Pompy ciepła woda-woda – co blokuje ich rozwój?

Dlaczego pompy ciepła woda-woda nie cieszą się popularnością jako sposób ogrzewania budynków, mimo że mają znacznie lepsze parametry w porównaniu do pomp ciepła gruntowych lub powietrznych? Pompy ciepła woda-woda są wydajne, ponieważ woda gruntowa utrzymuje stabilną temperaturę między 7°C a 12°C przez cały rok. Dzięki temu osiągają wysoki sezonowy współczynnik efektywności SCOP i mają korzystny wpływ na trwałość samej pompy. Jednakże, mimo tych zalet, dlaczego takie rozwiązanie nie jest powszechne?

Instalacje z pompą ciepła woda-woda opierają się na zastosowaniu dwóch studni: czerpnej i zrzutowej. Studnia czerpna pobiera wodę z warstwy wodonośnej. Następnie woda przepływa przez wymiennik ciepła, gdzie pompa ciepła pobiera zgromadzone w wodzie ciepło. Schłodzona woda jest następnie odprowadzana przez studnię zrzutową, która zasila wody gruntowe.

Główną zaletą tego dolnego źródła jest to, że przepływ energii w wodzie gruntowej jest znacznie szybszy niż w przypadku gruntowych wymienników. Oznacza to, że dolne źródło jest trudniejsze do wyczerpania, ponieważ woda gruntowa ma roczną w miarę stałą temperaturę. Dzięki temu system może efektywnie pobierać ciepło przez dłuższy czas.

Pompy ciepła woda-woda a efektywność 

W zastosowaniach domowych, zazwyczaj to woda gruntowa jest głównym dolnym źródłem energii dla wodnych pomp ciepła. Jednak istnieją również inne możliwości. Ciepło można pozyskiwać z różnych źródeł, takich jak ścieki, wody morskie i powierzchniowe. Woda jako nośnik energii cieplnej posiada doskonałe właściwości akumulacyjne. Jak już wspomniano, temperatura wód gruntowych utrzymuje się w zakresie 7-12°C, co czyni je atrakcyjnym dolnym źródłem. Ścieki komunalne często mają jeszcze wyższe temperatury, co wykorzystuje się w niektórych oczyszczalniach, jak np. w Tychach. Warto zauważyć, że współczynnik efektywności sezonowej SCOP dla tych systemów może przekraczać wartość 6.

Dlaczego ten rodzaj pomp ciepła nie jest popularny?

Istnieje jednak kilka powodów, które wpływają na ograniczoną popularność tego rozwiązania.

Po pierwsze, woda gruntowa często zawiera różne składniki, które mogą prowadzić do zanieczyszczenia wymiennika ciepła. Aby temu zaradzić, stosuje się zazwyczaj wymienniki pośrednie, co jednak obniża wydajność procesu wymiany ciepła. Ponadto, nawet jeśli woda zostanie przebadana przed inwestycją, nie daje to pełnej pewności, że jej skład chemiczny nie ulegnie zmianie.

Kolejnym aspektem jest zmienność poziomu wód gruntowych. Istnieje wiele czynników, które mogą wpływać na ich poziom. Są to m.in. wykopy pod budowy, które mogą przerwać warstwę wodonośną i spowodować obniżenie zwierciadła wód gruntowych.

Dodatkowo, istnieją również ograniczenia wynikające z przepisów prawnych, które utrudniają instalację pomp ciepła woda-woda. Każda technologia ma swoje indywidualne ograniczenia. Na przykład, przy pompach powietrznych należy uwzględnić maksymalne dopuszczalne poziomy hałasu, które są regulowane prawem. W pomieszczeniach mieszkalnych dopuszczalny poziom ciśnienia akustycznego wynosi maksymalnie 40 dB(A) w ciągu dnia i 30 dB(A) w nocy. Na granicy posesji dopuszczalny poziom wynosi 50 dB(A) w dzień i 40 dB(A) w nocy. Natomiast dla gruntowych pomp ciepła z wymiennikiem pionowym o głębokości powyżej 100 metrów wymagane jest wykonanie specjalistycznego projektu geologicznego. Ponadto, instalacje wodnych pomp ciepła podlegają przepisom prawa wodnego, co dodatkowo reguluje ich stosowanie.

• Zobacz również: Jak zbadać hałas pompy ciepła?

Uwarunkowania prawne a pompy ciepła woda-woda

Uwarunkowania prawne dotyczące instalacji pomp ciepła woda-woda są istotne i mają wpływ na proces ich montażu. Studnia-wymiennik, która jest częścią takiego systemu, jest uznawana za urządzenie wodne, a w zależności od głębokości i celu użytkowania, obowiązują różne zasady i wymagania.

Jeśli studnia ma głębokość do 30 metrów i używa jej się do celów domowych, nie trzeba mieć dodatkowej zgody, pod warunkiem, że pobór wody podziemnej nie przekracza 5 m³ na dobę. Jednakże, instalacja pompy ciepła woda-woda, która wymaga około 1 m³ wody gruntowej na godzinę w celu wytworzenia mocy cieplnej o wartości 5 kW, może napotkać trudności zgodności z przepisami bez uzyskania dodatkowych pozwoleń.

Jeśli dobowa ilość pobieranej wody podziemnej przekracza 5 m³ lub głębokość odwiertu jest większa niż 30 metrów, konieczne jest opracowanie operatu wodnoprawnego. Procedura ta obejmuje składanie wniosku o pozwolenie wodnoprawne w starostwie, co ma na celu uzyskanie zezwolenia na korzystanie z większych ilości wód podziemnych lub na używanie głębszych odwiertów. Dopiero po uzyskaniu pozwolenia wodnoprawnego można przystąpić do realizacji inwestycji.

Środowisko prawne nie sprzyja montażowi pomp ciepła woda-woda w Polsce. Dodatkowo, tego rodzaju pompy ciepła nie kwalifikują się do dotacji w ramach programów Czyste Powietrze, Mój Prąd i Moje Ciepło. To ograniczenie utrudnia rozwój tej technologii, szczególnie biorąc pod uwagę wysokie koszty inwestycyjne związane z zakupem urządzenia i wykonaniem dwóch studni. Jednakże, jeśli jesteś zainteresowany tą technologią i chciałbyś skorzystać z programu wsparcia, istnieje możliwość skorzystania z ulgi termomodernizacyjnej. Pompy ciepła wraz z osprzętem są wymienione jako uprawnione wydatki w katalogu pozwalającym na uzyskanie tej ulgi. Należy jednak pamiętać, że konieczne jest dokładne rozpoznanie terenu pod inwestycję oraz zaprojektowanie instalacji dolnego źródła zgodnie z obowiązującymi przepisami.

Źródło: Strefa Instalatora, Prawo wodne