Energia zgromadzona w gruncie może być pozyskiwana za pomocą pomp ciepła lub gruntowego wymiennika ciepła GWC. Pompy ciepła pobierają ciepło z gruntu i podnoszą je na wyższy poziom energetyczny. Uzyskane ciepło ma niską cenę jednostkową, ale związane to jest z poniesieniem wysokich kosztów zainstalowania pompy i całego systemu. Natomiast GWC służy do wstępnego przygotowania powietrza wentylacyjnego – podgrzania w trakcie zimy i ochłodzenia w lato.
14.3.1. Pompy ciepła
Pompa ciepła odbiera energię ze źródła o niskiej temperaturze (źródło dolne) i przenosi ją do źródła o wyższej temperaturze (źródło górne), gdzie zostaje
wykorzystana do ogrzewania pomieszczeń lub podgrzewania ciepłej wody użytkowej. W przypadku korzystania z energii zmagazynowanej w gruncie, jako dolne źródło można wykorzystać:
• grunt,
• wody gruntowe.
W przypadku pobierania ciepła z gruntu, wykorzystujemy w tym celu pionowy lub poziomy wymiennik gruntowy. Jeżeli ciepło pobierane jest z wody gruntowej, stosuje się wtedy studnię głębinową – woda jest ujmowana w tzw. studni czerpalnej, a wprowadzana z powrotem do gruntu przez tzw. studnię zrzutową.
Gruntowe pompy ciepła, zależnie od medium krążącego w obiegach zewnętrznych (wymiennik gruntowy, instalacja ogrzewania w budynku) można podzielić na dwa rodzaje:
• woda – woda (W/W ),
• solanka – woda (B/W ), dla pionowych i poziomych wymienników gruntowych.
Oznacza to, że w instalacji dolnego źródła krąży woda lub solanka (pierwsza część oznaczenia), natomiast w instalacji grzewczej krąży woda (druga część oznaczenia).
System W/W spotykamy w instalacjach ze studniami głębinowymi, a system B/W w przypadku pionowych i poziomych wymienników gruntowych. Pompy ciepła , a także podstawowe parametry opisujące ich działanie (COP, SPF) zostały omówione w rozdziale 10 zatytułowanym „System ogrzewania”. Musimy być jednak świadomi, że pompy ciepła, pomimo wykorzystywania energii zgromadzonej w gruncie, do swojej pracy zużywają energię elektryczną, która w Polsce jest mało ekologiczna (produkowana w większości z nieodnawialnych źródeł – z węgla).
Rysunek 14.9 Typy wymienników gruntowych, źródło: www.retscreen.net
14.3.2. Gruntowy wymiennik ciepła
Kolejnym rozwiązaniem, korzystającym z energii zgromadzonej w gruncie, jest gruntowy wymiennik ciepła, którego zadaniem jest wstępne przygotowanie powietrza wentylacyjnego. Energia zakumulowana w gruncie w okresie letnim może zostać wykorzystana do podgrzania powietrza nawiewanego podczas zimy, a wychłodzenie gruntu w czasie zimy pozwoli na schładzanie powietrza czerpanego latem. Dokładny opis instalacji zawarty jest w rozdziale 9 zatytułowanym „System wentylacji”.