Gruntowa pompa ciepła: jaki zysk cieplny gwarantuje wymiennik pionowy?
Gruntowa pompa ciepła i wymiennik pionowy – dowiedz się, jaki zysk cieplny może zapewnić. Sprawdź, jakie czynniki wpływają na efektywność pracy systemu i jak dobrać wymiennik gruntowy, aby uzyskać optymalną wydajność nawet w trudnych warunkach.
Spis treści
Temperatura gruntu ma istotny wpływ na wydajność gruntowej pompy ciepła. Przy doborze systemu warto przyjąć temperaturę gruntu na poziomie 0°C, co jest standardem zalecanym przez większość producentów. Ta wartość stanowi podstawę do wyliczenia wymiennika gruntowego oraz przewidywania mocy grzewczej pompy ciepła. Wyższa temperatura gruntu przekłada się bezpośrednio na wyższy zysk cieplny.
Minimalna temperatura czynnika roboczego
Minimalna temperatura czynnika roboczego, który krąży w wymienniku pionowym, ma duże znaczenie dla stabilności pracy systemu. Przy temperaturze -8°C grunt może ulec znacznemu wychłodzeniu, co obniża jego efektywność jako źródła ciepła. Eksperci zalecają, aby temperatura czynnika roboczego nie spadała poniżej -2 do -3°C, co pozwala uniknąć zjawiska wychłodzenia gruntu i zachować optymalną pracę urządzenia.
Dobór wymiennika gruntowego – metoda punktu mocy
Polska Organizacja Rozwoju Technologii Pomp Ciepła zaleca, aby dla instalacji o mocy do 30 kW stosować dobór wymiennika gruntowego według parametrów S0W35. Oznacza to, że obliczenia bazują na temperaturze czynnika w dolnym źródle na poziomie 0°C oraz temperaturze zasilania wody wynoszącej 35°C.
Dla standardowego systemu grzewczego o mocy 30 kW, jednostkowa moc chłodnicza wymiennika gruntowego wynosi około 40 W/m odwiertu. Na tej podstawie można wyliczyć średnioroczny uzysk energii cieplnej z metra odwiertu, co pozwala dokładnie dobrać wymiennik gruntowy do potrzeb budynku.
Jakie znaczenie mają głębsze odwierty?
Głębsze odwierty, sięgające od 30 do nawet 100 metrów, wymagają bardziej precyzyjnych obliczeń i symulacji. W przypadku instalacji o dużej mocy, powyżej 100 kW, zaleca się przeprowadzenie testu reakcji termicznej gruntu (TRT). Badanie to pozwala sprawdzić rzeczywisty uzysk energii z gruntu oraz określić, jak grunt będzie się zachowywał przez cały sezon grzewczy.
Dzięki takiej analizie można uniknąć nadmiernego wychłodzenia gruntu i zapewnić długotrwałą, efektywną pracę instalacji, zwłaszcza w przypadku kaskadowych systemów pomp ciepła o dużej mocy, np. 500 kW.
Wydajność cieplna gruntu – współczynnik lambda
Jednostkowa wydajność cieplna gruntu jest ściśle powiązana z jego współczynnikiem przewodności cieplnej (lambda). Różne rodzaje gruntu mają różne wartości tego współczynnika, co wpływa na ilość energii cieplnej, jaką można uzyskać z metra odwiertu. Przykładowo:
- Iły i gliny: Współczynnik lambda na poziomie 1,5, zysk cieplny powyżej 35-37 W/m.
- Piaski z dużą ilością wody: Zysk cieplny powyżej 40 W/m.
- Skały: Zysk cieplny do 50 W/m.
Aby uzyskać dokładne wartości, należy przeanalizować cały profil geologiczny odwiertu, uwzględniając zmiany warstw gruntu. Na tej podstawie można uśrednić wartość współczynnika lambda i obliczyć finalny uzysk cieplny z gruntu.
Przeczytaj również: 
