zależą od właściwości fizycznych gleby głębokości. Ciepło gruntowe pobierane w okresach zimowych regeneruje się przede wszystkim w okresach cieplejszych, tj. wiosną i latem. Regeneracja gruntu następuje przede wszystkim dzięki promieniowaniu słonecznemu oraz opadom atmosferycznym, co zapewnia, że grunt zakumuluje znowu ciepło na następny sezon grzewczy. Grunt może być użyty jako dolne źródło tylko dla pomp ciepła o stosunkowo niewielkich wydajnościach cieplnych.
- wody powierzchniowe – rzeki, jeziora, stawy, morza. Wadą wód powierzchniowych jako dolnego źródła są problemy z poborem energii w okresach niskich temperatur oraz przy minimalnych przepływach, a także występowanie oblodzenia. Z uwagi na zanieczyszczenie wód powierzchniowych z reguły wymagane jest stosowanie wymienników pośrednich i odpowiednich układów filtrujących, a to zmniejsza efektywność energetyczną pomp ciepła i podnosi koszty inwestycyjne.
- wody podziemne – stanowią źródło o łatwej dostępności. Charakteryzują się małymi zmianami temperatur w ciągu roku i dla warunków klimatycznych Polski wynoszą przeważnie 5-12°C. Wody te mogą być kierowane bezpośrednio do parownika, a przy dużym zasoleniu może być zastosowany pośredni wymiennik ciepła. Wadę stanowi wysoki koszt inwestycyjny i eksploatacyjny ujęcia.
- powietrze atmosferyczne – charakteryzuje się dużą zmiennością temperatur zarówno w okresie dobowym, jak i w całym okresie grzewczym, dlatego nie jest uznawane za najefektywniejsze rozwiązanie z dostępnych dolnych źródeł. W zakresie temperatur ujemnych występują poważne problemy z oszranianiem i odtajaniem urządzeń. Zaletą jest to, że koszty inwestycji są pomniejszone o koszty wykonania wymiennika dolnego źródła ciepła.
- powietrze wewnętrzne – jest to powietrze usuwane z wnętrza domu, zakładu produkcyjnego poprzez system wentylacji. Ciepło wytworzone wewnętrznie przez oświetlenie, ludzi i urządzenia domowe może zostać odzyskane poprzez zastosowanie pompy ciepła na powietrze wentylacyjne wywiewne z budynku. Umożliwia to odzyskanie energii i wykorzystanie jej do produkcji ciepła na potrzeby ciepłej wody użytkowej, a nawet na ogrzewanie.
- ciepło odpadowe – temperatura i potencjał ciepła odpadowego charakteryzują się wartością wynikającą z przebiegu procesu technologicznego i na ogół nie zależą one od pory roku. Temperatura tych źródeł jest stosunkowo wysoka i wynosi od 20 do nawet 80°C. Na uwagę zasługują szczególnie zakłady przemysłu spożywczego, takie jak: mięsne, mleczarskie, przetwórstwa owocowo-warzywnego, piwowarskie. Odpadowa energia cieplna występuje również w wielu procesach technologicznych w produkcji rolniczej, np. chłodzenie mleka.
Górne źródło ciepła stanowi instalacja grzewcza, jest ono więc tożsame z potrzebami cieplnymi odbiorcy. Parametry techniczne pomp ciepła ograniczają ich przydatność do następujących celów:
- ogrzewania podłogowego: 25-29°C
- ogrzewania sufitowego: do 45°C
- ogrzewania grzejnikowego o obniżonych parametrach: np. 55/40°C
- podgrzewania ciepłej wody użytkowej: 55-60°C
- niskotemperaturowych procesów technologicznych: 25-60°C.
Źródło:
– instsani.pl