Podczas rozważań dotyczących wyboru ogrzewania domu z wykorzystaniem naturalnego źródła energii, warto wziąć pod uwagę rozwiązanie jakim jest gruntowa pompa ciepła. Stabilny dostęp do zasobów, niskie koszty eksploatacji oraz dbałość o ochronę środowiska świadczą o szerokim spektrum korzyści wynikających z montażu tego urządzenia.

Czym jest i jak działa gruntowa pompa ciepła?

Przemieszczanie się energii cieplnej z punktu o wyższej temperaturze do chłodniejszego obszaru to naturalny proces. Zmianę kierunku można uzyskać poprzez zastosowanie pompy ciepła. Pomimo tego, że temperatura gruntu na głębokości 1,5 metra na przestrzeni roku oscyluje pomiędzy 7 °C a 13 °C, natomiast na głębokości 100 m jej wartość stała to 10 °C, z powodzeniem naturalny potencjał jest wykorzystywany do ogrzewania budynku zimą.  Może również zostać spożytkowany do chłodzenia pomieszczeń w czasie letnich upałów.

Gruntowe pompy ciepła są zasilane energią elektryczną. Pobierają z otoczenia rozproszoną energię odnawialną. Sprężarka podnosi ją na wyższy poziom termodynamiczny. Pozyskane ciepło z gruntu (dolne źródło) jest przekazywane do systemu centralnego ogrzewania budynku (górne źródło), które następnie rozprowadza woda w obiegu grzewczym, bądź jest dostarczane w postaci ciepłej wody użytkowej.

Pompy ciepła a klimatyzacja

Gruntowa pompa ciepła może zastąpić klimatyzator, gdy zostanie wyposażona w pompę obiegową, wymiennik płytowy i zawór trójdrogowy. Temperatura wewnątrz domu w trybie pasywnym zostanie obniżona, nawet bez pracy sprężarki. Kiedy sprężarka zostanie włączona efektywność chłodzenia czterokrotnie wzrośnie.

Gruntowy wymiennik ciepła

Urządzenie grzewcze do właściwego funkcjonowania potrzebuje gruntowego wymiennika ciepła poziomego lub pionowego, w którym krąży czynnik chłodniczy lub roztwór glikolu (będący płynem niezamarzającym), w celu odbioru ciepła z gruntu.

Gruntowy wymiennik poziomy (kolektory poziome)

Kolektor poziomy jest instalowany na głębokości ok. 1,5 m. Przez horyzontalnie ułożone pętle rur grzewczych przepływa nośnik ciepła. W początkowej fazie chłodów wydajność pompy ciepła jest na najwyższym poziomie i analogicznie do spadku temperatury, wartość COP spada.

Wady kolektora poziomego:

• Planując instalację należy uwzględnić zagospodarowanie działki na przestrzeni kilkuset metrów kwadratowych. Na tym terenie nie będzie możliwości sadzenia drzew, krzewów a także dociążania gleby kostką brukową. Obszar może zostać zagospodarowany poprzez nasadzenia w postaci: trawy, kwiatów, bylin;
• Niemożliwa instalacja kolektora na małej działce.

Zalety:

• Łatwiejszy montaż, nie ma konieczności dokonywania głębokich odwiertów;
• Niższy koszt w porównaniu z gruntowymi kolektorami pionowymi.

Gruntowy kolektor pionowy

Jest to sonda (rura) z przewodnikiem cieplnym ulokowana w otworze wiertniczym. Planując wykonanie głębokich odwiertów – powyżej 30 m ustawa z dnia 9 czerwca 2011 r. – Prawo geologiczne i górnicze wymaga, by zlecić przygotowanie projektu planowanych robót geologicznych. Według specjalistów realizujących odwierty pod kolektory pionowe więcej korzyści przynosi wykonanie dwóch odwiertów 100 metrowych, niż czterech 50 metrowych ze względu na stabilną temperaturę wewnątrz gruntu. Pomimo, że suma długości dolnego źródła będzie taka sama, pompa uzyska wyższy wskaźnik efektywności, natomiast cena eksploatacji wyniesie mniej.

Wady sondy pionowej:

• Wyższe koszty inwestycyjne w porównaniu z instalacją pompy ciepła z gruntowym wymiennikiem poziomym z powodu konieczności stosowania specjalistycznego sprzętu (głębokie odwierty);
• Wymóg zatwierdzenia prac geologicznych zgodnie z zapisami w ustawie, co również powoduje zwiększenie kosztów.

Zalety:

• Możliwa instalacja na działce o niewielkich rozmiarach;
• Działkę można zagospodarować w dowolny sposób;
• Wysoka wydajność.

Gruntowa pompa ciepła, co należy wiedzieć przed wyborem?

