Zaktualizowano
Paweł Więsak ·Opublikowano ·Zaktualizowano ·~9 min czytania
Pompa ciepła woda woda to system grzewczy, który pobiera energię z wody, najczęściej gruntowej, i przekazuje ją do instalacji CO lub przygotowania ciepłej wody użytkowej. O jej przydatności decydują nie tylko parametry urządzenia, lecz także wydajność ujęcia, jakość wody i sposób jej odprowadzenia.
Pompa ciepła woda woda to system grzewczy, w którym woda stanowi dolne źródło energii. Najczęściej chodzi o wodę gruntową pobieraną ze studni czerpnej, oddającą ciepło w wymienniku i kierowaną do studni chłonnej. Sama pompa przenosi tę energię do obiegu centralnego ogrzewania lub przygotowania ciepłej wody użytkowej. Jej nazwa opisuje więc źródło i odbiornik ciepła, a nie przepływ tej samej wody przez kran i podłogówkę.
Pierwsze słowo „woda” wskazuje dolne źródło, z którego urządzenie odbiera energię. Drugie oznacza wodę grzewczą krążącą w instalacji budynku. Między tymi obiegami pracuje układ chłodniczy pompy ciepła. Woda gruntowa nie powinna mieszać się ani z czynnikiem chłodniczym, ani z wodą w ogrzewaniu podłogowym, grzejnikach czy zasobniku.
Najbardziej typowa instalacja ma studnię czerpną i studnię chłonną. Pompa studzienna podaje wodę do wymiennika po stronie dolnego źródła. Po odebraniu części energii woda wraca do warstwy wodonośnej przez drugą studnię. Rozdzielenie poboru i zrzutu ogranicza ryzyko natychmiastowego zasysania schłodzonej wody z powrotem do ujęcia, ale wzajemne położenie studni musi wynikać z warunków przepływu wód podziemnych i projektu hydrogeologicznego.
W uproszczeniu system składa się z obiegu wody ze źródła, szczelnego obiegu czynnika chłodniczego oraz obiegu wody grzewczej w domu. W parowniku czynnik chłodniczy odbiera energię i odparowuje. Sprężarka podnosi jego ciśnienie i temperaturę, skraplacz przekazuje ciepło do instalacji budynku, a zawór rozprężny przygotowuje czynnik do kolejnego cyklu. Taki czteroelementowy obieg opisuje również Krajowy Punkt Kontaktowy ds. OZE.[1]
W zależności od składu surowej wody można zastosować dodatkowy wymiennik pośredni przed parownikiem. Chroni on właściwy wymiennik pompy przed osadami lub substancjami obecnymi w wodzie, ale zwiększa opory przepływu i wpływa na warunki wymiany ciepła. To rozwiązanie dobiera projektant do wyników analizy wody oraz wymagań producenta, a nie jako uniwersalny element każdej instalacji.
Przepływ energii można prześledzić krok po kroku:
Pompa ciepła nie tworzy ciepła wyłącznie z energii elektrycznej. Prąd napędza sprężarkę, automatykę i pompy obiegowe, a zasadnicza część energii użytkowej jest przenoszona z dolnego źródła. Dlatego dla wyniku całej instalacji znaczenie ma zarówno sama pompa ciepła, jak i energia potrzebna do tłoczenia wody ze studni.
Moc urządzenia powinna odpowiadać zapotrzebowaniu budynku, a dolne źródło musi zapewnić przepływ wymagany przy tym punkcie pracy. Nie ma jednego modelu właściwego dla każdego domu: ten sam agregat może działać poprawnie przy płytkim, wydajnym ujęciu i być nietrafiony tam, gdzie tłoczenie wody wymaga dużego nakładu energii.
