Pompa ciepła gruntowa vs. powietrzna - wybór, który decyduje o kosztach na lata

Z pozoru odpowiedź na to pytanie jest bardzo prosta - pompa powietrzna pobiera ciepło z powietrza zewnętrznego, natomiast gruntowa z ziemi. Jednak odpowiedź nie będzie pełna, jeżeli nie uwzględnimy, że ta różnica ma bardzo wiele skutków. Poczynając od samej budowy urządzenia i jego możliwości technicznych, przez wymagania montażowe, koszty instalacji oraz eksploatacji, aż po optymalny sposób sterowania i codziennego użytkowania. Zacznijmy jednak od podstaw, by wybrać świadomie dany rodzaj pompy ciepła.

Czym różni się gruntowa pompa ciepła od powietrznej?

Każdy układ z pompą ciepła ma ten sam ogólny schemat działania, zaś w jego skład wchodzą trzy części:

• grunt, powietrze lub woda to tzw. źródło dolne, czyli ten element otoczenia, z którego „wysysane” jest ciepło;
• sama pompa, która odbiera ciepło i przetwarza je na użyteczną postać;
• ogrzewanie podłogowe lub grzejniki, ewentualnie system nadmuchu ogrzanego powietrza, to tzw. źródło górne, czyli instalacja przekazująca ciepło do pomieszczeń.

Tylko ostatni element, czyli instalacja c.o. wewnątrz budynku, może być dokładnie taka sama, niezależnie od tego, czy mamy do czynienia z pompą ciepła gruntową, czy powietrzną. Odmienna będzie zaś instalacja po stronie źródła dolnego. Różnice w budowie pompy są zaś konsekwencją tej odmienności. W przypadku modeli powietrznych pomp ciepła instalacji po stronie źródła dolnego właściwie nie ma. Zamiast niej wystarczają elementy wbudowane w samo urządzenie - wentylator zapewniający bardzo duży przepływ powietrza oraz wymiennik ciepła (tzw. parownik), który je ochładza (odbiera energię). Znakomicie upraszcza to budowę samej pompy oraz całego systemu grzewczego. Znajduje to odbicie w kosztach inwestycyjnych. Powietrzne pompy ciepła są generalnie tańsze niż pompy ciepła gruntowe. Ponadto nie wydajemy pieniędzy na instalację źródła dolnego (zwykle przynajmniej kilkunastu tysięcy złotych).

Jakie plusy i minusy mają powietrzne pompy ciepła?

Czy są tu jakieś wady? Niestety tak. Przede wszystkim powietrze zewnętrzne ma bardzo zmienną temperaturę. W naszym klimacie różnica kilkunastu stopni w ciągu doby nie jest niczym niezwykłym. Ponadto zimą jego temperatura spada nawet do ok. -20°C. Dla powietrznej pompy ciepła oznacza to zmienne i niekiedy bardzo trudne warunki. Bowiem im jest zimniej na zewnątrz, tym pracuje ona mniej efektywnie, czyli zużywa więcej prądu, dla uzyskania tej samej ilości ciepła. Ponadto przy dużych mrozach może nie być w stanie osiągnąć swojej nominalnej mocy. Mamy tu swoisty paradoks - ciepło najtrudniej jest pozyskać właśnie wówczas, gdy jest ono najbardziej potrzebne. Różnice pomiędzy poszczególnymi modelami pomp ciepła różnych producentów są zaś pod tym względem naprawdę duże.

Jakie są zalety i wady gruntowej pompy ciepła?

W przypadku pomp ciepła gruntowych sytuacja wygląda odmiennie pod wieloma względami. Musimy liczyć się ze znacznie większym zakresem prac na działce, bo potrzebne są wykopy lub odwierty. Ponadto koszty inwestycji rosną przynajmniej o kilkanaście, często zaś o kilkadziesiąt tysięcy złotych. Co zaś należy zapisać po stronie pozytywów gruntowych pomp ciepła? Przede wszystkim pewność tak samo wydajnej pracy ogrzewania, w zasadzie niezależnie od warunków zewnętrznych. Po prostu temperatura gruntu zmienia się bez porównania mniej, niż temperatura powietrza. Ma to trzy zasadnicze konsekwencje. Po pierwsze, gruntowa pompa ciepła będzie w stanie pozyskiwać z niego tyle samo ciepła. Niezależnie od tego czy na zewnątrz mamy akurat +5 czy -15°C. Po drugie, sprawność gruntowej pompy niewiele się wówczas zmieni, czyli koszt pozyskania 1 kWh ciepła będzie stały i w pełni przewidywalny. Po trzecie, prawidłowo dobrana gruntowa pompa ciepła nie będzie wymagała wspomagania drugim źródłem ciepła (kotłem, kominkiem) lub wbudowanymi grzałkami, nawet w czasie największych mrozów. Takie wspomaganie, czyli działanie w trybie biwalentnym, jest często uzasadnione w przypadku pomp powietrznych. Dylemat, pompa ciepła powietrzna czy gruntowa, nie jest więc wcale łatwy do rozstrzygnięcia.

Czy mam miejsce na gruntową pompę ciepła ?

Sama pompa ciepła zajmuje ok. 1 m2. Nie jest więc szczególnie dużym urządzeniem. Jednak postawione pytanie ma jak najbardziej sens. Instalacja grzewcza z pompą ciepła to bowiem nie tylko sama pompa. Ograniczona ilość miejsca na działce może zaś niekiedy uniemożliwić nie tylko montaż modeli gruntowych pomp ciepła, ale także powietrznych.

