Technologia pomp ciepła wykorzystywana jest głównie przez osoby budujące domy jednorodzinne – prywatnych inwestorów. W niektórych krajach Europy i Stanach Zjednoczonych powstają placówki użyteczności publicznej czy duże inwestycje mieszkaniowe wykorzystujące ogrzewanie z ziemi. W Szwecji, Niemczech i innych krajach państwo wspiera inwestycje w ogrzewanie z ziemi, a liczba takich realizacji stale rośnie.
Technologia do niedawna była dostępna jedynie dla mieszkańców krajów, w których aktywność geotermiczna sprzyja rozwijaniu tego rozwiązania, jednak od kilku lat zyskuje popularność również w Polsce.
Pompa ciepła. Krótka charakterystyka
Rozważanie tego, jak działa ogrzewanie z ziemi sprowadza się do zrozumienia mechaniki działania pompy ciepła. Pompa jest sercem instalacji, urządzeniem, które czerpie energię z ziemi i zamienia ją na energię grzewczą. Elementy konstrukcyjne instalacji są umieszczone pod ziemią – w głębokich odwiertach lub płytko, powierzchniowo.
Głębokość odwiertów i ich liczba są różne i uzależnione od:
- rodzaju inwestycji – inaczej projektuje się ogrzewanie w domach jednorodzinnych, a inaczej w wielkopowierzchniowych instytucjach użyteczności publicznej;
- wielkości powierzchni, którą należy ogrzać – im większa powierzchnia domu, tym istotniejsze jest dopasowanie technologii do potrzeb użytkowników;
- charakteru działki budowlanej – jej ukształtowania, aktywności termicznej, położenia geograficznego czy nasłonecznienia.
Przyjmuje się, że wydajniejszą metodą jest wykonanie mniejszej liczby, ale głębszych odwiertów. Możliwe jest odstąpienie od odwiertów na rzecz umieszczenia płytko pod ziemią przewodów przechwytujących energię.
Ziemia – naturalny akumulator
Sondy umieszczone pod ziemią czerpią z niej energię, jak z akumulatora. Do magazynowania energii dochodzi przez cały rok.
W klimacie umiarkowanym, nawet zimą, poniżej linii zamarzania gruntu występuje temperatura dodatnia. Technologia pompy ciepła pobiera ją, a następnie zamienia ciepło niskotemperaturowe w wysokotemperaturowe, które ogrzewa grzejniki (w tym typie ogrzewania stosuje się grzejniki przewymiarowane), zasila ogrzewanie podłogowe czy klimakonwektory.
Najniższą wartością temperatury, którą przyjmuje się roboczo do obliczenia sprawności pompy, jest temperatura zero stopni Celsjusza, jednak w praktyce dzięki wydajnej pompie nawet temperaturę niższą: minus 1, 2 stopnie można zamienić na temperaturę do około 50 stopni.
Moc pompy wyraża się porównując parametr COP – związany ze sprawnością urządzenia. Wartość COP równa 5 oznacza, że z jednego kilowata (kW) mocy elektrycznej po przetworzeniu przez pompę otrzymujemy 5 kW energii grzewczej. W zależności od rodzaju pompy średnia wartość COP wynosi 8-10.
Ogrzewanie z ziemi – ekonomiczny wybór czy tylko wydatki
Odpowiedź na pytanie o to jak działa ogrzewanie z ziemi jest prosta. Jeszcze prostsza jest kalkulacja opłacalności tego rozwiązania. Koszt samej pompy oraz jej instalacji wraz z zapewnieniem technologii odbioru ciepła z ziemi (odwiertów lub przewodów umieszczonych płytko pod ziemią) jest szacunkowo dwukrotnie większy niż koszt instalacji nowoczesnego, wysokowydajnego kotła gazowego. Wraz z długością czasu eksploatacji pompy ciepła koszty jednak maleją. Ogrzewanie z ziemi w długiej perspektywie jest znacząco tańsze i wygodniejsze niż instalacja kotła na paliwo stałe, a nawet kotła gazowego.
Decyzję należy podjąć w oparciu o możliwości finansowe i plany dotyczące inwestycji. Ogólnoeuropejski trend gospodarowania energią, sytuacja ekologiczna i monitoring wahania cen paliw skłania do poważnego rozważenia tej inwestycji kosztem metod tradycyjnych – mniej opłacalnych w długiej perspektywie.
Zobacz również Co to jest pompa ciepła?