Pompa ciepła gruntowa - najważniejsze informacje i koszty

Pompa ciepła gruntowa - działanie i budowa

Pompy ciepła to nowoczesne urządzenia grzewcze, które w przeciwieństwie do np. tradycyjnych kotłów paliwowych, nie wytwarzają ciepła same, a jedynie pobierają je z otoczenia - powietrza, wody lub ziemi. W zależności od tzw. dolnego źródła ciepła wyróżnia się:

• pompy ciepła powietrzne;
• pompy ciepła wodne;
• pompy ciepła gruntowe.

Gruntowe pompy ciepła pobierają energię z gruntu, przy pomocy wymiennika gruntowego (przewodu cieplnego) odpowiednio zagłębionego pod powierzchnią ziemi lub w przygotowanych odwiertach w gruncie, czy skale macierzystej. Pozyskana w ten sposób energia może być wykorzystana na potrzeby centralnego ogrzewania, ciepłej wody użytkowej i chłodzenia. Pompy ciepła gruntowe, mimo pewnych różnic pomiędzy ich poszczególnymi modelami, zawsze zbudowane są z takich elementów, jak:

• górne źródło, jakim jest instalacja ogrzewania. Pompa ciepła jest urządzeniem niskotemperaturowym, stąd też najlepiej współpracuje z niskotemperaturowym ogrzewaniem płaszczyznowym (ogrzewaniem podłogowym, ścienne lub sufitowym);
• dolne źródło z kolektorem odbierającym ciepło z gruntu (kolektor może być poziomy lub pionowy, a o jego wyborze może decydować np. wielkość działki);
• sprężarka, która odgrywa kluczową rolę, to dzięki niej bowiem ciepło pozyskane z gruntu zostaje skumulowane i może służyć ogrzewaniu pomieszczeń w budynku (to, w jakim stopniu pompa ciepła wykorzystuje ciepło pozyskane z otoczenia wskazuje współczynnik COP). Sprężarka w dużej mierze odpowiada również za ilość pobranego przez pompę ciepła prądu i jej pracę;
• zawór rozprężny, który ma za zadanie obniżenie ciśnienia czynnika do poziomu przy którym nastąpi jego całkowite odparowanie;
• wymiennik ciepła (skraplacz), pobierający ciepło z obiegu wewnętrznego pompy, a następnie dostarczający je do obiegu górnego źródła, czyli instalacji grzewczej.

Gruntowa pompa ciepła, dzięki wykorzystaniu odpowiednich procesów termodynamicznych jest w stanie przetworzyć energię pierwotną i następnie dostarczyć ją do instalacji grzewczej zgodnie z zapotrzebowaniem jej właściciela. Konieczne jest jednak korzystanie z dodatkowego zasilania (najczęściej prądem). W ten sposób można więc korzystać z energii z gruntu, która jest darmowa, a płacić wyłącznie za jej transport.

Pompa ciepła gruntowa to najwyższy możliwy komfort cieplny i oszczędność

Pompy ciepła gruntowe to doskonałe rozwiązanie w strefie klimatu umiarkowanego i chłodnego, które nie tylko cechuje się najwyższym możliwym komfortem cieplnym (zwłaszcza w połączeniu z ogrzewaniem podłogowym), ale także trwałością, niezawodnością nawet w warunkach najzimniejszego klimatu oraz niskim zużyciem prądu:

Roczny koszt przygotowania c.w.u. dla rodziny 4-osobowej i ogrzewania pompą ciepła domu o powierzchni ogrzewanej 150 m2, w standardzie WT 2017 i EU=80 kWh/m2rok) z dopłatami do paliw i energii 2022/2023, z fotowoltaiką. Opracowanie enerad.pl na podstawie: POBE

Koszty te można jednak dodatkowo obniżyć uzupełniając pompę ciepła gruntową o panele fotowoltaiczne, które dostarczać będą darmową energię do jej zasilania:

Roczny koszt przygotowania c.w.u. dla rodziny 4-osobowej i ogrzewania pompą ciepła domu o powierzchni ogrzewanej 150 m2, w standardzie WT 2017 i EU=80 kWh/m2rok) z dopłatami do paliw i energii 2022/2023, z fotowoltaika. Opracowanie enerad.pl na podstawie: POBE

Dzięki takiemu połączeniu można nie tylko dbać o środowisko naturalne, ale również uniezależnić się od podwyżek cen prądu. Jeśli inwestor zdecyduje się na połączenie fotowoltaiki z pompą ciepła już na etapie projektowania domu, to będzie mógł zmniejszyć również wydatki związane z jego budową o kotłownię, skład opału oraz całą infrastrukturę związaną z gromadzeniem i przetwarzaniem tradycyjnych paliw. Ponadto koszt pompy ciepła gruntowej można dodatkowo obniżyć korzystając z dotacji OZE.

