Wybór pompy ciepła

(aktualizacja 2019)

Inwestor rozpatrując zastosowanie pomp ciepła do ogrzewania budynku powinien wziąć pod uwagę wiele elementów. Zauważyć trzeba, że sprawność energetyczna pomp ciepła zależy głównie od różnicy temperatur pomiędzy temperaturą źródła ciepła (powietrze, grunt, woda) a temperaturą zasilania układu co. Najwyższą sprawność mają generalnie pompy ciepła typu woda-woda dlatego, że woda gruntowa ma dość wysoką (ok. 8-10°C), niemal stałą temperaturę przez cały rok. Stąd jednym z najważniejszym elementów jest znajomość właściwości fizykochemicznych gruntu na terenie inwestycji. Ta wiedza determinuje bowiem wybór rodzaju pompy ciepła. Żeby sprawdzić właściwości gruntu, niezbędne są wiercenia. W najkorzystniejszej sytuacji są inwestorzy, którzy przewidują budowę studni, bo wówczas można uzyskać pełną wiedzę w zakresie właściwości geologicznych gruntu. Jeżeli są możliwości pozyskania wody gruntowej tzn. jeżeli występuje w wystarczającej ilości oraz jej skład nie zawiera składników nadmiernie agresywnych to wybór pompy typu woda-woda jest najbardziej racjonalny, tym bardziej, że koszt budowy dwóch studni (czerpalnej i zrzutowej) nie jest zbyt wysoki. Przeciwnicy tego rodzaju źródła ciepła dla pomp, podnoszą, że trudno zagwarantować stałą wydajność studni przez 20-30 lat, szczególnie jeśli w pobliżu prowadzone byłyby jakieś prace  zw. z gospodarką wodną np. budowa kolektorów burzowych itp. Tak samo trudno przewidzieć niezmienność składu chemicznego wody. Dużo zależy od położenia geograficzno – urbanistycznego. W Polsce woda jest najmniej popularnym rodzajem dolnego źródła ciepła. 

Jeżeli warunki występowania wody gruntowej nie pozwalają na zastosowanie pompy typu woda-woda to należy rozważyć instalację pompy typu solanka-woda. Wymaga ona ułożenia w gruncie rur w których płynie roztwór glikolu za pomocą którego pobiera się ciepło  z gruntu do pompy ciepła. Temperatura gruntu na pewnym poziomie jest też względnie stała i powyżej 0°C. Możliwe są dwa rodzaje konstrukcji źródła ciepła. Poziome - wtedy zakopuje się rury w ziemi na głębokości około 1,5 m. Powierzchnia zajmowana przez rury powinna wynosić ok. 2 do 3 razy więcej od powierzchni użytkowej domu i można ją obsadzić jedynie trawą, żeby nie blokować dopływu słońca i powietrza w celu zregenerowania się obniżonej temperatury gruntu. Dużą rolę odgrywa tu wilgotność gruntu, im większa, tym większa wydajność takiego źródła ciepła. Kolektor poziomy wymaga jednak sporej działki i jego budowa nie zawsze jest możliwa. Wtedy pozostaje kolektor pionowy czyli wiercenie i wprowadzanie rur na głębokość zwykle ok. 100 m. Powoduje to wysokie koszty inwestycyjne i konieczność uzyskania zgody na wiercenie. Zgody nie wymaga wiercenie do 30 m ale trzeba pamiętać, że do obliczeń długości rur w kolektorze nie bierze się pod uwagę pierwszych 10 m przechodzących przez strefę zamarzania, gdyż występują tam znaczne straty ciepła. Stosowanie płytkich wierceń wymaga więc większego metrażu rur (większej ilości odwiertów).

Żadnych nakładów inwestycyjnych na źródło ciepła nie wymagają pompy typu powietrze-woda. Jednak z powodu znacznych zmian temperatury powietrza, zmienia się także znacznie sprawność pomp ciepła i to odwrotnie do potrzeb. Zimą kiedy wydajność pompy ciepła potrzebna jest większa, to ona spada, a latem odwrotnie. Plusem jest za to fakt, że dolne źródło nie wymaga pomp tłoczących solankę lub wodę w obiegu źródła ciepła, co upraszcza instalację. Trwający postęp techniczny sprawia, że sprawność tych pomp ciągle wzrasta i są coraz powszechniej stosowane z uwagi na niższe koszty inwestycyjne. Pompy tego typu bardzo szybko zdobywają rynek w Polsce wzorem państw Skandynawskich i Szwajcarii.