Pompa ciepła kontra konwencjonalne systemy grzewcze

Parametry, jakie należy porównać przy wyborze rodzaju źródła ciepła, to przede wszystkim:

koszt inwestycji i koszt wytwarzania ciepła przez urządzenie grzewcze, a także warunki, czas i koszt wykonania kotłowni oraz żywotność systemu, jak również komfort użytkowania, funkcjonalność, bezpieczeństwo. Ważnym elementem będzie też wpływ urządzenia na środowisko.  Zastosowanie technologii pomp ciepła obniża ilość energii pierwotnej (nawet o ponad 50%) w stosunku do innych systemów grzewczych.

W obniżaniu zużycia energii pierwotnej pompy ciepła należą do najbardziej energooszczędnych technologii grzewczych. Jednak z punktu widzenia użytkownika pompy ciepła najistotniejszym parametrem do porównania technologii grzewczych będzie analiza ekonomiczna. Na całkowite koszty roczne składają się koszty zużycia energii, koszty kapitałowe oraz koszty konserwacji (napraw i przeglądów).

Porównanie całkowitych kosztów rocznych dla wybranego budynku jednorodzinnego wykonano w oparciu o wytyczne Związku Inżynierów Niemieckich VDI 2067. Analizy przeprowadzono dla istniejącego budynku o powierzchni użytkowej 250 m2, zlokalizowanego w II strefie klimatycznej, o zapotrzebowaniu na ciepło budynku 9,5 kW, z obliczeniową temperaturą wewnętrzną 20ºC, z instalacją grzewczą o parametrach 35/30.

Analiza

Analiza ekonomiczna wyraźnie wskazuje, że pompa ciepła jest najbardziej ekonomicznym urządzeniem grzewczym spośród konwencjonalnych systemów grzewczych. Pomimo tego iż koszty inwestycyjne są wyższe, późniejsze koszty eksploatacji przechylają szalę na korzyść tych urządzeń, nawet przy założeniu stosunkowo wysokich kosztów obsługi tych urządzeń w porównaniu do doświadczeń wynikających z praktyki.

Ponadto pompa ciepła podnosi wartość budynku, dzięki czemu korzyści ze sprzedaży budynku wyposażonego w to urządzenie grzewcze są wyższe w porównaniu do systemów konwencjonalnych, a czas poświęcony na sprzedaż – krótszy.

Innym parametrem ekonomicznym jest okres zwrotu inwestycji, o który tak często pytają użytkownicy przy wyborze urządzenia grzewczego. Wbrew wielu opiniom okres zwrotu inwestycji w pompę ciepła wcale nie wynosi kilkadziesiąt lat. Jak pokazuje wykres poniżej, jeżeli uwzględnimy wszystkie czynniki, które mają wpływ na ten parametr, okres zwrotu inwestycji w pompę typu solanka/woda wynosi od 4 do 9 lat, w zależności od systemu, do którego ją porównujemy.

W przypadku inwestycji w pompy ciepła, w których pompa może wykorzystać ciepło technologiczne, okres zwrotu może być jeszcze krótszy ze względu na wyższą temperaturę dolnego źródła. Ciekawym przykładem wykorzystania ciepła technologicznego jest instalacja wykonana 8 lat temu w firmie Nutricia Zakłady Produkcyjne Sp z o.o. w Opolu, składająca się z trzech bloków pomp ciepła o mocy 4,2 MW, która ogrzewa niemal cały zakład produkcyjny, wykorzystując wody pochłodnicze. Innym ciekawym przykładem są pompy ciepła, które pracują w kaskadzie o mocy 160 kW na potrzeby ogrzewania pomieszczeń MPWiK w Wągrowcu, gdzie dolnym źródłem dla pomp ciepła jest woda z sieci miejskiej.