Pompa ciepła gruntowa - dla kogo to dobre rozwiązanie?

Gruntowa pompa ciepła jest idealnym rozwiązaniem dla tych wszystkich, którzy szukają komfortowego i taniego w eksploatacji ogrzewania. Dzięki wykorzystaniu energii odnawialnej w postaci ciepła zgromadzonego w gruncie, pompa wymaga tylko niewielkiej ilości energii elektrycznej dla zasilania sprężarki (pompy ciepła należą do urządzeń grzewczych o najwyższej efektywności energetycznej). Jednocześnie, urządzenia te są przyjazne dla środowiska naturalnego i bezpieczne w użytkowaniu. Pompy ciepła gruntowe mogą być zastosowane do:

• ogrzewania budynku;
• przygotowania c.w.u.;
• podgrzewania wody basenowej;
• stałego lub okresowego chłodzenia pomieszczeń.

Ponadto pompa ciepła jest urządzeniem, które nie emituje zanieczyszczeń oraz jest wysoce bezobsługowa, cicha w pracy i wygodna w codziennym użytkowaniu. Pompa ciepła gruntowa zapewnia w naszym klimacie o wiele niższy koszt ogrzewania niż konwencjonalne urządzenia grzewcze, takie jak piec olejowy, czy gazowy. Decydujący wpływ na efektywne działanie gruntowej pompy ciepła ma prawidłowo zaprojektowany i wykonany wymiennik ciepła, który wymaga dość skomplikowanych prac gruntowych.

Wiele osób obawia się zatem tego, że inwestycja może okazać się zbyt dużym wyzwaniem, a ich działka może nie spełniać określonych wymogów. Wbrew pozorom jednak, nie potrzeba kilku hektarów ziemi, do tego, aby zainstalować pompę ciepła gruntową. Ponieważ nawet niewielkich rozmiarów ogród może stanowić doskonałą bazą pod planowaną inwestycję. W zależności bowiem od rodzaju wymiennika, pod gruntową pompę ciepła sprawdzić może się zarówno mniejsza, jak i większa działka budowlana.

Czy pompa ciepła gruntowa sprawdzi się w polskim klimacie?

Wiele osób, które chcą zainstalować pompę ciepła zastanawia się, jaki rodzaj pompy ciepła wybrać. Czy lepsza w ich przypadku będzie pompa ciepła powietrzna, czy może gruntowa? W dużej mierze zależy to od tego, jakim budżetem dysponują oraz od strefy klimatycznej, w której urządzenie to ma pracować. Znacznie tańsze i łatwiejsze w zainstalowaniu są powietrzne pompy ciepła. Należy od razu podkreślić, że wysoki koszt gruntowych pomp ciepła nie wynika wcale z ceny samego urządzenia, ale z całościowych kosztów takiej inwestycji, które związane są z zainstalowaniem wymiennika pionowego lub poziomego.

Są jednak miejsca, w których sprawdzają się one znacznie lepiej niż ich powietrzne odpowiedniki. Mowa tu o chłodniejszych strefach klimatycznych, czy terenach podgórskich i górskich. Dotyczy to również większych obiektów, takich jak szkoły, przedszkola czy obiekty sportowe. Co ważne, pompy ciepła gruntowe mają w naszym klimacie ogromną zaletę w postaci stabilnej temperatury źródła dolnego, a tym samym łatwych do przewidzenia warunków pracy. Temperatura powietrza w Polsce zmienia się bowiem diametralnie, nie tylko w ciągu roku (od nawet -25°C zimą, do +35°C latem), ale także w ciągu doby (wiosną czy jesienią wahania temperatury mogą wynosić nawet kilkanaście stopni).

Czerpanie ciepła z gruntu jest natomiast znacznie korzystniejsze. Dlaczego? Ponieważ na pewnej głębokości pod powierzchnią ziemi, nazywanej głębokością przemarzania, temperatura nie spada już poniżej 0°C. Nasz kraj podzielony jest na cztery strefy, w których ta głębokość wynosi od 0,8 m (w strefie) do 1,4 m (w strefie IV):

źródło: debowski.info

Oczywiście, miejscowa temperatura gruntu może różnić się od przedstawionych wartości (ich przyczyną może być silny wiatr, który bardziej chłodzi ziemię). Jednak, na głębokości większej niż 1,5 m, grunt ma zawsze dodatnią temperaturę, a poniżej 10 metrów utrzymuje się ona zawsze w granicach 10°C. Stabilniejsza od powietrze temperatura gruntu sprawia, że gruntowa pompa ciepła nie musi pracować w szerokim zakresie temperatury parownika, co ma wpływ na koszt jej podzespołów, które mogą być tańsze niż pompy powietrznej o dobrych parametrach. Pompy ciepła gruntowe są prawie całkowicie odporne na zmieniające się warunki zewnętrzne, co sprawia, że przez cały czas pracują na swojej maksymalnej sprawności i cieszą się dużym zainteresowaniem inwestorów.

