Porównanie pomp ciepła gruntowych i powietrznych: efektywność i koszty eksploatacji

Gruntowa i powietrzna pompa ciepła - czym się różnią?

Pompa ciepła to urządzenie przenoszące ciepło z dolnego źródła, którym może być grunt, woda gruntowa lub powietrze, do instalacji grzewczej budynku. Proces ten odbywa się dzięki obiegowi chłodniczemu z czynnikiem niskowrzącym, który absorbuje energię cieplną w parowniku, a następnie, po sprężeniu, przekazuje ją do instalacji grzewczej. W pompach gruntowych dolnym źródłem jest grunt, natomiast w powietrznych - powietrze zewnętrzne.

Pompa gruntowa wymaga zastosowania wymiennika gruntowego - może to być kolektor poziomy (rury ułożone na głębokości ok. 1-2 m) lub wymiennik pionowy (odwierty o głębokości nawet do 100 m). W obiegu wymiennika krąży glikol, który odbiera ciepło z gruntu i przekazuje je do pompy. Pompy powietrzne z kolei pobierają energię bezpośrednio z powietrza zewnętrznego za pomocą jednostki zewnętrznej, wyposażonej w wentylator i parownik.

Efektywność energetyczna i warunki pracy

Efektywność pomp ciepła wyraża się współczynnikiem COP (Coefficient of Performance), który określa stosunek wytworzonego ciepła do zużytej energii elektrycznej. Wartość COP zależy od temperatury dolnego i górnego źródła ciepła oraz od parametrów pracy instalacji grzewczej.

• Pompy gruntowe charakteryzują się stabilnym dolnym źródłem o niewielkich wahaniach temperatury, zwykle w zakresie od 0 do 8°C, co przekłada się na wysoką i stałą efektywność przez cały sezon grzewczy. Dla ogrzewania podłogowego COP sezonowy (SCOP) może wynosić nawet 4,3-5, co oznacza znaczne oszczędności w eksploatacji.
• Pompy powietrzne działają w warunkach zmiennej temperatury powietrza zewnętrznego, która może się wahać od -20°C do +17°C. W niskich temperaturach sprawność tych urządzeń spada, co może skutkować koniecznością wspomagania grzałką elektryczną. Typowe wartości SCOP dla ogrzewania podłogowego mieszczą się w przedziale 4,0-4,5, a dla grzejników 3,0-3,5.

Chłodzenie pomieszczeń - dodatkowa funkcjonalność

Oba typy pomp ciepła oferują możliwość chłodzenia latem poprzez odwrócenie cyklu pracy. Pompy powietrzne aktywnie odprowadzają ciepło na zewnątrz, co pozwala efektywnie schłodzić wnętrza. W pompach gruntowych chłodzenie może być realizowane także pasywnie, wykorzystując niższą temperaturę gruntu do obniżenia temperatury wody obiegowej, co zmniejsza zużycie energii.

Co jeszcze warto wziąć pod uwagę przy wyborze pompy ciepła? Sprawdź: https://nadmorski24.pl/aktualnosci/65040-pompa-ciepla-jaka-wybrac-do-domu-jednorodzinnego

Koszty inwestycji i eksploatacji

Różnice kosztowe między pompą gruntową a powietrzną są znaczące i wynikają głównie z wymogów instalacyjnych.

• Instalacja pompy gruntowej wiąże się z wysokimi kosztami wykonania wymiennika gruntowego - kolektora poziomego lub odwiertów pionowych. Koszty te mogą stanowić od 40% do nawet 90% wartości całej inwestycji. Dodatkowo, instalacja wymaga większej powierzchni działki i spełnienia określonych warunków gruntowo-hydrogeologicznych oraz formalności, takich jak zgłoszenia czy projekty geologiczne.
• Pompy powietrzne są tańsze w zakupie i montażu, ponieważ nie wymagają wykonania dolnego źródła ciepła w gruncie. Ich instalacja jest mniej inwazyjna i może być zakończona w ciągu kilku dni, co stanowi istotną zaletę zwłaszcza przy ograniczonej przestrzeni działki.

Analizy symulacyjne dla przykładowego budynku o powierzchni 150 m² wskazują, że różnica w rocznych kosztach eksploatacji pomiędzy pompą gruntową a powietrzną wynosi około 250-300 zł na korzyść pompy gruntowej, jednak wyższe koszty inwestycji w system gruntowy wydłużają czas zwrotu nakładów.

