Pompa ciepła gruntowa – jaki jest mechanizm jej działania? Kiedy sprawdzi się najlepiej?

W ostatnich latach pompy ciepła cieszą się coraz większą popularnością w naszym kraju. Za najbardziej wydajne, ale jednocześnie najbardziej inwazyjne w montażu uchodzą pompy geotermalne, zwane także gruntowymi. Pompa ciepła gruntowa może tanio ogrzać cały dom, a dodatkowo zapewnić ciepłą wodę użytkową. Jeżeli myślisz o zamontowaniu jej w swoim domu, koniecznie przeczytaj poniższy artykuł.

Czym jest gruntowa pompa ciepła?

Gruntowa pompa ciepła to instalacja grzewcza, która wykorzystuje energię znajdującą się głęboko w ziemi. Zalicza się ją do OZE, czyli odnawialnych źródeł energii. To nowoczesne narzędzie, które nie generuje energii, a jedynie przekształca ją i przekazuje do budynku.

Cały system pompy gruntowej opiera się na źródle dolnym i górnym. Narzędzie umożliwia przepływ między nimi. Źródło dolne jest akumulatorem i to właśnie dzięki od jego mocy zależą możliwości grzewcze pompy. Nie bez znaczenia jest także to, jak wiele energii może oddać dany teren.

Pompa ciepła gruntowa – zasady działania

Żeby pompa ciepła gruntowa mogła zadziałać na początku trzeba wykonać odwierty w skale macierzystej, do których w następnej kolejności trafi wymiennik gruntowy. W praktyce są to rury wykonane z tworzywa sztucznego. To właśnie w tych rurach umieszczony będzie niezamarzający płyn – najczęściej glikol, czasem także alkohol – który będzie pobierał ciepło bezpośrednio z gruntu.

Czynnik chłodniczy napędzany energią z ziemi podgrzewa się i zmienia stan skupienia. Z cieczy staje się parą, która trafia do sprężarki. Tam jej temperatura się podnosi. Na ostatnim etapie skraplacz, czyli wymiennik ciepła przekazuje ciepło do grzejników lub systemu ogrzewania podłogowego.

Pompa ciepła gruntowa z kolektorem poziomym

Kolektor poziomy jest wymiennikiem ciepła stosowanym najczęściej na większych działkach. Montuje się go mniej więcej na pół metra poniżej granicy przemarzania. Zdecydowaną zaletą takiego rozwiązania jest brak konieczności dokonywania odwiertów. Dzięki temu koszta całej inwestycji są o wiele niższe.

Pompa ciepła gruntowa z kolektorem pionowym

Innym rodzajem wymiennika ciepła jest kolektor pionowy. Ten najczęściej wybierany jest na mniejszych działkach. W takim wypadku zachodzi konieczność wykonania odwiertów, które mogą mieć głębokość nawet około 100 metrów (jest to uzależnione od zapotrzebowania domu na ciepło).

Wykonywanie odwiertów jest bardzo inwazyjną czynnością, która wymaga wykonania sondy geotermalnej i uzyskania specjalnych pozwoleń. Jak nietrudno się domyślić to inwestycja o wiele droższa niż kolektor poziomy, która wymaga również większego zaangażowania od strony budowlanej.

Jakie są zalety gruntowej pompy ciepła?

• Gruntowa pompa ciepła nie wymaga od ciebie żadnego zaangażowania ani prac konserwacyjnych. Działa przez cały rok bez żadnego paliwa.
• To odnawialne źródło energii, które nie generuje do środowiska żadnych zanieczyszczeń ani toksyn. Jest więc w pełni ekologiczne.
• Cały system grzewczy można połączyć z fotowoltaiką, co zmniejsza koszta eksploatacji pompy prawie do zera.
• Nie stanowi żadnego zagrożenia do gospodarstwa domowego.
• Nadaje się zarówno do nowego budownictwa, jak i do starszych domów po modernizacji.
• Przy regularnych kontrolach działa bezawaryjnie nawet przez kilkadziesiąt lat.

Jakie są wady gruntowej pompy ciepła?

Jedną z największych (a jak twierdzą niektórzy) jedyną wadą gruntowej pompy ciepła jest jej cena. Inwestycja, szczególnie jeżeli łaczy się z koniecznością wykonania odwiertów może być bardzo kosztowna. Sam sprzęt to wydatek około 40-50 tysięcy złotych. Trzeba również zapłacić za montaż, kontrole, odwierty i pozwolenia.