Pompa ciepła gruntowe - jak wybrać jej dolne źródło?

Gruntowa pompa ciepła wykorzystywać może różne źródła dolne, a wybór tego najlepszego, zależy przede wszystkim od warunków panujących na działce. Chodzi tu przede wszystkim o jej wielkość, akceptowalny rozmiar prac ziemnych oraz rodzaj gruntu. Ostateczny jednak wybór urządzenia najlepiej jest podjąć po ocenie fachowca, który wskaże optymalne rozwiązanie, wykorzystując do tego profesjonalny sprzęt do dokonywania pomiarów przewodności i pojemności cieplnej gruntu. Najczęściej montowane są:

• pompy ciepła gruntowe z wymiennikiem poziomym;
• pompy ciepła gruntowe z wymiennikiem pionowym.

Gruntowa pompa ciepła z wymiennikiem poziomym

Pompa ciepła gruntowa pozioma jest rozwiązaniem znacznie tańszym od pompy ciepła gruntowej pionowej, jednak warunkiem koniecznym do jej zainstalowania jest sporych rozmiarów działka z odpowiednio zagospodarowaną przestrzenią (najlepiej, aby była ona wolna od zabudowań i innych elementów, które mogłyby spowodować zaciemnianie działki). Gruntowe pompy ciepła z wymiennikiem poziomym zdecydowanie najlepiej sprawdzają się na obszarach wiejskich, gdzie jest jednak więcej miejsca.

Instalacja z wymiennikiem poziomym położona jest zdecydowanie płycej niż w przypadku wymiennika pionowego. W przypadku:

• kolektora ziemnego w systemie z bezpośrednim odparowaniem, miedziane rury z powłoką z tworzywa sztucznego, przebiegają blisko powierzchni ziemi. Wymiennik powierzchniowy bowiem w znacznym stopniu wykorzystuje energię słońca i wód opadowych. Ten rodzaj pompy lepiej sprawdzi się również na gruntach gliniastych i mocno nasączonych wodą powierzchniową;
• gruntowego kolektora poziomego wężownice z rur, które wypełnione są płynem niezamarzającym odbierają ciepło z gruntu, a następnie przez wymiennik ciepła, przekazują je pompie. Instalacja taka zakopana jest najczęściej na głębokości od 80 do 150 cm;
• kolektory poziome na dnie zbiornika wodnego, to również wężownice z rur, które ułożone są nie w gruncie, ale na dnie rzeki lub stawu. Taki układ charakteryzuje się dużą wydajnością energetyczną, ponieważ nośnikiem jest woda. Jednak, tego rodzaju instalacje wykonywane są najrzadziej, wymagają bowiem działki z odpowiednim zbiornikiem wodnym.

Jak montuje się gruntową pompę ciepła z wymiennikiem poziomym?

Na zainstalowanie kolektora poziomego niezbędne jest wygospodarowanie kilkuset metrów terenu (jest to zazwyczaj 2-3 krotność powierzchni ogrzewanej). Ważne jest żeby nie był on zabudowany i utwardzony (nie może się na nim znajdować chodnik, czy podjazd). Ponieważ zarówno promieniowanie słoneczne, jak i deszcz muszą trafiać na powierzchnię, pod którą znajdują się rury. W innym wypadku zasoby ciepła nie odnowią się pomiędzy sezonami. Dobrym rozwiązaniem może być również odprowadzanie w ten rejon wody z rynien lub ułożenie ponad kolektorem ziemnym drenażu rozsączającego przydomowej oczyszczalni ścieków. Ważne jest bowiem to, aby grunt był stale wilgotny i gliniasty (z piaszczystej gleby uzyskać można nawet trzy razy mniej ciepła).

Montaż kolektorów poziomych jest bardzo prosty w wykonaniu, ponieważ wymaga tylko wjazdu koparki do wyznaczonej do tego części działki. W przypadku gdy prace budowlane uniemożliwiają manewry ciężkim sprzętem, to wówczas wskazane jest, aby prace ziemne związane z wymiennikiem, wykonać jeszcze przed ich rozpoczęciem. Poziome wymienniki wykonuje się w dwóch konfiguracjach: spiralnym lub meandrycznym. Przy czym, to jaki ich rodzaj zostanie zainstalowany, zależy przede wszystkim od:

• ukształtowania terenu;
• obecności wód powierzchniowych;
• przebiegu instalacji podziemnych.

