Największe zalety i wady instalacji gruntowej pompy ciepła w domu

Pompa ciepła gruntowa – zasada działania

Gruntowa pompa ciepła to zaawansowane urządzenie, które wykorzystuje naturalne różnice temperatur, aby efektywnie generować ciepło i móc regulować odczuwalność ciepła wewnątrz budynku. Jak przebiega cały proces?

Zasada działania gruntowej pompy ciepła polega na transferze ciepła poprzez jego wymianę pomiędzy medium roboczym a ziemią. Proces ten jest realizowany poprzez układ zamknięty, w którym krąży niezamarzający płyn – przykładowo glikol lub alkohol. Ogrzewa się on, odbierając ciepło z gruntu, a następnie trafia do wymiennika ciepła w pompie ciepła. W kolejnym etapie czynnik chłodniczy, podgrzewając się, zmienia stan skupienia z cieczy w parę. Następnie, za pomocą sprężarki, ciepło to jest podnoszone do odpowiedniej temperatury i przekazywane do układu grzewczego budynku lub jest także wykorzystywane do podgrzewania ciepłej wody użytkowej.

Dzięki wykorzystaniu energii cieplnej zgromadzonej w gruncie pompa ciepła pozwala na skuteczne ogrzewanie budynku w okresie zimowym, przyczyniając się do oszczędności energetycznych i minimalizowaniu negatywnego wpływu na środowisko.

Warto podkreślić, że efektywność pracy gruntowej pompy ciepła zależy w dużej mierze od właściwie dobranego projektu oraz rodzaju gruntu, na którym jest zainstalowana. Różne rodzaje gruntów wykazują bowiem odmienne właściwości termiczne, co może wpłynąć na wydajność dolnego źródła, a tym samym dostępną moc dla urządzenia. Warto więc skonsultować się z ekspertem OZE przed podjęciem decyzji o instalacji gruntowej pompy ciepła w celu dokładnej analizy warunków oraz wyboru optymalnej konfiguracji mocy i innych parametrów urządzenia.

Rodzaje gruntowych wymienników ciepła

Skoro wiemy już, jak działa gruntowa pompa ciepła, warto także poznać najczęściej stosowane wymienniki ciepła. Mowa tu o kolektorach pionowych i poziomych.

Pierwszy typ wymiennika ciepła wymaga wykonania odwiertów w ziemi na głębokość od 70 do 100 m. Trzeba bowiem pamiętać, że średnio pierwsze 25 m odwiertu nie przynosi korzyści z punktu widzenia wykorzystania przez pompę ciepła. Dopiero po ich przekroczeniu temperatura gruntu zaczyna się stabilizować.

Kolektory poziome są z kolei rozprowadzane bliżej powierzchni ziemi. Zaleca się, aby były umieszczone około 0,5 m poniżej linii przemarzania, w związku z tym wymiennik poziomy jest zagłębiony najczęściej na poziomie ok 1,5-2m. Należy przy tym pamiętać, że wymiennik powierzchniowy regeneruje się za pomocą energii słońca i wód opadowych. Musi więc być zamontowany na terenie nieosłoniętym, wolnym od zacienienia i nieporośniętym przez gęstą szatę roślinną. Dopuszcza się wykonywanie trawników i drobnych nasadzeń na powierzchni tego typu wymiennika. Niedopuszczalne jest natomiast sadzenie drzew, czy wykonywanie utwardzeń jak kostka brukowa.

Warto także wiedzieć, że zgodnie z prawami fizyki im niżej, tym temperatura gruntu ulega mniejszym wahaniom. Zakłada się, że grunty poniżej linii przemarzania mają temperaturę, która zawsze jest wyższa niż od 0°C. W okresie zimowym jest to zazwyczaj około 2-4°C, natomiast w okresach letnich około 16-18 °C.  Na głębokości poniżej 25 m średnia temperatura zaczyna stabilizować się do około 8°C, a przy każdych 100m głębokości rośnie o kolejne 1-2 °C.

Wady i zalety gruntowej pompy ciepła – co musisz wiedzieć, zanim wybierzesz ten system grzewczy?

1.Pompa ciepła – zalety

• Efektywność energetyczna

Jednym z największych atutów gruntowej pompy ciepła jest jej wysoka efektywność energetyczna. Dzięki wykorzystaniu stabilnej temperatury gruntu przez cały rok pompa ciepła jest w stanie dostarczyć znaczne ilości ciepła do budynku przy stosunkowo niewielkim zużyciu energii elektrycznej. To oznacza zarówno niższe koszty eksploatacji, jak i mniejsze obciążenie dla środowiska naturalnego.

