GEOLOGIA STOSOWANA Pompy ciepła

Pompy ciep³a

Przegl¹dzie Geologicznym poœwiêconych problematyce pomp ciep³a. Powodzenie stosowania tej technologii w du¿ym stopniu uzale¿nione jest od warunków geologicz-nych w danym miejscu. Pompy ciep³a to technologia promo-wana przez Polsk¹ Organizacjê Rozwoju Technologii Pomp Ciep³a (PORT PC), do której do³¹czy³ Pañstwowy Instytut Geologiczny udzielaj¹c patronatu merytorycznego.

Z roku na rok roœnie znaczenie pomp ciep³a na europej-skim rynku urz¹dzeñ grzewczych. Podobny trend od kilku lat obserwujemy w Polsce. Urz¹dzenia te posiadaj¹ wiele zalet. Do najwa¿niejszych zaliczyæ nale¿y niskie koszty eksploatacji w porównaniu z innymi technologiami grzew-czymi. Pompy ciep³a, jako jedyne urz¹dzenia grzewcze, maj¹ mo¿liwoœæ ogrzewania i ch³odzenia. Niew¹tpliwym atutem jest równie¿ ich bezobs³ugowoœæ oraz brak niskiej emisji zanieczyszczeñ, z jak¹ mamy do czynienia w przy-padku stosowania tradycyjnych kot³ów.

Decyduj¹c siê na pompê ciep³a, inwestor w pierwszej kolejnoœci stoi przed wyborem dolnego Ÿród³a ciep³a. Pompa ciep³a wykorzystuje energiê s³oneczn¹ zakumulo-wan¹ w powietrzu, wodzie lub w gruncie. Przy wyborze Ÿród³a ciep³a pod uwagê bierze siê wiele czynników. Ka¿dy przypadek zastosowania tych urz¹dzeñ nale¿y traktowaæ indywidualnie. Wybór dolnego Ÿród³a przede wszystkim uzale¿niony jest od dostêpnych w otoczeniu obiektów Ÿró-de³ ciep³a, istotne jest równie¿ zapotrzebowanie na energiê budynku czy jego geograficzne usytuowanie. W przypadku obiektów istniej¹cych pod uwagê bierze siê równie¿ rodzaj wykorzystywanego dot¹d systemu grzewczego.

Dominuj¹cym dolnym Ÿród³em dla pomp ciep³a jest, i w najbli¿szej przysz³oœci pozostanie, powietrze. Przewag¹ powietrznych pomp ciep³a nad innymi typami jest brak kosztów zwi¹zanych z dolnym Ÿród³em. Bior¹c pod uwagê rynek pomp ciep³a, wykorzystywanych tylko do ogrzewa-nia obiektów w Polsce, pompy gruntowe stanowi¹ istotn¹ jego czêœæ. Pompy ciep³a, wykorzystuj¹ce energiê geoter-maln¹ lub hydrotergeoter-maln¹, to zwykle urz¹dzenia o du¿ych mocach, które maj¹ zastosowanie komercyjne, prze-mys³owe lub ciep³ownicze. Sprzeda¿ gruntowych pomp ciep³a w Polsce od kilku lat utrzymuje siê na podobnym, stosunkowo wysokim poziomie. Œwiadczy to o tym, ¿e inwestorzy widz¹ zalety stosowania tych urz¹dzeñ, pomi-mo nieco wy¿szych nak³adów pocz¹tkowych.

Jedn¹ z zalet wykorzystania gruntowych pomp ciep³a jest mo¿liwoœæ ich monowalentnej pracy. Oznacza to, ¿e pompa ciep³a pokrywa ca³kowite zapotrzebowania na ciep³o budynku w ci¹gu roku i nie ma koniecznoœci stosowania dodatkowego Ÿród³a ciep³a. Grunt stanowi pewnego rodzaju magazyn energii s³onecznej, nagrzewa siê nieco wolniej ni¿ powietrze, ale równie¿ d³u¿ej wypromieniowuje ciep³o do otoczenia, przez co temperatury w gruncie s¹ bardziej stabil-ne. O iloœci mocy cieplnej, jak¹ mo¿na pozyskaæ z gruntu, decyduj¹ natê¿enie promieniowania s³onecznego, pojemnoœæ i przewodnoœæ cieplna gruntu oraz iloœæ zawartej w nim wody. W Polsce najczêœciej stosowanymi gruntowymi wymiennikami ciep³a s¹ wymienniki pionowe i poziome. W wielu krajach Europy Zachodniej coraz czêœciej do odbioru ciep³a z gruntu wykorzystuje siê pale energetyczne.

