Pompa ciepła – skuteczny sposób na obniżenie kosztów ogrzewania domu?

Pompy ciepła stały się już standardem nowoczesnego budownictwa, którego głównymi cechami są energooszczędność i niskoemisyjność. Szacuje się, że instalacja tego typu urządzeń pozwala inwestorom nie tylko dostosować się do wciąż zmieniającego się prawa budowlanego i kierunków, które mają na celu ochronę klimatu oraz środowiska (i zakładają m.in. stopniowe odchodzenie od paliw kopalnych), ale też realnie przyczynia się do obniżenia kosztów ogrzewania.

W jaki sposób pompa ciepła generuje oszczędności?

Trzema podstawowymi typami pomp ciepła są pompa powietrzna (powietrze/woda), gruntowa (solanka/woda) i wodna (woda/woda). Każdy z nich pozyskuje energię z odmiennego, ale w pełni odnawialnego i ekologicznego źródła. Pompa powietrzna wykorzystuje w tym celu energię zgromadzoną w powietrzu, pompa gruntowa – energię z gruntu, a pompa wodna tę pochodzącą z okolicznych zbiorników wodnych. W jaki sposób urządzenie przekształca ją w ciepło?

Wyjaśnijmy to w sposób nieco uproszczony.

Niezależnie od wykorzystywanego źródła cały proces bazuje na 4 powtarzalnych etapach:

1. Odparowywanie: Energia cieplna z powietrza, gruntu albo wody jest doprowadzana do zamkniętego obiegu pompy. Pod jej wpływem krążący w urządzeniu czynnik chłodniczy zostaje ogrzany i zaczyna parować. Czynnik chłodniczy nie zamarza, nawet gdy na zewnątrz panują niskie temperatury.
2. Sprężanie gazu: Wygenerowana w pierwszym etapie para wodna wędruje do sprężarki, gdzie zwiększa się temperatura gazu.
3. Kondensacja: Powstałe w wyniku sprężania pary wodnej ciepło przekazywane jest do systemu grzewczego. W tym procesie spada temperatura czynnika chłodniczego, następuje jego kondensacja i jest on zamieniany z powrotem w ciecz.
4. Rozprężanie: Po oddaniu ciepła czynnik wraca do niskociśnieniowej części obiegu i ulega oziębieniu. Cykl zaczyna się od nowa.

Jak wspomniano, aby pompa ciepła mogła sprawnie działać, potrzebna jest jej energia elektryczna, niezbędna do pracy sprężarki. Trzeba jednak zaznaczyć, że urządzenie jest wysoce wydajne, ponieważ (w zależności od mocy) jest w stanie wytworzyć więcej energii, niż samo pobiera. Przykładowo pompa ciepła o COP = 4 z 1 kW pobranej energii elektrycznej wytworzy 4 kW ciepła. Oznacza to, że jako użytkownik takiej pompy zapłacisz jedynie za 20% wygenerowanej energii do ogrzania ciepłej wody użytkowej i pomieszczeń, a 80% będzie całkowicie darmowa i ekologiczna.

Koszty ogrzewania pompą ciepła a inne źródła ogrzewania

Na podstawie powyższej kalkulacji można wywnioskować, że instalacja pompy ciepła pozwala na nawet czterokrotne obniżenie kosztów ogrzewania budynku. Dotyczy to oczywiście sytuacji, w której budynek ogrzewany byłby wyłącznie energią elektryczną. Czy urządzenie to wypada korzystnie również w przypadku innych nośników, takich jak gaz, drewno czy olej opałowy?

Aby odpowiedzieć na to pytanie, warto porównać koszty ogrzewania modelowego domu za pomocą różnych urządzeń grzewczych. Załóżmy, że przykładowym budynkiem będzie dom jednorodzinny o następujących parametrach:

• Powierzchnia użytkowa: 180 m2
• Standard wykonania: 65 kW/m2/rok
• Liczba mieszkańców: 4 osoby
• Zużycie c.w.u.: 50 l / os. / doba
• Temperatura c.w.u.: 45 °C
• Taryfa energetyczna: G12 (1,21 zł / kWh)

Roczne zapotrzebowanie energetyczne takiego budynku to 14 674 kWh (moc obliczeniowa: 6,5 kWh). W zależności od wybranego źródła ogrzewania koszty roczne przedstawiałyby się następująco:

• Energia elektryczna: 16 956 zł
• Pompa ciepła powietrze/powietrze (COP: 3,8) – 4 890 zł
• Pompa ciepła gruntowa (solanka, woda, COP: 4,2) – 4 434 zł
• Drewno (pellet) – 4 699 zł
• Drewno (zgazowanie) – 4 827 zł
• Olej opałowy (kocioł kondensacyjny) – 7 189 zł
• Gaz ziemny (kocioł kondensacyjny) – 5 542 zł
• Gaz płynny (kocioł kondensacyjny) – 5 923 zł
• Węgiel – 4 469 zł

Jak widać, w przypadku energii elektrycznej koszty ogrzewania są faktycznie czterokrotnie niższe. Pompy ciepła okazują się też bardziej opłacalne również w zestawieniu z takimi źródłami ogrzewania jak olej opałowy (ok. 35% oszczędności), gaz płynny i ziemny (średnio 19% taniej w skali roku). Porównywalne kwoty na rachunkach osiągnęlibyśmy natomiast, korzystając z drewna i węgla (!). Warto jednak zaznaczyć, że ogrzewanie domu tego typu surowcami wymaga większych nakładów pracy czy przestrzeni na magazynowanie, ich cena jest zmienna, a użytkowanie wiąże się z zanieczyszczeniem powietrza i powstawaniem smogu! Pompa ciepła pracuje natomiast bezemisyjnie – nie generuje żadnych zanieczyszczeń!

Podsumowanie

Inwestycja w pompę ciepła może przyczynić się do obniżenia kosztów ogrzewania domu. Potencjalne oszczędności zależą nie tylko od nośników energii i urządzeń objętych wymianą, ale i odpowiedniego dobrania parametrów do wymagań grzewczych obiektu oraz jego użytkowników. Warto wiedzieć, że pompy ciepła w zależności od typu osiągają sprawność na poziomie od 3,5 do nawet 5. W przypadku modernizowanych budynków korzystne może okazać się stworzenie układu hybrydowego, w którym pompa ciepła stanowi główne źródło ogrzewania i jest dodatkowo wspomagana np. kotłem na gaz. Jeszcze lepszym i oszczędniejszym rozwiązaniem jest jej integracja z panelami fotowoltaicznymi.

Potencjalne niższe kwoty na rachunkach zależą również od takich parametrów jak termoizolacja budynku, indywidualne preferencje dotyczące komfortu cieplnego domowników czy aktualna taryfa energetyczna. Zarówno w przypadku nowych budynków, jak i modernizowanych, aby osiągnąć pożądane efekty i szybszy zwrot inwestycji, niezbędne okazuje się precyzyjne określenie potrzeb energetycznych budynku oraz szczegółowa analiza warunków, wymagań i możliwości związanych z instalacją pompy ciepła. Te i inne kwestie warto zawsze skonsultować z doświadczonymi i zaufanymi specjalistami. Kompleksowe i przejrzyste usługi w tym zakresie oferuje np. Viessmann – globalny lider w dziedzinie systemów grzewczych.