Pompa ciepła powietrze-woda vs gruntowa – porównanie kosztów i wydajności

Pompa ciepła powietrze–woda vs gruntowa – jak naprawdę wygląda ten wybór?

Kiedy rozmawiam z inwestorami o ogrzewaniu domu, ten dylemat wraca jak bumerang: „Adam, brać powietrzną czy gruntową?” I zwykle widzę to samo – z jednej strony chęć niższych rachunków, z drugiej obawa przed kosztami odwiertów i „kopaniem całej działki”.

Pompy powietrze–woda kuszą prostotą. Stawiamy jednostkę zewnętrzną, łączymy z instalacją, bez koparek, bez geologów, bez wiercenia na 100 metrów. Całość zamyka się zwykle w 20–40 tys. zł. To dlatego tak często wybiera je ktoś, kto buduje pierwszy dom i ma już nadwyrężony budżet po stanie surowym.

Gruntowa pompa ciepła to zupełnie inna filozofia. Wykorzystuje stabilną temperaturę ziemi – poniżej ok. 1,5 m mamy w Polsce zwykle 2–10°C przez cały rok. W praktyce oznacza to wyższą i stabilniejszą efektywność (wyższy SCOP). Ceną za to jest wyższa inwestycja – najczęściej 50–80 tys. zł, szczególnie przy odwiertach pionowych.

Kilka lat temu projektowałem dom na stromym, skalistym zboczu. Inwestor na początku był przekonany do odwiertów pod gruntówkę, dopóki nie dostał realnej wyceny – droższej o prawie połowę względem standardowej działki. Skończyło się na pompie powietrznej… i to nie była zła decyzja.

Na końcu dnia sprowadza się to do pytania: czy chcemy niższy koszt wejścia i szybszy montaż, czy maksymalnie stabilne rachunki w długim terminie. Spróbujmy to uporządkować na spokojnie, bez marketingowych haseł.

Jak działa pompa ciepła i co naprawdę oznacza COP oraz SCOP?

Nieważne, czy mówimy o pompie powietrznej, czy gruntowej – zasada jest ta sama. W środku mamy obieg czynnika chłodniczego, który odbiera ciepło z dolnego źródła (powietrze albo grunt) i oddaje je do instalacji grzewczej. Tyle teorii. W praktyce cała magia (i rachunki) rozgrywa się wokół tego, z jakiego źródła bierzemy ciepło i w jakich temperaturach pracujemy.

W gruntowych pompach dolnym źródłem jest solanka krążąca w kolektorach gruntowych. Ziemia na odpowiedniej głębokości ma dość stałą temperaturę, więc urządzenie ma komfortowe warunki pracy przez cały sezon. W powietrznych – bazujemy na tym, co daje nam pogoda. W grudniu +5°C, w styczniu -10°C, a czasem tydzień siarczystych mrozów. Sprężarka musi sobie z tym radzić.

Efektywność urządzenia opisują dwa parametry: COP i SCOP. COP mówi, ile ciepła dostaniemy z 1 kWh prądu w konkretnym momencie (przy określonej temperaturze zewnętrznej i parametrach zasilania). SCOP to spojrzenie sezonowe – ile średnio wyciągamy przez cały sezon grzewczy.

Jeśli SCOP wynosi 4,0, to znaczy, że z 1 kWh energii elektrycznej robimy około 4 kWh ciepła w skali całej zimy. Gruntówki zwykle trzymają SCOP w przedziale 4,3–5,0, powietrzne – około 4,0–4,5. Co ciekawe, nowoczesne powietrzne pompy z dobrymi inwerterami w naszym umiarkowanym klimacie potrafią zimą wyciągnąć sezonowy COP powyżej 4,0 i w realnych warunkach przebijać stare gruntówki sprzed kilkunastu lat.

Jest jeszcze jedna rzecz, o której rzadko mówi się w ulotkach. W gruntowych instalacjach temperatura glikolu w obiegu jest zwykle o 3–5°C wyższa niż temperatura powietrza na zewnątrz w tym samym czasie. Jeśli do tego dołożymy niskotemperaturowe ogrzewanie podłogowe zamiast grzejników, oszczędzamy nawet ok. 20% energii tylko dlatego, że system pracuje na niższych parametrach.