Komfort i bezpieczeństwo

Obserwując obecną sytuację na rynku paliw i biorąc pod uwagę analizę ekonomiczną, najrozsądniejszą wydaje się być decyzja o pompie ciepła. Jak wobec tego wypadają kolejne kryteria wyboru systemu grzewczego, którymi są komfort użytkowania i bezpieczeństwo? W tym aspekcie wydaje się, że pompa ciepła nie ma sobie równych.

Za pomocą pomp ciepła temperatura energii otoczenia podnoszona jest dla celów grzewczych do pożądanego poziomu. W pompach ciepła odbywa się to przy pomocy obojętnych w stosunku do środowiska i bezpiecznych czynników roboczych. Pompa ciepła nie wymaga zakupu działki uzbrojonej. Pompa ciepła nie wymaga przyłącza gazu, składu opału, zbiorników na olej czy zbiornika na propan-butan. Pompa ciepła nie wymaga wykonania komina. Pompa ciepła funkcjonuje bez palnego paliwa w budynku. Pompa ciepła nie wymaga pomiarów spalin. Pompa ciepła nie emituje zanieczyszczeń. Dzięki pompie ciepła przestajemy być palaczami we własnym domu, oszczędzając czas i zdrowie, chroniąc środowisko naturalne.

Pompa ciepła nie wymaga pomieszczenia kotłowni. Pompa ciepła jest cicha (np. natężenie dźwięku podczas pracy pomp ciepła Nibe F1145/1245 wynosi zaledwie 43 dB). Urządzenie można zainstalować niemal w każdym pomieszczeniu, a wyglądem nie odbiega od najnowocześniejszych sprzętów gospodarstwa domowego.

Pompa ciepła jest komfortowym urządzeniem grzewczym, wyposażonym w funkcjonalny system sterowania, umożliwiający optymalną pracę pompy ciepła w zależności od warunków pogodowych i preferencji użytkownika (np. sterowanie ogrzewaniem zgodnie z okresami obowiązywania tańszej energii). W trakcie użytkowania jest urządzeniem niewymagającym obsługi, a system z pompą ciepła jest najmniej awaryjnym systemem grzewczym (przegląd pompy ciepła ogranicza się do sprawdzenia ustawień parametrów pracy i wyczyszczenia filtra zanieczyszczeń). Żywotność pompy ciepła szacowana jest na około 20-25 lat.

Pompy ciepła są w pełni uznane jako urządzenia korzystające z odnawialnych źródeł energii i wspierane przez Unię Europejską. Dzieje się tak za sprawą wielu nowych aktów prawnych. Najważniejszym z nich jest Dyrektywa 2009/28/WE (RES), której zadaniem jest promowanie stosowania energii z odnawialnych źródeł i która jest obecnie implementowana do polskiego prawa w formie Ustawy OZE.

Dodatkowe korzyści

Dzięki pompie ciepła, oprócz ogrzewania budynku, możliwe jest uzyskanie całego szeregu dodatkowych korzyści: efekt chłodzenia, osuszania, produkcja ciepłej wody użytkowej, ogrzewanie basenu, a także wentylacja pomieszczeń. Szeroka gama pomp ciepła oferowanych na rynku umożliwia dobór pompy ciepła i zaprojektowanie systemu grzewczego na bazie pompy ciepła, niemal dla każdego rodzaju, wielkości, przeznaczenia i technologii budynku.

Pompy ciepła, jako nieliczne urządzenia grzewcze, mogą realizować funkcję chłodzenia pasywnego i aktywnego. Chłodzenie pasywne możliwe jest w przypadku pomp ciepła typu solanka/woda, które w ekonomiczny sposób (bez udziału sprężarki) zapewniają chłodzenie budynku z wykorzystaniem chłodu zakumulowanego w gruncie. Rozwiązanie to jest nawet pięciokrotnie bardziej energooszczędne niż zastosowanie klimatyzatorów.

