Gruntowa pompa ciepła – kolektor
pionowy receptą na niewielką działkę
Wybór gruntowej pompy ciepła wiąże się z wieloma
zaletami. Decydując się na tę technologię
zyskujemy m.in. odnawialne źródło energii,
a także niezależność od warunków zewnętrznych
i względnie niezmienną w okresie całego
roku sprawność systemu. Dolne źródło może
stanowić kolektor wykonany w wersji poziomej
lub pionowej. W przypadku montażu kolektora
pionowego rozwiązanie to może wymagać dopełnienia
pewnych formalności i zaangażowania,
jednak w końcowym efekcie z pewnością
warte jest zachodu.
Niewielka powierzchnia gruntu wokół domu często
jest dużą bolączką dla niejednego inwestora. Brakuje
wówczas przestrzeni na cieszącą oko roślinność,
ciężko też zaprojektować praktyczny taras. Osoby,
które decydują się na gruntową pompę ciepła i posiadają
niewielką działkę, mogą zdecydować się na
montaż kolektora pionowego, zamiast poziomego.
Takie rozwiązanie, oprócz konieczności zagospodarowania
mniejszej ilości miejsca, jest szczególnie
polecane osobom, które chcą na swoim terenie posadzić
roślinność o głębszym zakorzenieniu.
Oczywiście sama decyzja o wyborze kolektora nie
zależy jedynie od preferencji przyszłego użytkownika
i powinna być poprzedzona analizą gruntu, który
znajduje się wokół domu. Pozwala ona na ustalenie
niezbędnych informacji dotyczących pojemności cieplnej
gruntu, jego budowy hydrogeologicznej i ewentualnej
warstwy skalistej, która mogłaby stanowić
przeszkodę przy wykonywaniu odwiertów.
Istotne parametry
Wpływ na wydajność dolnego źródła ciepła, w tym
przypadku kolektora pionowego, ma wilgotność,
udział pierwiastków mineralnych i pęcherzyków powietrza.
Nie bez znaczenia jest również jakość gruntu.
Ten suchy, piaszczysty charakteryzuje się mało
korzystnymi parametrami do odbioru ciepła, a znacznie
lepsze wartości uzyskamy w momencie, gdy wymiennik
ciepła zostanie umieszczony w gruncie zawodnionym.
Takie rozwiązanie umożliwia szybką odbudowę
potencjału energetycznego dolnego źródła. Pamiętać należy, że zebranie i obliczenie najważniejszych
danych, np. średniej temperatury wykonanego
odwiertu czy przewodnictwa cieplnego skał, nie
może zostać oszacowane ani bezpośrednio zmierzone
bez wykonania próbnego odwiertu. Dane pomiarowe
pozwalają otrzymać realne wyniki, uwzględniając
przykładowo zwiększenie średnicy otworu związane
z rozmyciem płuczką wiertniczą.
Kolektor pionowy – jak to działa?
Instalację dolnego źródła ciepła dla gruntowej pompy
ciepła stanowią sondy pionowe. Dobierając ich łączną
długość, trzeba pamiętać o dostosowaniu wielkości
instalacji do rocznego zużycia ciepła w budynku.
Nowoczesne systemy gruntowych pomp ciepła
energię cieplną pobierają bezpośrednio z ziemi lub
wody gruntowej. Sama technologia jest też przystosowana
do zróżnicowanego ukształtowania terenu.
Działanie systemu jest stosunkowo proste. Rury
kolektora wypełnione są roztworem glikolu, czyli
czynnikiem roboczym, który przemieszcza się za sprawą pompy obiegowej dolnego źródła. Roztwór
wychładza się w parowniku do temperatury niższej
niż temperatura gruntu, następnie poprzez pompę
obiegową jest tłoczony z powrotem do sondy, skąd
pobiera energię cieplną i transportuje ją do parownika
pompy ciepła. Sam glikol znajdujący się w obiegu
nie ma bezpośredniego kontaktu z gruntem lub
wodami gruntowymi.
Montaż sondy
Instalacja sond pionowych związana jest z ingerencją
w podłoże działki. Oznacza to, że w niektórych
przypadkach wymaga spełnienia określonych formalności
wynikających z przepisów ustawy z dnia
9 czerwca 2011 r. Prawo geologiczne i górnicze:
otwory o głębokości powyżej 30 m, otwory na obszarach
górniczych. W tych warunkach każdy inwestor
ma obowiązek sporządzenia projektu robót geologicznych,
który podlega zgłoszeniu w starostwie.
Jeśli starosta w ciągu 30 dni od złożenia projektu
nie wniesie sprzeciwu, można przystąpić do wykonania
odwiertów.
Głębokość odwiertu jest uzależniona od takich czynników
jak ilość energii potrzebnej do uzyskania z gruntu,
dostępność miejsca oraz względy ekonomiczne.
Odwierty przeważnie osiągają głębokość ok. 100 m,
jednak coraz częściej stosuje się nawet dłuższe kolektory.
Wpływ na to ma wzrost temperatury gruntu
wraz ze zwiększeniem głębokości, co przekłada się
na większą efektywność i stabilność pracy pompy ciepła. Dla prawidłowego działania instalacji istotne
jest też odpowiednie rozmieszczenie sond. Chodzi
o to, aby nie doprowadzić do nadmiernej eksploatacji
dostępnych zasobów ciepła, a przy tym zapewnić
regenerację sond w okresie letnim. Minimalna odległość
między odwiertami powinna wynosić: 6 m dla
długości sond poniżej 70 m, 8 m dla długości sond
od 70 do 100 m i min. 8% głębokości odwiertu dla
długości sond powyżej 100 m.
W przypadku gruntowych pomp ciepła istnieje również
możliwość wykorzystania zbiorników wodnych
i cieków powierzchniowych jako dolne źródło ciepła.
Podobnie jak w przypadku odwiertów w gruncie, tutaj
także działania podlegają wspomnianym wcześniej
przepisom Prawa geologicznego i górniczego. Do
tego dochodzą również przepisy ustawy z dnia 18
lipca 2001 r. Prawo wodne. Do wniosku o pozwolenie
wodnoprawne trzeba dołączyć m.in. operat wodnoprawny,
a dokumenty należy złożyć w starostwie. |