Pamiętam jedną modernizację w domu z klasycznymi grzejnikami. Po przejściu na podłogówkę i delikatnej korekcie nastaw na pompie właściciel po pierwszym sezonie zadzwonił z tekstem: „Adam, nie wierzyłem, że to aż tyle da, ale liczby z licznika nie kłamią”. I faktycznie – zużycie kWh spadło odczuwalnie.

Pompa ciepła powietrze–woda w praktyce – szybkie efekty, szybki montaż

Powietrzna pompa ciepła pobiera ciepło z otaczającego powietrza i przekazuje je do instalacji CO oraz do zasobnika ciepłej wody. Kluczowy element to wymiennik, który „wyciąga” energię nawet przy temperaturach powietrza bliskich zera.

Od strony montażu to bardzo wdzięczne urządzenie. Przy typowym domu jednorodzinnym często wchodzę na budowę, a po dwóch–trzech dniach mamy działający system. Bez geologa, bez koparek rozjeżdżających ogród, bez ryzyka, że w połowie odwiertu trafimy w nieprzyjemną skałę. To właśnie ten brak prac ziemnych sprawia, że inwestycja zamyka się zwykle w 20–40 tys. zł.

Dla małych, miejskich działek to często jedyna sensowna opcja. Jednostka zewnętrzna ląduje przy ścianie, trasę rurociągów da się poprowadzić w sposób cywilizowany, a cały temat geologii możemy… odłożyć na bok.

Słabsza strona? Zależność od temperatury powietrza. Im zimniej na zewnątrz, tym trudniej „wyrwać” z powietrza ciepło, tym niższy COP i wyższe zużycie prądu. Dochodzimy do tzw. punktu biwalentnego, czyli temperatury, przy której sama pompa nie daje rady pokryć zapotrzebowania budynku. Wtedy włącza się wsparcie – najczęściej grzałka elektryczna.

Żeby to miało ręce i nogi, potrzebny jest poprawny dobór mocy i rozsądna konfiguracja. Na jednej z budów inwestor uparł się na przewymiarowaną pompę „żeby była rezerwa”. Efekt? Urządzenie w mrozy „pikało” – włączało się i wyłączało co chwilę. Po dołożeniu bufora 150 l i korekcie nastaw liczba cykli spadła, a zużycie energii zmniejszyło się o około 15%. Takie małe detale robią duże rachunki.

W nowszych modelach producenci poszli też mocno w komfort. Dobre jednostki zewnętrzne mają wentylatory o głośności poniżej 45 dB i rozbudowane systemy odszraniania (defrost). Przy zastosowaniu defrostu na sprężonym powietrzu nie dochodzi do zamarzania jednostki nawet przy -20°C, o ile instalacja jest dobrze zaprojektowana.

Coraz częściej montuję też pompy monoblokowe na propan. Dają wyższą efektywność, są bardziej przyjazne środowisku, a od strony użytkownika różnica polega głównie na tym, że serwisant musi mieć odpowiednie uprawnienia i wiedzieć, co robi z czynnikiem.

Gruntowa pompa ciepła – spokojna, równa praca przez cały rok

Gruntowa, solankowa pompa ciepła korzysta ze stabilnej temperatury ziemi – na głębokości powyżej ok. 1,5 m mamy 2–10°C, niezależnie od tego, czy na powierzchni jest -15°C, czy +30°C. Dla sprężarki to wymarzony świat: brak skrajnych wahań, brak „szoków” temperatury.

Żeby skorzystać z tego naturalnego magazynu ciepła, potrzebujemy kolektora. Może to być układ poziomy – rury rozłożone na głębokości ok. 1,5–2 m, na dużej powierzchni działki – albo sondy pionowe, czyli odwierty nawet do 70–100 m w głąb. Poziomy wymaga miejsca, pionowy – sprzętu i budżetu.

