Zanim zainstalujesz pompę ciepła

Ważne na początek

Chcąc uniknąć błędów i niepotrzebnych kosztów, decyzję o inwestycji w pompę ciepła należy uzgodnić z architektem już na etapie projektowania domu:

1. Ustalamy z nim rodzaj budynku i jego zapotrzebowanie na energię, a tym samym przegrody i ich izolacyjność oraz otwory i ich jakość.
2. Sprawdzamy, na jaki sposób pozyskiwania ciepła przez pompę pozwoli nasza działka – czy na wymiennik gruntowy poziomy, czy pionowy, a może będziemy mogli skorzystać tylko z pompy czerpiącej ciepło z powietrza?
3. Ustalamy, także z architektem, jakie będą w budynku instalacje grzewcze. Dla pomp ciepła najkorzystniejsze jest ogrzewanie podłogowe.
4. Przed wyborem pompy należy też określić, jakie funkcje ma ona spełniać. Na pewno ma zapewnić ogrzewanie, ale może również dostarczać ciepłą wodę, a latem też chłodzić. Ta decyzja powinna być starannie przemyślana.
5. Kolejny krok to ustalenie rodzaju wentylacji – warto wybrać mechaniczną z odzyskiem ciepła. Gdybyśmy jednak chcieli, aby pompa dostarczała latem chłód, to również należy uzgodnić z architektem, aby dostosować do tego wentylację.
6. Jeśli nie będziemy korzystać z kotła i wentylacji grawitacyjnej, wówczas nie ma potrzeby budowania kominów spalinowych i wentylacyjnych oraz kotłowni. Trzeba jednak przewidzieć miejsce na pompę i zasobnik ciepłej wody oraz rekuperator. Można je lokalizować w pomieszczeniach, które będą pełnić także inne funkcje gospodarcze.
7. W projekcie architektonicznym należy też przewidzieć przebieg kanałów wentylacyjnych i przejścia instalacji przez przegrody oraz szachty instalacyjne.

W porównaniu z innymi instalacjami i urządzeniami grzewczymi wydatki inwestycyjne na instalacje z pompami ciepła są dość wysokie, dlatego warto poszukiwać możliwości pozyskania tanich kredytów. Dla inwestorów indywidualnych najlepszą drogą poszukiwania środków na inwestycje jest doradztwo firm wykonawczych, które mają doświadczenie w budowie tego typu instalacji.

Całą inwestycję najlepiej powierzyć jednej firmie, która jest w stanie przedstawić wiarygodne referencje lub takiej, która ma rekomendacje wiodących producentów pomp ciepła. Nie zapominajmy, że instalacje to inwestycja na kilkadziesiąt lat.

Źródła ciepła

Górne źródło ciepła

W budynkach ogrzewanych za pomocą pompy ciepła instalacje ogrzewcze powinny być niskotemperaturowe, czyli w praktyce należy korzystać z ogrzewania podłogowego lub ściennego.

Oferowane obecnie niektóre grzejniki naścienne mogą z powodzeniem współpracować z instalacjami niskotemperaturowymi bez konieczności instalowania bardzo dużych powierzchni, ale instalacje takie mają małą bezwładność. W przypadku ogrzewania pompą ciepła duża bezwładność cieplna instalacji jest korzystna, gdyż pompa może pracować większą część czasu w okresach tańszej taryfy zasilania elektrycznego.

Dolne źródło ciepła

Do zasilania instalacji ogrzewających budynki jednorodzinne pompy czerpią ciepło z powietrza, gruntu lub wód gruntowych. Najwyższe sprawności pompy uzyskują pobierając ciepło z wody i gruntu. Wprawdzie pompy pobierające ciepło z powietrza uzyskują niższe sprawności pracy, ale takie instalacje są najtańsze w inwestycji, gdyż nie wymagają prac ziemnych.

