Tanie ogrzewanie domu z pompą ciepłą – jak to osiągnąć?

Z tekstu dowiesz się:

• jaką instalację dobrać do danego typu budynku,
• jak prawidłowo dobrać pompę ciepła,
• jak prawidłowo użytkować pompę ciepła.

Najbardziej znaczące działania, jakie należy poczynić na drodze do niskich rachunków, można przewidzieć jeszcze na etapie projektowania i budowy budynku. Współczynnik efektywności pompy ciepła COP jest tym wyższy, im mniejsza jest różnica temperatur ΔT pomiędzy temperaturą w systemie grzewczym a temperaturą źródła ciepła. Dlatego też systemy grzewcze oparte na niskotemperaturowej instalacji ogrzewania podłogowego osiągają wyższe współczynniki efektywności niż systemy tradycyjne oparte na grzejnikach wysokotemperaturowych. Widać to wyraźnie na karcie produktu urządzenia. Na przykładzie pompy ciepła aroTHERM plus VWL 125/6 można porównać wyrażoną w procentach wartość tzw. sezonowej efektywności energetycznej ogrzewania pomieszczeń Ƞs. Dla temperatury zasilania 35℃ wynosi ona w klimacie umiarkowanym 195%, zaś dla temperatury 55℃ spada do 147%.

Tanie ogrzewanie domu jednorodzinnego – jaką instalację wybrać?

W nowych budynkach warto jest zatem zaprojektować instalację w całości opartą na systemie ogrzewania podłogowego. W domach już istniejących, niewyposażonych w taką instalację (bądź wyposażonych w instalację mieszaną), często niemożliwa jest zmiana tego stanu rzeczy, ponieważ wiązałaby się ona z bardzo poważnym i kosztownym remontem. W takiej sytuacji potencjalny inwestor może jednak np. dokonać wymiany grzejników na takie, które będą dobrane na możliwie jak najniższy parametr temperaturowy. W praktyce oznacza to grzejniki o większej powierzchni. Wzrost temperatury zasilania o 1 stopień oznacza wzrost kosztów o około 2%, dlatego każda zmiana w odwrotnym kierunku pozwoli na tanie ogrzewanie domu.

Kolejną ważną kwestią jest zapewnienie odpowiedniego standardu energetycznego budynku. Im mniejsze zapotrzebowanie domu na energię, tym mniejsza ilość prądu, która zostanie wykorzystana w procesie pompowania ciepła do instalacji. Zapewnienie odpowiedniej izolacji ścian zewnętrznych, poddasza, podłogi na gruncie czy montaż nowoczesnych trzyszybowych okien to termomodernizacja możliwa do realizacji w starszym budynku. W nowo budowanym dochodzą jeszcze możliwość łatwej implementacji wentylacji mechanicznej z odzyskiem ciepła i przemyślany projekt uwzględniający prostą bryłę, odpowiednią lokalizację przeszkleń czy rezygnację z balkonów.

Prawidłowy dobór pompy ciepła to podstawa taniego ogrzewania domu jednorodzinnego

Kolejnym etapem na drodze do taniego ogrzewania domu z pompą ciepła jest odpowiedni dobór samego urządzenia. W przypadku pomp ciepła typu powietrze-woda prawidłowy dobór opiera się głównie na odpowiednim wyznaczeniu tzw. punktu biwalentnego, tzn. punktu przecięcia się na wykresie krzywej obciążenia cieplnego budynku z krzywą mocy grzewczej pompy ciepła. Poniżej tego punktu moc samej tylko pompy ciepła jest zbyt mała do pokrycia strat budynku i w tym momencie najczęściej uruchamiana jest dodatkowa, wspomagająca pompę grzałka elektryczna. W zależności od strefy klimatycznej dobiera się pompę na inny punkt biwalentny, jednak w przybliżeniu można go określić na poziomie około -10 stopni. Konieczność załączenia się grzałki przy temperaturze powietrza zewnętrznego wynoszącej np. 0℃ będzie już oznaczać nieprawidłowy dobór mocy grzewczej pompy ciepła i wyższe koszty eksploatacyjne. Nieprawidłowy dobór wynika najczęściej z błędnych danych dotyczących budynku, np. z błędów wykonawczych skutkujących większymi stratami ciepła niż to wynika z projektu domu. Taka sytuacja może być także spowodowana zbyt małą ilością koniecznych do zebrania informacji, np. brakiem stosownych obliczeń OZC obiektu lub poleganie wyłącznie na szacunkach opartych na samym tylko metrażu budynku.

W przypadku gruntowych pomp ciepła typu solanka-woda ważną kwestią jest natomiast prawidłowy dobór gruntowego wymiennika ciepła. Dobór ten powinien wynikać z odpowiedniego projektu, zawierającego np. informację o charakterystyce warstw gruntu. Dzięki temu można określić, jak dużą ilość ciepła można uzyskać z każdego metra odwiertu (wymiennika pionowego). Dobór zbyt małego wymiennika gruntowego lub jego nieprawidłowe wykonanie może skutkować stopniowym wychładzaniem się dolnego źródła, które w okresie poza sezonem grzewczym nie będzie się w stanie zregenerować do warunków początkowych. W konsekwencji oznacza to spadek COP pompy ciepła.

Konfiguracja i eksploatacja pompy ciepła

Ostatni etap na drodze do niższych rachunków to właściwe konfiguracja i regulacja pracy pompy ciepła. Ważną czynnością wykonywaną przez serwis podczas pierwszego uruchomienia systemu jest odpowiednia konfiguracja regulatora pompy ciepła. Istotne jest, aby w przypadku części z ustawień nie pozostał on na niedopasowanych do konkretnej instalacji wartościach fabrycznych. Regulator pogodowy pompy ciepła to ważne urządzenie, dzięki któremu użytkownik może odpowiednio programować czas pracy urządzenia, np. w funkcji produkcji c.w.u. Powietrzna pompa ciepła pracuje z tym lepszym COP, im wyższa jest temperatura zewnętrzna otoczenia. Biorąc pod uwagę dobową amplitudę temperatur, można w prosty sposób dojść do wniosku, że wygrzew zasobnika c.w.u. lepiej przeprowadzać w dzień niż w nocy, kiedy temperatura może się mocno obniżyć. Kolejnym przykładem, w którym programowanie czasowe może mieć znaczenie, jest przypadek instalacji opartej na dwóch niezależnych obiegach grzewczych, z których jeden jest niewielkim obiegiem grzejnikowym. Obiegiem, w ramach którego zainstalowano zaledwie kilka grzejników – w łazienkach i dodatkowo np. w garażu lub w piwnicy. We współpracy z takim obiegiem pompa ciepła musi generować wyższe temperatury zasilania i cechuje się wtedy niższą sprawnością. Rozwiązaniem jest zaprogramowanie pracy obiegu w taki sposób, aby grzejniki w łazienkach były gorące wyłącznie wtedy, gdy brana jest kąpiel – wieczorem lub rano. Dzięki temu ograniczony jest czas pracy z niższym współczynnikiem COP. Innym programem czasowym o dużym znaczeniu jest program cyrkulacji c.w.u. sterujący pracą pompy cyrkulacyjnej. Jej praca zawsze jest związana z wychładzaniem się wody obecnej w zasobniku. Aby ograniczyć to zjawisko do minimum, również należy tak zaprogramować pracę pompy, aby cyrkulowała wodę wyłącznie w tych porach, gdy zwykle ma miejsce korzystanie z wody użytkowej.

Przeczytaj też: Chłodzenie pomieszczeń za pomocą pompy ciepła. Sprawdź, jak to działa