• Niskie koszty eksploatacji

Kolejną z istotnych korzyści wynikających z użytkowania gruntowej pompy ciepła jest jej długoterminowa oszczędność. Pomimo początkowych inwestycji, koszty eksploatacji są zazwyczaj znacznie niższe niż w przypadku tradycyjnych systemów opartych na spalaniu paliw kopalnianych. To przekłada się na stałe, przewidywalne rachunki za ogrzewanie domu i energię, co może pomóc w prawidłowym prowadzeniu budżetu domowego.

• Długa żywotność

Spotyka się gruntowe pompy ciepła, które pracują już ponad 30 lat. W większości przypadków jako średnią przyjmuje się około 25 lat eksploatacji. Dlatego biorąc pod uwagę koszty zwrotu należy uwzględnić również długość cyklu życia porównywanego urządzenia. Dla tradycyjnych kotłów jest to najczęściej 10-15 lat dla pomp powietrznych 10-20 lat.

• Ekologiczność

Gruntowa pompa ciepła działa na zasadzie wykorzystania energii odnawialnej zgromadzonej w gruncie, co przekłada się na jej minimalny wpływ na środowisko. W porównaniu do tradycyjnych systemów opartych na spalaniu paliw kopalnych pompa ciepła nie emituje szkodliwych substancji, co ma istotne znaczenie dla redukcji emisji gazów cieplarnianych, powstawania smogu i walki ze zmianami klimatycznymi.

• Wszechstronność użycia

Gruntowa pompa ciepła nie tylko zapewnia efektywne ogrzewanie w okresie zimowym, ale także umożliwia chłodzenie w okresie letnim poprzez odwrócenie cyklu działania. To wszechstronne rozwiązanie, które pozwala na utrzymanie komfortowej temperatury wewnątrz budynku przez cały rok, eliminując potrzebę stosowania oddzielnych systemów grzewczych i chłodzących.

• Minimalna emisja hałasu

Gruntowe pompy ciepła są znane ze swojej cichej pracy. W przeciwieństwie do niektórych tradycyjnych systemów grzewczych, takich jak piece na paliwa stałe, czy pompy powietrzne pompy gruntowe pracują praktycznie bez generowania hałasu, co przyczynia się do maksymalizacji komfortu użytkowników oraz ich sąsiadów.

• Bezobsługowość

Gruntowa pompa ciepła daje dzisiaj użytkownikowi możliwość zdalnego podglądu i zmiany nastaw urządzenia. Jednak dobrze ustawione urządzenie powoduje to, że użytkownicy zapominają o jego istnieniu. Ważne jest aby raz w roku dokonać drobnego przeglądu w celu przeczyszczenia filtrów i sprawdzenia poprawności działania układu.

2.Pompa ciepła – wady

• Koszty inwestycji

Jednym z głównych wyzwań związanych z montażem gruntowej pompy ciepła są początkowe koszty inwestycyjne. Instalacja systemu wymaga wykonania prac nie tylko wewnątrz budynku, ale także w gruncie oraz zakupu odpowiedniej klasy sprzętu. Choć poniesione nakłady finansowe z czasem zostają zwrócone dzięki niższym rachunkom za ogrzewanie domu, początkowy wydatek może być barierą dla niektórych inwestorów chcących czerpać korzyści z odnawialnych źródeł energii. Na szczęście dostępny jest szereg dofinansowań, które zmniejszają koszt początkowy.

• Wymagania przestrzenne

Instalacja gruntowej pompy ciepła wymaga odpowiedniej przestrzeni na działce, szczególnie w przypadku kolektorów poziomych. Może to być problematyczne dla posesji o niewielkich rozmiarach, w przypadku starszych nieruchomości lub w zagęszczonych obszarach miejskich.

• Lokalne ograniczenia

Wydajność gruntowej pompy ciepła zależy w dużej mierze od rodzaju gruntu i lokalnych warunków. Niektóre rodzaje gruntów mogą być mniej efektywne w przekazywaniu ciepła, co może wpłynąć na wydajność systemu. Powoduje to zwiększenie ilości odwiertów lub powierzchni wymiennika poziomego.  Konieczne jest więc dokładne dostosowanie projektu do indywidualnych warunków.

• Potrzeba zaplecza technicznego

Konieczne jest posiadanie odpowiednio dużego przyłącza energii elektrycznej oraz wskazany jest montaż sprawnych układów kontroli. W przypadku awarii technicznych może być konieczne zaangażowanie specjalistów, co wiąże się z dodatkowymi kosztami. Na szczęście pompy gruntowe są jednymi z najmniej awaryjnych urządzeń grzewczych w dzisiejszych czasach.

