Latem, gdy temperatury zewnętrzne są dość wysokie, użytkownicy pomp ciepła mogą chłodzić pomieszczenia w sposób bardzo przyjazny środowisku i z małym zużyciem energii elektrycznej. Jak to możliwe?

Wykorzystuje się do tego instalację współpracującą z pompą ciepła woda/woda lub solanka/woda, ale sprężarka pompy ciepła nie pracuje. Używana jest tylko pompa obiegowa dolnego źródła, co zdecydowanie obniża koszty eksploatacyjne.

Chłodzenie pasywne polega na odbieraniu ciepła od wody z instalacji grzewczej i przekazywaniu go do dolnego źródła. Grunt czy woda gruntowa posiadają na tyle niską temperaturę, że stają się one wartym do wykorzystania źródłem chłodu. Zaletą, w niektórych przypadkach, jest dodatkowa regeneracja gruntu, co korzystnie wpłynie na efektywność pracy pompy ciepła w czasie sezonu grzewczego.

Czy obejdzie się bez przebudowy instalacji?
Niestety, nie. Aby można było chłodzić pomieszczenie w sposób pasywny, z wykorzystaniem pompy ciepła, konieczne jest rozbudowanie instalacji o dodatkowy wymiennik ciepła z dodatkowymi zaworami i pompami obiegowymi. Jest to preferowane dlatego, że w sytuacji, gdy wypełnimy układ chłodzenia płynem niezamarzającym, spadnie wydajność pompy ciepła podczas pracy w trybie grzania. (…)

W jaki sposób przekazujemy chłód do pomieszczeń?
Efektywnym rozwiązaniem w przypadku chłodzenia pasywnego jest wykorzystanie kasetonowych, naściennych lub kanałowych klimakonwektorów albo systemów opartych o rekuperację, zasilanych bezpośrednio. Klimakonwektory są najpewniejszym wariantem utrzymującym odpowiednio niską temperaturę w okresie letnim. W układach klimakonwektora z pompą ciepła przyjmujemy temperaturę 8˚C jako temperaturę doboru. Co więcej, można go zastąpić centralą wentylacyjną z odzyskiem ciepła, czyli rekuperatorem. Centrale wentylacyjne powinny być w takim wypadku dobrane na nawet 2-krotnie większe wydatki powietrza niż wynika z projektu. Taki sposób chłodzenia, ze względu na możliwość regulacji strumienia przepływu, a co za tym idzie na zwiększenie wymiany ciepła, pozwala szybko i efektywnie schłodzić pomieszczenie. (…)

Tanio i z korzyścią dla środowiska!
Chłodzenie pasywne jest bardzo pożądane przez użytkowników pomp ciepła, ponieważ jest znacznie tańsze od typowego systemu klimatyzacji. Pompy obiegowe zużywają relatywnie mało prądu. Bardzo pozytywnym zjawiskiem współtowarzyszącym temu procesowi jest regeneracja dolnego źródła. Należy jednak pamiętać, że temperatura wody gruntowej nie może przekroczyć 20˚C. Zmiana temperatury wody kierowanej ponownie do otworu nie może zostać podniesiona o więcej niż 6˚C. Ma to znaczenie przy projektowaniu wymiennika i wielkości przepływu. Do układów pasywnego chłodzenia dedykowane są wymienniki pionowe. Wykorzystane jest wtedy do chłodzenia ciepło o temperaturze stałej na poziomie 8–10˚C. Pomimo dużych głębokości, dzięki zamkniętemu obiegowi, nie ma żadnych zobowiązań z tytułu ochrony wód. W sytuacji chłodzenia pasywnego nie stosuje się poziomych kolektorów, ponieważ temperatury w otoczeniu kolektora poziomego są zbyt wysokie, by skutecznie chłodzić budynek. Rzadko bowiem temperatury w lecie schodzą do 7–8˚C. Najczęściej są to wartości ok. dwa razy większe. Co więcej, doprowadzenie ciepła regenerującego do gruntu na głębokości 1–1,5m jeszcze bardziej podniesie jego temperaturę. Jest to niekorzystne zarówno dla instalacji, jak i dla fauny i flory glebowej oraz dla gruntu. Podczas dogrzewania grunt staje się suchy i kurczy się, co przekłada się na możliwość powstawania szczeliny między wymiennikiem a gruntem, obniżając sprawność instalacji. Niewątpliwą zaletą chłodzenia pasywnego jest jego wysoka sprawność. COP osiąga wartość 15–20, więc ok. 4 razy większą niż układy klimatyzacji.
Źródło:
• U. Piszczatowska, M. Żukowski., 2010, „Charakterystyka aktywnych i pasywnych systemów chłodzenia za pomocą pompy ciepła”
•     Viessmann Top-Technika
Opracowanie: Anna Będkowska

Zobacz także: Grzanie i chłodzenie w jednym urządzeniu

Cały artykuł w numerze 3/2014
2014 03 GLOBEnergia