Pompy ciepła, a program „Czyste powietrze”

Pompy ciepła, a program „Czyste powietrze”

Jest wiele problemów, z którymi ludzkość musi się zmagać w dzisiejszych czasach. Zwykle rozwiązują je wielkie umysły w laboratoriach, a tylko nieliczne są w stanie być rozwiązane przez wszystkich ludzi na ziemi. Jednym z takich problemów, do którego rozwiązania może przyczynić się większość ludzi, jest stan jakości powietrza.
Jest to możliwe, gdyż wybór sposobu ogrzewania domu jednorodzinnego, jest zależny od jego właściciela. Rezygnując z ogrzewania przestrzeni domowej przez stare piece i kotły zasilane paliwami stałymi przyczynia się on do polepszenia stanu powietrza, jak również oszczędza na wymianie urządzeń grzewczych oraz na kosztach rocznej eksploatacji. Jest to możliwe dzięki programowi „Czyste powietrze” oraz takim urządzeniom jak pompy ciepła.

Autorem programu „Czyste powietrze” jest Narodowy Fundusz Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej. Jego celem jest polepszenie jakości powietrza, przez zminimalizowanie aktywnych źródeł substancji szkodliwych takich jak dwutlenek siarki (SO₂₎, metale ciężkie (kadm, ołów, rtęć) oraz pyły. Wymienione substancje są produktem tak zwanej niskiej emisji. Jej głównymi producentami są domki jednorodzinne ogrzewane starymi kotłami lub piecami, w których używa się takich paliw jak niskiej jakości węgiel, a w niektórych przypadkach nawet śmieci. Aby zachęcić właścicieli takich źródeł ciepła do wymiany go na nowoczesny sprzęt ograniczający emisje substancji szkodliwych oraz termomodernizacje budynków NFOŚiGW stworzyło projekt „Czyste powietrze”. Osobom, które biorą udział w projekcie zwracana jest część kosztów poniesionych przy zakupie oraz montażu instalacji grzewczej zgodnej z wymaganiami projektu. Również koszty poniesione z wszelkimi działaniami dotyczącymi termomodernizacji budynku takimi jak wymiana okien czy ocieplenie domu styropianem podlegają częściowej refundacji. Udział w projekcie daje korzyści nie tylko na jego początku. Z każdym rokiem użytkowania nowej instalacji grzewczej istnieje możliwość oszczędności finansowej sięgającej do 40% dotychczas ponoszonych kosztów.  Więcej informacji na temat warunków udziału w projekcie dostępne
są na stronie NFOŚiGW [_LINK].

Jednym z typów urządzeń mogących zastąpić stare piece i kotły są pompa ciepła. Ich działanie jest oparte na zmianach fizycznych ekologicznego czynnika roboczego ( jego typ jest zależny od rodzaju pompy) pobierającego ciepło z naturalnych źródeł energii cieplnej takich jak energia geotermalna, woda czy powietrze. Urządzenie zajmuje małą powierzchnie około 2 m² . Składa się dwóch źródeł ciepła dolnego oraz górnego. Dolne  różni się budową i rodzajem wykorzystywanego czynnika roboczego w zależności od typu urządzenia. Natomiast górne źródło ciepła jest to instalacja centralnego ogrzewania, które przy temperaturze produkowanej przez pompę (ok. 55^oC ) może być w formie ogrzewania podłogowego lub ściennego.

W każdym typie pomp obieg górny działa na takiej samej zasadzie z wykorzystaniem wody. Występują trzy typy pomp grzewczych takie jak :

1. Solanka – Woda – Pompa ta jest najbardziej efektywna przez co najczęściej polecana do montażu w domach jednorodzinnych. Jej działanie jest oparte na energii geotermalnej. Ciepło pobierane jest za pomocą wymienników, z których wyróżnia się dwa typy.

Poziomy, (kolektor) to pętle z rury wykonanej z tworzywa sztucznego, która jest zakopana na głębokości około 1,5 m. Dzięki takiej głębokości nie zostają zachwiane procesy wegetacyjne roślin płytko korzeniowych oraz nie dopuszcza się do degradacji gruntu.  

Pionowy,to pionowe odwierty o maksymalnej głębokości 150 m. Do wnętrza odwiertu wprowadzona zostaje sonda. Jest nią rura wykonana z tworzywa,  która jest ukształtowana w formie długiej podkowy. Do ogrzania domu jednorodzinnego wykonuje się od 2 – 4 odwiertów.

Wymienniki ciepła są nazywane również parownikami, gdyż czynniki zawarty w nich pod wpływem ciepła, które pobrał z gruntu zmienia się w gaz. W tej formie czynniki transportuje ciepło pod niskim ciśnieniem do sprężarki. W niej następuje podniesienie poziomu ciśnienia, a zarazem i temperatury pobranego gazu do +35^oC. Następnie czynnik grzewczy trafia do skraplacza, w którym oddaje ciepło instalacji górnej. 

Na ilość czynnika  poddanej odparowaniu ma wpływ zawór rozprężny. Schładzając się czynnik skrapla się po czym wraca na początek obiegu, by znów pobrać ciepło z gruntu.

2. Powietrze – Woda – Urządzenia tego typu pobierają energię cieplną z powietrza. Montuje się je jedynie na zewnątrz z powodu dużego zapotrzebowania na powietrze. Ich praca jest najbardziej efektywna, kiedy temperatura pozostaje powyżej – 5^o
   W przypadku obniżenia się temperatury pompa zaczyna wytwarzać ciepło z energii elektrycznej co zwiększa koszt jej eksploatacji.

3. Woda – Woda – Pompy tego typu wykorzystują wodę zarówno w obiegu górnym
   jak i dolnym. Ciepło pobierane z dolnego źródła jest pozyskiwane z wód głębinowych pochodzących zwykle ze specjalnie wykopanych w tym celu studni lub naturalnych zbiorników wodnych. Temperatura tej wody nie spada poniżej 8^oC nawet w okresie zimowy. Aby móc korzystać z tego typu pompy, oprócz źródła cieczy, należy również stworzyć przestrzeń do oddania jej środowisku. W tym celu należy wykopać kolejną studnie, która będzie znajdowała się 15 m poniżej punktu poboru wody do Dużym minusem tego typu pompy jest duże zagrożenie korozją części transportujących niezdemineralizowaną  wodę z powodu jej ciągłego nowego napływu.  Mimo wysokich efektów działania tego rodzaju pompy jej użytkowanie jest drogie. Z tego powodu instalacje tego typu urządzenia zaleca się w budynkach
   o dużym zapotrzebowaniu na ciepło oraz łatwym dostępem do cieków wodnych.

Podsumowując. Z projektu NFOŚiGW „Czyste powietrze”, płynie wiele korzyści nie tylko dla właścicieli domków jednorodzinnych, którzy mogą zaoszczędzić na termomodernizacji  swoich budynków, ale również dla całego społeczeństwa przez polepszenie się ogólnej jakości powietrza.