Pompy ciepła można wykorzystać do ogrzewania i wentylacji pomieszczeń lub przygotowania ciepłej wody użytkowej. Oczywiście proces podnoszenia temperatury wymaga doprowadzenia do pompy ciepła energii napędowej. Może to być energia elektryczna, mechaniczna lub energia chemiczna zawarta w paliwie pierwotnym, przy czym rodzaj energii napędowej zależy od konstrukcji i systemu pompy ciepła. O efektywności pompy ciepła decyduje jakość energetyczna jej działania, zdefiniowana jako stosunek skutku działania pompy ciepła (tj. ilości ciepła użytecznego, uzyskanego w skraplaczu), do nakładu, który trzeba ponieść, aby ten skutek uzyskać (tj. do zużycia energii napędowej).
Źródła energii wykorzystywane przez pompę ciepła to:
Grunt
Grunt jest dobrym akumulatorem ciepła, ponieważ przez cały rok zachowuje stosunkowo równomierne temperatury rzędu 7 do 13 st C (na głębokości 2 m). Energia z gruntu może być pobierana przez poziomy kolektor lub przez wymiennik pionowy tzw. sondy gruntowe. Przez kolektor lub sondy gruntowe przepływa solanka (mieszanina wody i glikolu o temperaturze zamarzania: -15 st C), która odbiera ciepło z gruntu i transportuje do parownika pompy ciepła solanka/woda. Kolektor gruntowy jest to ułożony na dużej powierzchni system rur z tworzyw sztucznych i poniżej strefy przemarzania gruntu. Rury układa się w gruncie na głębokości 1,2 do 1,5 m. Z kolektora gruntowego najintensywniej pobierane jest ciepło w okresie zimowym, natomiast 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.
Woda gruntowa
Woda gruntowa również jest dobrym akumulatorem ciepła słonecznego. Nawet w zimne, zimowe dni utrzymuje stałą temperaturę od 7 do 12 st C. Woda gruntowa pobierana jest ze studni czerpalnej i tłoczona do parownika pompy ciepła woda/woda. Następnie schłodzona woda odprowadzana jest do studni chłonnej. Woda gruntowa może być złej jakości, aby ochronić parownik w pompie ciepła należy zawsze stosować dodatkowy wymiennik ciepła tzw. pośredni. Nawet jeśli przy badaniu wody gruntowej okaże się że nie są przekroczone określone przez producenta składniki, to nie mamy pewności że skład ten nie zmieni się w przyszłości. Czynnikiem, który również należy uwzględnić przewidując głębokość studni współpracujących z pompą ciepła jest poziom zwierciadła wód gruntowych, który może się zmieniać.
Powietrze atmosferyczne
Najmniejsze koszty wykonania dolnego źródła ciepła są w przypadku powietrza zewnętrznego. Zasysane jest ono kanałem, schładzane bezpośrednio w parowniku pompy ciepła i ponownie odprowadzane na zewnątrz. Nowoczesne pompy ciepła mogą wytwarzać ciepło grzewcze nawet przy temperaturze zewnętrznej –20 st C. Jednak przy tak niskiej temperaturze może nie pokryć całkowitego zapotrzebowania ciepła na ogrzewanie pomieszczeń. W mroźne dni konieczne będzie dogrzewanie wody grzewczej do wymaganej temperatury na zasilaniu np. przez grzałkę elektryczną. Należy pamiętać, że pompa powietrze/woda w warunkach polskiego klimatu wymaga wspomagania dodatkowym źródłem ciepła. Projektując wyrzutnię powietrza, należy wykonać to w taki sposób, aby strumień odprowadzanego na zewnątrz powietrza i efekty akustyczne z tym związane nie były uciążliwe dla sąsiednich budynków.
Źródło:
Viessmann Sp. z o.o.
Narodowa Agencja Poszanowania Energii