Energia geotermalna – gruntowe pompy ciepła
Decydując się na źródło ciepła, jakim jest pompa ciepła, inwestor ma do wyboru urządzenie wykorzystujące energię zawartą w powietrzu zewnętrznym (powietrzna pompa ciepła), gruncie, wodzie gruntowej. Jest ona idealnym rozwiązaniem do współpracy z instalacją niskotemperaturową, gdzie proces dystrybucji ciepła odbywa się poprzez duże powierzchnie (podłogi, ściany). W Polsce coraz większą uwagą cieszą się systemy wykorzystujące ciepło zgromadzone w ziemi (do 31.12.2013 roku zainstalowano ich 25 000).
Pompa ciepła geotermalna – korzyści
Inwestorów przekonuje przede wszystkim:
- niski koszt eksploatacyjny;
- dostępność prawie dla każdego;
- nieograniczone właściwie zasoby źródła ciepła;
- brak emisyjności szkodliwych substancji do atmosfery;
- długa żywotność (50-100 lat);
- poczucie niezależności od cen energii na rynku.
Gdy masz w swoim domu pompę ciepła, koszty eksploatacyjne dotyczą jedynie energii elektrycznej koniecznej do działania sprężarki. Okazuje się, że stanowi ona zaledwie ¼ całkowitej wytworzonej energii, ¾ z niej to darmowa energia pochodząca z gruntu.
Więcej o gruntowej pompie ciepła: Gruntowe pompy ciepła – energia z wnętrza ziemi
Instalacja geotermalna – klasyfikacja
Instalację geotermalną można podzielić zgodnie ze schematem:
Instalacja geotermalna – system otwarty
System otwarty dotyczy wykorzystania ciepła wody gruntowej. W tym celu wykonywane są dwie studnie: zasilająca (którą pobierana jest energia) i zrzutowa (którą wtłaczana jest do gruntu woda już schłodzona). Jest to bardzo efektywny system, jednak może być kłopotliwy ze względu na panujące warunki hydrogeologiczne na danym obszarze oraz konieczność odpowiedniego umieszczenia względem siebie studzienek, co może dyskwalifikować niektóre działki budowlane.
Instalacja geotermalna – system zamknięty
System drugi – zamknięty – to instalacja oparta na pracy wodnego roztworu glikolu płynącego w polietylenowych (HDPE) rurach, niemającego jednocześnie bezpośredniej styczności z otoczeniem (są to tak zwane gruntowe pompy ciepła).
Rozróżnia się dwa sposoby poboru energii w tego typu systemie:
- za pomocą kolektorów pionowych, umieszczanych w odwiertach pionowych na głębokości 30-50 m, a nawet powyżej 100 m. Głębokość ta jest zależna od właściwości przekazywania energii gruntu na danym obszarze. Przy założeniu, że pompa ciepła pracuje przez 2400 godzin w ciągu roku, w przypadku gruntu kiepskiej przewodności (np. skały osadowe) uzyskamy 20 W/m, a w przypadku gruntu dobrej przewodności (np. skały lite) nawet 70 W/m. Należy również pamiętać o odpowiedniej odległości między kolektorami – minimum 6 m;
- przy wykorzystaniu kolektorów poziomych. Układane są poniżej strefy przemarzania gruntu, na głębokości ok. 150 cm. Powierzchnia, która będzie potrzebna do wykonania instalacji, jest zależna od właściwości gruntu. Średnio z 1 m2 powierzchni można uzyskiwać 20-40 W (dla gruntu wilgotnego, spoistego). Oprócz wodnego roztworu glikolu jako czynnika płynącego w rurach instalacji, stosuje się również system oparty na bezpośrednim odparowaniu (Caliane), w którym używa się czynnika chłodniczego R410A. Zapewnia on wyższą sprawność oraz możliwość ułożenia kolektora na dwóch warstwach, zmniejszając tym samym zapotrzebowanie na powierzchnię o połowę.
Gruntowe pompy ciepła to nie tylko grzanie
- chłodzenie pasywne – wykorzystujące naturalny ruch ciepła z ośrodka o większej temperaturze (budynek) do mniejszej (grunt), wspomagany pompami obiegowymi czynnika;
- chłodzenie aktywne – wykorzystujące pompę ciepła pracującą „w drugą stronę” (cyklu odwrotnym).
Korzystając z opcji chłodzenia, oprócz poprawienia komfortu cieplnego w upalne dni, wprowadzana do gruntu energia powoduje jej magazynowanie. Ta energia może być później wykorzystana, przez co wydajność pompy ciepła w okresie zimowym jest większa.
Pompa ciepła geotermalna – koszty
Na całkowity koszt przedsięwzięcia wpływ mają dwie składowe: koszt pompy ciepła oraz koszt instalacji dolnego źródła ciepła (kolektorów pionowych bądź poziomych).
Porównując wszystkie aspekty generujące koszty, jak konieczność budowy komina czy osobnego pomieszczenia w przypadku kotła gazowego bądź olejowego, koszt zakupu i montażu pompy ciepła jest do nich zbliżony. Natomiast koszt kolektorów może być zrekompensowany niższymi kosztami eksploatacyjnymi, w porównaniu do tradycyjnych źródeł ciepła.
