Pompa ciepła powietrzna czy gruntowa – którą wybrać?

Powietrzna pompa ciepła jest tańsza w zakupie i montażu, gruntowa droższa, ale pracuje sprawniej w mrozy i może chłodzić dom latem prawie za darmo. Porównujemy oba typy pod kątem budowy, sprawności SCOP, kosztów inwestycji i eksploatacji, hałasu, miejsca na działce, formalności, chłodzenia i współpracy z instalacją.

Pompa ciepła stała się najpopularniejszym źródłem ciepła w nowych domach jednorodzinnych, a coraz częściej trafia też do domów modernizowanych. Najważniejszy wybór dotyczy dolnego źródła, czyli tego, skąd pompa pobiera ciepło: z powietrza zewnętrznego czy z gruntu. Od tego zależą koszt inwestycji, rachunki za prąd, komfort użytkowania, hałas i możliwość chłodzenia latem. Rzadziej stosuje się pompy woda-woda, które pobierają ciepło z wód gruntowych, i pompy powietrze-powietrze, czyli klimatyzatory z funkcją grzania.

Jak działa pompa ciepła?

Pompa ciepła działa jak lodówka odwrócona. Czynnik chłodniczy krąży w obiegu zamkniętym: w parowniku odbiera ciepło z dolnego źródła i odparowuje, sprężarka podnosi jego ciśnienie i temperaturę, a w skraplaczu oddaje ciepło do wody w instalacji grzewczej. Potem rozpręża się w zaworze i cykl się powtarza. Do pracy potrzebny jest prąd zasilający sprężarkę, ale ciepła oddaje się kilka razy więcej, niż zużywa się energii elektrycznej, bo większość pochodzi z otoczenia.

Czym różni się pompa powietrzna od gruntowej?

Pompa powietrze-woda pobiera ciepło z powietrza zewnętrznego przez jednostkę zewnętrzną z wentylatorem i parownikiem i oddaje je do wody w instalacji grzewczej i zasobniku ciepłej wody. Występuje w wersji monoblok, gdzie cały obieg chłodniczy jest w jednostce zewnętrznej, a do domu idą rury z wodą, oraz split, gdzie jednostka zewnętrzna łączy się z wewnętrzną rurami z czynnikiem chłodniczym. Nie wymaga robót ziemnych, więc montaż jest szybki i tańszy.

Pompa gruntowa, czyli solanka-woda, pobiera ciepło z gruntu przez kolektor, w którym krąży niezamarzający płyn. Może to być kolektor pionowy, czyli jeden lub kilka odwiertów o głębokości zwykle kilkudziesięciu do ponad stu metrów, albo kolektor poziomy, czyli rury ułożone w ziemi na głębokości około 1,5 m na dużej powierzchni działki, zwykle kilka razy większej niż ogrzewana powierzchnia domu. Temperatura gruntu na głębokości kilku metrów jest zimą znacznie wyższa niż temperatura powietrza w mrozy, więc pompa pracuje stabilniej.

Jak wypadają w porównaniu?

Co to jest SCOP i dlaczego jest ważny?

Współczynnik COP mówi, ile ciepła pompa wytwarza z jednej jednostki prądu w określonych warunkach, na przykład przy 7°C na zewnątrz i 35°C na zasilaniu. Bardziej miarodajny jest SCOP, czyli sezonowy współczynnik efektywności, który uwzględnia zmienne temperatury w całym sezonie grzewczym. SCOP równy 4 oznacza, że z 1 kWh prądu pompa daje średnio 4 kWh ciepła. Wartości podawane na etykiecie energetycznej zależą od strefy klimatycznej, w Polsce zwykle przyjmuje się klimat umiarkowany lub chłodny, i temperatury zasilania, 35°C dla podłogówki i 55°C dla grzejników. Dlatego porównuje się je dla tych samych warunków. Pompy gruntowe mają zwykle wyższy SCOP niż powietrzne, bo źródło ciepła ma stabilniejszą temperaturę.

Jak dobrać moc pompy ciepła?

Moc pompy dobiera się do projektowego zapotrzebowania budynku na ciepło, obliczonego przez projektanta lub audytora, a nie do powierzchni domu. Przewymiarowana pompa często się włącza i wyłącza, co obniża sprawność i trwałość sprężarki, a niedowymiarowana w mrozy korzysta z grzałki elektrycznej, co podnosi rachunki. Do mocy grzewczej dolicza się zapotrzebowanie na ciepłą wodę użytkową. Pompy inwerterowe płynnie regulują moc, dzięki czemu lepiej dopasowują się do zmiennego zapotrzebowania.