Dostęp do wody na działce nie przesądza, że instalacja woda-woda będzie możliwa lub opłacalna. Projekt wymaga rozpoznania zasobów w miejscu inwestycji. Departament Energii USA wskazuje trzy grupy danych kluczowych dla systemu wykorzystującego wodę gruntową: temperaturę źródła, możliwy przepływ ze studni oraz jakość wody. W przypadku wód powierzchniowych trzeba dodatkowo uwzględnić zmiany temperatury w ciągu roku.[2]
| Co sprawdzić | Dlaczego ma znaczenie | Co powinno powstać |
|---|---|---|
| Wydajność ujęcia | Za mały przepływ ograniczy odbiór energii i może powodować przerwy w pracy | Próba pompowania i ocena hydrogeologiczna |
| Temperatura wody | Wpływa na punkt pracy pompy i wielkość wymiennika | Dane z pomiarów reprezentatywnych dla źródła |
| Skład wody | Osady, korozja lub zarastanie wymiennika zwiększają opory i utrudniają wymianę ciepła | Analiza odniesiona do wymagań konkretnego urządzenia |
| Możliwość zrzutu | Studnia chłonna musi przyjąć przepływ bez zakłócania ujęcia i otoczenia | Projekt obu studni oraz kierunku przepływu wód |
| Wysokość podnoszenia | Wpływa na pobór prądu pompy głębinowej i wynik energetyczny całego systemu | Dobór pompy studziennej do rzeczywistej instalacji |
Przed wyborem modelu poproś o jeden zestaw danych obejmujący próbę pompowania, analizę składu wody, przewidywany punkt pracy pompy głębinowej oraz sposób zrzutu. Dopiero z takim kompletem projektant może porównać kartę urządzenia z warunkami na działce.
W pompie woda-woda samo urządzenie jest tylko częścią odpowiedzi. O powodzeniu inwestycji decyduje komplet danych o budynku, ujęciu, jakości wody i możliwości jej bezpiecznego odprowadzenia.
Stabilniejsze warunki dolnego źródła są ważną zaletą układu woda-woda. Nie oznacza to jednak stałej sprawności w każdej instalacji. Na efekt wpływają temperatura wody ze źródła, temperatura zasilania instalacji CO, praca sprężarki, stan wymienników oraz energia zużywana przez pompy po obu stronach układu.
Warto odróżnić COP urządzenia od wyniku sezonowego instalacji. COP opisuje stosunek oddanego ciepła do energii napędowej w określonym punkcie badania. Ocena całoroczna powinna objąć zmienne warunki pracy i urządzenia pomocnicze, w tym pompy oraz sterowanie. Taką różnicę między parametrem urządzenia a bilansem systemu opisuje również producent w swoim materiale technicznym.[3]
Z tego powodu nie należy porównywać pomp wyłącznie na podstawie jednej wartości COP z broszury. Trzeba sprawdzić, dla jakich temperatur została podana, jakie urządzenia pomocnicze obejmuje oraz czy instalacja grzewcza w domu może pracować z niską temperaturą zasilania. Im większą różnicę temperatur musi pokonać pompa ciepła, tym trudniej o korzystny wynik.
| Typ pompy | Dolne źródło | Najważniejsza cecha projektowa |
|---|---|---|
| Woda-woda | Najczęściej woda gruntowa | Wymaga sprawdzenia wydajności ujęcia, jakości wody i możliwości zrzutu |
| Powietrze-woda | Powietrze zewnętrzne | Prostsze dolne źródło, ale warunki pracy zmieniają się wraz z pogodą |
| Solanka-woda | Grunt przez zamknięty wymiennik | Nie pobiera wody gruntowej, lecz wymaga miejsca na kolektor albo wykonania sond |
Pompa woda-woda nie jest tym samym co pompa ciepła do ciepłej wody użytkowej. Ta druga nazwa określa przeznaczenie urządzenia, które podgrzewa wodę w zasobniku i zazwyczaj pobiera energię z powietrza. W nazwie woda-woda oba człony określają media po stronach wymiany ciepła.
Ujęcie oraz odprowadzanie wody trzeba ocenić nie tylko hydraulicznie, lecz także prawnie. Wody Polskie wskazują, że pozwolenia wodnoprawnego wymagają między innymi usługi wodne obejmujące pobór wód podziemnych lub powierzchniowych, odprowadzanie pobranych i niewykorzystanych wód oraz wykonanie urządzeń wodnych. Jednocześnie przepisy przewidują wyjątki zależne od sposobu korzystania, głębokości ujęcia i ilości wody, dlatego zakres formalności należy ustalić dla konkretnej inwestycji z właściwą jednostką Wód Polskich.[4]
Formalności warto rozpoznać przed zakupem pompy, a nie po wykonaniu odwiertu. Wynik konsultacji może wpłynąć na sposób poboru, lokalizację studni chłonnej, zakres dokumentacji lub nawet wybór innego dolnego źródła. Projekt powinien też chronić warstwę wodonośną przed zanieczyszczeniem i nie pogarszać warunków korzystania z wody przez otoczenie.
Nie zamawiaj pompy woda-woda przed potwierdzeniem wydajności i jakości źródła oraz dopuszczalnego sposobu zrzutu. Jeżeli studnia nie zapewni wymaganego przepływu albo wymiennik będzie szybko zarastał, samo urządzenie grzewcze nie naprawi problemu, a kosztowna instalacja może nie osiągnąć założonego punktu pracy.