• Przygotowanie dokumentacji

Ustawa Prawo Geologiczne i Górnicze z czerwca 2011 roku z późniejszymi zmianami reguluje kwestie dotyczące wykonywania odwiertów pod pionowe sondy. Wykonanie tych, których głębokość przekracza 30 m, wymaga sporządzenia projektu robót geologicznych przez uprawnionego geologa. Tak przygotowana dokumentacja musi zostać złożona w Wydziale Ochrony Środowiska w Starostwie Powiatowym na minimum 30 dni przed rozpoczęciem prac. Natomiast procedura jest na tyle prosta, że jeśli nie ma sprzeciwu urzędu można ruszać z pracami wiertniczymi. W przypadku odwiertów, których głębokość przekracza 100 metrów,  należy wykonać Plan Ruchu Zakładu Górniczego, by uzyskać aprobatę ze strony Okręgowego Urzędu Górniczego.

Gruntowa pompa ciepła w domu – na jaki poziom oszczędności mogą liczyć inwestorzy?

Oszczędności dzięki gruntowej pompie ciepła w domu

Inwestując w gruntową pompę ciepła do ogrzewania i chłodzenia domu, inwestorzy mogą liczyć na znaczące oszczędności w długoterminowej perspektywie. Wysoka efektywność energetyczna tego rozwiązania pozwala na znaczące obniżenie kosztów eksploatacyjnych w porównaniu do tradycyjnych systemów opartych na spalaniu paliw kopalnych. Pompa ciepła wykorzystuje energię cieplną zgromadzoną w gruncie, co przekłada się na stałe, przewidywalne rachunki za energię.

Wpływ rosnących cen energii elektrycznej na budżet domowy

Rosnące ceny energii elektrycznej są obecnie jednym z głównych wyzwań dla gospodarstw domowych. Wybór gruntowej pompy ciepła pozwala na częściową redukcję zależności od rosnących kosztów, ponieważ choć urządzenie to korzysta z energii elektrycznej do napędu sprężarki i innych elementów, ale przekształca ją w znacznie większą ilość energii cieplnej dostarczanej do ogrzewania i chłodzenia budynku. To oznacza, że mimo wzrostu cen energii, koszty ogrzewania pozostają w miarę stabilne i przewidywalne.

Połączenie pompy ciepła z fotowoltaiką dla niezależności energetycznej

Aby jeszcze bardziej zwiększyć efektywność pracy instalacji grzewczej z pompą ciepła i osiągnąć niezależność energetyczną, inwestorzy mogą także rozważyć połączenie jej z systemem fotowoltaicznym. Panele fotowoltaiczne przekształcają energię słoneczną w prąd, który można wykorzystać do zasilania pompy ciepła oraz innych urządzeń w domu. Taki układ pozwala na wykorzystanie darmowego źródła energii słonecznej do napędzania systemu grzewczego i chłodzącego, dając większą niezależność energetyczną i redukując koszty eksploatacji.

Dofinansowania z programów Mój Prąd i Czyste Powietrze

Inwestorzy zainteresowani instalacją gruntowej pompy ciepła mogą skorzystać z dostępnych programów wsparcia. Rządowy program „Mój Prąd” oferuje możliwość uzyskania dotacji na zakup i montaż instalacji fotowoltaicznych, które, jak już wspomnieliśmy, mogą być doskonałym uzupełnieniem dla pompy ciepła. Natomiast program „Czyste Powietrze” wspiera modernizację budynków pod kątem efektywności energetycznej, w tym także instalację pomp ciepła. Dofinansowania te mogą znacząco obniżyć początkowe koszty inwestycji i przyspieszyć zwrot poniesionych nakładów.

Dla obydwu powyższych programów można skorzystać również z ulgi termomodernizacyjnej, a nowe budownictwo wspiera program „Moje ciepło”.

Bez wątpienia więc inwestycja w gruntową pompę ciepła w połączeniu z energią słoneczną może przynieść znaczne oszczędności na rachunkach za prąd, a także dać niezależność energetyczną.

Niemniej jednak należy również uwzględnić pewne wady, takie jak wysokie koszty początkowe, wymagania przestrzenne oraz konieczność dostosowywania do lokalnych warunków. Przed podjęciem decyzji o instalacji gruntowej pompy ciepła zaleca się dokładną analizę indywidualnych potrzeb i warunków, najlepiej w porozumieniu z ekspertami OZE w dziedzinie technologii pomp ciepła. Dokładna analiza sytuacji pozwoli ocenić szacowany okres zwrotu z inwestycji i pokaże, na ile jest to faktycznie rozwiązanie opłacalne. Patrząc jednak na panujące wokół uwarunkowania klimatyczne oraz rosnącą popularność pomp ciepła, to z całą pewnością warto przyjrzeć się bliżej tematowi i rozpatrzeć opcję montażu tego typu systemu we własnym domu.