Decydując się na montaż gruntowej pompy ciepła, warto uwzględnić instalację już na etapie projektowania budynku. Dzięki temu nie tylko zapewnimy jej odpowiednią wydajność, ale także zmniejszymy koszt inwestycji. Co warto wiedzieć o źródłach energii i jak zredukować zbędne wydatki?
Gruntowe pompy ciepła pobierają energię ze źródeł o znacznie niższej temperaturze niż ta, którą docelowo chcemy uzyskać w domu. Najlepsze efekty otrzymuje się zatem dzięki współpracy z systemami niskotemperaturowymi, takimi jak podłogówka czy ogrzewanie ścienne. Pompy można także wykorzystać do podgrzewania ciepłej wody użytkowej lub do chłodzenia pomieszczeń. Wszystkie rozwiązania powinny być uwzględnione na etapie projektu – bowiem umożliwi to stworzenie spójnej instalacji o niskich kosztach eksploatacji i łatwej obsłudze.
Jak zmniejszyć koszt inwestycji?
Przy standardowych projektach budynków mieszkalnych często wykorzystuje się rozwiązania, które w przypadku pomp ciepła są bezużyteczne.
– Pierwszym elementem, który pozwoli nam zaoszczędzić jest komin dymowy. Pompa ciepła, w odróżnieniu od tradycyjnych metod grzewczych, nie wytwarza energii w skutek spalania określonego paliwa. Pobiera ją z otoczenia, a następnie oddaje do instalacji grzewczej, dlatego nie emituje spalin – mówi Piotr Słaby z firmy Nateo.
Kolejnym – jeszcze bardziej kosztownym – elementem jest kotłownia. W zależności od rodzaju pompy stosuje się dwa rozwiązania. Jeśli korzystamy z systemów modułowych, to instalacja wymaga uwzględnienia w projekcie odrębnego pomieszczenia, w którym zostaną rozmieszczone jej poszczególne elementy. Możemy jednak skorzystać z bardziej zaawansowanego urządzenia, jakim jest kompaktowy węzeł cieplny. Umożliwia to ulokowanie wszystkich podzespołów w zabudowanym zestawie, który zajmuje około 1 m2 powierzchni.
– Przykładem takiego rozwiązania jest produkowana przez naszą firmę pompa SmartPlus. Jest ona na tyle estetyczna, że możemy ją ustawić w dowolnym miejscu w domu np. spiżarni czy pralni. Konstruktorzy zadbali o odpowiednie wygłuszenie systemu, dlatego pracuje bardzo cicho i nie powoduje drgań. W dodatku urządzenie jest bezobsługowe, a temperaturę reguluje się za pomocą dowolnego komputera podłączonego do Internetu – mówi Piotr Słaby.
Jeśli w projekcie domu ogrzewanego pompą ciepła, zamiast tradycyjnej wentylacji grawitacyjnej zastosujemy wentylację mechaniczną z odzyskiem ciepła, to budynek nie będzie posiadał także kominów wentylacyjnych. Świeże powietrze będzie dostawać się do wnętrza poprzez kratki nawiewne, a ucieknie kratkami wywiewnymi. Dzięki takiemu rozwiązaniu możemy dodatkowo obniżyć koszty ogrzewania domu.
Jak wybrać źródło dolne?
Energię dla gruntowej pompy ciepła możemy pobierać z dwóch źródeł – wody oraz gruntu. W zależności od tego, w jakich warunkach ulokowany jest dom, powinniśmy wybrać rozwiązanie, które będzie bardziej wydajne i tańsze w eksploatacji.
Woda
Pompa może czerpać energię z wody stojącej lub gruntowej. Jeżeli na terenie działki mamy do dyspozycji np. staw, to najlepszym rozwiązaniem jest zastosowanie tzw. kolektora wodnego. Temperatura na dnie zbiorników jest względnie stała, więc może stać się efektywnym źródłem dolnym. Zaletą tego systemu jest niski koszt inwestycji, która przynosi zadawalające efekty.