Wilgotność i struktura gruntu mają ogromne znaczenie. Wilgotna glina lub żwir z przewodnością rzędu 2,0–3,5 W/(m·K) to idealne warunki. Suchy piasek, luźne nasypy, skały – już niekoniecznie. Co ciekawe, w praktyce widziałem instalacje z kolektorem poziomym w ciężkich, gliniastych gruntach, gdzie po kilku sezonach pojawiały się problemy z wydajnością. Teoretycznie glina jest „dobra”, ale przy źle dobranej długości rur i zbyt dużym obciążeniu zdarzało się, że glikol w rurach miejscowo zamarzał, mimo stabilnej temperatury gruntu. Efekt – spadek efektywności, którego inwestor zupełnie się nie spodziewał.

Przy sondach pionowych dochodzi jeszcze jeden czynnik: skały. Jeśli pod warstwą humusu mamy podpowierzchniowe skały, koszt odwiertów potrafi wzrosnąć o 30–50%. W regionach pagórkowatych czy górskich to często zabija ekonomię projektowanej gruntówki. W takich lokalizacjach często kończymy rozmowę… przy powietrznej pompie i dobrze dobranym wsparciu na największe mrozy.

Dlatego przed zamówieniem wiertnicy polecam coś, co wielu inwestorów pomija: sensowne rozpoznanie gruntu. Czasem wystarczy badanie geotechniczne, czasem opłaca się pójść krok dalej i zbadać podłoże georadarem. Taki wydatek to ułamek kosztów odwiertów, a pozwala uniknąć sytuacji, w której po kilku nieudanych próbach okaże się, że sondy w danym miejscu po prostu nie mają sensu.

Od strony instalacji gruntówka ma też swoje „smaczki”. Często projektuję studzienkę z rozdzielaczami, gdzie schodzą się wszystkie pętle kolektora. Ułatwia to regulację przepływów i serwis – zamiast kopać pół ogrodu, serwisant schodzi do studzienki, reguluje, odpowietrza, mierzy.

No i temat, o którym mało kto pamięta: glikol. W sondach pionowych i kolektorach krąży roztwór, który z czasem może łapać mikroskażenia biologiczne. Po kilku latach, bez kontroli, wydajność układu może spaść nawet o 10–15%. Dobrą praktyką jest coroczne badanie glikolu i ewentualna korekta lub wymiana – to detal, który realnie wpływa na SCOP po kilku sezonach.

Koszt inwestycji i rachunki – zestawmy liczby

Jeśli spojrzymy tylko na koszty inwestycji, obraz jest prosty: powietrzna pompa ciepła to wydatek ok. 20 000–40 000 zł. Gruntowa – 50 000–80 000 zł. Różnica potrafi sięgnąć 40–100%. I w ogromnej większości przypadków to właśnie ten pierwszy rachunek zaważa na decyzji.

Ta różnica bierze się nie z ceny samej pompy, ale z prac ziemnych: odwiertów, kolektorów, studzienek, geologii. Jeśli pod działką mamy skały i trudny grunt, koszt odwiertów potrafi wyskoczyć jeszcze wyżej i całkowicie zmienić opłacalność gruntówki w porównaniu z powietrzną pompą.

Z drugiej strony, w eksploatacji gruntówka zazwyczaj wygrywa. Wyższy SCOP (4,3–5,0 vs 4,0–4,5 dla typowych powietrznych) oznacza niższe zużycie energii elektrycznej, a więc niższe rachunki. Szacunkowo koszty eksploatacji gruntowej pompy ciepła potrafią być o 25–50% niższe niż powietrznej.

Poniżej zbieram kluczowe parametry obu rozwiązań:

Do tego dochodzą dotacje. W praktyce, przy aktualnych programach wsparcia, powietrzne pompy ciepła potrafią mieć dotację sięgającą nawet ok. 70% kosztów kwalifikowanych. W przypadku gruntowych bywa to maksymalnie w okolicy 50%, zwłaszcza gdy wchodzą w grę odwierty powyżej 100 m. To jeszcze bardziej wypłaszcza przewagę gruntówek pod względem ekonomii „na papierze”.

Na jednej z inwestycji miałem taką sytuację: bez dotacji gruntówka wychodziła „na plus” po kilkunastu latach. Po przeliczeniu realnej dotacji do powietrznej pompy okazało się, że okres zwrotu różnicy między systemami wydłuża się na tyle, że inwestor świadomie zdecydował się na wariant tańszy na starcie.