Współczynnik efektywności chłodzenia EER dla pomp ciepła mieści się w zakresie 15-30, podczas gdy dla klimatyzatorów typu split wynosi maksymalnie ok. 3,5. Z kolei chłodzenie aktywne stanowi bardzo dobre rozwiązanie nie tylko do domów jednorodzinnych, ale również, a może przede wszystkim, do budynków użyteczności publicznej, komercyjnych i przemysłowych.

Takie rozwiązanie zastosowano na przykład w stacji transformatorowej MPK w Poznaniu, gdzie w centrum miasta, w podziemiach Placu Wolności, firma specjalizująca się w montażu urządzeń wykorzystujących OZE zainstalowała pompę ciepła na potrzeby chłodzenia pomieszczeń transformatorów. Pompa ciepła odzyskuje wyprodukowane przez transformatory ciepło i przekazuje je do gruntu, dzięki czemu w stacji utrzymywane są optymalne warunki klimatyczne.

Przy wykorzystaniu modułu wentylacyjnego pompa ciepła jest w stanie wentylować budynek, zapewniając odzysk ciepła, co w efekcie zapewnia komfort cieplny bez dodatkowych kosztów eksploatacji systemu.

A co w sytuacji, gdy użytkownik chce zainwestować w ekonomiczny system przeznaczony wyłącznie do ogrzewania wody, zapewniający jej produkcję przez cały rok? Wybór odpowiedniego systemu przygotowania c.w.u. stanowi jedną z kluczowych decyzji przy projektowaniu nowego domu. Jednocześnie rosnące zainteresowanie odnawialnymi źródłami energii powoduje, że decyzja ta często sprowadza się do wyboru pomiędzy kolektorami słonecznymi, a pompą ciepła typu powietrze-woda.

Znakomitym rozwiązaniem może być inwestycja w pompę ciepła zasilaną powietrzem wentylacyjnym, która oprócz produkcji ciepłej wody przez cały rok zapewnia wymuszoną wentylację w budynku, jakże istotną w niskoenergetycznych budynkach, charakteryzujących się coraz większą szczelnością. Urządzenie świetnie sprawdza się w domach jednorodzinnych, jak również w obiektach, w których ze względu na pełnioną funkcję istnieje zapotrzebowanie na wentylację i ciepłą wodę (domki letniskowe, restauracje, stołówki, kuchnie).

Koszt tego typu urządzeń, 7000-12 000 zł netto, porównywalny jest z kosztem instalacji solarnej, a produkcja ciepłej wody jest bardzo ekonomiczna ze względu na to, że pompa wykorzystuje do tego celu ciepło odzyskane ze zużytego w budynku powietrza. Zasada działania tego urządzenia jest niezwykle prosta. Wentylator doprowadza ciepłe powietrze z pomieszczeń przez kanały wywiewne do wymiennika ciepła w pompie ciepła. Odzyskiwane ciepło jest przekazane do zintegrowanego zbiornika ciepłej wody użytkowej.

Nawiew świeżego powietrza realizowany jest przez nawiewniki umieszczone w ścianach zewnętrznych, bez ryzyka zanieczyszczenia i zmiany jego jonizacji w kanałach nawiewnych. Bardziej zaawansowane wentylacyjne pompy ciepła wyposażane są w zintegrowany zbiornik c.w.u., a także pozwalają realizować wentylację nawiewną, ponadto przejmują rolę zasilania instalacji c.o.

dr inż. Małgorzata Smuczyńska

Ilustracje z archiwum firmy Nibe-Biawar.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

Ta strona korzysta z ciasteczek (cookies) Więcej informacji

Ustawienia plików cookie na tej stronie są włączone na "zezwalaj na pliki cookie", aby umożliwić najlepszy z możliwych sposób przeglądania. Jeśli w dalszym ciągu chcesz korzystać z tej strony, bez zmiany ustawienia plików cookie lub kliknięciu przycisku "Akceptuję", a następnie użytkownik wyraża zgodę na to.

Zamknij