Kiedy wybrać pompę powietrzną?

Pompa powietrzna to dobry wybór do nowego, dobrze ocieplonego domu z ogrzewaniem podłogowym, gdy budżet jest ograniczony albo działka jest mała. Nowoczesne pompy powietrzne pracują także przy kilkunastu stopniach mrozu. Jednostkę zewnętrzną trzeba ustawić tak, żeby jej dźwięk nie przeszkadzał domownikom i sąsiadom, z dala od okien sypialni i granicy działki, na stabilnym fundamencie lub konsoli, z miejscem na swobodny przepływ powietrza i odpływ skroplin z odszraniania, które zimą mogą zamarzać. Przed sezonem warto zadbać o jej przegląd, co opisujemy w poradniku jak przygotować pompę ciepła do sezonu grzewczego.

Kiedy opłaca się pompa gruntowa?

Pompa gruntowa ma sens przy większych domach, większym zapotrzebowaniu na ciepło, w chłodniejszych rejonach kraju i tam, gdzie domownicy chcą też chłodzić dom latem. Chłodzenie pasywne polega na oddawaniu ciepła z budynku do gruntu z pominięciem sprężarki, przez wymiennik i pompę obiegową, więc kosztuje bardzo mało, a dodatkowo regeneruje grunt przed kolejnym sezonem. Wyższy koszt inwestycji zwraca się wolniej, ale rachunki za prąd są zwykle niższe, a pompa nie ma jednostki zewnętrznej, więc nie hałasuje.

Odwierty wykonuje specjalistyczna firma. W zależności od głębokości mogą być wymagane formalności wynikające z prawa geologicznego, na przykład projekt robót geologicznych i zgłoszenie, dlatego warto je sprawdzić przed podpisaniem umowy. Kolektor poziomy nie wymaga takich formalności, ale zajmuje dużą powierzchnię, na której nie sadzi się drzew o głębokich korzeniach.

Jak przygotować dom i instalację pod pompę ciepła?

Pompa ciepła najlepiej pracuje w domu o niskim zapotrzebowaniu na ciepło. Przed jej montażem w istniejącym domu warto docieplić ściany i dach, wymienić nieszczelne okna i zrównoważyć hydraulicznie instalację. W instalacji stosuje się zwykle bufor ciepła lub sprzęgło hydrauliczne, które stabilizują pracę pompy, oraz zasobnik ciepłej wody przystosowany do pompy, z dużą wężownicą. Ciepłą wodę pompa podgrzewa zwykle do około 45–55°C, a raz na jakiś czas, zgodnie z ustawieniem, wykonuje przegrzew przeciw bakteriom Legionella. Przy pompie powietrznej trzeba też zaplanować miejsce na jednostkę zewnętrzną już na etapie projektu elewacji i ogrodu.

Jakie są koszty serwisu pompy ciepła?

Pompa ciepła wymaga mniej obsługi niż kocioł na paliwo stałe. Raz w roku zaleca się przegląd serwisowy, który często jest warunkiem gwarancji. W pompie powietrznej czyści się parownik z liści i kurzu, sprawdza odpływ skroplin i stan izolacji rur. W pompie gruntowej kontroluje się ciśnienie i stężenie płynu w kolektorze. Urządzenia z większą ilością czynnika chłodniczego podlegają też kontrolom szczelności wynikającym z przepisów o gazach fluorowanych.

Od czego jeszcze zależą koszty ogrzewania pompą?

Najważniejsze są izolacyjność domu, szczelność, wentylacja z odzyskiem ciepła, temperatura zasilania instalacji, prawidłowy dobór mocy i ustawienia sterownika, na przykład krzywej grzewczej. Najlepsze efekty daje ogrzewanie podłogowe, które pracuje z niską temperaturą wody. Różnice między podłogówką wodną a elektryczną opisujemy w poradniku ogrzewanie podłogowe wodne czy elektryczne. Pompę może zasilać instalacja fotowoltaiczna, co obniża koszty prądu, a taryfa z tańszą energią w określonych godzinach pozwala grzać wtedy, gdy prąd jest tańszy. Na pompy ciepła można uzyskać dofinansowanie z programów publicznych, których warunki zmieniają się co jakiś czas.