W pozostałych przypadkach można skorzystać z wód gruntowych, które również są bardzo wydajnym źródłem ciepła. Na głębokości 6 metrów utrzymuje się stała temperatura ok. 10 stopni, co daje stabilny dopływ energii przez cały rok. W tym systemie wykorzystuje się układ złożony z dwóch studni. Z pierwszej z nich (tzw. biorczej) pobierana jest woda, która jest ogrzewana, natomiast druga (tzw. zdawczej) służy do odprowadzania schłodzonej cieczy z powrotem do środowiska naturalnego.
- Przed podjęciem decyzji o wykorzystaniu tego rozwiązania warto zlecić badania geologiczne. W pierwszej kolejności należy sprawdzić, na jakiej głębokości są wody gruntowe. Jeżeli jest ona zbyt duża, odwierty będą kosztowne i dodatkowo trzeba będzie zainwestować w droższe urządzenia, które umożliwią pobieranie wody z takiej głębokości – mówi Piotr Słaby - Następnie warto zbadać skład chemiczny wody. Zbyt intensywne zanieczyszczenia mogą doprowadzić do uszkodzenia poszczególnych podzespołów pompy. Powinniśmy też sprawdzić, jaki będzie średni pobór wody w ciągu doby, bo jeśli przekroczy on 15 metrów, trzeba uzyskać stosowne pozwolenie.
Grunt
Drugim rozwiązaniem jest czerpanie energii bezpośrednio z gruntu. Promienie słoneczne, woda deszczowa oraz ciepło z wnętrza ziemi zapewniają stabilną temperaturę. Czynnik roboczy – najczęściej glikol – który krąży w układzie pobiera ciepło i przekazuje do urządzenia. Warto zrobić badania przewodności cieplnej gruntu, bo dzięki nim uzyskamy dokładne informacje, które umożliwią optymalne dostosowanie pompy ciepła. Do pozyskiwania energii wykorzystuje się specjalne kolektory. Można wybierać spośród trzech typów: poziomych, spiralnych oraz pionowych.
Kolektor poziomy instaluje się na głębokości od 1,5 do 2 metrów, gdzie temperatura w ciągu roku waha się od 5 – 8 stopni C. Wykorzystuje się w tym celu rury polietylenowe, w których krąży czynnik roboczy. Przy takim systemie istotny jest rodzaj gleby, bo w zależności od tego czy jest sucha czy wilgotna - ciepło oddawane jest z innym natężeniem. Ważne też, by dochodziło do pełnej regeneracji cieplnej gruntu - tzn. by zachowywał on stałą temperaturę w ciągu roku i nie wychładzał się zbytnio w zimie. Warunkiem koniecznym dla kolektorów poziomych jest posiadanie dużej działki. Musi być ona kilkukrotnie większa od powierzchni budynku, który będzie ogrzewany pompą. Ziemia nad instalacją nie powinna być też niczym przykryta, więc najlepszym rozwiązaniem jest posadzenie na niej trawy.
Alternatywą dla kolektora poziomego jest tzw. kolektor spiralny, który zajmuje nieco mniej miejsca. Dzięki temu koszty inwestycyjne związane z pracami gruntowymi są niższe, jednak efektywność systemu jest nieco słabsza.
W Polsce najczęściej wykorzystywane są kolektory pionowe. Są one dużo droższe w porównaniu do pozostałych ponieważ wymagają wykonania odwiertów sięgających głębokości nawet do 130 m. W otworach umieszcza się sondy geotermalne. Rury są z reguły układane podwójnie, przypominając kształtem literę „U”, co zapewnia większą niezawodność. Taka instalacja zajmuje znacznie mniej miejsca niż kolektor poziomy, więc można ją założyć niemal na każdej działce. Jej największą zaletą jest jednak bardzo stabilne źródło energii. W systemie wykorzystuje się energię z głębszych warstw złóż geotermalnych, czyli ciepło pochodzące z wnętrza ziemi. Powstaje ono w skorupie ziemskiej, a temperatura jest częściowo wspomagana przez działanie promieni słonecznych.