Czy gruntowa faktycznie „zwraca się” szybciej?

Ocena opłacalności gruntowej pompy ciepła nie kończy się na prostym „drożej na starcie, taniej w użytkowaniu”. Tu trzeba policzyć cały cykl życia instalacji.

Z jednej strony mamy wyższy koszt inwestycji. Z drugiej – niższe koszty eksploatacji, często o wspomniane 25–50%. Kluczowy parametr techniczny to SCOP. Jeśli gruntówka ma SCOP 4,8, a powietrzna 4,1, to różnica w zużyciu energii w skali sezonu jest już bardzo konkretna.

Do tego dochodzi niepewność cen prądu. Im szybciej rosną, tym bardziej opłaca się każdy punkt SCOP-a wyżej. Przy dwóch takich samych domach, w jednym z powietrzną pompą, w drugim z gruntową, po 10–15 latach różnice w sumarycznych rachunkach za energię to już kwoty liczone w dziesiątkach tysięcy złotych.

⚡ PRO TIP: przy porównywaniu ofert poproś wykonawcę o konkretną prognozę rocznego zużycia energii w kWh, a nie tylko o hasło „pompa ma wysoki SCOP”. Dopiero wtedy można policzyć sensowny okres zwrotu w Twoich warunkach.

Z mojego doświadczenia, przy dobrze dobranej gruntówce, okres zwrotu dodatkowej inwestycji (w porównaniu z powietrzną pompą) to zwykle kilka do kilkunastu lat. Często słyszę też pytanie: „czy to się zwróci w 20 lat?”. Odpowiadam wtedy szczerze – przy rozsądnym projekcie tak, ale czy chcesz zamrażać większy kapitał dziś, żeby mieć niższe rachunki przez kolejne lata, to już decyzja bardziej finansowa niż techniczna.

Ciekawą alternatywą są systemy hybrydowe. Na jednym z domów, zamiast gruntówki, zrobiliśmy powietrzną pompę ciepła połączoną z grzejnikiem akumulacyjnym, który włącza się tylko przy temperaturach około -15°C. Właściciel nie chciał żadnych odwiertów. Po trzech sezonach koszty eksploatacji wyszły bardzo podobnie do symulacji dla gruntówki, ale bez jednego wbitego w ziemię metra rury.

Działka i grunt – kiedy gruntówka ma sens, a kiedy to proszenie się o kłopoty?

Przy pompie gruntowej działka przestaje być „tłem” projektu. Staje się jednym z głównych parametrów technicznych.

Mamy dwa warianty odbioru ciepła: kolektor poziomy lub odwierty pionowe. Kolektor poziomy wymaga wolnej powierzchni – bez zabudowy, bez gęstych nasadzeń, najlepiej z możliwością dojazdu koparki. Układamy rury na głębokości 1,5–2 m i oddajemy ten fragment działki „w dzierżawę” instalacji na długie lata. Żadnych dużych drzew nad, żadnych głębokich fundamentów w przyszłości.

Odwierty pionowe są bardziej kompaktowe – zajmują mało miejsca na działce, ale wymagają specjalistycznego sprzętu i porządnego rozpoznania geologii. Przy głębokości 70–100 m nagłe natrafienie na lite skały potrafi wywrócić cały kosztorys.

Rodzaj gruntu decyduje o przewodności cieplnej. Wilgotna glina, żwir – świetnie. Suchy piasek, warstwy skalne blisko powierzchni – słabo. Zdarzało mi się odradzać gruntówkę właśnie po analizie badań geotechnicznych. Nawet najlepsza pompa ciepła nie naprawi słabego dolnego źródła.

W przeciwieństwie do tego pompa powietrzna ma bardzo prostą „geologię”: wystarczy ściana, fundament pod jednostkę zewnętrzną i kilka metrów miejsca na strumień powietrza. Dlatego w gęstej zabudowie miejskiej, na wąskich działkach bliźniaków czy szeregówek, powietrzne pompy ciepła wygrywają często już na etapie kartki z planem zagospodarowania.

