Pompy ciepła woda-woda wykorzystują energię cieplną z wód gruntowych lub powierzchniowych do ogrzewania budynków i wody użytkowej.
Pompy ciepła woda-woda wykorzystują energię cieplną z wód gruntowych lub powierzchniowych do ogrzewania budynków i wody użytkowej.
Definicja
Pompy ciepła woda-woda to urządzenia grzewcze wykorzystujące jako dolne źródło ciepła wodę gruntową, powierzchniową lub podziemne zasoby wodne. Czynnik chłodniczy odbiera energię z tego źródła poprzez parownik, a następnie, po sprężeniu w sprężarce, oddaje ciepło do instalacji centralnego ogrzewania lub przygotowania ciepłej wody użytkowej. Systemy te charakteryzują się wysoką efektywnością energetyczną ze względu na stabilną temperaturę wód gruntowych, co pozwala osiągać lepszy współczynnik wydajności w porównaniu z pompami powietrznymi ([1]).
Kontekst
Pompy ciepła woda-woda są zaliczane do gruntowych systemów pomp ciepła (GSHP, z ang. Ground Source Heat Pump), które wykorzystują wodę jako dolne źródło energii cieplnej. Woda gruntowa ma stosunkowo stałą temperaturę przez cały rok, co pozwala na efektywną pracę pompy w wielu warunkach klimatycznych. W Polsce instalacja pomp woda-woda wymaga wykonania studni czerpalnej i zrzutowej, a także uzyskania odpowiednich pozwoleń wodnoprawnych.
W systemach centralnego ogrzewania pompy te przekazują ciepło do instalacji grzewczej lub do zbiornika ciepłej wody, mogą też współpracować z buforem ciepła z zasobnikiem CWU albo służyć do grzania wody użytkowej. Pompy woda-woda wykazują wyższą efektywność niż np. pompy powietrze-woda szczególnie w warunkach o niskiej temperaturze powietrza, gdyż temperatura dolnego źródła jest stabilna ([1]).
Montaż takiego systemu wymaga odpowiednich warunków geologicznych – nie każda działka pozwala na bezpieczne i zgodne z prawem pobieranie oraz zrzut wody. Wymagane mogą być także regularne przeglądy techniczne oraz monitorowanie jakości wody, by uniknąć zapychania i korozji instalacji.
Na rynku dostępne są też inne rodzaje gruntowych pomp ciepła, jak pompy solanka-woda, które pobierają ciepło z gruntu przy użyciu roztworu glikolu.
Przykład
Obliczenie COP dla pompy ciepła woda-woda
Załóżmy, że temperatura parownika (woda gruntowa) wynosi 10°C (283 K), a temperatura skraplacza 45°C (318 K).
Podstawienie danych do wzoruCOP = 318 / (318 - 283) → COP = 318 / 35
Obliczenie wartości współczynnika → COP ≈ 9,1 (teoretycznie, w praktyce osiąga się ok. 50-60% wartości Carnota, czyli realnie COP ok. 4,5-5,5) [1]
Rzeczywiste wartości COP zależą od sprawności sprężarki i innych strat układu.
Często zadawane pytania
Jak działają pompy ciepła woda-woda?
Pompy ciepła woda-woda pobierają energię z wód gruntowych lub powierzchniowych, przepompowują wodę przez wymiennik ciepła, gdzie czynnik chłodniczy odbiera ciepło i przekazuje je dalej do instalacji grzewczej budynku.
Jaką efektywność mają pompy ciepła woda-woda?
Typowy współczynnik efektywności (COP) dla pomp ciepła woda-woda w Polsce wynosi 4,0-5,5, co oznacza, że z 1 kWh energii elektrycznej uzyskujemy 4-5,5 kWh ciepła [1].
Jakie są wymagania instalacyjne dla pompy ciepła woda-woda?
Instalacja pompy ciepła woda-woda wymaga wykonania studni poborowej i zrzutowej oraz uzyskania pozwoleń wodnoprawnych; wymagana jest także odpowiednia jakość i ilość wody.
Czy pompy ciepła woda-woda mogą współpracować z buforem ciepła i zasobnikiem CWU?
Tak, pompy ciepła woda-woda często współpracują z buforem ciepła z zasobnikiem CWU, co umożliwia magazynowanie ciepła i efektywniejsze zasilanie instalacji oraz przygotowanie ciepłej wody użytkowej [1].
Czy pompy ciepła woda-woda sprawdzają się lepiej niż pompy powietrze-woda?
W warunkach polskich pompy ciepła woda-woda mają stabilnie wyższą efektywność niż pompy powietrze-woda, zwłaszcza zimą, ponieważ temperatura wód gruntowych jest wyższa i bardziej stabilna niż powietrza [1].
Jakie są alternatywy dla pompy ciepła woda-woda na działkach bez dostępu do wód?
Najczęściej stosuje się wtedy pompy ciepła solanka-woda, które pobierają ciepło z gruntu przez roztwór glikolu krążący w sondach pionowych lub poziomych.
Wzór na współczynnik efektywności pompy ciepła (COP):TskraplaczaTskraplacza - Tparownika
COPWspółczynnik efektywności pompy ciepła (ang. Coefficient of Performance)TskraplaczaTemperatura czynnika w skraplaczu (w kelwinach)TparownikaTemperatura czynnika w parowniku (w kelwinach)
Wskaźnik
Co mierzy
Tryb
Bazowy okres
Źródło ciepła
Wody gruntowe, powierzchniowe
Bezpośredni odbiór ciepła z wody
Cały rok (stabilna temperatura)
COP (współczynnik wydajności)
Zazwyczaj 4,0-5,5 w warunkach polskich
Zależny od temperatury źródła
Cały rok
Wymagania instalacyjne
Studnia czerpalna i zrzutowa, pozwolenia wodnoprawne
Wysokie
Przed uruchomieniem
Alternatywa
Pompy powietrze-woda, pompy solanka-woda
Wymiennik cieczy lub powietrza
Cały rok
Sprawdź pompy ciepla woda woda dla Twojego domu
Kalkulator OZC podpowie, jakiego minimum potrzebujesz, by spełnić wymagania dotacyjne i mieć rozsądne rachunki.