Pierwszą ważną informacją jest określenie jaka moc grzewcza jest niezbędna, by zapewnić optymalną temperaturę w budynku. Należy ustalić wielkość obszaru niezbędnego do zagospodarowania pod instalację, która będzie uzależniona od metrażu domu oraz rodzaju zainstalowanego gruntowego wymiennika. Kolejnym czynnikiem są zgody dotyczące instalacji i ustalenie stopnia docieplenia budynku.

Przygotowania do instalacji gruntowej pompy ciepła warto rozpocząć przed budową domu, a nawet wcześniej, przed zakupem działki. Rozpoznanie ukształtowania terenu i właściwości gleby oraz przygotowanie planów budowy uwzględniających ogrzewanie pompą ciepła pozwoli na ustalenie dokładnego kosztorysu i zagospodarowania w przyszłości użytkowej przestrzeni.

Jak długo działają pompy ciepła?

Według informacji udostępnianych przez producenta pomp Buderus, gruntowa pompa ciepła działa nieprzerwanie od 25 do 30 lat. W celu uzyskania maksymalnego czasu pracy gruntowych pomp ciepła należy dokonać odpowiedniego doboru parametrów do właściwego funkcjonowania oraz pamiętać o regularnym przeprowadzaniu przeglądów urządzenia, zgodnie z ustalonymi wytycznymi.

Zużycie energii przez gruntową pompę ciepła

Analizując pompy ciepła ważnymi elementami są nie tylko gwarancja i moc. Wskaźnikiem z którym należy się zapoznać przed dokonaniem wyboru urządzenia jest współczynnik wydajności pompy COP (coefficient of performance). Jego wynik ukazuje stosunek ilości dostarczonego ciepła przez pompę do ilości energii elektrycznej przez nią zużytej. COP informuje ile prądu zużywa pompa ciepła. Im wyższa wartość współczynnika, tym mniej energii elektrycznej będzie niezbędne do uzyskania tej samej ilości ciepła. Wartość COP zmienia się w zależności m.in. od wahań temperatury wody w instalacji. Dla wydajności pompy ma znaczenie rodzaj gleby i jej wilgotność. Najmniej ciepła pozyskamy z suchego, piaszczystego gruntu.

Wydajność sond pionowych jest wyższa, niż kolektorów poziomych.

Ile kosztuje gruntowa pompa ciepła?

Na cenę inwestycji składają się: wybór dolnego źródła (kolektor poziomy lub pionowy), górnego źródła (w jaki sposób ogrzewany jest dom), badania geologiczne przy głębokich odwiertach pow. 30 m głębokości oraz ich wykonanie. Ceny pomp ciepła, bez montażu zaczynają się od 22 tys. złotych.

Na późniejszy koszt zużycia prądu wpływa:

• Powierzchnia do ogrzania w domach jednorodzinnych;
• W jaki sposób budynek został ocieplony;
• Jaka wentylacja została zastosowana;
• Lokalizacja nieruchomości;
• Ilość osób zamieszkujących dom oraz tryb ich życia.

Koszt inwestycji może zostać obniżony poprzez skorzystanie z ulgi termomodernizacyjnej i dofinansowanie w ramach programów rządowych takich jak „Mój Prąd” lub „Czyste Powietrze”.

Zdalnie sterowanie i inne nowoczesne rozwiązania

Aktualnie dostępne rozwiązania umożliwiają zdalne monitorowanie i sterowanie gruntową pompą ciepła. Interfejs programowania aplikacji API służy do zewnętrznej integracji z automatyką budynkową.

Poprzez aplikację właściciel otrzymuje stały dostęp do informacji na temat aktualnego stanu instalacji grzewczej oraz do danych historycznych pozwalających na zoptymalizowanie pracy instalacji. Gdyby nastąpiły jakiekolwiek zakłócenia system powiadamia właściciela poprzez wysłanie wiadomości e-mail lub sms. Korzystając z nowoczesnej technologii użytkownik może z poziomu aplikacji zmienić ustawienia temperatury, czy też parametry dotyczące ogrzewania wody użytkowej. Zdalne sterowanie umożliwia zarządzanie pompą gruntową z dowolnego miejsca.

Podsumowanie

Korzyści wynikające z wyboru i instalacji gruntowej pompy to: ogrzanie budynku, ciepła woda użytkowa, wykorzystanie darmowej energii, dbałość o środowisko, a także po spełnieniu określonych warunków funkcja klimatyzatora. Dodatkowo nowoczesna instalacja grzewcza – mechanizmy śledzenia i zarządzania – pozwalają na monitoring i zmianę ustawień z dowolnego miejsca na Ziemi. Gruntowa pompa ciepła zapewnia komfort użytkowania przez wiele lat.

Podoba Ci się nasza praca? Oceń nas 🙂

Autor: Agnieszka Salwa