POMPA CIEPŁA Z CHŁODZENIEM PASYWNYM I AKTYWNYM
26.07.2014 AKTUALNOŚCI Apic
Budując dom, lub inny obiekt budowlany na pewnym etapie realizacji inwestycji stajemy przed dylematem wyboru systemu grzewczego. To,
że pompa ciepła jest doskonałym, bo ekologicznym i tanim w eksploatacji źródłem ciepła, wie coraz więcej osób. O tym natomiast, że możliwe
jest również chłodzenie za pomocą pompy ciepła, wiedzą nieliczni. Trzeba mieć zatem świadomość, że decydując się na pompę ciepła, możemy jednocześnie cieszyć się z ciepła zimą i chłodem w lecie, a poza tym jest oszczędne i bezpieczne rozwiązanie. Czym jest chłodzenie pasywne, a czym aktywne?
Pojęcie chłodzenia pasywnego (zwanego również chłodzeniem naturalnym, lub statycznym) odnosi się do przypadku, w którym wykorzystywane jest jedynie ciepło (chłód) zgromadzony w dolnym źródle. Opcja chłodzenia pasywnego jest możliwa przy gruntowych (glikol/woda) i wodnych (woda/woda) pompach ciepła (przypadek chłodzenia pasywnego nie dotyczy pomp ciepła z bezpośrednim odparowaniem ziemia/woda). Przy czym ważne jest to,
że chłodzenie odbywa się bez udziału sprężarki pompy ciepła. Oznacza to, że chłodzenie pasywne wiąże się z minimalnym nakładem energetycznym (zazwyczaj pracuje tylko pompka obiegowa dolnego źródła). Idea chłodzenia pasywnego wykorzystuje fakt, że latem temperatura gruntu {dolnego źródła) jest znacznie niższa od temperatury panującej w pomieszczeniach. W zależności od rodzaju pompy ciepła (glikol/woda) temperatury uzyskiwane na zasilaniu (za wymiennikiem pośrednim) są na poziomie 12-14 °C.
Temperatury te są w zasadzie stałe przez cały sezon letni, układ sond pionowych ma dużą bezwładność cieplną. Przy temperaturach zewnętrznych
w zakresie: 26-28 °C jesteśmy wstanie za pomocą chłodzenia pasywneg, utrzymać temperaturę wewnętrzną budynku (ok. 4-5°C) niższą
niż zewnętrzna. W przypadku wymienników poziomych układu glikol/woda, bezwładność cieplna jest znacznie mniejsza. Kolektor poziomy jest bardzo dobrze wychłodzony przez okres zimy, zatem na początku sezonu letniego osiągane temperatury na zasilaniu są nawet niższe od tych, które można uzyskać z odwiertów pionowych (zwykle około 10 °C). W miarę pracy układu (i upływu sezonu letniego), temperatury te się podnoszą. Grunt dość szybko regeneruje się na skutek promieniowania słonecznego. W połowie lub pod koniec lata efekt z chłodzenia pasywnego jest znacznie mniejszy. Największą stabilnością temperaturową cechują się zwyczajowo układy woda/woda. Na ogół temperatura wód w gruntach na terenie Polski oscyluje wokół 10 °C. Poza tym temperatury są w zasadzie stałe przez cały rok, czyli stabilność temperaturowa jest bardzo duża. Jedyną niedogodnością jest - jak zwykle w układach woda/woda - jakość wody.
Chłodzenie aktywne, nazywane również dynamicznym, odnosi się do przypadku kiedy wykorzystywany jest sprężarkowy obieg termodynamiczny pompy ciepła, znany powszechnie z układów klimatyzacji (klimatyzatorowy). Oznacza to, że nieodłączną cechą chłodzenia aktywnego jest praca sprężarki, tak jak typowej klimatyzacji. Przewaga chłodzenia aktywnego nad pasywnym polega na tym, że temepratury, jakie można osiągnąć
na zasilaniu są kształtowane dowolnie i mogą się wahać w przedziale 4-8 °C. Z tematem chłodzenia (aktywnego i pasywnego) łączy się nierozerwalnie sprawa wyboru odbiornika ciepła (chłodu). Przy chłodzeniu pasywnym, z racji relatywnie wysokich temperatur, często wykorzystuje się , jako wymiennik ciepła - instalację ogrzewania podłogowego. Trzeba jednak zapewnić wtedy takie sterowanie temperaturą zasilania, aby temperatura ‚ poziomych przegród (stropów, podłóg). Kolejną, problematyczną sprawą jest kwestia dyskomfortu ciepinego. Trzeba pamiętać, że temperatura podłogi przy chłodzeniu pasywnym jest niższa od otaczającego powietrza i dużo niższa od temperatury ciała człowieka. Idealnym rozwiązaniem problemu wyboru odbiornika ciepła dla instalacji pompy ciepła pracującej z opcją chłodzenia (pasywnego lub aktywnego) są klimakonwektory. Są to wymienniki ciepła wyglądem przypominające jednostkę wewnętrzną klimatyzatora dla przypadków montażu ściennego/podsufitowego, lub przypominające grzejnik
w przypadkach montażu przypodłogowego.
W skład prezentowanej kotłowni wchodzą następujące elementy:
1. Pompa ciepła apic 18GW z opcją chłodzenia; pasywne/aktywne
2. Kominek z płaszczem wodnym
3. Kolektory słoneczne do przygotowania C.W.U. i wspomagania ogrzewania w okresie wiosny i jesieni.
Schemat działania:
1. Pompa ciepła apic 18 GW jest podstawowym źródłem ciepła i przygotowania C.W.U. dla obiektu o pow. 370 m2.
2. W okresie letnim wykorzystywane jest chłodzenie pasywne w całym obiekcie.
3. Dwa pomieszczenia (gabinety) zostały wydzielone, jako te w których reżim temperatury musi być utrzymany na poziomie +20 °C. Jeżeli jest taka potrzeba (parametry tempraturowe tego wymagają) pompa ciepła zaczyna pracować w aktywnym trybie chłodzenia – poprzez klimakonwektory.
4. Kominek z płaszczem wodnym wraz z kolektorami słonecznymi stanowią uzupełnienie systemu grzewczego. Wszystkie źródła ciepła obsługiwane są przez jeden układ automatyki.