Największą zaletą jest dostęp do źródła o warunkach zwykle mniej zależnych od pogody niż powietrze zewnętrzne. Nie ma jednostki zewnętrznej z wentylatorem, a wymiana energii odbywa się w instalacji wodnej. System może ogrzewać budynek i przygotowywać ciepłą wodę użytkową, a odpowiednio zaprojektowane urządzenie może być również częścią układu chłodzenia.
Ograniczeniem jest rozbudowane dolne źródło. Potrzebne są studnie lub inny zaprojektowany kontakt z wodą, pompa do jej tłoczenia, zabezpieczenia, filtry i dostęp serwisowy. Skład wody może wymuszać wymiennik pośredni albo regularne czyszczenie. Do kosztu urządzenia dochodzą rozpoznanie hydrogeologiczne, wykonanie ujęcia i formalności.
Pompa woda-woda jest rozsądnym wariantem wtedy, gdy badania potwierdzają odpowiednie źródło, można legalnie i bezpiecznie odprowadzić wodę, a budynek ma instalację grzewczą dopasowaną do pracy pompy ciepła. Decyzja powinna wynikać z porównania kompletnego systemu z pompą powietrze-woda i solanka-woda, a nie z samej sprawności agregatu.
W modernizowanym domu równie ważna bywa kolejność prac. Ograniczenie strat ciepła może zmniejszyć potrzebną moc urządzenia i obciążenie studni. Modernizacja odbiorników może obniżyć wymaganą temperaturę zasilania. Dopiero potem można uczciwie porównać warianty źródła i zaplanować instalację bez przewymiarowania.
Pompa ciepła woda-woda przenosi energię z wody do wodnej instalacji grzewczej za pośrednictwem oddzielnego obiegu chłodniczego. Może pracować w stabilnych warunkach, ale jej jakość zależy od całego układu: budynku, studni, składu wody, wymienników, pomp pomocniczych i sposobu zrzutu. Dlatego odpowiedź na pytanie, czy warto ją zastosować, zaczyna się od danych o działce i zapotrzebowaniu domu, a kończy na projekcie oraz sprawdzeniu formalności.
Definicje pojęć, które pojawiły się w tej odpowiedzi.
Twoja ocena pomaga nam ulepszać treści.
Tak 745 · Nie 111 · 856 głosów
Dziękujemy za głos.
Pytania z naszej bazy podobne tematycznie - rozszerzające temat:
Woda ze źródła oddaje energię w wymienniku, czynnik chłodniczy przenosi ją przez parownik, sprężarkę, skraplacz i zawór rozprężny, a instalacja wodna rozprowadza ciepło po budynku. Woda ze studni, czynnik chłodniczy i woda grzewcza pozostają w oddzielnych obiegach.
Woda gruntowa zwykle zmienia temperaturę mniej gwałtownie niż powietrze zewnętrzne, dlatego dolne źródło jest mniej zależne od pogody. Wynik całego systemu nadal zależy jednak od przepływu, składu wody, temperatury instalacji CO oraz poboru prądu przez pompę studzienną.
Potrzebne jest rozpoznanie hydrogeologiczne, próba pompowania i analiza wody odniesiona do wymagań urządzenia. Projektant powinien też ocenić studnię chłonną, kierunek przepływu wód, punkt pracy pompy głębinowej oraz formalności dla konkretnej lokalizacji.
Dwie studnie, czerpna i chłonna, to typowy układ otwarty oparty na wodzie gruntowej. Inny sposób poboru lub zrzutu jest możliwy tylko wtedy, gdy wynika z projektu i jest dopuszczalny prawnie oraz środowiskowo. Nie należy traktować jednego schematu jako rozwiązania dla każdej działki.
Może być częścią instalacji chłodzenia, jeśli urządzenie, hydraulika i odbiorniki zostały do tego zaprojektowane. Sama obecność chłodnego dolnego źródła nie oznacza, że każda pompa grzewcza i każdy układ podłogowy są automatycznie gotowe do bezpiecznego chłodzenia.
Czytasz odpowiedź na pojedyncze pytanie. W pełnym przewodniku znajdziesz uporządkowany plan całego tematu.
Zobacz przewodnik: Pompa ciepła vs alternatywyKalkulator OZC
Wpisz adres i zapotrzebowanie - kalkulator zwróci przedział kosztów dla Twojego przypadku, z dotacją i bez. Bez maila.
Otwórz kalkulator