⚠ UWAGA: jeśli myślisz o odwiertach, nie oszczędzaj na rozpoznaniu gruntu. Kilka odwiertów geotechnicznych lub badanie georadarem to groszowe sprawy w porównaniu z kosztami całego systemu, a pozwalają uniknąć sytuacji, w której w połowie prac trzeba zmieniać koncepcję.

Komfort, hałas i chłodzenie – jak się z tym żyje na co dzień?

Technicznie obie pompy są dość bezobsługowe. Użytkownik najczęściej widzi tylko panel sterujący i rosnący komfort termiczny. Różnice wychodzą przy akustyce i sposobie chłodzenia.

Powietrzna pompa ciepła generuje hałas głównie przez wentylator i sprężarkę w jednostce zewnętrznej. Dobre modele zmieścimy poniżej 45–50 dB, ale jeśli postawimy urządzenie 1,5 m od sypialni sąsiada, to napięcia mamy gwarantowane. Przy projektowaniu lubię przejść się z inwestorem po działce i „na sucho” ustalić, gdzie hałas będzie najmniej odczuwalny.

Gruntówka jest pod tym względem prawie niewidoczna akustycznie. Cały „hałas” siedzi w środku i jest zbliżony do pracy lodówki. W nowoczesnym, dobrze wygłuszonym domu praktycznie jej nie słychać. Dla części moich klientów to był kluczowy argument – szczególnie przy małych działkach w zabudowie bliźniaczej.

Jeśli chodzi o chłodzenie, gruntowe systemy mają silny atut. Mogą korzystać z tzw. chłodzenia pasywnego – wykorzystujemy niską temperaturę gruntu, bez intensywnej pracy sprężarki. Koszt energii jest wtedy śmiesznie niski w porównaniu z klasyczną klimatyzacją. W upalne lato w jednym z domów jednorodzinnych właściciel mierzył sobie temperaturę zasilania z gruntówki – stabilne ~18°C przez cały dzień, przy minimalnym poborze prądu.

Powietrzne pompy też mogą chłodzić, ale robią to de facto jak klimatyzator – pracuje sprężarka, rośnie zużycie energii. Wciąż może to być sensowne rozwiązanie, ale nie tak ekonomiczne jak „pasiva” z gruntu.

Obie technologie świetnie współpracują z ogrzewaniem podłogowym i klimakonwektorami. To ważne, bo im niższa temperatura zasilania, tym wyższa efektywność pompy. W dobrze zaprojektowanym domu niskotemperaturowym komfort jest wysoki niezależnie od tego, czy na dole pracuje powietrzna czy gruntowa pompa ciepła.

Kiedy wybrałbym pompę powietrze–woda, a kiedy gruntową?

Odpowiadam tu tak, jak odpowiadam inwestorom przy stole z projektem.

Jeśli budżet na start jest napięty, a chcemy wejść w pompę ciepła i OZE bez „przebijania sufitu” – powietrzna pompa ciepła zwykle będzie rozsądniejszym wyborem. Koszt 20–40 tys. zł, montaż w kilka dni, brak ingerencji w działkę, wysokie poziomy dotacji – to jest realny, szybki efekt.

Jeśli natomiast priorytetem jest maksymalnie stabilna praca, minimalne zużycie energii i komfort akustyczny – gruntowa pompa ciepła zaczyna wygrywać, pod warunkiem, że działka i grunt na to pozwalają. Przy inwestycji rzędu 50–80 tys. zł mówimy o systemie, który przy dobrze dobranym dolnym źródle będzie pracował spokojnie, bez wspomagania grzałkami nawet przy tęgich mrozach.

W polskich warunkach klimatycznych, także w rejonie Warszawy, powietrzne pompy ciepła są już w stanie komfortowo ogrzewać dom do około -20°C. Przy niższych temperaturach rośnie udział grzałki i koszty. W lokalizacjach, gdzie takie mrozy trwają długo, gruntówka ma naturalną przewagę – grunt wciąż ma swoje 5–8°C, a sprężarka pracuje w komfortowych warunkach.

Ciekawym kompromisem, o którym wspominałem, są układy hybrydowe: powietrzna pompa ciepła plus dodatkowy element (np. grzejnik akumulacyjny) włączający się tylko przy najniższych temperaturach, rzędu -15°C i niżej. W wielu domach, które modernizowałem, takie rozwiązanie pozwoliło zbliżyć koszty eksploatacji do gruntówki w ciągu około trzech pierwszych sezonów, bez jednego odwiertu.