Dużo miejsca musimy wygospodarować na działce na poziomy kolektor gruntowy.

Zacznijmy od przypadku bardziej jednoznacznego, czyli pomp ciepła gruntowych. Tu kluczowe jest to, czy instalacją po stronie źródła dolnego będą tzw. kolektory poziome, czy pionowe odwierty. Te pierwsze to po prostu wypełnione płynem niezamarzającym rury, zakopane na głębokości 1-2 m. Niezbędna powierzchnia może być bardzo różna, w zależności od rodzaju gruntu. Orientacyjnie można przyjąć, że będzie to od 1 do 3 razy więcej niż powierzchnia ogrzewana domu. Najkorzystniejszy pod tym względem jest grunt bardzo mokry, stale nasączony wodą, najgorszy zaś suchy piasek. Znaczy to, że w przypadku domu 150 m2 będziemy musieli wygospodarować nawet 400-500 m2 działki. Co najważniejsze jednak, terenu nad kolektorem nie można zabudować ani wybrukować. Musi tam swobodnie docierać słońce i woda deszczowa, bo to one regenerują zapasy ciepła w takich płytkich warstwach gruntu. Właściciele małych działek mogą więc zapomnieć o wykonaniu kolektora poziomego.

Z odwiertami, czyli tzw. sondami pionowymi jest zupełnie inaczej. W ich przypadku zasadnicze znaczenie ma głębokość. Wystarczy kilka metrów odległości pomiędzy nimi, zaś sposób zagospodarowania powierzchni terenu jest nieistotny. Tu ciepło czerpane jest z głębi ziemi. Wykonanie odwiertów jest, niestety, kosztowne i trudne w niektórych przypadkach (grunt skalisty). Ponadto wymaga użycia ciężkiego specjalistycznego sprzętu, bo na działkę musi wjechać samochód z wiertnicą. Dodajmy do tego jeszcze kupę błota wydobytego z odwiertu. Generalnie, zarówno kolektory poziome, jak i odwierty dość rzadko robi się na zagospodarowanych już posesjach, gdyż trudno jest wówczas uniknąć zrujnowania ogrodu.

Przeczytaj

Może cię zainteresować

Pompa obiegowa do domu jednorodzinnego - na co zwrócić... O co chodzi z tymi pompami ciepła? Powietrze-powietrze,... Oszczędzaj z pompą ciepła!

Dowiedz się więcej

• Dlaczego warto wybrać pompę ciepła do ogrzewania domu?
• Cykl defrost w powietrznej pompie ciepła. Dlaczego jest tak niezbędny?
• Kiedy pompa ciepła się opłaca?
• Pompa ciepła do cwu i kocioł na pellet - jak sprawdzi się ten duet?
• Sposób na tanią ciepłą wodę - pompa ciepła Ecodan QUHZ CO2
• Jaka powinna być temperatura czynnika w pompie ciepła?
• Na co zwrócić uwagę kupując pompę ciepła?
• Bufor ciepła 1000 l - kiedy warto stosować, a kiedy nie?
• Czy pod pompę ciepła potrzebny jest fundament?
• Jakie są dotacje na pompę ciepła 2023 roku?
• Wybór pompy ciepła do domu jednorodzinnego
• Pompy ciepła Buderus - innowacyjne rozwiązania dla zrównoważonego ogrzewania
• Monoblokowe, powietrzne pompy ciepła do nowych i modernizowanych budynków
• Pompa ciepła czy kocioł pelletowy?

Zobacz więcej Zobacz mniej

Pompa ciepła a hałas i granice działki

Czy z kolei pompy powietrzne są idealnym rozwiązaniem, jeżeli chodzi o łatwość montażu oraz oszczędność miejsca? Bardzo często tak, ale jednak z pewnymi istotnymi zastrzeżeniami.

Wewnątrz budynku wygospodarowanie miejsca na pompę zwykle nie jest specjalnie trudne. Tym bardziej, że urządzenie nie wymaga codziennej obsługi, nie emituje zanieczyszczeń ani nie wymaga specjalnego rodzaju wentylacji, fot. DE DIETRICH

W przypadku małych, a przede wszystkim bardzo wąskich posesji, problemem może być dopuszczalny poziom hałasu na granicy działki. W zabudowie jednorodzinnej nie może on przekraczać: 50 dB w ciągu dnia; 40 dB w nocy. Takie regulacje wynikają wprost z przepisów prawa, zawiera je Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 14 czerwca 2007 r. w sprawie dopuszczalnych poziomów hałasu w środowisku (tekst jednolity Dz.U. 2014 poz. 112). W praktyce z przestrzeganiem tych reguł bywa różnie, jednak świadomość, że takie regulacje w ogóle są będzie rosła wraz ze wzrostem liczby użytkowanych pomp ciepła. Orientacyjnie, z bardzo grubym przybliżeniem, można przyjąć, że w większości sytuacji powinno wystarczyć odsunięcie pompy ciepła na ok. 4 m od granicy. Jednak dokładne określenie parametrów akustycznych wymaga uwzględnienia wielu czynników, np. odległości od ścian i innych przegród, obecności zadaszenia i wielu innych.

Trzeba się jednak liczyć z tym, że szczególnie w zabudowie szeregowej montaż pompy powietrznej może być niedopuszczalny. Trzeba także uważać na odległość od okien i drzwi własnego domu, szczególnie, jeżeli za nimi są sypialnie, lub inne wnętrza, w których wymagamy ciszy.