Głębinowa pompa ciepła – kompendium wiedzy inwestora
Głębinowa pompa ciepła to zaawansowany technologicznie system efektywnego ogrzewania i chłodzenia budynków. Jej wysoka efektywność energetyczna, niezależność od warunków pogodowych, wyjątkowa trwałość i komfort użytkowania czynią to rozwiązanie jednym z najkorzystniejszych dla osób poszukujących ekologicznych i ekonomicznych źródeł pozyskiwania energii cieplnej - teraz i na kolejne lata. W artykule przedstawiamy najważniejsze informacje dotyczące pomp głębinowych, przybliżamy ich specyfikę oraz zalety, a także wyjaśniamy, kto i kiedy powinien zdecydować się na ich montaż.
Głębinowa pompa ciepła - co to takiego?
Głębinowa pompa ciepła to inaczej pompa ciepła solanka/woda lub pompa gruntowa z wymiennikiem pionowym (sondą geotermalną). Specyfika tego urządzenia bazuje głównie na wykorzystaniu energii zgromadzonej w gruncie na znacznej głębokości, czyli energii geotermalnej. Pozyskane ciepło może być wykorzystane do ogrzania pomieszczeń i/lub przygotowania ciepłej wody użytkowej, choć należy dodać, że pompą głębinową można również efektywnie chłodzić budynek w okresie letnim.
O innych zaletach pomp gruntowych przeczytasz tutaj: Pompa ciepła solanka/woda - funkcja, korzyści, zastosowanie
Zasada działania pompy gruntowej jest stosunkowo prosta i podobna do innych tego rodzaju urządzeń (pompy powietrze/woda, woda/woda). Jej podstawą są dwa obiegi ciepła (dolny i górny) oraz sprężarka, czyli tzw. serce pompy odpowiadające za transfer ciepła z jednego źródła do drugiego. Cykl grzewczy rozpoczyna się w obiegu dolnym – czynnik chłodniczy krąży w rurach wymiennika ciepła, pochłaniając ciepło z gruntu, a następnie przekazuje energię do sprężarki w postaci pary. Gaz zostaje sprężony i wtłoczony do obiegu górnego, czyli systemu grzewczego lub przygotowującego c.w.u. Następnie schłodzony skrapla się i wraca do obiegu dolnego, a cykl rozpoczyna się od nowa.
Więcej o tym, jak działa obieg grzewczy w pompie gruntowej, dowiesz się z tego wpisu: Jak działa pompa ciepła solanka/woda krótko wyjaśnione
Dwa oblicza gruntowej pompy ciepła
Jak już wspomnieliśmy, głębinowa pompa ciepła to pompa gruntowa (solanka/woda) wykorzystująca sondy geotermalne. Pompy gruntowe instaluje na dwa sposoby: wykorzystując wymienniki poziome (kolektory) lub pionowe, czyli wspomniane sondy, które w odróżnieniu od kolektorów zagłębiane są w ziemi pionowo. Przez takie wymienniki przepływa medium solankowe pochłaniające ciepło na głębokości 40-100 metrów i przekazujące je do wymiennika ciepła.
Podstawową zaletą zastosowania sondy geotermalnej jest wydajna praca pompy nawet przy niskich temperaturach zewnętrznych, co przekłada się korzystnie na efektywność energetyczną systemu. Wymiennik zapewnia stabilną temperaturę przez cały rok, utrzymującą się w granicach 10-12°C na głębokości 10 metrów. Ponadto w porównaniu z kolektorami wymaga niewiele miejsca montażowego, jednak warto pamiętać, że na wykonanie odwiertów niezbędnych do osadzenia sondy zawsze wymagane jest uzyskanie zezwolenia, ponieważ w otworze o głębokości do 100 metrów penetruje się kilka warstw wodonośnych.
Jakie są wymagane głębokości odwiertów?
Wymagana głębokość odwiertów dla pionowego wymiennika ciepła zależy od zapotrzebowania energetycznego budynku oraz od rodzaju gruntu. Typowe głębokości odwiertów wynoszą od 50 do 150 metrów, choć w niektórych przypadkach mogą sięgać nawet 300 metrów. Im większe zapotrzebowanie na ciepło, tym głębsze lub liczniejsze odwierty są potrzebne.