Zobacz porównanie: Pompy ciepła czy gaz – czym najlepiej ogrzać dom?
Dobry projekt, uwzględniający właściwości gruntu, pozwala na wykonanie właściwej ilości odwiertów (w przypadku kolektorów pionowych) o odpowiedniej głębokości. Przekłada się to z kolei na najlepszą wydajność i najkorzystniejszą relację kosztów inwestycyjnych do eksploatacyjnych.
Przykładowy koszt inwestycyjny gruntowej pompy ciepła przedstawia poniższa tabela:
Dom jednorodzinny 150 m2 (150 m2 ˑ 40 W/m2 = 6 kW)
| Pompa ciepła | 25 000 zł |
| 2 odwierty o głębokości 70 m | 17 000 zł |
| Razem | 42 000 zł |
Koszty eksploatacyjne, jakie generują gruntowe pompy ciepła, sprowadzają się do opłacenia energii elektrycznej zużywanej przez sprężarkę. Dzięki temu zwrot kosztów inwestycyjnych jest widoczny już średnio po 3 latach.
Dom jednorodzinny 150 m2 (15000 kWh/rok) – ceny na lipiec 2014
| Ogrzewanie za pomocą pompy ciepła | 2100 zł/rok |
| Ogrzewanie za pomocą kotła olejowego | 8300 zł/rok |
| Ogrzewanie za pomocą kotła gazowego | 4400 zł/rok |
Ogrzewanie geotermalne – podsumowanie
Odnawialna energia geotermalna, którą wykorzystują gruntowe pompy ciepła, to propozycja warta rozważenia. Niskie koszty eksploatacyjne, wysoka wydajność, poszanowanie dla środowiska i maksymalna możliwość odcięcia się od niepewnych cen źródeł konwencjonalnych to tylko niektóre z zalet, jakie charakteryzują ten sposób ogrzewania.
Czytaj też: Odwierty pod pompy ciepła – cena, pozwolenie, zgłoszenie
Jak oceniasz ten poradnik?
Dziękujemy za Twoją opinię!Twoja opinia pozwala nam tworzyć lepsze treści
Więcej poradników o pompach ciepła
W dzisiejszych czasach ogrzewanie wiąże się (a przynajmniej powinno się wiązać) z jak najmniejszym stopniem ingerencji ze strony użytkownika. Bardzo ważne zatem jest, aby sprostać wymaganiom klientów. Stąd producenci związani z branżą grzewczą wyszli naprzeciw swoim użytkownikom, projektując i produkując wysoko wydajnościowe urządzenia grzewcze zwane pompami ciepła.
14.06.2022
Odwierty pod pompy ciepła to otwory, w których montowane są sondy gruntowe (elementy gruntowej pompy ciepła). Wiercenia pod pompy mogą być poziome lub pionowe. Ich wybór zależy od możliwości technicznych terenu, z którego będzie pobierane ciepło. Czy potrzebujesz pozwolenia na wykonanie wierceń? Jaka jest głębokość odwiertu dla gruntowej pompy ciepła? Przygotowaliśmy odpowiedzi na te pytania!
29.09.2022
Czy pompa ciepła i fotowoltaika to duet idealny? Połączenie tych dwóch technologii to energooszczędne i ekologiczne rozwiązanie, a cały system może działać całkowicie bezobsługowo. Dodatkowo pompa ciepła i fotowoltaika gwarantuje niski koszt eksploatacji, a brak konieczności budowania zbiorników i magazynów na paliwo może być kuszący dla inwestorów z niewielką działką. Ile kosztuje podłączenie pompy ciepła i fotowoltaiki? Czy fotowoltaika z pompą ciepła opłaca się w 2022 r.?
29.08.2022
Cena pompy ciepła i koszt montażu pompy zależy głównie od sposobu pozyskiwania ciepła. Gruntowe pompy ciepła mają najwyższą efektywność bez względu na porę roku, ale są też najdroższe. Cena powietrznej pompy ciepła jest niższa, jednak powietrze nie jest stabilnym nośnikiem ciepła. Sprawdziliśmy cennik powietrznych i gruntowych pomp ciepła w poszczególnych miastach w Polsce! Sprawdź cenę pomp ciepła w 2023 roku.
13.04.2023W dobie rosnących cen energii elektrycznej, a także utrudnionej dostępności paliw kopalnych wsparcie działań mających na celu wdrożenie efektywnych oraz energooszczędnych źródeł ciepła realizowane jest poprzez programy dotacyjne. Dopłaty te, obniżając koszt zakupu i montażu pompy ciepła stanowiącej alternatywę dla tradycyjnych systemów grzewczych, mają istotny wpływ na eskalację popularności tego rozwiązania, a tym samym stały przyrost osób zainteresowanych naszą ofertą.
07.10.2022
Za wyborem gruntowych pomp ciepła przemawia ich zdolność do efektywnej pracy w każdych warunkach pogodowych. Ziemia utrzymuje stałą temperaturę zarówno latem, jak i zimą. Zaletą pompy gruntowej jest również to, że dobrze współpracuje z panelami fotowoltaicznymi. Jakie jeszcze korzyści daje gruntowa pompa ciepła? Przekazujemy najważniejsze informacje o urządzeniu.
28.07.2022
