Pompa ciepła woda-woda to urządzenie wykorzystujące energię cieplną zawartą w wodach gruntowych lub powierzchniowych do ogrzewania lub chłodzenia budynków. Działa na zasadzie wymiany ciepła pomiędzy wodą z otoczenia a systemem ogrzewania lub chłodzenia w budynku. Proces ten jest możliwy dzięki eksploatacji stałej temperatury wód gruntowych, która nawet w zimnych miesiącach pozostaje na relatywnie stabilnym poziomie. Pompa składa się z kilku kluczowych elementów: wymiennika ciepła, sprężarki, parownika oraz skraplacza, które współpracują, aby przekształcić niskotemperaturowe ciepło z wody gruntowej w energię zdolną do ogrzewania wody użytkowej i pomieszczeń.

W praktyce pompa ciepła woda-woda wykorzystuje zamknięty obieg wody, który jest pompowany do gruntowych źródeł wody, gdzie absorbuje ciepło z ziemi. Następnie woda ta jest transportowana z powrotem do pompy, gdzie za pomocą sprężarki ciepło to jest podnoszone do wyższej temperatury, którą można już wykorzystać do ogrzewania. Po oddaniu ciepła woda jest ponownie ochładzana i wysyłana z powrotem do gruntów, gdzie cykl się powtarza. Systemy te są szczególnie efektywne i ekologiczne, ponieważ wykorzystują odnawialne źródła energii, zmniejszając zależność od paliw kopalnych i obniżając emisję szkodliwych gazów do atmosfery. Pompy ciepła woda-woda są również ekonomiczne w długoterminowej perspektywie, choć początkowy koszt instalacji może być wyższy w porównaniu do tradycyjnych systemów grzewczych.

Montaż pompy ciepła woda-woda wymaga starannie wybranego miejsca, które umożliwi efektywne wykorzystanie dostępnych zasobów wodnych. Ponieważ główną funkcją takiej pompy jest transfer ciepła między wodą z gruntów lub wód powierzchniowych a systemem grzewczym budynku, optymalne miejsce instalacji powinno zapewniać łatwy dostęp do tych zasobów. Oto kilka sugerowanych lokalizacji, które mogą być odpowiednie:

• Blisko źródła wody gruntowej lub studni artezyjskiej: Idealnym miejscem dla pompy ciepła woda-woda jest obszar bezpośrednio przylegający do naturalnych źródeł wody gruntowej lub studni artezyjskiej. Dzięki temu, pompa może bezpośrednio czerpać wodę niezbędną do procesu wymiany ciepła.
• W rejonach z odpowiednim poziomem wód gruntowych: Jeśli woda gruntowa jest dostępna na płytkim poziomie, warto rozważyć wykonanie odwiertów, które umożliwią zainstalowanie pionowych kolektorów cieplnych. Te kolektory będą efektywnie przesyłać ciepło między pompą a wodami gruntowymi.
• W pomieszczeniach technicznych lub na zewnątrz budynku: Pompa może być również zainstalowana w pomieszczeniu technicznym, takim jak kotłownia, które oferuje odpowiednie warunki dla urządzeń mechanicznych. Alternatywnie, jednostka zewnętrzna może być zamontowana na zewnątrz budynku, o ile zapewni się jej odpowiednią ochronę przed warunkami atmosferycznymi i zapewni łatwy dostęp do źródeł wody.

Bez względu na wybrane miejsce, ważne jest, aby była to lokalizacja sucha, dobrze wentylowana i dostępna dla techników serwisowych. Dodatkowo, wszelkie prace związane z montażem pompy ciepła woda-woda powinny być wykonane zgodnie z obowiązującymi przepisami i standardami technicznymi, aby zapewnić bezpieczną i efektywną pracę systemu.

Pompy ciepła woda-woda to systemy grzewcze, które wykorzystują temperaturę wód gruntowych, rzek, jezior, czy studni do ogrzewania lub chłodzenia budynków oraz do przygotowania ciepłej wody użytkowej. Oto dwa główne rodzaje systemów woda-woda, które różnią się przede wszystkim metodą cyrkulacji wody:

Systemy zamkniętego obiegu

W systemach zamkniętego obiegu woda lub roztwór antyfrezu przepływa przez zamknięte rury zanurzone w źródle wodnym, takim jak studnia lub zbiornik wodny. Ciepło jest transferowane między płynem a wodą w obiegu, a następnie przekazywane do pompy ciepła, gdzie jest podnoszone do wyższej temperatury za pomocą sprężarki. Dzięki zamkniętemu obiegu, system jest bardziej odporny na zanieczyszczenia i wymaga mniejszej konserwacji. Pompy ciepła z zamkniętym obiegiem są efektywne i mogą być stosowane tam, gdzie źródła wody nie są wystarczająco czyste, aby wykorzystać systemy otwartego obiegu.

