Pompa de căldură sol-apă cu sonde verticale este cea mai eficientă variantă de încălzire cu pompă disponibilă pentru o casă și, în același timp, cea în care se poate greși cel mai scump. Diferența față de o pompă aer-apă este că sursa de căldură nu vine gata furnizată de natură într-o formă predictibilă. Ea se construiește, o singură dată, la o adâncime de zeci de metri, iar dacă a fost dimensionată prea scurt nu se mai poate corecta ieftin: mai adânc nu se merge într-un foraj deja tubat și cimentat, iar un al doilea foraj înseamnă din nou utilaj, autorizare și săpătură prin curtea deja amenajată.
Avantajul, în schimb, este real și măsurabil. Sub zece metri adâncime, temperatura solului rămâne aproape constantă tot anul, undeva în jurul mediei anuale a aerului din zonă. Compresorul lucrează astfel iarna la o diferență de temperatură mult mai mică decât o pompă aer-apă care trage din aer la minus zece grade, iar performanța nu se prăbușește exact în zilele în care casa cere cel mai mult. Nu există degivrare, nu există unitate exterioară zgomotoasă, iar durata de viață a schimbătorului îngropat se măsoară în zeci de ani.
De ce lungimea forajului nu se calculează în kilowați pe metru
Regula circulată frecvent — atâția wați pe metru liniar de sondă — este un punct de plecare, nu un calcul. Ea ascunde variabila cea mai importantă: cât timp se extrage căldura, nu doar cât de repede.
Solul din jurul sondei se răcește pe măsură ce cedează căldură. Cât de repede se răcește și cât de mult se refac temperaturile vara depind de conductivitatea termică a straturilor, de prezența apei subterane și de numărul de ore de funcționare pe an. Un foraj în calcar fisurat cu circulație de apă subterană se comportă complet diferit față de unul în argilă uscată, chiar dacă amândouă au aceeași adâncime. Diferența poate fi de aproape două ori la capacitatea de extracție.
Un dimensionare corectă pornește de la:
- necesarul de căldură al casei, calculat pe anvelopa reală, după eventualele lucrări de izolare;
- puterea de extracție din sol, care este puterea termică a pompei minus puterea electrică absorbită de compresor — sonda nu trebuie să furnizeze toată căldura livrată în casă, ci doar partea luată din pământ;
- numărul estimat de ore de funcționare la sarcină plină pe an, inclusiv orele pentru apă caldă menajeră, care lucrează și vara;
- proprietățile termice ale straturilor traversate, cunoscute din foraje învecinate, din harta geologică sau, la instalații mari, măsurate printr-un test de răspuns termic.
Ultimul punct este cel care separă un proiect de o improvizație. La o casă obișnuită, testul de răspuns termic este de regulă prea scump ca să se justifice, dar atunci datele geologice locale trebuie luate de undeva — de la firma de foraj care a lucrat în zonă, din studiul geotehnic al casei sau din informațiile publice despre structura subsolului. Potențialul și particularitățile subsolului din diverse regiuni sunt discutate pe larg în articolul despre energia geotermală în România.
Una lungă sau mai multe scurte
La aceeași lungime totală, un singur foraj adânc și mai multe foraje scurte nu sunt echivalente. Forajul adânc traversează mai multe straturi, are șanse mai mari să întâlnească apă și ocupă puțin teren, dar costă mai mult pe metru peste anumite adâncimi, pentru că cere utilaj mai mare.
Mai multe foraje scurte împart sarcina, dar au o condiție: distanța dintre ele. Prea apropiate, conurile de răcire se suprapun și fiecare sondă performează sub așteptări, cu un efect care se acumulează de la an la an. Distanța minimă recomandată între sonde crește cu adâncimea lor; proiectantul o stabilește, dar dacă vedeți în ofertă două foraje la câțiva metri unul de altul, întrebați pe ce bază.
Există și varianta colectorului orizontal, îngropat la un metru și jumătate adâncime pe o suprafață mare. Costă considerabil mai puțin, dar cere teren liber de câteva ori suprafața casei, nu poate fi construit sau plantat cu arbori deasupra, iar performanța variază sezonier mult mai mult, pentru că stratul de la acea adâncime încă simte anotimpurile.
Execuția: ce se întâmplă efectiv în gaura din pământ
După foraj, în gaură coboară bucla de conducte, de obicei un U dublu din polietilenă, cu greutate de balast la capăt. Spațiul rămas se umple, de jos în sus, cu o suspensie de umplere pompată printr-un tub. Aici se joacă două lucruri simultan.
Primul este performanța termică: suspensia trebuie să aibă conductivitate bună, altfel între conductă și rocă rămâne un strat izolator care anulează o parte din câștigul forajului. Al doilea, mai important, este protecția apei subterane. Forajul traversează straturi acvifere separate natural prin roci impermeabile. O umplere incompletă lasă un canal vertical prin care apa dintr-un strat poate migra în altul, contaminându-l. Din acest motiv forajele geotermale intră sub incidența reglementărilor privind gospodărirea apelor, iar avizele se obțin înainte de a începe lucrarea, nu după.
Alte două detalii pe care merită să le urmăriți la recepție: proba de presiune a buclei, făcută înainte și după umplere, cu proces-verbal, și antigelul din circuitul primar, cu concentrația verificată și declarată — un amestec prea slab îngheață în bateria schimbătorului, unul prea concentrat crește vâscozitatea și consumul pompei de circulație.
Costuri, autorizări și ce întrebi înainte de contract
Forajul reprezintă partea grea a investiției, adesea comparabilă cu prețul pompei propriu-zise. Prețul pe metru variază puternic în funcție de geologie, de accesul utilajului în curte și de zonă, așa că orice cifră generală induce în eroare; cereți oferte de la mai multe firme de foraj pentru aceeași adâncime și comparați ce include fiecare — tubaj, umplere, probă de presiune, refacerea terenului.
Întrebările utile înainte de semnare sunt destul de puține și foarte concrete. Ce adâncime totală și cu ce justificare. Ce se întâmplă dacă la execuție se întâlnește o formațiune care impune oprirea mai sus decât s-a prevăzut — cine suportă forajul suplimentar. Cine obține avizele de gospodărire a apelor. Ce garanție se dă pe etanșeitatea buclei. Și, nu în ultimul rând, dacă firma care forează este aceeași cu cea care montează pompa sau sunt doi executanți diferiți, caz în care responsabilitatea pentru performanța de ansamblu trebuie stabilită clar în contract.
Merită și o comparație onestă cu alternativele înainte de a angaja bugetul: sonda verticală câștigă la consum anual, dar are un cost inițial pe care o pompă aer-apă nu îl are, iar diferența se recuperează în ani, nu în luni. Cadrul acestei comparații, cu cifrele care contează, este detaliat în analiza dintre pompă de căldură și centrală pe gaz, iar dacă bugetul acoperă o singură lucrare majoră în acest an, argumentele de prioritizare sunt puse cap la cap în materialul despre ce investiție are sens mai întâi pentru o locuință. Proiectul de dimensionare și documentația pentru avize se fac de un proiectant de instalații și, respectiv, de un hidrogeolog cu atestat — sunt cheltuieli mici raportat la un foraj care nu poate fi refăcut.
