Dawid: pompa ciepła w domu pasywnym

Żona często irytuje się i zarzuca mi, że mówię coś, a po jakimś czasie zmieniam tę treść o 180°. Tak naprawdę jest to 360°, bo staram się po prostu upraszczać w toku mówienia niektóre rzeczy, żeby było łatwiej wyjaśniać i rozmawiać. Nie wszystko jest czarne lub białe. Każdy problem ma swoje „ale”.

 Podobnie jest z pompą ciepła, o której wielokrotnie pisałem - że instalowanie jej jest nieopłacalne, a teraz opiszę, jak ją zamontować. Właśnie to jest to „ale”. Nieopłacalne jest montowanie pomp w sposób klasyczny, czyli taki jaki proponują  instalatorzy.

Pompa ciepła z wymiennikiem gruntowym jest z reguły przewymiarowana po to aby ciągnąc energię z ziemi na taryfie nocnej i akumulować ją do wykorzystania w dzień. Natomiast powietrzna pompa ciepła ma wadę w postaci bardzo niskiej sprawności w przypadku kiedy jest najbardziej potrzebna (przy dużych mrozach).

Dom pasywny, wydawałoby się z samego założenia, wykorzystuje energię wewnętrzną i nie ucieka ona na zewnątrz. Oczywiście jest ono (to założenie) jak najbardziej poprawne, ale obiekt taki nie jest mimo wszystko doskonały i parę rzeczy można poprawić.

 Cały czas chodzi mi po głowie zastosowanie niewielkiej (o mocy kompresora 200-300 wat) pompy ciepła powietrze - woda, która jako dolne źródło wykorzystywałaby powietrze wylotowe z rekuperatora. Według mnie zyski z takiego układu są potrójne:

1. możliwość zrezygnowania z jednego wentylatora (albo wywiewnego z rekuperatora albo nawiewnego na wymiennik pompy ciepła). Zysk z takiej operacji nie jest imponujący, bo taki wentylator ma moc w zakresie 20-100 watów, ale na przestrzeni kilku lat ciągłej pracy uzbiera się już z tego kilka złotych;
2. na wyjściu z rekuperatora zawsze mamy tak czy inaczej o kilka stopni więcej niż na zewnątrz; to i sprawność pompy jest lepsza niż w przypadku, gdyby pracowała na powietrzu zewnętrznym; biorąc pod uwagę, że zostanie wybudowany gruntowy wymiennik ciepła, to temperatura na wlocie do rekuperatora nigdy nie będzie ujemna (rzeczywiście powinna być nawet przy najsurowszych mrozach na poziomie 3-4°C), a na wylocie będzie nawet przy najsprawniejszym rekuperatorze na poziomie 8-10°C;  sprawność takiej pompy będzie sporo większa od najlepszych pomp gruntowych, w których dolne źródło ma na początku sezonu 6-8°, a pod koniec spada nawet do 2-3°C; pompa wcale nie musi być dużej mocy, gdyż pracowałaby cały czas, a ciepło byłoby dostarczane do zbiornika buforowego, który służyłby zarówno do napędzania ogrzewania podłogowego jak i podgrzania ciepłej wody
3. drugim zadaniem pompy (tutaj ciągle prowadzę dochodzenie w tej materii, gdyż brak jednoznacznych informacji zarówno wśród instalatorów pomp ciepła i kolektorów słonecznych, jak i znawców tematów, których można spotkać na forum), byłoby wspomaganie pracy kolektorów słonecznych

 Pokrótce przybliżę problem zimowego działania kolektorów słonecznych próżniowych (o ile nie są zasypane śniegiem J). Kolektory te pracują i mogą pracować wydajnie także w zimie, pod warunkiem obniżenia temperatury odbioru płynu solarnego. Ilość słońca w zimie jest tak niewielka, że płyn w kolektorach nagrzewa się do niższej temperatury niż latem (20-30°C w pogodny mroźny dzień). I tutaj znowu pytanie, co możemy zrobić z 20°; normalnie nic, ponieważ przy klasycznym podłączeniu solarów  tylko poprzez wężownicę do zbiornika buforowego, możemy uzyskać tylko straty ciepła - zbiornik i tak zapewne będzie miał wyższą temperaturę w porównaniu do płynu solarnego. Zróbmy więc obejście i przepuśćmy płyn solarny przez pompę ciepła. Otrzymujemy pompę ciepła, o dolnym źródle 20-25°C, czyli o bardzo dużej sprawności. Płyn solarny po schłodzeniu do temperatury 3-5°C z racji dużego gradientu temperatury i przy wspomaganiu prawa Fouriera (o którym pisałem w innym poście) bardzo chętnie się nagrzeje. W tym przypadku, z racji niewielkich mocy drzemiących w takich temperaturach, znowu nie potrzebujemy zbyt wielkiej pompy. Ba… można byłoby wykorzystać tę samą, która współpracowałaby z rekuperatorem. Nie wspomnę, że przy małej modyfikacji w okresie letnim, ta sama pompa mogłaby nieco schładzać powietrze nawiewane do domu przez system wentylacji. Nad pracą całego układu czuwałaby rozbudowana automatyka. Niestety nie znalazłem nigdzie takich gotowych rozwiązań, nawet rozwiązań podobnych. I obawiam się że moja koncepcja pozostanie na etapie moich własnych przemyśleń….