Najczęstsze pytania, które słyszę od inwestorów

Która pompa jest tańsza w instalacji?
W praktyce zawsze taniej wychodzi powietrzna pompa ciepła. Typowy przedział to 20–40 tys. zł za kompletną instalację. Gruntowa z kolektorem lub odwiertami startuje najczęściej od ok. 50 tys. zł i bez problemu dochodzi do 70–80 tys. zł, szczególnie przy trudnym gruncie. Różnica rzędu 40–100% w koszcie wejścia nie jest niczym niezwykłym.

Która pompa ma wyższą wydajność?
Pod względem sezonowej efektywności (SCOP) lepiej wypada gruntowa pompa ciepła. Mówimy o wartościach rzędu 4,3–5,0, podczas gdy powietrzne pompy pracują zwykle w zakresie 4,0–4,5. W dobrze zaprojektowanym domu oznacza to realnie niższe rachunki za ogrzewanie. Z drugiej strony pamiętaj, że nowoczesne powietrzne pompy z inwerterami potrafią w naszym klimacie zimą wyciągać sezonowy COP powyżej 4,0 i w wielu przypadkach są bardziej opłacalne niż stare gruntówki.

Czy pompa gruntowa działa efektywnie zimą?
Tak. Dla gruntówki zima na powierzchni jest prawie niezauważalna – korzysta z temperatury gruntu rzędu 2–10°C. Dzięki temu jej wydajność nie „leci w dół” przy -10°C czy -15°C, jak to bywa w przypadku pomp powietrznych. W domach, które projektowałem z dobrze zrobionym dolnym źródłem, nie zdarzyło mi się, żeby gruntówka potrzebowała ratunku w postaci grzałki przy typowych polskich zimach.

Jaki rodzaj gruntu jest najlepszy dla pompy gruntowej?
Najlepiej sprawdzają się grunty wilgotne o dobrej przewodności cieplnej – glina, żwir, iły, z przewodnością w zakresie 2,0–3,5 W/(m·K). Suchy, piaszczysty grunt jest wyraźnie gorszy, a skały blisko powierzchni potrafią dołożyć swoje do kosztów odwiertów. Dlatego przed decyzją o gruntówce zawsze zlecaj badanie geotechniczne, a przy większych instalacjach rozważ też badanie gruntu georadarem.

Która pompa jest cichsza?
Pod kątem hałasu zdecydowanie wygrywa gruntowa pompa ciepła. Jej praca jest porównywalna z lodówką – większość inwestorów po tygodniu przestaje w ogóle zwracać na nią uwagę. Powietrzne pompy generują hałas przez wentylator i sprężarkę w jednostce zewnętrznej, choć nowsze modele z cichymi wentylatorami (<45 dB) potrafią być naprawdę mało uciążliwe, jeśli dobrze zaplanujemy lokalizację.

Jaki jest realny okres zwrotu inwestycji w pompę gruntową?
Jeśli porównamy gruntówkę z powietrzną pompą ciepła, to dodatkowa inwestycja w dolne źródło (odwierty/kolektory) zwykle zwraca się w kilka do kilkunastu lat, w zależności od cen energii, wielkości domu i jakości projektu. Mówimy o niższych kosztach eksploatacji rzędu 25–50% względem powietrznej pompy. Dodajmy do tego fakt, że gruntówka rzadko potrzebuje wsparcia grzałki – dzięki czemu w największe mrozy nie ma nieprzyjemnych niespodzianek na rachunkach.

Podsumowując: nie ma jednej „najlepszej” pompy ciepła dla wszystkich. Są konkretne warunki działki, budżet, oczekiwania co do komfortu i gotowość na prace ziemne. Moim zadaniem jako projektanta jest przełożyć to na liczby i zaproponować takie rozwiązanie, które da się realnie zbudować i które będzie dla Ciebie przewidywalne przez kolejne lata – niezależnie od tego, czy sprężarka będzie pobierać ciepło z powietrza, czy z gruntu.