Czym wypełnić sondy pionowe w odwiertach pod gruntową pompę ciepła? Glikol propylenowy, etylenowy?

Rola cieczy roboczej w gruntowym wymienniku ciepła

Ciecz robocza w sondach pionowych to kluczowy element systemu dolnego źródła. To właśnie ona odpowiada za odbieranie energii z gruntu i przekazywanie jej do gruntowej pompy ciepła. W praktyce stosuje się roztwory wodne glikolu, które działają jednocześnie jako nośnik ciepła i zabezpieczenie przed zamarzaniem.

Woda sama w sobie ma bardzo dobre właściwości cieplne, jednak w temperaturze 0°C zamarza, co w sondach pionowych może doprowadzić do uszkodzenia rur, zniszczenia wypełnienia termocementem i spadku efektywności całego wymiennika GWC. Dlatego woda jest używana jedynie tymczasowo – podczas prób ciśnieniowych lub pierwszego napełnienia systemu przed wymianą na roztwór glikolu.

Dobór właściwego płynu ma wpływ na wydajność i żywotność instalacji, dlatego decyzja o rodzaju medium powinna być podjęta jeszcze na etapie projektowania odwiertów pod gruntowe pompy ciepła.

Glikol propylenowy i etylenowy – podobne, ale nie takie same

Zarówno glikol propylenowy, jak i glikol etylenowy pełnią tę samą funkcję – zapobiegają zamarzaniu i umożliwiają efektywną wymianę ciepła między gruntem a pompą. Różnią się jednak właściwościami chemicznymi i wpływem na środowisko. Glikol etylenowy ma nieco lepsze parametry przewodnictwa cieplnego, dlatego bywa wybierany w dużych instalacjach przemysłowych, gdzie liczy się maksymalna sprawność energetyczna. Niestety, w razie wycieku jest toksyczny i może zanieczyścić grunt.

Z kolei glikol propylenowy to jego ekologiczny odpowiednik – w pełni biodegradowalny i bezpieczny dla wód gruntowych. W nowoczesnych instalacjach domowych, szczególnie tam, gdzie odwierty pionowe wykonywane są w pobliżu ujęć wody, zdecydowanie zaleca się stosowanie właśnie glikolu propylenowego. Jak opisujemy w artykule poświęconym metodom wykonywania odwiertów pod pompy ciepła, jego parametry cieplne są w pełni wystarczające dla sond o długości do 100 m, a ewentualny wyciek nie powoduje szkód w środowisku.

Dlaczego woda nie nadaje się do pracy całorocznej

Woda ma znakomite przewodnictwo cieplne, lecz jej zamarzanie czyni ją niebezpieczną w eksploatacji gruntowego wymiennika ciepła. W przypadku spadku temperatury gruntu poniżej zera, zamarznięta ciecz rozszerza się, co może doprowadzić do pęknięcia rur PE-HD i utraty szczelności całej instalacji.

Poza tym, brak glikolu oznacza brak ochrony antykorozyjnej i biobójczej. Woda sprzyja rozwojowi mikroorganizmów, które z czasem tworzą osady i biofilm ograniczający przepływ w sondach pionowych. Dlatego wszystkie profesjonalne firmy do pomp ciepła napełniają układ roztworem glikolu, a nie czystą wodą.

Wpływ glikolu na efektywność i bezpieczeństwo odwiertu

Odpowiednie stężenie glikolu propylenowego lub etylenowego w sondach pionowych decyduje o tym, jak efektywnie gruntowa pompa ciepła będzie wymieniać energię. Zbyt wysokie stężenie zwiększa lepkość płynu, obciążając pompę obiegową, a zbyt niskie grozi zamarzaniem w ekstremalnych warunkach.

Optymalne roztwory to zwykle 25–35% glikolu, co pozwala uzyskać punkt zamarzania poniżej -10°C. Dobrą praktyką jest również stosowanie dodatków antykorozyjnych i stabilizujących pH, które chronią instalację przed degradacją.

Należy pamiętać, że prawidłowe działanie sond zależy nie tylko od płynu, ale też od jakości odwiertu, zastosowania odpowiedniego wypełnienia – np. termocementu – oraz szczelnego połączenia rur PE.

Jak wybrać odpowiedni roztwór glikolu

Ze względu na bezpieczeństwo ekologiczne zalecamy glikol propylenowy. Jakość produktu: tanie mieszanki mogą mieć zanieczyszczenia wpływające na przewodnictwo cieplne. Regularna kontrola: raz na 2–3 lata należy sprawdzić stężenie i pH roztworu.

Odpowiednio dobrany glikol w połączeniu z właściwie wypełnionym odwiertem (np. termocementem lub mieszanką żwirowo-bentonitową) gwarantuje wysoką sprawność wymiany ciepła i długowieczność całego układu GWC.