Systemy otwartego obiegu

Systemy otwartego obiegu, znane również jako systemy bezpośrednie, bezpośrednio wykorzystują wodę z naturalnego źródła, takiego jak rzeka, jezioro czy studnia artezyjska. Woda jest pobierana do pompy ciepła, gdzie czerpie się z niej ciepło lub do niej oddaje ciepło, a następnie jest zwracana do środowiska. Systemy te są wysoce efektywne, gdy woda źródlana ma stałą i odpowiednio wysoką temperaturę. Jednakże, wymagają one starannego projektowania i wykonania, aby zapobiec zanieczyszczeniu wód oraz zapewnić, że pobór i zwrot wody nie będą miały negatywnego wpływu na ekosystem.

Wybór odpowiedniego systemu

Wybór między systemem zamkniętego a otwartego obiegu zależy od wielu czynników, w tym od jakości dostępnej wody, lokalnych przepisów dotyczących korzystania z zasobów wodnych, kosztów instalacji i eksploatacji oraz od indywidualnych potrzeb energetycznych obiektu. Systemy zamknięte są bardziej uniwersalne i łatwiejsze w utrzymaniu, podczas gdy systemy otwarte mogą oferować wyższą efektywność tam, gdzie warunki naturalne są odpowiednie.

Pompy ciepła woda-woda wykorzystujące studnie jako źródło ciepła to efektywna metoda ogrzewania i chłodzenia budynków, która czerpie energię z wody podziemnej. Systemy te wykorzystują stałą temperaturę wody w studni, co pozwala na efektywną wymianę ciepła przez cały rok. Instalacja pompy ciepła z wykorzystaniem studni może być zrealizowana na kilka sposobów, zależnie od specyfikacji geologicznych i hydrologicznych danego miejsca. Oto kluczowe aspekty związane z taką instalacją:

Projektowanie systemu:

• Analiza hydrogeologiczna: Pierwszym krokiem jest przeprowadzenie szczegółowej analizy warunków hydrogeologicznych, aby ocenić wydajność i jakość wody w studni. Ważne jest, aby woda miała odpowiednią temperaturę i była wolna od zanieczyszczeń, które mogłyby zakłócić działanie pompy ciepła.
• Dobór odpowiedniej pompy ciepła: Na podstawie wyników analizy należy wybrać odpowiedni model pompy ciepła, który będzie pasował do parametrów wydobywanej wody oraz potrzeb energetycznych budynku.

Montaż systemu:

• Instalacja studni: W przypadku braku istniejącej studni konieczne jest wywiercenie nowej. Studnia powinna być dostosowana do potrzeb hydraulicznych systemu pompy ciepła, co oznacza odpowiednią głębokość i średnicę, aby zapewnić ciągły przepływ wody.
• System przewodów: Instaluje się specjalne przewody wodne, które będą transportować wodę do pompy ciepła i z powrotem do studni. System ten musi być hermetyczny i odporny na warunki atmosferyczne oraz korozję.
• Zainstalowanie pompy ciepła: Pompa ciepła woda-woda jest montowana w technicznie odpowiednim miejscu, zazwyczaj w pobliżu studni, aby zminimalizować straty energii wynikające z transportu wody.

Cechy instalacji z wykorzystaniem studni:

• Energia odnawialna: Wykorzystanie wody z własnej studni do ogrzewania i chłodzenia jest przyjazne dla środowiska i pozwala na redukcję emisji CO2.
• Koszty eksploatacji: Chociaż początkowy koszt instalacji może być stosunkowo wysoki, bieżące koszty eksploatacji są zazwyczaj niższe w porównaniu z tradycyjnymi systemami ogrzewania, co czyni tę technologię ekonomicznie atrakcyjną w dłuższej perspektywie.
• Niezawodność: Systemy te są wyjątkowo niezawodne, pod warunkiem właściwej instalacji i regularnej konserwacji.

Instalacja pompy ciepła woda-woda z wykorzystaniem studni jest inwestycją, która może przynieść znaczące korzyści zarówno ekonomiczne, jak i ekologiczne. Ważne jest jednak, aby każdy etap projektowania i instalacji był przeprowadzony przez doświadczonych specjalistów, co zapewni bezpieczeństwo i efektywność operacyjną systemu.