1. Grunt. W Polsce ze względu na klimat najczęściej wykonuje się instalacje, które korzystają z ciepła gruntu poprzez kolektor gruntowy poziomy – spiralny lub płaski. Kolektor spiralny jest to przewód umieszczony w gruncie poniżej granicy przemarzania i prowadzony tak, aby tworzył wężownicę i tym samym miał odpowiednio dużą powierzchnię styku z gruntem.

Kolektory wykonuje się też za pomocą długich odcinków przewodów. W przewodzie krąży płyn niezamarzający (tzw. solanka) i ciepło z gruntu oddaje do obiegu pompy ciepła, a ta przekazuje je do instalacji c.o. w budynku.

Aby poziomy kolektor ziemny mógł dostarczyć wystarczającą ilość ciepła do ogrzania budynku, musi mieć odpowiednio dużą powierzchnię, która zależy od wilgotności i struktury gruntu. Im grunt jest wilgotniejszy i cięższy, tym lepiej oddaje ciepło. Ilość energii, jaką można uzyskać z gruntu na głębokości około 1,8 m waha się od 15 do 30 W/m

Tak duża rozpiętość wymaga starannego wykonania kontrolnych wykopów, aby sprawdzić, ile ciepła można uzyskać z gruntu w danym przypadku.

Wykonawcy przyjmują, że nowy, dobrze izolowany dom jednorodzinny o niskim zapotrzebowaniu na energię do ogrzewania wymaga kolektora spiralnego przynajmniej o dwu-, trzykrotnie większej powierzchni niż wynosi powierzchnia użytkowa domu. Zatem dla domu o powierzchni 150 m² potrzebny jest kolektor o powierzchni nawet 400 m².

Na zbudowanym kolektorze nie można stawiać budynków, sadzić drzew i niekiedy nawet kilkusetmetrowe działki mają za małą powierzchnię na budowę kolektorów poziomych. Jeśli mamy małą działkę, możemy wykonać w gruncie odwierty pionowe. To rozwiązanie jest droższe i przed decyzją należy zlecić badania doświadczonej firmie, czy w danym miejscu jest to ekonomicznie uzasadnione.

2. Woda. Dobrym źródłem ciepła dla pomp są wody powierzchniowe, jak stawy i jeziora oraz wody gruntowe, gdyż na głębokości poniżej 6 m ich temperatura nie powinna spadać poniżej 7°C. Wody takie wykorzystuje się w układzie dwóch studni. Pierwszą pobiera się wodę, która dochodzi do pompy i po oddaniu jej ciepła jest zrzucana do drugiej studni.

Warunkiem zastosowana takiego systemu jest odpowiednia wydajność warstwy wodonośnej oraz właściwa chłonność studni zrzutowej, tak aby przyjęła ona całkowitą ilość kierowanej do niej wody. Tu też potrzebna jest pewna minimalna wielkość działki.

Studnie muszą być od siebie oddalone o około 15–20 m, tak aby zrzucana chłodna woda miała czas na pobranie ciepła zanim ponownie zostanie zaczerpnięta i skierowana na pompę ciepła. Wody te nie powinny być twarde, mocno zmineralizowane i z wysoką zawartością żelaza lub manganu, gdyż mogą pokrywać wymiennik warstwą osadów, a to spowoduje spadek sprawności oddawania ciepła.

3. Powietrze. Pompy ciepła czerpiące ciepło z powietrza mogą być instalowane praktycznie wszędzie, powietrze jest bowiem wszędzie dostępne. Taka inwestycja jest tańsza od kilku do kilkunastu tysięcy złotych od instalacji z wymiennikami gruntowymi czy studniami i nie wymaga posiadania odpowiedniej wielkości działki. Jednak im więcej ciepła do ogrzewania potrzebujemy, czyli w okresie zimowym, to w powietrzu jest go coraz mniej. Dlatego w okresach silnych mrozów budynek może wymagać dodatkowego źródła ogrzewania.