Autor wpisu: inż. Michał Żukowski – ekspert zajmujący się energetyką oraz termodynamiką.  Specjalizuje się w odnawialnych źródłach energii, w tym pompach ciepła i panelach słonecznych. Prywatnie pasjonat nowych technologii, budownictwa i miłośnik polskiej historii.

Pompa ciepła bez fotowoltaiki — czy to się opłaca?
|

Pompa ciepła bez fotowoltaiki — czy to się opłaca?

Myśląc o instalacji pompy ciepła, nasuwa się pytanie, czy warto w nią inwestować bez instalacji fotowoltaicznej? Czy inwestując w pompę, należy również zainwestować w fotowoltaikę? Poniżej znajdziesz odpowiedź na te pytania.

Czy warto inwestować w pompę ciepła bez fotowoltaiki?

Na rynku dostępne są trzy rodzaje pomp ciepła — gruntowa pozioma, gruntowa pionowa, oraz najbardziej popularna — powietrzna. Różnią się one sposobem montażu i sposobem pozyskiwania energii, ale łączy je jedno — wszystkie trzy czerpią energię z odnawialnych źródeł energii, które są darmowe. Dlaczego więc powszechne jest przekonanie, że montując pompę ciepła, należy zainwestować w fotowoltaikę? Otóż wynika to z faktu, że pompa ciepła dostarcza 75-80% energii, natomiast pozostałe 20-25% musi być dostarczona w postaci energii elektrycznej. A przydomowa instalacja fotowoltaiczna wytwarza darmowy prąd. To właśnie dlatego instalując pompę ciepła, zazwyczaj inwestuje się również w fotowoltaikę. Nie oznacza to jednak, że jedno rozwiązanie nie ma racji bytu bez drugiego. Sama pompa ciepła bez fotowoltaiki jest rozwiązaniem ekologicznym i energooszczędnym, dodatkowo dzięki dostępnym programom oferującym dofinansowanie na jej montaż, inwestycja nie jest droga — dotacje mogą pokryć nawet do 45% kosztów inwestycji. A sam koszt ogrzewania w porównaniu z innymi rozwiązaniami jest znacząco niższy. Dodatkowo koszt inwestycji zwraca się średnio w ciągu 6-8 lat, a przy budynkach o większej powierzchni, nawet wcześniej.

Czynniki, które wpływają na efektywność pompy ciepła

Aby pompa ciepła była najbardziej wydajna, a co za tym idzie rachunki za ogrzewanie i ciepłą wodę użytkową były możliwie najniższe, warto zadbać o optymalne warunki, w których pompa będzie zainstalowana. Ważna jest nie tylko odpowiednio dobrana instalacja, ale też właściwie przygotowany budynek. Mowa tutaj między innymi o takich elementach budynku jak:

  • okna i drzwi — to właśnie przez nie „ucieka” najwięcej ciepła. Eksperci podają, że strata może wynosić 20 do 30%. Dlatego budując dom lub wymieniając stolarkę okienną, zwróć uwagę, aby okna oraz drzwi były szczelne, miały dobrą izolację termiczną i odporność na warunki atmosferyczne;
  • izolacja termiczna — ta sama pompa ciepła w dwóch domach o tych samych parametrach (powierzchnia budynku, ilość kondygnacji, czy rodzaj okien), ale różnej izolacji termicznej będzie charakteryzowała się inną wydajnością. Współczynnik przenikania ciepła U określa, ile energii przenika przez 1 m2 przegrody (może to być ściana, dach, okna, czy drzwi), gdy różnica temperatur po obu stronach wynosi 1 K (kelwin). Im niższy współczynnik przenikalności cieplnej na każdej przegrodzie, tym mniejsze są straty ciepła. Aby obliczyć współczynnik przenikalności ciepła, potrzebna jest grubość oraz parametry cieplne wszystkich warstw, z których zbudowana jest ściana. Posiadając te dane, należy skorzystać ze wzoru:

U = 1/R

gdzie:

R – opór cieplny [m²K/W]

d – grubość materiału wyrażana w metrach [m]

λ – współczynnik przewodzenia ciepła materiału wyrażany w [W/mK] (lambda jest podawana w normie PN-EN ISO 10456 lub deklaracjach producentów).