Pompy ciepła woda-woda korzystające z zbiorników wodnych, takich jak jeziora, stawy czy rzeki, stanowią wydajne rozwiązanie do ogrzewania i chłodzenia budynków. System taki wykorzystuje stabilną temperaturę wód powierzchniowych, co umożliwia efektywną i ekologiczną wymianę ciepła przez cały rok. Oto kluczowe aspekty związane z instalacją pompy ciepła woda-woda korzystającej z zbiorników wodnych:

Projektowanie systemu:

• Ocena źródła wodnego: Pierwszym krokiem jest przeprowadzenie oceny zbiornika wodnego pod kątem jego przydatności jako źródła ciepła. Należy wziąć pod uwagę takie czynniki, jak głębokość wody, jej temperatura w różnych porach roku, a także jakość wody, aby upewnić się, że nie zawiera zanieczyszczeń mogących uszkodzić system.
• Dobór pompy ciepła: Następnie dobiera się pompę ciepła o odpowiedniej mocy i wydajności, która będzie w stanie spełnić potrzeby cieplne budynku, biorąc pod uwagę parametry zbiornika wodnego.

Montaż systemu:

• Układ zbiorczy ciepła: W zbiorniku wodnym instalowane są kolektory cieplne, które mogą być ułożone na dnie lub zawieszone w wodzie. Te kolektory absorbuje ciepło z wody, które jest następnie przesyłane do pompy ciepła.
• Rurociągi: Od kolektorów do pompy ciepła prowadzone są rurociągi, które transportują wodę lub roztwór wodno-glikolowy. Rury te muszą być odpowiednio izolowane, aby minimalizować straty ciepła podczas transportu.
• Instalacja pompy ciepła: Pompa ciepła jest montowana w miejscu o łatwym dostępie do zbiornika wodnego, ale zazwyczaj wewnątrz budynku lub w innym odpowiednim pomieszczeniu technicznym, zapewniając łatwy dostęp do konserwacji i obsługi.

Cechy instalacji z wykorzystaniem zbiorników wodnych:

• Wydajność energetyczna: Wykorzystanie naturalnej temperatury zbiorników wodnych umożliwia efektywną wymianę ciepła, co skutkuje niższymi kosztami operacyjnymi w porównaniu do innych źródeł ciepła.
• Ekologiczność: Systemy te wykorzystują odnawialne źródło energii, co przyczynia się do redukcji emisji szkodliwych substancji i zmniejszenia śladu węglowego.
• Zależność od warunków zewnętrznych: Chociaż zbiorniki wodne oferują stabilne warunki, niezbędne jest monitorowanie ich stanu, zwłaszcza w kontekście zmian klimatycznych i możliwego wpływu na efektywność systemu.

Instalacja pompy ciepła woda-woda korzystająca z zbiorników wodnych jest inwestycją, która może przynieść znaczące korzyści zarówno ekonomiczne, jak i środowiskowe. Ważne jest jednak, aby zapewnić odpowiednie projektowanie i wykonanie systemu przez doświadczonych specjalistów, co gwarantuje bezpieczeństwo, niezawodność i efektywność działania na długie lata.

Koszt instalacji pompy ciepła woda-woda w domu o powierzchni 100 m² lub większej może się znacznie różnić, co wynika z wielu zmiennych. Zmieniające się warunki klimatyczne oraz jakość wody w zamkniętym zbiorniku mogą wpłynąć na efektywność pracy urządzenia.

Przykładowo, dla domu o powierzchni 200 m², koszt zakupu pompy ciepła woda-woda o mocy cieplnej 8 kW wynosi około 40 000 zł. Dodatkowo, trzeba uwzględnić następujące koszty związane z instalacją i uruchomieniem systemu:

• Instalacja i uruchomienie pompy: koszt wynosi od 4 000 zł do 6 000 zł, co pokrywa pracę związaną z montażem i pierwszym uruchomieniem systemu.
• Montaż pompy głębinowej: kosztuje od 2 500 zł do 3 750 zł, zależnie od skomplikowania montażu i warunków terenowych.
• Podłączenie dolnego źródła ciepła do systemu grzewczego: waha się od 4 500 zł do 6 750 zł.
• Czyszczenie wymiennika ciepła: usunięcie osadów i zanieczyszczeń może kosztować od 1 000 zł do 1 500 zł.
• Wymiennik pośredni: chroni system przed zanieczyszczeniami, kosztuje od 4 000 zł do 6 000 zł, biorąc pod uwagę konieczność wymiany w przyszłości.

Ogółem, początkowe koszty związane z instalacją pompy ciepła woda-woda mogą wynieść nawet do 93 000 zł, zależnie od indywidualnych potrzeb i warunków instalacji. Mimo że początkowa inwestycja może być znaczna, długoterminowe oszczędności wynikające z niższych kosztów eksploatacji mogą przewyższyć wydatki początkowe. Zaleca się konsultację z ekspertem, który pomoże dostosować system do specyficznych warunków i potrzeb energetycznych budynku.