Gruntowa pompa ciepła to najbardziej zaawansowane technicznie rozwiązanie tego typu i pochłaniające najwięcej kosztów początkowych. Jednak w dłuższym okresie jest to inwestycja ze wszech miar opłacalna i dość szybko się zwraca. Jest tania w eksploatacji i może działać bezobsługowo nawet przez kilkadziesiąt lat. Dla kogo jest przeznaczona gruntowa pompa ciepła?

Rodzaje gruntowych pomp ciepła

System grzewczy, bazujący na pompie ciepła, umownie dzieli się na trzy części:

• Źródło dolne – źródło, z którego pobierane jest ciepło (w tym wypadku grunt)
• Źródło górne – oddające ciepło do pomieszczeń wewnątrz domu
• Pompa ciepła, obsługująca przepływ ciepła pomiędzy dwoma źródłami.

Sama pompa nie wytwarza ciepła, jest jedynie jego przekaźnikiem. Ilość pozyskanego ciepła nie zależy zatem jedynie od mocy pompy. Najważniejsze jest odpowiednio wydajne źródło dolne. Jeżeli pompa nie dostarcza odpowiedniej ilości ciepła, należy przede wszystkim poszerzyć instalację przy źródle dolnym. W przypadku pompy gruntowej można to przeprowadzić np. wykonując dodatkowe odwierty.

Wykonuje się dwa rodzaje instalacji gruntowych pomp ciepła:

• Kolektor pionowy – to określona liczba odwiertów pionowych, nawet do 100 i więcej metrów w głąb, w których umieszcza się rury, wypełnione niezamarzającą cieczą (zwykle glikolem). Wybór takiego rozwiązania wiąże się z koniecznością uzyskania pozwolenia. Należy sporządzić projekt robót geologicznych w przypadku, jeżeli instalacja ma być wykonana na obszarze górniczym lub poza nim, o ile odwierty mają być głębsze niż 30 metrów. Projekt zgłasza się staroście właściwego powiatu. Jeżeli nie będzie sprzeciwu w ciągu 30 dni od zgłoszenia, można przystąpić do wykonywania odwiertów (podstawa prawna – Ustawa z dnia 9 czerwca 2011 r., Prawo geologiczne i górnicze).

Wprawdzie wykonanie odwiertów pionowych jest dość kosztowne i wymaga użycia wysoko wyspecjalizowanego sprzętu i kwalifikacji, jednak można to zrobić nawet na bardzo niewielkiej działce, ponadto powierzchnię nad odwiertami można zagospodarować (utwardzić, zabudować). W odwiertach umieszcza się rury z płynem niezamarzającym, a po ich wprowadzeniu wolną przestrzeń wypełnia się specjalną mieszanką. Płyn odbiera ciepło z gruntu, poprzez wymiennik przesyła je do pompy, która odpowiednio je rozprowadza, następnie płyn schładza się i powraca do rur

• Kolektor poziomy stanowi wężownica z rur, w których znajduje się niezamarzająca ciecz. Wężownica ułożona jest w wykopie o głębokości około 1,5 metra. Krążąca ciecz odbiera ciepło z gruntu i poprzez wymiennik ciepła przekazuje je do pompy, po czym schłodzona ciecz powraca do rur i cykl zaczyna się od początku. Gęstość ułożenia rur zależy od stopnia wilgotności gruntu; im bardziej jest on nawodniony, tym większa jest jego wydajność energetyczna. A im większa jest ta wydajność, tym gęściej można ułożyć rury wężownicy. Gęstość ułożenia nie ma wpływu na zwiększenie wydajności dolnego źródła.

Kolektor poziomy, choć tańszy w instalacji i równie wydajny, jak pionowy, ma jednak zasadniczy mankament – wymaga dużej działki. Co więcej, miejsca usytuowania kolektora nie można zagospodarować (wyłożyć kostką brukową, obsadzić wysokimi drzewami ani zabudować), ponieważ utrudniłoby to operowanie promieniom słonecznym i wnikanie wody w grunt, co mogłoby uniemożliwić odnowienie się zasobów ciepła.

Zastosowania gruntowych pomp ciepła

Podstawową funkcją pompy ciepła jest ogrzewanie. W systemie grzewczym z gruntową pompą ciepła przygotowywana jest również ciepła woda użytkowa (cwu). Niektórzy dystrybutorzy stosują politykę przekonywania do instalacji dodatkowej, osobnej pompy powietrznej o niewielkiej mocy, przeznaczonej tylko do cwu. Nie wydaje się to jednak uzasadnione ekonomicznie, bowiem urządzenia powietrzne są na ogół mniej wydajne niż gruntowe, a poza tym pompa, przeznaczona wyłącznie do grzania wody, musiałaby być umieszczona wewnątrz budynku. Wówczas czerpałaby powietrze ogrzane pompą gruntową, a to jest raczej mało sensowne. Warto zatem przed zainstalowaniem gruntowej pompy ciepła poinformować firmę instalującą o planowanym przeznaczeniu urządzenia. Na tej podstawie zostaną dokonane pomiary, obliczenia i będzie można zadecydować o mocy urządzenia i wielkości dolnego źródła. Doradztwo takie świadczy nieodpłatnie wiele firm instalujących gruntowe pompy ciepła w Olsztynie, jak również sprzedających gruntowe pompy ciepła w Gdańsku i okolicach.

Podsumowując: mając na uwadze budowę systemu grzewczego, bazującego na gruntowej pompie ciepła, inwestor powinien dysponować działką budowlaną. Dla pompy gruntowej pionowej wystarczy działka o niewielkiej powierzchni, choć koszty wykonania instalacji są wyższe – drogie są przede wszystkim odwierty. W wielu wypadkach niezbędne jest też uzyskanie aprobaty starosty powiatu. Natomiast dla pompy gruntowej poziomej działka powinna być odpowiednio duża, a miejsce wkopania kolektora jest praktycznie wyłączone z eksploatacji. Jest to jednak rozwiązanie tańsze pod względem instalacji i nie wymaga żadnych dodatkowych projektów ani pozwoleń.