Aspekty techniczne i wymagania instalacyjne

Pompy gruntowe wymagają wykonania systemu wymienników - kolektorów ułożonych w gruncie lub odwiertów, co wymaga specjalistycznej wiedzy i odpowiednich zezwoleń. Konieczne jest także uwzględnienie właściwej odległości od zabudowań, infrastruktury oraz innych odwiertów. Wymaga to starannego projektowania i wykonawstwa, by zapewnić trwałość i wydajność systemu.

Pompy powietrzne natomiast składają się z jednostki zewnętrznej i wewnętrznej. Montaż jest prostszy, ale przy wyborze należy uwzględnić hałas emitowany przez jednostkę zewnętrzną, który może wahać się od 40 do 70 dB. Odpowiednie usytuowanie i zabezpieczenie urządzenia może ograniczyć wpływ na komfort mieszkańców i sąsiadów.

Serwis i eksploatacja

Pompy gruntowe, choć bardziej złożone w instalacji, cechują się niską potrzebą konserwacji wymiennika, który jest praktycznie bezobsługowy i trwały przez kilkadziesiąt lat. Pompy powietrzne wymagają regularnych przeglądów jednostki zewnętrznej, odszraniania oraz kontroli drożności parownika. W przypadku modeli typu monoblok konieczne jest także opróżnianie instalacji z wody instalacyjnej na czas mrozów.

Nie masz pewności, czy warto zainwestować w pompę ciepła? Sprawdź, dlaczego to najlepsze rozwiązanie: https://weekendfm.pl/?n=115152&czy-pompa-ciepa-sie-opaca-7-powodow-dla-ktorych-warto-w-nia-zainwestowac

Warunki lokalne i indywidualne potrzeby - kryteria wyboru

Decyzja między pompą gruntową a powietrzną powinna uwzględniać zarówno warunki techniczne nieruchomości, jak i preferencje inwestora:

1. Dostępna powierzchnia działki - pompy gruntowe wymagają odpowiednio dużej i niezabudowanej powierzchni na wymiennik poziomy lub miejsca na odwierty pionowe. W przypadku ograniczonej przestrzeni, pompa powietrzna stanowi praktyczne rozwiązanie.
2. Warunki klimatyczne - w regionach o surowych zimach pompa gruntowa zapewni bardziej stabilną i efektywną pracę. W łagodniejszych obszarach pompy powietrzne znakomicie spełnią swoje zadanie.
3. Budżet inwestycyjny - niższe koszty początkowe oraz prostsza instalacja przemawiają za pompą powietrzną, podczas gdy inwestycja w gruntową pompę ciepła wymaga większych nakładów, ale może przynieść niższe koszty eksploatacyjne.
4. Rodzaj systemu grzewczego - pompy ciepła wykazują najwyższą efektywność w systemach niskotemperaturowych, takich jak ogrzewanie podłogowe. W przypadku starszych budynków z wysokotemperaturowymi grzejnikami, gruntowa pompa ciepła może być lepszym wyborem, choć często wymaga modernizacji instalacji.

Podsumowanie

Oba systemy pomp ciepła - gruntowy i powietrzny - to nowoczesne, ekologiczne i ekonomiczne źródła ciepła, które znacząco obniżają emisję CO₂ i zużycie energii w gospodarstwach domowych. Wybór konkretnego rozwiązania wymaga analizy warunków lokalnych, potrzeb użytkownika oraz możliwości finansowych.

Pompa gruntowa to rozwiązanie dla inwestorów dysponujących większym budżetem i przestrzenią, którzy cenią stabilność parametrów pracy i niskie koszty eksploatacyjne w długim okresie. Pompa powietrzna jest natomiast atrakcyjna dzięki niższym kosztom inwestycyjnym, łatwości montażu i uniwersalności zastosowań, szczególnie w mniejszych działkach i łagodniejszych klimatach.

Ostateczna decyzja powinna być podjęta po konsultacji z doświadczonym instalatorem, który uwzględni specyfikę budynku, warunki gruntowe oraz oczekiwania użytkowników. Warto również rozważyć integrację z instalacją fotowoltaiczną, co dodatkowo poprawi efektywność energetyczną i ekonomię eksploatacji.