Gruntowe pompy ciepła

Gruntowe pompy ciepła zwane również pompy ciepła solanka/woda pobierają energię zgromadzoną w gruncie. Charakteryzują się bardziej stabilną pracą niż powietrzne pompy ciepła, czyli nie są tak wrażliwe na temperatury zewnętrzne. Ze względu na to, iż pobierają energię z gruntu gdzie temperatury są stałe, np. na głębokości 2 m temperatura gruntu utrzymuje się przez cały rok na stosunkowo równomiernym poziomie: od ok. 7°C do ok. 13°C. Na naszym kontynencie, temperatura wzrasta do ok. 3°C na każde 100 m głębokości. Do zainstalowania gruntowej pompy ciepła niezbędnym jest wykonanie instalacji dolnego źródła, można to zrealizować na dwa sposoby:

  • kolektor poziomy,
  • sonda pionowa

Do wykonania sond i kolektorów gruntowych wykorzystuje się najczęściej rury z tworzyw sztucznych takie jak : PE 100, HDPE – polietylen wysokiej gęstości, HDPE RC, PEXa) oraz w przypadku pomp ciepła bezpośredniego parowania rury miedziane pokryte warstwą z tworzywa sztucznego.

Kolektor poziomy to rury zakopane ok. 20 cm poniżej strefy przemarzania gruntu: od 1,2 do 1,6 m. Odstępy między rurami powinny być na tyle duże, by uniknąć całkowitego zamarznięcia gruntu.

Sondy gruntowe pionowe ze względu na stałą i dosyć wysoką temperaturę są najlepszym źródłem energetycznym dla pomp ciepła. Wykonanie odwiertów pod sondy pionowe ma na celu umieszczenie na zadaną głębokość rur w postaci U-kształtnej rurki o określonej średnicy. Najczęściej stosowanymi średnicami rur są DN32 lub DN40. Głębokość odwiertów uzależniona jest od ilości ciepła jakie planujemy uzyskiwać z gruntu. Najczęściej spotykane to 80-100mb. Dokładną głębokość odwiertów należy policzyć w oparciu o współczynnik mocy cieplnej gruntu. Rozróżniamy różne metody wiercenia, głębokości odwiertów i średnice wiercenia. Wybór określonej metody wiercenia zależy przede wszystkim od warunków gruntowych. Bardziej wilgotny i spoisty grunt zwiększa wydajność sond gruntowych i pompy ciepła. Zgodnie z zaleceniami wytycznych PORT PC (wydanie 01/2013) oraz niemieckich VDI 4640 minimalna odległość odwiertów od fundamentów budynku wynosi 1,5 m, a od granicy sąsiedniej działki powinna wynosić min. 3 m. Dopuszcza się także wykonanie pionowego GWC pod budynkiem, po dokonaniu odpowiednich uzgodnień budowlanych. W przypadku zastosowania kilku odwiertów minimalna odległość między nimi powinna wynosić:
– 6 m dla długości sond > 70 m;
– 8 m dla długości sond 70 – 100 m;
– min. 8% głębokości odwiertu dla długości sond > 100 m (np. 8% x 150 m = 12 m).

Projekty i pozwolenia niezbędne do wykonania sond pionowych dla pompy ciepła:

Do 30 m
Zgodnie z Prawem geologicznym i górniczym, do wykonywania wykopów oraz otworów wiertniczych o głębokości do 30 m w celu wykorzystania ciepła Ziemi, nie jest wymagany projekt – pod warunkiem, że prace nie będą
prowadzone na obszarach górniczych.
Do 100 m
Wykonanie otworów wiertniczych o głębokości do 100 m w celu umieszczenia w nich pionowych GWC, jest tzw. robotą geologiczną i podlega Prawu geologicznemu i górniczemu – wymagany jest projekt robót geologicznych (PRG). Przepisów o planach ruchu zakładu górniczego (PRZG), nie stosuje się do wykonania robót geologicznych związanych z wykorzystaniem ciepłą z Ziemi o głębokości do 100 m – z wyjątkiem obszarów górniczych.
Powyżej 100 m
W każdym przypadku wymagany jest projekt robót geologicznych (PRG) i Plan ruchu zakładu górniczego (PRZG).

Przestrzeń między rurami pionowego wymiennika ciepła, a ściankami odwiertu powinno się wypełniać masą wypełniającą.
Wypełnienie zapewnia :
– prawidłową wymianę ciepła solanki z gruntem
– zabezpiecza rury wymiennika przed uszkodzeniami – większe bezpieczeństwo pracy wymiennika
– uszczelnienie otworu na całej długości rur – zapobiega przedostawaniu
się zanieczyszczeń powierzchniowych oraz separuje przewiercone poziomy wodonośne.

Pompę ciepła można uruchomić po upływie minimum 7 dni od wykonania pionowego GWC.

Koszt wykonania odwiertu waha się od 80 – 150 zł za mb.

pompycieplaczest.pl – portal informacyjny o pompach ciepła.