Którą pompę ciepła wybrać: gruntową czy powietrzną?

Czego dowiesz się z artykułu?

• Koszt inwestycji i eksploatacji obydwu typów pomp
• Instalacja i warunki montażu pompy ciepła gruntowej i powietrznej
• Pompa ciepła: gruntowa czy powietrzna? Jaką wybrać?

Koszt inwestycji i eksploatacji obydwu typów pomp

Prostym i szybkim sposobem na podjęcie decyzji jest wykonanie kalkulacji i porównanie kosztów inwestycji i eksploatacji poszczególnych typów urządzeń. Tego typu wyliczenia można wykonać w oparciu o podstawowe wzory matematyczne lub program komputerowy np. NIBE DIM, co jest znacznie szybsze i przyjemniejsze. W tabeli przedstawiono roczny koszt ogrzewania budynku o powierzchni 160 m² dla gruntowej pompy ciepła NIBE F1145 o stałej mocy 8 kW (sprawność SCOP=5,1) i pompy zasilanej powietrzem zewnętrznym typu NIBE SPLIT z modulowaną mocą grzewczą w zakresie 3-8 kW (sprawność SCOP=4,4).

Tabela 1. Roczny koszt ogrzewania i produkcji c.w.u, dla budynku o powierzchni 160 m² , zamieszkiwanego przez 4 osoby zlokalizowanego w centralnej Polsce.

Koszt instalacji gruntowej pompy ciepła z kolektorem gruntowym wynosi około 45-50 tys. zł brutto i jest wyższy niż koszt instalacji powietrznej pompy ciepła, ponieważ koszt ten to praktycznie cena samego urządzenia i montażu, który waha się w granicach 20-30 tys. zł brutto. Analizując dane z tabeli 1, można zauważyć że najtańsza w eksploatacji jest pompa gruntowa. Wynika to z faktu, że temperatura gruntu poniżej strefy przemarzania nie ulega dużym wahaniom i pozwala na stabilną pracę tego typu pomp ciepła na stałym poziomie efektywności.

W przypadku pomp powietrznych znaczne obniżenie temperatury powietrza w sezonie zimowym sprawia, że ich wydajność w tym okresie spada. Właśnie z tego powodu urządzenia powietrzne powinny być wspomagane dodatkowym źródłem ciepła (najczęściej grzałką elektryczną).

Tak więc powietrzne pompy ciepła są znakomitą alternatywą, gdy nie możliwości wykonania kolektora poziomego, a sondy pionowe są zbyt kosztowne (np. na terenach górzystych), ewentualnie, gdy nie ma żadnej możliwości wykonania wymiennika gruntowego. Polem do popisu powietrznych pomp ciepła są też, a może przede wszystkim, istniejące kotłownie opalane olejem bądź propanem-butanem. Zastosowanie powietrznych pomp ciepła w takich przypadkach pozwoli zredukować koszty ogrzewania nawet o około 70%, a koszt instalacji powietrznej pompy ciepła z wykorzystaniem istniejącego szczytowego źródła ciepła, będzie jeszcze niższy.

Może cię zainteresować

Dlaczego warto wybrać pompę ciepła do ogrzewania domu? Oszczędzaj z pompą ciepła! Jakie są dotacje na pompę ciepła 2023 roku? Sposób na tanią ciepłą wodę - pompa ciepła Ecodan QUHZ CO2 Monoblokowe, powietrzne pompy ciepła do nowych i modernizowanych budynków Wybór pompy ciepła do domu jednorodzinnego Bufor ciepła 1000 l - kiedy warto stosować, a kiedy nie? Cykl defrost w powietrznej pompie ciepła. Dlaczego jest tak niezbędny? Pompa ciepła do cwu i kocioł na pellet - jak sprawdzi się ten duet? Hybrydowa pompa ciepła - wszystko, co musisz o niej wiedzieć Czy pod pompę ciepła potrzebny jest fundament? O co chodzi z tymi pompami ciepła? Powietrze-powietrze, powietrze-woda? Pompa ciepła gruntowa czy powietrzna - która jest lepsza? Pompa ciepła czy kocioł pelletowy?

Zobacz więcej Zwiń

Instalacja i warunki montażu pompy ciepła gruntowej i powietrznej

Gruntowe pompy ciepła montuje się wewnątrz budynku (najczęściej w pomieszczeniach gospodarczych), ale wymagają one wykonania kolektora gruntowego w formie odwiertów lub wymiennika poziomego. Do domów o powierzchni 100-200 m², potrzeba zazwyczaj 2-3 odwiertów, które nie zajmują dużej powierzchni, ale wiążą się z pracami ziemnymi i udziałem ciężkiego sprzętu na działce. Z kolei wymiennik poziomy będzie zajmował dużą powierzchnię działki, która powinna pozostać niezabudowana by po sezonie grzewczym, mógł się zregenerować od opadów i promieniowania słonecznego.