  • brak mostków termicznych (cieplnych) — mostki termiczne, to te elementy, przez które ucieka ciepło z domu. Zazwyczaj powstają one na łączeniach stropu z balkonem, przy otworach okiennych i drzwiowych, parapetach, nadprożach czy wieńcach. Mostki cieplne nie tylko powodują wyższe rachunki za prąd, ale też wpływają na Twój komfort, a nawet zdrowie. To właśnie mostki mogą powodować wilgoć w budynkach, które sprzyjają rozwojowi pleśni i grzybów.

Koszty ogrzewania samą pompą ciepła bez instalacji fotowoltaicznej

Aby przedstawić pełny obraz kosztów związanych z ogrzewaniem, porównaliśmy szacunkowe prognozy faktur za ogrzewanie za pomocą kotła zasypowego, a pompą ciepła. Żeby porównanie było jak najbardziej sprawiedliwe, przy obydwu rozwiązaniach założyliśmy te same parametry:

  • dom jednorodzinny wolnostojący;
  • rok budowy — 2011 wzwyż;
  • powierzchnia zabudowy — 150 m2;
  • lokalizacja budynku — Płock;
  • obrys budynku — regularny (prostokąt/kwadrat);
  • ilość kondygnacji — budynek jednopiętrowy;
  • dach — skośny bez poddasza;
  • dom bez podpiwniczenia;
  • ogrzewany cały budynek (parter oraz 1 piętro);
  • dom posiada garaż w bryle budynku;
  • dom nie posiada balkonów i tarasów;
  • rodzaj konstrukcji budynku — tradycyjna (murowana bez drewna);
  • grubość ścian — 20 cm;
  • podstawowy materiał — beton;
  • dodatkowy materiał — styropian;
  • ściana ma izolację w środku z wełny mineralnej o grubości 25 cm;
  • dom nie jest docieplony;
  • okna współczesne dwuszybowe;
  • liczba okien — 7 sztuk;
  • drzwi zewnętrzne nowe drewniane 1 sztuka;
  • brak izolacji dachu oraz parteru (podłogi);
  • temperatura w mieszkaniu — 20°C;
  • rodzaj wentylacji — mechaniczna z odzyskiem ciepła;
  • doliczona ciepła woda użytkowa dla 4 osób;
  • intensywność zużycia wody — głównie prysznice;
  • obecny sposób ogrzewania — kocioł gazowy kondensacyjny;

Przy powyższych założeniach koszt ogrzewania możemy śmiało porównać koszty ogrzewania budynku za pomocą:

  • kotła zasypowego (na węgiel kamienny) — średni roczny koszt ogrzewania wyniósł około 7850 zł, dodatkowo dochodzi do tego czas poświęcony na obsługę pieca;
  • pompy ciepła typu powietrze woda — tutaj średni roczny koszt ogrzewania oscylował w granicach 4300 zł, a sama instalacja jest niemal bezobsługowa.

Już na powyższych liczbach widać, że sama pompa ciepła bez fotowoltaiki generuje oszczędności rzędu 3550 zł, co daje około 50% niższe rachunki za prąd w skali roku.

Pompa ciepła typu powietrze-woda bez fotowoltaiki, jaki rodzaj pompy wybrać?

Jak już wspomnieliśmy wyżej, najchętniej wybieraną pompą, jest pompa powietrzna, a dokładniej mówiąc pompa typu powietrze-woda. To właśnie to rozwiązanie sprawia, że nie tylko ogrzejesz wnętrze budynku, ale też będziesz mieć dostęp do ciepłej wody użytkowej. Charakteryzujące się ono również dużą efektywnością energetyczną, nawet w skrajnych temperaturach. A w porównaniu do pompy gruntowej, instalacja pompy nie wymaga ciężkiego sprzętu oraz dużej powierzchni działki. Natomiast w budynku montaż pompy nie powoduje dużej rewolucji, więc nie musisz obawiać się kosztów związanych z ewentualnym remontem. Decydując się na pompę ciepła typu powietrze-woda będziesz wybierać pomiędzy dwoma rozwiązaniami:

  1. split — składa się z dwóch modułów. Jeden z modułów, który odpowiedzialny jest za pozyskiwanie energii montowany, jest na zewnątrz domu. Drugi moduł, którego zadaniem jest dostarczenie ciepła do instalacji grzewczej, montuje się wewnątrz budynku. Dlatego decydując się na to rozwiązanie, musisz pomyśleć o dodatkowym pomieszczeniu gospodarczym lub wydzielonym miejscu na przykład w piwnicy lub garażu. Czynnik chłodzący doprowadzany jest do wnętrza budynku za pomocą instalacji, a to oznacza, że do montażu pompy split potrzebny jest fachowiec posiadający uprawnienia F-gaz;
  2. monoblok — jak sama nazwa wskazuje, składa się z jednego elementu. Oznacza to, że wszystkie elementy znajdują się w jednej, zintegrowanej obudowie, która jest fabrycznie napełniona czynnikiem chłodniczym. Sposób produkcji sprawia, że do montażu pompy typu split nie musisz zatrudniać fachowca posiadającego uprawnienia F-gazowe.
POMPA SPLITPOMPA MONOBLOK
ZaletyWadyZaletyWady
w porównaniu do pomp typu monoblok mniejszy koszt inwestycjimontaż musi przeprowadzić osoba z uprawnieniami F-gazszczelność — urządzenie jest wypełnione fabrycznie gazem, co znacząco zmniejsza ryzyko awariiryzyko zamarznięcia rur w przypadku awarii pompy lub braku energii elektrycznej
bardzo małe straty ciepłacorocznych obowiązkowa kontrola instalacji (szczelności urządzenia)łatwy montaż i instalacjakonieczność instalacji dodatkowych zabezpieczeń przeciwzamrożeniowych
odpornosć na niskie temperaturywydajność pompy uzależniona jest od odległości, w jakiej znajdują się moduły, oraz od sposobu, w jaki została poprowadzona instalacjamonter nie musi posiadać uprawnień F-gazstraty ciepła
ze względu na montaż nie wymagają dodatkowej izolacji instalator nie potrzebuje specjalistycznych narzędzi do montażuwyższy koszt inwestycji w porównaniu do split
cicha praca, dzięki montażowi części elementów na zewnątrz budynkudobra izolacja akustyczna
niewielkie gabarytyw porównaniu do split mniejsza awaryjność
duża wydajność
brak corocznych obowiązkowych kontroli instalacji

Jak widać każda z pomp ciepłą typu powietrze-woda ma swoje wady i zalety to, na które rozwiązanie się zdecydujesz, zależy od wielu czynników. Między innymi od Twoich preferencji i oczekiwań oraz budynku, w którym planujesz montaż. Niezależnie od tego, które rozwiązanie wybierzesz, jedno jest pewne — zdecydowanie warto zainwestować w pompę ciepła bez fotowoltaiki.

Profesor Zwyczajny Andrzej J. Nowak

Autorski nadzór merytoryczny nad artykułami prowadzi Profesor Zwyczajny Andrzej J. Nowak – Przedstawiciel Polski w EUROTHERM Committee Unii Europejskiej z Zakładu Przepływu Ciepła i Energetyki Jądrowej, profesor Politechniki Śląskiej cytowany według Google Scholar 3437.

Prof. dr hab. inż. Andrzej J. Nowak specjalizuje się w modelowaniu matematycznym procesów przepływu ciepła, numerycznej mechanice płynów, sprzężonych procesach transportu ciepła i masy, procesach zmiany fazy, problemach odwrotnych w wymianie ciepła, procesach wymiany biociepła, równaniach stanów gazów rzeczywistych, pompach ciepła i zastosowaniach strumienic w chłodnictwie, równowadze chemicznej w roztworach czynników rzeczywistych.

Biografia, przebieg pracy i osiągnięcia naukowe:
Profesor zwyczajny, Instytut Techniki Cieplnej Politechniki Śląskiej, od października 2007. Ponadto profesor zwyczajny, Uniwersytet Neapolu „Parthenope”, od czerwca 2019,
Profesor nadzwyczajny tytularny, Instytut Techniki Cieplnej Politechniki Śląskiej, od maja 2005,
Cytowalność prac Profesora Andrzeja J.Nowaka wynosi 2452 na podstawie Google Scholar.
Profesor nadzwyczajny, Instytut Techniki Cieplnej Politechniki Śląskie, 1 maja 2003 – 4 kwietnia 2005
Profesor wizytujący, Wessex Institute of Technology.
Współorganizator i organizator międzynarodowych konferencji naukowych w tym: Europejskiej Konferencji Nauk-termalnych European Thermal-Sciences Conference zorganizowanej pod auspicjami Komitetu EUROTHERM, 19-23 czerwca 2016, Kraków, Polska.

Zobacz film i dowiedz się więcej

Zobacz również

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *