Gruntowe pompy ciepła

Ze względu na warunki klimatyczne panujące w naszym kraju, jedynie gruntowe pompy ciepła są w stanie samodzielnie, bez dodatkowego źródła ciepła, zapewnić całoroczne ogrzewanie budynku. Urządzenia te pozyskują energię z ziemi, wykorzystując do tego zasadę termodynamiki.

Gruntowa pompa ciepła (solanka/woda) pracuje stabilnie przez cały rok, bo pozyskuje stałą temperaturę (np. zero stopni) z gruntu i produkuje z tego ciepło. Urządzenie zasilane powietrzem pracuje w bardzo dużej rozpiętości temperatur na zewnątrz – od kilkunastu stopni do minus dwudziestu kilku. Wraz ze spadkiem temperatury na zewnątrz spada jej sprawność.

Pompa ciepła zasilana powietrzem pracuje w skali roku około 2 razy dłużej niż pompa ciepła gruntowa. Średnio pompa gruntowa pracuje od 2 do 2,5 tys. godz./rok, a powietrzna pompa ciepła od 4 do 5 tys. godzin. Wpływa to na żywotność sprężarki – najważniejszego elementu pompy ciepła – tłumaczy Marcin Krystoń, właściciel firmy Villa Värme.

Jeżeli chodzi o montaż gruntowej pompy ciepła, wiąże się on z wykonaniem prac ziemnych – wykopów na głębokość do 1,5 m i ułożeniem w nich rur w przypadku poziomego kolektora gruntowego lub odwiertów o przeciętnej głębokości do 100 m i zainstalowaniu w nich rur w przypadku pionowego kolektora gruntowego.

Wielkość wymiennika pionowego, co za tym idzie, także głębokość odwiertów, zawsze ściśle zależy od zapotrzebowania na ciepło budynku. Czyli im większe zapotrzebowanie na ciepło tym większy wymiennik ciepła.

Na moc grzewczą gruntowej pompy ciepła składają się dwa czynniki: moc chłodnicza, którą odbieramy z gruntu schładzając go i moc elektryczna, którą dostarczamy do sprężarki.

Jeżeli mamy pompę ciepła o mocy 10 kW, sprężarka pobiera około 2 kW więc musimy 8 kW odebrać z gruntu. Grunt ma swoją przewodność cieplną – 35 do 40 W z metra bieżącego odwiertu. Więc żeby uzyskać żądane 8 kW musimy wykonać odpowiednio głębokie otwory – wyjaśnia Marcin Krystoń.

W przypadku konieczności wykonania bardzo głębokiego odwiertu można podzielić go na kilka mniejszych.

Generalna zasada jest taka, że im głębiej tym lepiej. Od pewnej głębokości zaczyna się stabilna temperatura w gruncie, około 9 – 10ºC. Gdy dzielimy odwiert na kilka sekcji musimy wziąć pod uwagę tzw. strefę martwą, z której nie pozyskuje się ciepła lub jedynie niewielką ilość. Znajduje się ona przy gruncie więc większa ilość odwiertów to większa ilość martwych stref . Czasem to warunki geologiczne wymagają tego, aby wykonać więcej mniejszych odwiertów – wyjaśnia Marcin Krystoń.