Drugą bardzo ważną kwestią są odstępy między rurami kolektora poziomego, dostosowane do rodzaju gruntu, z którego wynika jego zdolność do „regeneracji” (uzupełniania ciepła). Im powierzchnia gruntu jest dłużej zamarznięta, tym te odstępy powinny być większe. Nie powinny być one jednak mniejsze niż 0,4 m i większe niż 1,2 m. Na uwadze trzeba mieć również to, że nie rury, ale sam grunt jest źródłem ciepła. Tak więc, ich zbyt duże zagęszczenie nie spowoduje zwiększenia wydajności dolnego źródła, a może jedynie przynieść fatalne w konsekwencjach skutki. Ponieważ grunt wokół rur zamarznie, tworząc podziemną lodową tarczę, która może nie odmarznąć pomiędzy sezonami. Tak ważne jest zatem, aby instalację zaprojektowali i wykonali doświadczeni fachowcy.

Ponadto rury kolektora należy ułożyć poniżej strefy przemarzania gruntu, co będzie chronić wymiennik przed zamarzaniem w okresie zimy. Jeśli jednak na stosunkowo niewielkiej głębokości znajduje się akurat ciek wodny, to najlepszym wyjściem jest umieszczenie rur właśnie tam. Pozwoli to bowiem pompie ciepła gruntowej na osiągnięcie wyższego współczynnika wydajności COP.

Obliczanie powierzchni wymiennika poziomego gruntowej pompy ciepła

Moc z jaką wymiennik gruntowy poziomy przekazuje ciepło, zależy od rodzaju gleby, a dokładnie od jej wilgotności. W zależności od stopnia nasycenia wodą, która jest świetnym nośnikiem ciepła, do obliczenia powierzchni wymiennika poziomego przyjmuje się następujące wartości wydajności cieplnej gruntu Qg (dla rur polietylenowych):

• piaszczysty suchy - 10 W/m²;
• piaszczysty wilgotny - 15-20 W/m²;
• gliniasty suchy - 20-25 W/m²;
• gliniasty wilgotny - 25-30 W/m²;
• mokry (wodonośny) - 35-40 W/m².

Są to jedynie wartości orientacyjne, ponieważ trudno jest stwierdzić przed rozpoczęciem budowy, czy na całym obszarze przeznaczonym na wymiennik, grunt jest taki sam (bezpieczniej jest zatem przyjąć mniejszą wartość). Najlepsze właściwości ma grunt gliniasty mocno nasączony, którego 1 m2 ma wydajność 30 - 40 W/m2. Drugim ważnym czynnikiem jest czas pracy gruntowej pompy ciepła:

Powyższe wartości opracowane zostały przez Związek Inżynierów Niemieckich (wytyczna VDI 4640). Jednak z powodu znacznie chłodniejszego klimatu, który panuje w Polsce, lepiej jest przyjąć, że w naszych warunkach czas pracy pompy będzie dłuższy, a więc wyniesie 2.400 h/rok. I tak w przypadku pompy o mocy 10 kW i współczynniku COP 4, pobierane jest z sieci 2,5 kW natomiast pozostałe 7,5 kW z gruntu (10 kW : 4 = 2,5 kW). Przy założeniu, że grunt da nam 15 W/m², na kolektor poziomy trzeba by było przeznaczyć aż 500 m² działki (7500 W : 15 W/m² = 500 m²).

Biorąc pod uwagę to, że działka nie może być wyłożona kostką i nie mogą rosnąć na niej krzaki i drzewa, to naprawdę całkiem sporo. Ponadto, w przypadku gruntu wodonośnego wymiennik mógłby być o blisko połowę mniejszy. Jak widać, w takiej sytuacji, bardziej efektywnym rozwiązaniem będzie umieszczenie kolektora pionowego.

Gruntowa pompa ciepła z wymiennikiem pionowym

Zainstalowanie kolektora pionowego jest znacznie trudniejsze niż w przypadku prac związanych z montażem kolektora poziomego. Pompa ciepła osiąga jednak wyższy współczynnik wydajności COP, gdy rury wymiennika umieszczone są w ziemi pionowo, w odwiertach o głębokości 40 - 100 m. Dlaczego? Ponieważ na głębokości poniżej 10 m temperatura gruntu wynosi przez cały rok więcej niż 10°C. Podczas miesięcy zimowych jest to zatem o kilka stopni więcej niż na głębokości 1,5 m, na której instalowane są wymienniki poziome. Ten rodzaj kolektora idealnie sprawdzi się zwłaszcza na działkach o niewielkich rozmiarach (wystarczy do tego zaledwie kilkadziesiąt metrów).

