Jaka pompa ciepła: powietrzna czy gruntowa - co wybrać?

Na pierwszy rzut oka większość pomp ciepła wydaje się podobna. Jeśli jednak przyjrzeć się szczegółom, urządzenia te znacząco różnią się od siebie pod wieloma względami: poczynając od budowy, przez koszty i sposób instalacji, po efektywność energetyczną. Jak wybrać najlepsze rozwiązanie do swojego domu? W tym artykule wzięto pod lupę dwa najpopularniejsze typy pomp ciepła: powietrzną i gruntową.

Wybór na rynku pomp ciepła

Poszukiwania oszczędności, rosnąca świadomość ekologiczna, wygoda użytkowania - powodów instalacji pompy ciepła jest wiele. Aby jednak możliwie najpełniej wykorzystywać wszystkie jej zalety, należy przeprowadzić staranną analizę, by wybrać odpowiednie urządzenie. Podzielić można je albo uwzględniając budowę, albo dolne źródło ciepła, czyli naturalne źródło ciepła, z którego pompa ciepła czerpie energię do ogrzewania budynku.

Dzieląc pompy ciepła ze względu na ich budowę, należy wskazać:

• pompy ciepła typu monoblok,
• pompy ciepła typu split,
• pompy ciepła hybrydowe.

Biorąc pod uwagę dolne źródło ciepła, wśród pomp ciepła należy wymienić:

• powietrzne pompy ciepła,
• gruntowe pompy ciepła,
• wodne pompy ciepła,

Jaką pompę ciepła wybrać? Czym różni się ich działanie?

Bez względu na rodzaj pompy ciepła, ogólna zasada ich działania jest taka sama. Można ją w skrócie opisać jako przemieszczanie ciepła z jednego miejsca do drugiego przy pomocy czynnika roboczego zmieniającego stan skupienia.

Przyglądając się temu procesowi z bliska, przebiega on następująco:

• przez parownik, za pośrednictwem czynnika chłodniczego (np. R32 lub R410a) pompa ciepła pobiera energię cieplną z odnawialnych źródeł: powietrza, wody albo gruntu;
• czynnik chłodniczy absorbujący ciepło zmienia stan skupienia z ciekłego na gazowy. W takiej postaci trafia na sprężarkę;
• temperatura i ciśnienie gazu rosną;
• gaz trafia do Następuje wymiana ciepła pomiędzy gorącym czynnikiem chłodniczym a wodą w instalacji budynku (do kaloryferów, ogrzewania podłogowego lub zasobnika ciepłej wody);
• temperatura czynnika spada, a jego stan skupienia powraca do ciekłego;
• czynnik chłodniczy trafia na zawór rozprężny, a następnie do parownika, by cykl rozpoczął się od początku.

Czym charakteryzuje się gruntowa pompa ciepła?

Dolnym źródłem ciepła dla gruntowych pomp ciepła jest - zgodnie z nazwą - grunt. Z tego faktu wynika największa niedogodność, jaka wiąże się z ich montażem: część instalacji musi zostać wkopana w ziemię.

Do czerpania ciepła z gruntu stosuje się pionowe wymienniki lub poziome pętle gruntowe. Pionowe wymienniki wymagają wiercenia głębokich otworów (nawet powyżej 100 metrów), podczas gdy poziome są instalowane na mniejszej głębokości (1-2 metry głębokości), ale wymagają większego obszaru. Tak czy inaczej, umieszczenie pod ziemią wymiennika gruntowego wymaga istotnej ingerencji w teren. Jeśli działka jest obsadzona zielenią i nie chce się zniszczyć nasadzeń, lepiej pomyśleć o innym typie urządzenia grzewczego.

Kolejna kwestia, która wiąże się z podziemnym montażem instalacji, to konieczność wykonania badań geologicznych. Przed rozpoczęciem prac należy sprawdzić m.in. jaki rodzaju gruntu jest na działce oraz jaki jest poziom wód gruntowych. Niektóre rodzaje gruntu mogą być mniej efektywne w przekazywaniu ciepła (np. odzysk energii z suchego gruntu jest na niższym poziomie niż z mokrego). Ponadto trzeba wziąć pod uwagę, że tak istotne prace ziemne mogą mieć negatywny wpływ na lokalny ekosystem.

Koszt początkowy instalacji gruntowej pompy ciepła jest zwykle znacznie wyższy niż innych systemów ogrzewania. Tym samym również czas zwrotu inwestycji jest wydłużony.

Dlaczego inwestować w powietrzną pompę ciepła?

Skoro efektywność gruntowych pomp ciepła może być uzależniona od rodzaju gruntu, to czy analogiczna sytuacja ma miejsce w przypadku powietrznych pomp ciepła? Pobierają one bowiem energię aerotermalną z powietrza zewnętrznego ogrzanego np. promieniowaniem słonecznym. Może być ono, w zależności od pory roku i warunków atmosferycznych, cieplejsze lub chłodniejsze, bardziej lub mniej wilgotne. O ile jednak temperatura powietrza nie spadnie poniżej -25 C, powietrzne pompy ciepła, np. modele z oferty Immergas, działają efektywnie.

Efektywność pomp ciepła wyraża się wskaźnikiem COP (ang. Coefficient of Performance). Wskaźnik ten informuje o stosunku ilości wytworzonego ciepła do ilości zużytej energii elektrycznej. A zatem im wyższy COP, tym urządzenie jest bardziej efektywne energetycznie. Ponownie odnosząc się do pomp ciepła Immergas np. modelu MAGIS PRO 6 V2, jego współczynnik COP w warunkach A7/W35 plasuje się na poziomie 4,92 . Oznacza to, że na każdy 1 kW pobranej energii elektrycznej, jest w stanie wyprodukować ok. 5 kW ciepła. Porównując efektywności różnych pomp ciepła, warto brać pod uwagę właśnie wskaźnik COP.

Im lepsza efektywność urządzenia, tym szybciej początkowe koszty instalacji się zwrócą. W przypadku powietrznych pomp ciepła czas ten jest też odpowiednio krótszy, bo i koszty są co najmniej o 50 proc. niższe w porównaniu do pomp gruntowych.

Trzeba też wziąć pod uwagę koszty eksploatacyjne. W przypadku gruntowej pompy ciepła dolne źródło ciepła może zamarznąć (wyczerpać się), przez co urządzenie będzie wyłączone z eksploatacji. Przez ten czas trzeba będzie wspierać się alternatywnymi urządzeniami grzewczymi np. grzejnikami elektrycznymi czy grzałką elektryczną. W przypadku powietrznej pompy ciepła podobne sytuacje nie zdarzają się. Ponadto w razie awarii powietrznej pompy ciepła serwisant ma dostęp do wszystkich elementów instalacji. Naprawa usterki wymiennika gruntowego byłaby znacznie bardziej długotrwała i kosztowna.

Jaka pompa ciepła jest najlepsza?

Mówiąc krótko: idealna pompa ciepła to taka, która jest dopasowana do indywidualnych potrzeb i warunków. Chodzi tu zarówno o warunki budżetowe i przestrzenne, jak i "lokalowe": efektywność pompy ciepła zależy m.in. od rodzaju termoizolacji budynku, tego czy jest on podpiwniczony, czy nie, jaki typ stolarki okiennej w nim zastosowano itd. Po pomoc w wyborze urządzenia, które pozwoli osiągnąć maksymalną efektywność energetyczną, a jednocześnie nie zrujnuje portfela, warto zwrócić się do profesjonalnych doradców. Gdzie ich znaleźć, można sprawdzić na stronie Immergas: https://www.immergas.pl/.