Inwestycja w pompê ciep³a w pewnym sensie jest inwestycj¹ w przysz³oœæ. ¯ywotnoœæ urz¹dzeñ okreœla siê na oko³o 20 lat, jest ona wiêc nieporównywalnie wy¿sza ni¿ w przypadku tradycyjnych systemów grzewczych. Dobrze wykonane dolne Ÿród³o ciep³a w postaci grunto-wych wymienników ciep³a mo¿e s³u¿yæ oko³o 80 lat.

Przy aktualnej strukturze cen noœników energii w Pol-sce pompy ciep³a s¹ jednym z najtañszych urz¹dzeñ grzew-czych pod wzglêdem kosztów eksploatacyjnych. Wysoko-efektywna technologia pomp ciep³a pozwala wykorzysty-waæ energiê promieniowania s³onecznego. Koszty eksplo-atacyjne tych urz¹dzeñ zwi¹zane s¹ z energi¹ elektryczn¹ potrzebn¹ do zasilania sprê¿arki i pomp obiegowych. Mog¹ siê one zwiêkszyæ w przypadku zastosowania pomocniczego Ÿród³a ciep³a w postaci grza³ki elektrycznej. Wiele krajów europejskich, które posz³y w kierunku prze-mian energetycznych z wykorzystaniem odnawialnych Ÿróde³ energii, ju¿ wkrótce bêdzie mog³o oferowaæ du¿o tañsz¹ energiê elektryczn¹. Tym samym równie¿ koszty eksploatacji pomp ciep³a bêd¹ tam spadaæ. Energia czerpa-na z odczerpa-nawialnych Ÿróde³ (powietrze, woda lub grunt) mo¿e stanowiæ nawet 75% (ryc. 1).

W Polskich warunkach, w których zw³aszcza w sezonie grzewczym mamy do czynienia z fataln¹ jakoœci¹ powietrza, nie bez znaczenia jest, ¿e pompy ciep³a charakteryzuj¹ siê ca³kowitym brakiem niskiej emisji zanieczyszczeñ. Doskona-le wpisuj¹ siê one w prowadzon¹ przez Uniê Europejsk¹ poli-tykê energetyczno-klimatyczn¹. Bez zastosowania pomp ciep³a w praktyce nie jest mo¿liwe zrealizowanie koncepcji domów blisko zeroenergetycznych, które zgodnie z unijnymi zaleceniami ju¿ wkrótce maj¹ siê staæ standardem.

Prognozy na najbli¿sze lata s¹ wiêc obiecuj¹ce. Istotne znaczenie ma wzrost zaufania do technologii, który mo¿li-wy jest tylko dziêki dobrze mo¿li-wykonanym instalacjom. Oba-wy inwestorów, zwi¹zane z zastosowaniem gruntoOba-wych pomp ciep³a, dotycz¹ zwykle wykonania dolnego Ÿród³a. W celu zapewnienia wysokiej jakoœci instalacji PORT PC publikuje „Wytyczne Projektowania, Wykonania i Odbioru Instalacji z Pompami Ciep³a”, których czêœæ 1 dotyczy dol-nych Ÿróde³ w postaci gruntowych wymienników ciep³a. Wytyczne dostêpne s¹ w regularnej sprzeda¿y. Mo¿na je zakupiæ poprzez sklep internetowy na stronie www.portpc.pl.

Marta Burchat

80

Przegl¹d Geologiczny, vol. 63, nr 2, 2015

Ryc. 1. Pompa ciep³a zasilana energi¹ elektryczn¹ pochodz¹c¹ z

odnawialnych Ÿróde³ energii, mo¿e dostarczyæ 100% ciep³a z odnawialnych Ÿróde³ energii (Ÿród³o: BWP/PORT PC)