Ponadto, sporym udogodnieniem jest możliwość utwardzenia terenu znajdującego się nad odwiertami (można go nawet zabudować, stawiając wiatę czy garaż). W przypadku wykonania odwiertów pionowych, w odróżnieniu od kolektora poziomego, na zamieszkałej i zagospodarowanej posesji nie dochodzi do rujnacji tego co się tam już znajduje. Prowadzone prace ziemne są bowiem mało inwazyjne i po ich zakończeniu nie ma prawie śladu. Ponadto, dzisiejsza technologia wykonywania odwiertów praktycznie w stu procentach redukuje ryzyko jakichkolwiek usterek czy awarii.

Jak montuje się gruntową pompę ciepła z wymiennikiem pionowym?

Wykonanie tak głębokich odwiertów wiąże się jednak z wysokimi kosztami, na co wpływ ma rodzaj budowy geologicznej gruntu. Do ich wykonania niezbędny jest specjalny sprzęt do drążenia głębokich na kilkadziesiąt metrów otworów. Tego rodzaju prace są szczególnie trudne w kamienistym i skalistym gruncie, co oczywiście wiążę się ze wzrostem kosztów inwestycji. Przy gruntach miękkich odwierty, do których wprowadzane są pionowe odcinki rur polietylenowych, wykonywane się wiertnicą mechaniczną, metodą wiercenia obrotowego z płuczką, w przypadku gruntów twardych jest to metoda wiercenia obrotowo-udarowego z młotkiem dolnym.

Całą inwestycję poprzedza zawsze przeprowadzenie odwiertu próbnego, dzięki któremu możliwe jest zgromadzenie i przeanalizowanie niezbędnych informacji o pojemności cieplnej gruntu i jej budowie hydrogeologicznej. Po zebraniu potrzebnych danych i pozwoleń urzędowych, przechodzi się do projektowania odpowiednich odwiertów, ważne jest jednak, aby montaż pompy ciepła gruntowej z wymiennikiem pionowym zaplanować przed wystąpieniem ujemnych temperatur powietrza zewnętrznego (sprawdźcie: montaż pompy ciepła krok po kroku).

W wykonanych odwiertach umieszcza się następnie po jednej albo po dwie pary rur (sondy typu U lub podwójne U) wypełnione roztworem glikolu, który krążąc w nich odbiera ciepło od gruntu. Tworząca pętle rura biegnie w dół odwiertu, gdzie na dnie zawraca ku górze. Wprowadzenie tych sond geotermalnych do odwiertu ułatwia głowica, która wraz z nimi zostaje zalana mieszanką betonowo-cementową. Aby nie doprowadzić do eksploatacji dostępnych zasobów ciepła, a także zapewnić regenerację sond w okresie letnim to ważne, aby minimalna odległość między odwiertami wynosiła:

• 6 m dla długości sond < 70 m;
• 8 m dla długości sond 70-100 m;
• min. 8% głębokości odwiertu dla długości sond 100 m.

Jak oblicza się powierzchnię wymiennika pionowego gruntowej pompy ciepła

Na wydajność dolnego źródła wpływ ma m.in.

• wilgotność;
• udział pierwiastków mineralnych;
• udział pęcherzyków powietrza;
• jakość gruntu.

Najmniej korzystne parametry do odbioru ciepła ma przede wszystkim suchy i piaszczysty grunt, najlepsze zaś uzyskuje wymiennik ciepła umieszczony w strumieniu wody gruntowej. W przypadku sond geotermalnych oblicza się nie powierzchnię, ale łączną długość wymiennika składającego się zwykle z więcej niż jednej sondy. Aby mieć pewność, że wymiennik pionowy będzie działał prawidłowo konieczne jest zlecenie badanie gruntu. Wydajność cieplna zależy bowiem od jego rodzaju. Dla rur PE 80 wykonanych z polietylenu wynosi w przypadku gruntu:

• piaszczystego suchego - 10-12 W/m²;
• piaszczystego mokrego - 12-16 W/m²;
• średniogliniastego suchego - 16-18 W/m²;
• średniogliniastego mokrego - 19-21 W/m²;
• ciężkiego gliniastego suchego - 18-19 W/m²;
• ciężkiego gliniastego mokrego - 20-22 W/m²;
• mokrego(wodonośnego) - 25-30 W/m².

Łączna powierzchnia kolektorów poziomych lub długość pionowych, zależy od mocy chłodniczej oraz uzysku ciepła z dolnego źródła (jednostkowego poboru ciepła z gruntu). Przy czym, średni uzysk w przypadku odwiertów pionowych, przy zastosowaniu sond typu podwójne U (cztery rury w odwiercie), w których są zarówno warstwy suche, jak i wodonośne, wynosi ok. 50 W/m (uzysk ten rośnie wraz ze wzrostem gęstości i wilgotności gruntu). Tak więc, w przypadku pompy ciepła, rozpatrywanej wcześniej przy obliczeniu powierzchni wymiennika pionowego gruntowej pompy ciepła (o mocy chłodniczej 10,9 kW) potrzebne by były odwierty o łącznej długości 218 m (mogłyby to być np. cztery odwierty po 55 m.

Pompa ciepła gruntowa - funkcja chłodzenia pasywnego

Należy tu podkreślić, że przy odpowiednim doborze odwiertów, inwestor jest także w stanie używać pompy ciepła w układzie chłodzenia pasywnego nazywanego także chłodzeniem naturalnym (natural cooling, free-cooling), który jest ważną zaletą w gruntowych pompach ciepła z wymiennikiem pionowym. Warto podkreślić, że chłodzenie pasywne odbywa się bez uruchamiania sprężarki, co minimalizuje zużycie energii (pracuje tylko system sterowania oraz pompy obiegowe). Dzięki czemu, jest to najbardziej ekonomiczny sposób chłodzenia z pompą ciepła, który doskonale sprawdzi się w małych i średnich domach jednorodzinnych.

W przypadku chłodzenia pasywnego źródłem chłodu w instalacji jest sam grunt, którego temperatura nawet w najcieplejsze dni wynosi około 10°C. Stanowi to zatem doskonałą podstawę do pracy pompy ciepła nie tylko na potrzeby ogrzewania budynku, ale także podstawę do wykorzystania tego rzędu temperatury do jego chłodzenia latem. Do chłodzenia pasywnego najlepiej nadają się instalacje płaszczyznowe: sufitowa, ścienna i podłogowa.

Tak więc, jeśli mamy zamiar korzystać z tego rodzaju chłodzenia, to już wcześniej zwróćmy uwagę na to, czy pompa oferuje funkcję chłodzenia pasywnego w standardzie. Może bowiem okazać się że konieczne będzie dokupienie do niej dodatkowego modułu lub też producent pompy ciepła w ogóle nie przewiduje takiej funkcji. Wprawdzie da się technicznie uzyskać chłodzenie pasywne w każdej pompie typu solanka/woda, jednak zawsze wygodniej mieć wszystko fabrycznie przygotowane.

Czy potrzebne jest pozwolenie na montaż gruntowej pompy ciepła?

Jak widać, podejmując decyzję o wyborze źródła ciepła lub wymianie starego pieca na nowe, ekologiczne źródło ciepła, inwestor może wybierać pośród wielu rodzajów dostępnych pomp ciepła (wybór odpowiedniego urządzenia ułatwi Wam opracowany przez nas ranking pomp ciepła powietrze-woda). Zarówno powietrzne, jak i gruntowe pompy ciepła nie posiadają paleniska, w związku z tym, ich montaż nie narzuca inwestorom wymagań:

• przeciwpożarowych i wentylacyjnych;
• związanych z odprowadzaniem spalin, budową komina, czy koniecznością działania wentylacji mechanicznej (także okapów kuchennych), jak dla tradycyjnych kotłów z otwartą komorą spalania.

Wymogi dotyczące montażu pomp ciepła reguluje w Polsce kilka ustaw, w tym m.in. prawo budowlane, prawo ochrony środowiska, czy też przepisy związane z ochroną zabytków. Przy czym niektóre z nich mają związek z rodzajem źródła energii, którą wykorzystuje pompa ciepła (powietrze, woda i grunt). Jakie są zatem wymagania formalne związane z montażem pomp ciepła gruntowych? Zależy to od rodzaju wymiennika, i tak:

• instalacja wymiennika poziomego na własnym gruncie nie podlega regulacjom prawnym. Z obowiązku uzyskania pozwolenia zwolnione są indywidualne oczyszczalnie ścieków i przyłącza mediów wymagające wykonania podobnych prac ziemnych, jak przy montażu poziomego wymiennika gruntowego. W praktyce oznacza to, że również na to urządzenie może nie być wymagane pozwolenie. Jednak przed rozpoczęciem planowanych prac, najlepiej uzyskać na ten temat informacje w starostwie powiatowym (wystarczy zgłosić zamiar budowy i odczekać 30 dni na tak zwaną milczącą zgodę);
• inaczej jest natomiast w przypadku kolektora pionowego, ponieważ jego montaż związany jest z dużą ingerencją w podłoże działki. W wybranych więc przypadkach, wymaga dopilnowania formalności wynikających z przepisów ustawy z dnia 9 czerwca 2011 r. Prawo geologiczne i górnicze. Inwestor przy tego rodzaju inwestycji ma obowiązek przedstawić staroście plan robót geologicznych, do których może przystąpić jeśli w terminie 30 dni od złożenia projektu nie wniesie on sprzeciwu w drodze decyzji. Ponadto, wiercenia mogą być wykonywane wyłącznie przez osoby z odpowiednimi kwalifikacjami. Najpóźniej na dwa tygodnie przed zamierzonym terminem ich rozpoczęcia należy także zgłosić ten fakt właściwemu organowi administracji geologicznej, organowi nadzoru górniczego oraz prezydentowi, burmistrzowi lub wójtowi. Natomiast w terminie do 6 miesięcy od zakończenia prac, trzeba przekazać organowi administracji geologicznej „Dokumentację prac geologicznych wykonanych w celu wykorzystania ciepła ziemi”.