Na przykład w domu jednorodzinnym o powierzchni 200 m² z zapotrzebowaniem na ciepło wynoszącym około 15 000 kWh rocznie wystarczający może być odwiert o głębokości około 100 metrów. Jeśli jednak grunt ma słabe właściwości cieplne, konieczne może być wykonanie kilku odwiertów o mniejszej głębokości.
Kiedy warto wybrać głębinową pompę ciepła?
Decyzja o zakupie i montażu głębinowej pompy ciepła powinna być zawsze dobrze przemyślana. Najlepiej skonsultować ją z ekspertem, który pomoże dostosować specyfikę systemu do indywidualnych potrzeb i preferencji użytkowników oraz ogrzewanego budynku. Wybierając pompę gruntową z wymiennikiem pionowym, warto wziąć pod uwagę takie czynniki jak:
Całkowite zapotrzebowanie na energię cieplną
Głębinowe pompy ciepła są rekomendowane dla budynków o dużym zapotrzebowaniu na ciepło, np. domów jednorodzinnych o powierzchni powyżej 150 m² lub budynków wielorodzinnych. Wybierając urządzenie, nie warto kierować się wyłącznie specyfikacją podaną przez producenta na etykiecie (COP), ponieważ w praktyce pompa ciepła będzie funkcjonować nie w laboratoryjnych, ale w zmiennych warunkach, które nie zawsze można przewidzieć, dlatego dobór systemu należy powierzyć specjalistom.
Przestrzeń montażowa
Jeśli posiadasz ograniczoną przestrzeń na działce, gdzie nie można zainstalować poziomego wymiennika ciepła, to system z pionowymi sondami geotermalnymi będzie idealnym rozwiązaniem. Pionowe wymienniki wymagają minimalnej powierzchni na działce, ponieważ odwierty sięgają w głąb ziemi, a nie rozciągają się na dużej powierzchni. Pamiętaj, że ich instalacja będzie wiązać się z dodatkowymi pracami ziemnymi oraz potrzebą uzyskania pozwolenia w lokalnym urzędzie.
Stabilne warunki gruntowe
Zanim zdecydujesz się na instalację pompy głębinowej, konieczne będzie przeprowadzenie ekspertyzy geologicznej. Pozwoli ona upewnić się, że grunt ma odpowiednie właściwości cieplne. Im bardziej stabilne i sprzyjające warunki gruntowe, tym płytsze mogą być odwierty, co zmniejsza całkowite koszty instalacji.
Budżet inwestycyjny
Pamiętaj, że montaż głębinowej pompy ciepła to inwestycja długoterminowa. Koszty takiego urządzenia – ze względu na wysoką efektywność i potrzebę przeprowadzenia robót ziemnych – sięgają średnio 60-80 tys. zł, co może przekraczać możliwości finansowe niektórych inwestorów. Mimo wysokich kosztów inwestycja pomaga znacząco zminimalizować rachunki za energię cieplną i zwraca się z nawiązką z każdym kolejnym rokiem użytkowania.
Jakie są inne ważne kwestie przy wyborze głębinowej pompy ciepła?
Po pierwsze: głębinową pompę ciepła można zintegrować z innymi systemami, np. fotowoltaiką. Takie rozwiązanie dodatkowo obniży koszty eksploatacyjne. Z kolei integracja z innym źródłem ogrzewania, np. kondensacyjnym kotłem na gaz Vitodens czy kotłem na pelet Easypell podniesie elastyczność systemu grzewczego.
Po drugie: koszty inwestycji w pompę ciepła można znacząco zredukować, korzystając z programów wsparcia. Np. w ramach programu „Moje Ciepło” pompy gruntowe mogą być dofinansowane w kwocie do 21 tys. zł (maksymalnie 30% kosztów kwalifikowanych lub 45% dla posiadaczy karty dużej rodziny). Z kolei w przypadku programu „Czyste Powietrze” zakładającego kompleksową termomodernizację systemu grzewczego z instalacją fotowoltaiczną całkowita zakres dofinansowania pompy gruntowej o podwyższonej klasie efektywności energetycznej wynosi od 28 000 do 59 900 zł (55-100% kosztów).
