Odwierty pod gruntowe pompy ciepła

Pompa ciepła jest nowoczesnym urządzeniem grzewczym dostarczającym energię cieplną do ogrzewania budynków, podgrzewania ciepłej wody użytkowej czy klimatyzacji. Cała instalacja składa się z trzech podstawowych elementów: dolnego źródła w postaci wody, gruntu lub powietrza, węzła cieplnego z pompą ciepła i źródła górnego - np. w postaci grzejników lub ogrzewania podłogowego.

Aby wykorzystać energię nagromadzoną w gruncie, należy zastosować odpowiedni wymiennik ciepła. Instalacja dolnego źródła może mieć formę kolektora pionowego, zwanego też sondą pionową. Wymiennik ciepła wypełniony jest roztworem glikolu, który krążąc, odbiera ciepło z ziemi, ogrzewa się, po czym trafia do pompy ciepła. Tu dzięki czynnikowi chłodniczemu, wrzącemu w niskiej temperaturze, generuje gwałtowny wzrost temperatury, a uzyskane ciepło przechodzi do źródła górnego.

Kolektory pionowe mają postać otworów wiertniczych o głębokości mniej więcej od 30 do 200 m. Ich liczba, głębokość, a także średnica uzależniona jest od zapotrzebowania na energię = mocy pompy ciepła, rozmiaru wprowadzanej sondy oraz warunków geologiczno-geotechnicznych. Odwierty te wykonuje się celem zainstalowania U-kształtnych rurek o określonej średnicy, w których glikol krąży w układzie zamkniętym. Metr odwiertu pozwala uzyskać 30 - 70 W energii cieplnej. Odległość między odwiertami powinna wynosić minimum 5 metrów.

Kolektory pionowe mają zastosowanie głównie tam, gdzie jest niewiele miejsca na instalację, zajmują bowiem stosunkowo niewiele przestrzeni. Przystępując do wykonania odwiertu pod pompę ciepła, należy w pierwszej kolejności zadbać o formalności. Do odpowiednich organów, czyli starostwa, należy złożyć projekt prac geologicznych. Po skończeniu robót należy zaś przedłożyć dokumentację geologiczną z naniesionymi poprawkami względem wcześniejszych założeń projektowych. W projekcie prac należy oszacować, jakie jest zapotrzebowanie danego obiektu na energię, odpowiednio dobrać moc pompy ciepła oraz obliczyć ilość i głębokość odwiertów, tak aby uzyskać wymaganą ilość ciepła.

Ilość odwiertów i ich głębokość uzależniona jest od mocy pompy ciepła i warunków geologicznych. Podczas wiercenia metodą na płuczkę, świder wypłukuje zwierciny a płuczka z dodatkiem polimerów, opływając ściany, utwardza otwór. W tak przygotowany otwór wpuszczane są rury polietylenowe zwane sondami, a przestrzeń między nimi a ścianą otworu wypełniona jest substancją o dobrej przewodności ciepła, np.bentonitem. Gdy wszystkie sondy zostaną umieszczone w otworach, należy podłączyć je do studzienki rozdzielaczowej dolnego źródła. Studzienka taka może być murowana z ocieplonych styropianem bloczków betonowych lub mieć postać gotowego modelu z tworzywa sztucznego.

Aby uniknąć problemów z działaniem pompy ciepła, należy zadbać o prawidłowe wymiarowanie i instalację dolnego źródła. Nie może być ono niedowymiarowane, co zdarza się często ze względu na oszczędność inwestorów. Należy się liczyć również z tym, że dolne źródło nie jest niewyczerpalne a parametry gruntu są zmienne. Dobrze wykonane dolne źródło przekłada się na sprawne działanie całej instalacji, dlatego warto zadbać o jego prawidłowe wymiary.

Istotną kwestią jest również ustalenie, kiedy wykonać dolne źródło. Najkorzystniej przystąpić do tego przed budową domu, po wyznaczeniu budynku na danej działce lub po wylaniu fundamentów. Prace te powinny odbywać się przy dodatnich temperaturach powietrza, a zatem w okresie od wczesnej wiosny do jesieni.
Szczególną uwagę zwracajmy na jakość materiałów. O ile jest to możliwe, najlepiej byłoby, gdyby wszystkie elementy składające się na instalację dolnego źródła pochodziły od jednego producenta. Wszystkie części powinny być zapakowane fabrycznie i posiadać stosowne atesty. Będzie to gwarancją prawidłowej pracy układu.