-  w 2022

Energia geotermalna – gruntowe pompy ciepła

Energia geotermalna – gruntowe pompy ciepła

author box img

Piotr Dunas

Zaktualizowano: 31 maja 2021 31.05.2021 Czas lektury: 5min

Ponad 21749 Sprzedawców Pomp Ciepła blisko Ciebie

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).

NIBE - systemy z pompami ciepła

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.

Gruntowa pompa ciepła

Więcej o gruntowej pompie ciepła: Gruntowe pompy ciepła – energia z wnętrza ziemi

Instalacja geotermalna – klasyfikacja

Instalację geotermalną można podzielić zgodnie ze schematem:

Instalacja geotermalna – klasyfikacja Studnia zasilająca i studnia zrzutowa

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;
Pobór energii za pomocą kolektorów pionowych
  • 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.
Pobór energii – kolektory poziome

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.

Pompy ciepła – ogrzewanie i chłodzenie

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

Dodano: 15 grudnia 2020 Zaktualizowano: 31 maja 2021

Jak oceniasz ten poradnik?

Dziękujemy za Twoją opinię!

Twoja opinia pozwala nam tworzyć lepsze treści

Co moglibyśmy poprawić lub dodać?
Jak działa Oferteo?
Odpowiedz na kilka pytań

Powiedz nam czego potrzebujesz, abyśmy dostarczyli Ci właściwe oferty

Otrzymaj oferty

Poznaj dopasowane oferty specjalistów z Twojej okolicy

Wybierz najlepszą

Porównaj oferty i zadawaj pytania, bezpłatnie i niezobowiązująco