Gruntowe pompy ciepła do użytku domowego

Jak działa GSHP?

Pompa ciepła ze źródła gruntowego przenosi ciepło z ziemi do budynków.

Promieniowanie od słońca ogrzewa ziemię. Ziemia następnie przechowuje ciepło i utrzymuje, tylko dwa metrów w dół, temperatura około 10°C nawet w zimie.

Gruntowa pompa ciepła wykorzystuje gruntową pętlę wymiany ciepła
aby skorzystać z tego stale uzupełnianego magazynu ciepła do ogrzewania budynków i zapewnić gorącą wodę. Zastosowana technologia jest taka sama jak ta stosowana w lodówkach. Tak samo jak lodówka pobiera ciepło z żywności i przenosi je do kuchni, więc gruntowa pompa ciepła
wydobywa ciepło z ziemi i przenosi je do budynku.

Jaka jest wydajność gruntowych pomp ciepła?

Dla każdej jednostki energii elektrycznej wykorzystywanej przez pompę ciepła, trzy do czterech jednostek ciepła to schwytany i przeniesiony. W efekcie oznacza to, że dobrze zainstalowana gruntowa pompa ciepła może mieć wydajność 300-400% w zakresie wykorzystania energii elektrycznej. Na tym poziomie efektywności emisja dwutlenku węgla będzie niższa o 70%  niż w przypadku systemu grzewczego z kotłem gazowym. Jeżeli energia elektryczna jest dostarczana przez energię odnawialną, wówczas
emisja dwutlenku węgla może zostać zredukowana do zera.

Jak one wyglądają?

Gruntowa pompa ciepła składa się z trzech podstawowych elementów – gruntowej pętli wymiany ciepła, ciepła sama pompa, która koncentruje dostępne ciepło z gruntu, oraz system dystrybucji ciepła.

Pętla gruntowa to rura zakopana pod ziemią w poziomym wykopie lub pionowym otworze. Wykopy poziome są wykopane dwa metry pod ziemią i choć wymagają większej ilości terenu niż odwiert, są zwykle tańsze dla mniejszych systemów.

Odwierty są wykonywane na głębokość od 15 do 150 metrów i mogą korzystać z wyższego poziomu gruntu. Istnieją różne rodzaje rur, które mogą być stosowane w wykopie zamiast prostego, które zwiększają
ilość ciepła pochłanianego z ziemi i tym samym zwiększenie wydajności.

Wymagana powierzchnia gruntu

W przypadku wykopów będą się różnić w zależności od lokalizacji, właściwości i wymaganej mocy cieplnej. Ogólnie rzecz biorąc
przewodnik, dla nowo wybudowanego 3-pokojowego domu o powierzchni ok. 120 m2 ze stratą ciepła ok. 6kW. Zazwyczaj wymagane są rowy o długości 30-40 metrów.

Mieszanka wodno-zamarzająca przepływa przez rurę, gdzie pochłania ciepło z ziemi. Następnie wymiennik ciepła pobiera zaabsorbowane ciepło i przekazuje je do pompy ciepła. Trzecim podstawowym elementem gruntowej pompy ciepła, systemem dystrybucji ciepła, może być
grzejniki niskotemperaturowe lub, najlepiej, ogrzewanie podłogowe.

Jeśli miejsce to ma dostęp do poziomu wodonośnego, jak to często ma miejsce w południowo-wschodniej Anglii, alternatywą dla zamkniętej pętli wymiany ciepła w ziemi jest wiercenie dwa otwory o otwartej pętli do pochłaniania ciepła bezpośrednio z warstwy wodonośnej.

Po zainstalowaniu gruntowej pompy ciepła nie ma żadnych zewnętrznych wentylatorów ani zewnętrznego wyposażenia. System jest cichy w działaniu, nie emituje zanieczyszczeń, jest bardzo bezpieczny i wymaga bardzo niewiele

Zalety gruntowych pomp ciepła

Ground Source Heat Pumps oszczędzają pieniądze. Pompy ciepła są znacznie tańsze w eksploatacji niż bezpośrednie systemy ogrzewania elektrycznego. GSHP są tańsze w eksploatacji niż kotły olejowe, spalające węgiel, LPG lub gaz. To jest przed uwzględnieniem odbioru RHI,
która wynosi ponad 3 000 funtów rocznie dla przeciętnego czterosypialniowego domu jednorodzinnego – większego niż dla jakiejkolwiek innej technologii w ramach RHI.

Ponieważ pompy ciepła mogą być w pełni zautomatyzowane, wymagają one znacznie mniej pracy niż kotły na biomasę.

Pompy ciepła oszczędzają miejsce. Nie ma potrzeby magazynowania paliwa.

Nie ma potrzeby zarządzania dostawami paliwa. Nie ma ryzyka, że paliwo zostanie skradzione.

Pompy ciepła są bezpieczne. Nie dochodzi do spalania i nie dochodzi do emisji potencjalnie niebezpiecznych gazów.

GSHP wymagają mniej konserwacji niż systemy grzewcze oparte na spalaniu. Posiadają one również dłuższa żywotność niż kotły spalinowe.
Instalacja pompowa ma projektowaną żywotność ponad 100 lat.

Pompy ciepła zmniejszają emisję dwutlenku węgla. W przeciwieństwie do spalania oleju, gazu, LPG lub biomasy. Pompa ciepła nie powoduje żadnej emisji dwutlenku węgla na miejscu (i żadnej emisji dwutlenku węgla w ogóle, jest to odnawialne źródło energii elektrycznej).

Wydajność gruntowych pomp ciepła

Wydajność pompy ciepła jest mierzona w warunkach standardowych
jako „współczynnik efektywności”: mierzy on moc cieplną w kilowatach
w stosunku do wejścia elektrycznego w kilowatach.
Jednakże na współczynnik CoP pompy ciepła duży wpływ ma
temperatura wyjściowa dostarczana do systemu dystrybucji ciepła w budynku.

W zimnych warunkach gruntowa pompa ciepła z dostępem do temperatury 10°C z ziemi będzie dostarczać znacznie wyższy współczynnik CoP niż pompa ciepła zasilana powietrzem z dostępem do -5°C z powietrza otoczenia.

Konstrukcja, jakość montażu i kontrola instalacji gruntowej pompy ciepła
są krytyczne dla osiągnięcia dobrych wyników.