Najprostsze jest wykorzystanie powietrza jako dolnego źródła, ponieważ instalacja ogranicza się do montażu pompy ciepła przy ścianie zewnętrznej budynku i połączenia jej za pomocą instalacji rurowej z systemem wewnętrznym. Miejsce montażu powietrznej pompy ciepła należy dobrać tak, żeby pompa nie była narażona na silny wiatr ale jednocześnie nic nie ograniczało swobodnego przepływu powietrza, straty przesyłu energii z jednostki zewnętrznej były jak najmniejsze, a hałas podczas pracy urządzenia nie zakłócał komfortu użytkowników i sąsiadów.

W przypadku pomp ciepła do ustawienia wewnętrznego zasilanych powietrzem zewnętrznym montuje się specjalne kanały doprowadzające powietrze z zewnątrz i tu również hałas będzie decydował o lokalizacji urządzenia w budynku. W przypadku pomp ciepła zasilanych powietrzem wewnętrznym mamy z kolei ograniczenia wynikające z niskiej wydajności grzewczej, więc tego typu pompy ciepła nadają się raczej do budynków lub pomieszczeń o małej powierzchni lub domów niskoenergetycznych i pasywnych.

Powietrzne pompy ciepła cyklicznie muszą wykonać procedurę odszraniania parownika. Wiąże się to z faktem, iż pomiędzy układem chłodniczym pompy ciepła a zasysanym powietrzem na parowniku powstaje różnica temperatur, która powoduje skroplenie się wody. W ujemnych temperaturach powoduje to oszronienie lameli parownika, a wraz z nim – mniejszy przepływ powietrza przez parownik i mniejszą wydajność urządzenia. Z tego względu przy powietrznych pompach ciepła zalecany jest montaż zbiornika buforowego, z którego pompa czerpie ciepło potrzebne do procesu odszraniania.

Powietrzne pompy ciepła montowane na zewnątrz wymagają zapewnienia odpływu skroplin. (fot. NIBE-BIAWAR)

Powietrzne pompy ciepła montowane na zewnątrz budynku wymagają pewnych czynności konserwacyjnych, a mianowicie należy regularnie sprawdzać czy wlot powietrza nie jest zablokowany przez liście, śnieg itp. Ponadto należy zapewnić odpływ skroplin. W przypadku pomp ciepła typu monoblok, przy długotrwałym braku zasilania w energię elektryczną, należy opróżnić instalację zewnętrzną z wody instalacyjnej, żeby nie dopuścić do jej zamarznięcia w rurach. Gruntowych pomp ciepła nie będzie to dotyczyło, ponieważ stoją wewnątrz budynku, nie potrzebują odszraniania ani innych czynności konserwacyjnych, oprócz dorocznego sprawdzenia i przeczyszczenia filtra cząstek stałych dolnego źródła.

Dodatkowa funkcjonalność

Dodatkową zaletą gruntowych pomp ciepła jest możliwość pasywnego chłodzenia pomieszczeń w okresie letnim z wykorzystaniem darmowego chłodu z gruntu. Jest to najbardziej ekonomiczny sposób chłodzenia budynków. W przypadku chłodzenia aktywnego dostępnego zarówno w pompach gruntowych jak i powietrznych, chłód wytwarzany jest przy udziale sprężarki w trybie pracy rewersyjnej, więc nie będzie to chłodzenie darmowe, a za energię elektryczną potrzebną do napędu sprężarki inwestor będzie musiał zapłacić.

Gruntowa lub powietrzna rewersyjna pompa ciepła, jest świetnym rozwiązaniem w obiektach komercyjnych i usługowych, w których wymagany jest standard klimatyzacji (np. hotele, biurowce itp.) lub obiektach przemysłowych, w których oczekuje się określonych parametrów temperaturowych (np. magazyny farmaceutyczne, zakłady graficzne itp.).

Pompa ciepła: gruntowa czy powietrzna? Jaką wybrać?

Podsumowując, wybór odpowiedniej pompy ciepła zależy od wielu czynników. Jeśli dany budynek posiada już system grzewczy, a inwestycja w pompę ma być sposobem obniżenia kosztów ogrzewania budynku czy wody użytkowej, dobrym wyborem będzie kompaktowa pompa powietrzna. Jeżeli natomiast pompa ma być jedynym sposobem ogrzewania, niezawodnym bez względu na warunki panujące na zewnątrz i dysponujemy działką umożliwiającą montaż kolektora w gruncie - najbardziej satysfakcjonującym rozwiązaniem będzie pompa gruntowa.

dr inż. Małgorzata Smuczyńska
Menedżer ds. Marki NIBE, NIBE-BIAWAR Sp. z o.o.