Ciepło z gruntu - wybieramy geotermalną pompę ciepła

Naturalne zasoby - słońce, ziemia, powietrze czy woda mogą stać się źródłem energii potrzebnej do ogrzewania domu lub podgrzewania ciepłej wody. Gruntowe pompy ciepła są jednymi z najpopularniejszych urządzeń wykorzystujących OZE. Jaka jest ich zasada działania? Czym kierować się, wybierając konkretny model?

Zmienne warunki klimatyczne w naszym kraju mają zasadniczy wpływ na popularność pomp gruntowych. Zimą, gdy temperatury spadają poniżej zera, pompa gruntowa nie musi wspierać się grzałką, aby pobrać energię, tak jak ma to miejsce w przypadku pompy powietrznej. Temperatura zewnętrzna nie ma wpływu na temperaturę źródła, ponieważ praktycznie od głębokości 8 metrów a od 15 metrów stabilizuje się na poziomie 10ºC, co powoduje, że pompa gruntowa jest praktycznie niezależna od pogody.

Jak działa gruntowa pompa ciepła?

Pobór ciepła z gruntu w pompach geotermalnych następuje poprzez system wymienników poziomych lub pionowych. W sprzyjających warunkach można pobierać ciepło z warstw wodonośnych lub specjalnie przygotowanych studni. Nośnikiem ciepła jest zazwyczaj mieszanka glikolu z wodą, która w dodatniej temperaturze dociera do parownika.

Krążący w module termodynamicznym czynnik chłodzący ma specyficzne właściwości, ponieważ wrze w bardzo niskiej temperaturze i zmienia się w parę. Para pod ciśnieniem wydostaje się z parownika i dociera do sprężarki. Ten element pompy ciepła jest odpowiedzialny za sprężenie pary do wysokiego ciśnienia i podniesienie jej temperatury — wymaga do swojego działania niewielkiej ilości energii elektrycznej. Gaz dociera do skraplacza, za którego pośrednictwem ciepło jest oddawane do instalacji grzewczej. Następnie czynnik chłodniczy schładza się, skrapla i wraca do parownika. Cały proces powtarza się wielokrotnie. Rzadziej stosowane rozwiązanie to pompy bezpośredniego parowania, gdzie czynnik chłodniczy krąży także w kolektorach.

Co wziąć pod uwagę przy wyborze?

Współczynnik COP określający wydajność urządzenia jest jednym z najbardziej obiektywnych kryteriów wyboru pompy ciepła. Jest to stosunek ciepła użytkowego wyprodukowanego przez pompę do energii niezbędnej do jej wytworzenia.

- Wartości COP są podawane zawsze dla konkretnych parametrów dolnego źródła i wody grzejnej. Jeśli gruntowa pompa ciepła pobierając energię z gruntu o temperaturze 10°C i podgrzewając wodę do temperatury 35°C, wykorzystuje 1kW energii, aby wyprodukować 4,5 kW, wówczas COP wynosi 4,5 - tłumaczy Waldemar Matuszyński, Product Manager z firmy De Dietrich Technika Grzewcza.

Realna wydajność pompy ciepła będzie uzależniona od czynników związanych z samym budynkiem jak izolacja czy powierzchnia do ogrzania, a także od oczekiwanego komfortu cieplnego.

Poza wyborem konkretnego modelu podstawową decyzją, która musi podjąć inwestor, jest ta o rodzaju kolektora. Pompa ciepła może pobierć energię z gruntu przy pomocy kolektora poziomego lub pionowego. W przypadku kolektorów poziomych energia jest odzyskiwana z głębokości od 80 do 120 cm. W przypadku poboru pionowego kolektor znajduje się w odwiercie, który może mieć do 100 m głębokości. Przy poborze energii z wody gruntowej wykonuje się odwiert o głębokości od 5 do 10 m lub studnię.

Na kolektor poziomy decydują się osoby dysponujące ogrodem o ukształtowaniu terenu umożliwiającym montaż. Kolektor poziomy zwykle zajmuje od 120 nawet do 300% powierzchni, która ma być ogrzana. Kolektory można jednak kłaść jeden nad drugim, dzięki temu można zaoszczędzić przestrzeń. Z kolei kolektory pionowe montują właściciele niewielkich działek lub takich z nieregularnym ukształtowaniem terenu. Konieczność wykonania odwiertu zwiększa jednak koszt inwestycji.

Nowa pompa ciepła GSHP firmy De Dietrich

Niedawno w ofercie firmy De Dietrich pojawiły się nowe urządzenia — geotermalne, odwracalne pompy ciepła. W ofercie producenta dostępnych jest aż 9 modeli pomp GSHP, w zakresie mocy od 5 do 27 kW, bez podgrzewacza, ze zintegrowanym podgrzewaczem c.w.u. lub podgrzewaczem z możliwością wsparcia solarnego.

GSHP to urządzenie odwracalne, dzięki czemu gwarantuje komfort cieplny zarówno zimą, jak i latem. Jest w stanie zapewnić temperaturę zasilania c.o. do 65°C - sprawdzi się w przypadku modernizacji instalacji grzewczej.

Gruntowa pompa ciepła spełnia wymagania europejskich norm Ekoprojektu i Oznakowania energetycznego, osiągając efektywność aż do A+++ dla ogrzewania oraz A dla ciepłej wody użytkowej. Współczynnik efektywności COP przy temperaturze źródła 10°C wynosi do 5,6, co oznacza, że na 1 kW zużyty do produkcji energii, udaje się wytworzyć 5,6kW. Pompa GSHP może także sterować obiegiem c.w.u. Część modeli jest dostępna z podgrzewaczami o pojemności 200 litrów umieszczonymi w jednej kolumnie z pompą lub obok niej. Takie rozwiązanie w pełni zaspokoi potrzeby przeciętnej rodziny na ciepłą wodę. Wybierając podgrzewacz solarny w pakiecie z pompą ciepła, można połączyć wykorzystanie energii ziemi i energii słonecznej. Wszystkie podgrzewacze dostępne z pompami GSHP są powleczone emalią o dużej zawartości kwarcu i chronione przez system „Titan Activ”.

Urządzenie jest kompaktowe i ciche. Wersja bez podgrzewacza lub z podgrzewaczem umieszczonym pod pompą zajmuje 0,47 m² powierzchni podłogi. Pompa emituje hałas na poziomie 49 dB w odległości 1 metra.