Co ważne, przy montażu gruntowych pompach ciepła istnieje możliwość wykorzystania potencjału zbiorników wodnych, studni, czy cieków powierzchniowych jako dolne źródło ciepła, które także podlegają przepisom prawa geologicznego i górniczego, a także przepisom ustawy z dnia 18 lipca 2001 r. Prawo wodne. Jeśli natomiast budynek położony jest w strefie ochrony konserwatorskiej, to wówczas trzeba liczyć się z dodatkowymi formalnościami związanymi z instalacją pompy (dotyczy to także montażu gruntowej pompy ciepła z wymiennikiem pionowym).

Pompa ciepła gruntowa - cena

Ile kosztuje gruntowa pompa ciepła? Ciężko jest odpowiedzieć na to pytanie jednoznacznie, to ile przyjdzie zapłacić nam za to ekologiczne urządzenie grzewcze w dużej mierze zależy od m.in.

• rodzaju wymiennika (poziomego lub pionowego);
• producenta pompy ciepła;
• parametrów jakimi charakteryzuje się pompa ciepła gruntowa (w tym współczynników COP i SCOP oraz mocy pompy ciepła);
• górnego źródła (czyli rodzaju ogrzewania domu);
• sposobu użytkowania wnętrz;
• liczby domowników;
• technologii, w jakiej wybudowany został dom;
• lokalizacji budynku i jego powierzchni:
  – koszt pompy ciepła do domu 70 m2;
  – koszt pompy ciepła do domu 100 m2,
  – koszt pompy ciepła do domu 120 m2;
  – koszt pompy ciepła do domu 150 m2;
  – koszt pompy ciepła do domu 200 m2.

Jak już wiemy wysoki koszt gruntowych pomp ciepła nie wynika z ceny samego urządzenia, ale z całościowych kosztów inwestycyjnych, które związane są z wymiennikiem poziomym lub pionowym. Cena pompy ciepła gruntowej wynosi obecnie 30.000 - 50.000 zł netto (w przypadku domu średniej wielkości o powierzchni 150 m²). Jednak to nie wszystko, albowiem na ostateczną cenę gruntowej pompy ciepła wpływ mają również koszty dodatkowe związane z:

• źródłem dolnym (cena kolektora poziomego to wydatek w wysokości ok. 15.000 zł, a w przypadku kolektora pionowego ok. 25.000-30.000 zł);
  montażem źródła dolnego (w przypadku kolektora poziomego jest to ok. 15.000 zł, więcej przyjdzie nam zapłacić za wykonanie odwiertu pionowego);
• elementami dodatkowymi (w tym m.in. elementami elektrycznymi i hydraulicznymi potrzebnymi w montażu, buforem dla pompy ciepła on/off, czy zbiornikiem wody użytkowej).

Tak więc, rzeczywisty koszt pompy ciepła dla domu jednorodzinnego o powierzchni w granicach 150 m², wraz z dodatkowymi niezbędnymi elementami, wynosić będzie ok. 70.000 - 100.000 zł. W przypadku budynków o większej powierzchni cena gruntowej pompy ciepła wraz z montażem będzie wyższa. Warto tu jednak podkreślić, że mimo tak dużych kosztów początkowych całej inwestycji można sporo zaoszczędzić, ponieważ za ogrzewanie gruntową pompą ciepła zapłacimy od dwóch do nawet czterech razy mniej niż w przypadku tradycyjnych źródeł energii.

Dofinansowanie do gruntowej pompy ciepła

W przypadku pompy ciepła gruntowej cena urządzenia z montażem to spory wydatek. Jednak koszt inwestycji można obniżyć i to znacznie korzystając z różnych form dofinansowań do pomp ciepła. Kwota dotacji może wynosić do nawet 100 proc. łącznych kosztów. Aby ułatwić Wam wybór odpowiedniego dofinansowania do pompy ciepła gruntowej zebraliśmy najpopularniejsze programy w jednym miejscu. Częściowe koszty inwestycji można pokryć korzystając z:

• programu Czyste Powietrze - maksymalne dofinansowanie do pompy ciepła gruntowej w “Czystym Powietrzu” wynosi 50.900 zł (musi to być gruntowa pompa ciepła o podwyższonej klasie efektywności energetycznej);
• programu Moje Ciepło - maksymalne dofinansowanie do pompy ciepła gruntowej w tym rządowym programie wynosi 21.000 zł (wnioski można składać na stronie https://gwd.nfosigw.gov.pl/).
• programu Ciepłe Mieszkanie - dotacja w tym przypadku wynosi od 30 do 95 proc. kosztów, w zależności od dochodu;
• programu Stop Smog - maksymalne dofinansowanie wynosi do 70 proc. kosztów, przy czym średni koszt w jednym budynku/lokalu nie może przekroczyć 53.000 zł;
• lokalnych programów antysmogowych czy Regionalnych Programów Operacyjnych - może to być np. nawet do 40.000 zł na gruntową pompę ciepła, ale nie więcej niż 2.000 zł/kW w przypadku Dotacji Warszawskiej;
• ulgi termomodernizacyjnej - maksymalny limit odliczeń to 53.000 zł na jednego właściciela.

Pompa ciepła gruntowa czy powietrzna - porównanie kosztów

Wybierając pompę ciepła należy wziąć pod uwagę wiele czynników. Trzeba nie tylko rozważyć cenę pompy ciepła, czy wydajność systemu, ale i dostępną przestrzeń. Pompa ciepła gruntowa to idealne rozwiązanie dla osób, które szukają komfortowego i taniego w eksploatacji ogrzewania. Często jednak na przeszkodzie takiej inwestycji stoi koszt gruntowej pompy ciepła, który może skutecznie zniechęcać potencjalnych inwestorów. Ma on również wpływ na popularność pomp ciepła gruntowych, która jest mniejsza niż ich powietrznych odpowiedników. Tylko w 2022 roku zamontowano 190.200 sztuk powietrznych pomp ciepła, a tylko 7.900 sztuk gruntowych pomp ciepła (prognoza PORT PC po trzech pierwszych kwartałach 2022 roku):

Liczba sprzedanych w Polsce pomp ciepła (solanka/woda i powietrze/woda) w latach 2012-2022. Źródło: opracowanie enerad.pl na podstawie PORT PC

Gruntowa pompa ciepła - cena urządzenia, jej montażu i eksploatacji (z wymiennikami pionowymi), w porównaniu z pompą ciepła powietrzną. Są to koszty orientacyjne) dla domu o powierzchni 150 m² z czwórką domowników:

Pompa ciepła gruntowa - jakie korzyści?

Pompa ciepła gruntowa to najwyższy możliwy komfort cieplny, szczególnie w połączeniu z ogrzewaniem płaszczyznowym. Wśród innych najważniejsze korzyści wynikających z użytkowania gruntowej pompy ciepła wymienić należy również:

• dbałość o środowisko - pompa ciepła gruntowa jest urządzeniem ekologicznym, ponieważ w miejscu jej eksploatacji nie powstają żadne spaliny;
• brak dodatkowych kosztów związanych z instalacją gazową, kotłownią, kominem, czy magazynem na opał;
• najniższe koszty związane z eksploatacją, w porównaniu do innych urządzeń grzewczych;
• możliwość uzyskania dofinansowania do gruntowej pompy ciepła z programu “Czyste powietrze”, “Moje Ciepło”, czy gminnych środków przeznaczonych na ten cel;
• możliwość montażu zarówno w budynku nowym, jak i tym poddanym modernizacji;
• możliwość skorzystania z ulgi termomodernizacyjnej lub kredytu na pompę ciepła;
• wygoda - odpowiednio dobrane urządzenie jest całkowicie bezobsługowe i nie wymagają dużych nakładów na przeglądy czy serwis;
• bezpieczeństwo - jest to najbezpieczniejszy sposób ogrzewania budynku (nie ma ryzyka zaczadzenia czy wybuchu);
  skuteczne chłodzenie pomieszczeń w budynku bardzo małym kosztem (tzw. chłodzenie pasywne w przypadku pomp gruntowych z pionowym gruntowym wymiennikiem ciepła);
• wzrost wartości budynku, w którym urządzenie to jest zamontowane (znacznie łatwiej jest bowiem sprzedać dom z niskimi kosztami utrzymania);
• niezawodność i trwałość - dolne źródło ciepła gruntowej pompy ciepła ma trwałość ponad 50 lat,a często nawet powyżej 80 lat;
• cicha praca - często pracują one znacznie ciszej od wielu innych urządzeń grzewczych lub sprzętów AGD znajdujących się w domu;
• szybki zwrot inwestycji - realny czas zwrotu poniesionych nakładów inwestycyjnych (w stosunku do kotłowni na gaz płynny, olej opałowy, czy ogrzewanie elektryczne) wynosi 7 - 10 lat.