Czy pompa ciepła gruntowa wymaga pozwolenia?

Specjalne pozwolenie trzeba uzyskać tylko wtedy, kiedy konieczne jest wykonanie odwiertów, czyli przy konieczności zamontowania pionowego kolektora. Jeżeli jednak wymiennik ciepła będzie pionowy, a inwestycję wykonujesz na swojej prywatnej działce, możesz to zrobisz bez żadnych formalności. Wyjątkiem są wyłącznie budynki wpisane do rejestru zabytków.

Dlaczego warto wybrać gruntową pompę ciepła?

Gruntowa pompa ciepła to ekologiczne rozwiązanie, idealne dla osób, które troszczą się o los naszej planety. Pobieranie ciepła z gruntu nie generuje żadnych zanieczyszczeń ani toksyn. Jest to więc bardziej ekologiczna alternatywa dla kotłów, w których spalany jest gaz lub paliwa kopalne.

Nie bez znaczenia jest także kwestia oszczędności na ogrzewaniu budynku. Szczególnie w domach ogrzewanych gazem comiesięczne koszta są bardzo dużym obciążeniem dla domowego budżetu. Tymczasem jedynym kosztem ponoszonym podczas eksploatacji pompy ciepła jest cena energii elektrycznej, którą generuje sprężarka.

Współczynnik COP dla pomp ciepła jest bardzo dobry, co jasno świadczy o ich dużej efektywności. Dobrze dobrana do potrzeb domu i profesjonalnie zamontowana instalacja będzie źródłem ciepła na wiele dekad.

Pompa ciepła gruntowa a fotowoltaika

W nowoczesnych domach pasywnych pompy ciepła zazwyczaj montowane są w połączeniu z instalacją fotowoltaiczną. Takie rozwiązanie ma bardzo wiele zalet. Przede wszystkim sprawia, że koszt ogrzewania budynku oraz c.w.u spada niemal do zera.

Energia elektryczna, która potrzebna jest do przetwarzania energii cieplnej z ziemi na tę, która trafia do grzejników jest w takiej sytuacji pokrywane przez tę wyprodukowaną za pomocą paneli solarnych.

Dofinansowanie gruntowej pompy ciepła

W dzisiejszych czasach rządy krajów rozwiniętych Unii Europejskiej gratyfikują obywateli, którzy chcą zmienić warunki swojego zamieszkania na bardziej ekologiczne. Właśnie dlatego na pompę ciepła, tak samo jak na instalację fotowoltaiczną, można uzyskać dosyć wysokie dofinansowanie.

Doskonałym przykładem jest tutaj program Czyste Powietrze, dzięki któremu można odzyskać nawet 20 tysięcy złotych z pieniędzy przeznaczonych na inwestycję. Oczywiście wszystkie wydatki trzeba udokumentować fakturami.

Czy gruntowa pompa ciepła jest opłacalna?

Wieli potencjalnych inwestorów zastanawia się, czy gruntowa pompa ciepła to opłacalne rozwiązanie. W gruncie rzeczy wiele zależy od tego, jakie jest twoje zapotrzebowanie na energię cieplną. Pompy najlepiej sprawdzają się w domach dobrze izolowanych, ze szczelnymi oknami i ociepleniem.

Gruntowe pompy są jednak na tyle wydajne, że mogą ogrzać cały dom niezależnie od pory roku. Jedynym kosztem jest w zasadzie cena wygenerowanej energii elektrycznej. Pompa pobiera jej nawet pięć razy mniej niż ogrzewanie prądem. Pomimo wysokich kosztów szacuje się, że inwestycja powinna zwrócić się po około sześciu latach.

Podsumowanie

Pompa ciepła gruntowa to obok pomp powietrznych najpopularniejsze urządzenie tego typu. Nie należy do najtańszych, jednak pozwala na dostęp do odnawialnych źródeł energii i uniezależnienie się od pieców gazowych, czy ogrzewania domu za pomocą prądu. Pompa gruntowa może działać w połączeniu z fotowoltaiką. Wówczas mieszkańcy domu stają się niemal całkowicie samowystarczalni energetycznie. Już po kilku latach inwestycja w pomocę zwróci się w całości.