Tanie ogrzewanie domu z pompą ciepłą – jak to osiągnąć?

Z tekstu dowiesz się:

• co zrobić, aby przejść na tanie ogrzewanie w domu i obniżyć rachunki za prąd,
• jaką instalację wybrać do danego typu budynku,
• jak prawidłowo dobrać pompę ciepła,
• jak poprawnie użytkować pompę ciepła.

Tanie ogrzewanie domu – skończ z wysokimi rachunkami za prąd!

Najbardziej znaczące działania, jakie należy poczynić na drodze do niskich rachunków, można przewidzieć jeszcze na etapie projektowania i budowy domu. 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%, z kolei dla temperatury 55℃ spada do 147%.

Warto wiedzieć, że nawet 70–80% energii zużywanej w budynku służy do ogrzania domu i przygotowania ciepłej wody. Stanowi więc ona najwyższy udział w kosztach eksploatacji. Aby zredukować koszty i przejść na tanie ogrzewanie domu, zastanów się, co powoduje straty ciepła lub nie działa efektywnie.

Optymalnym rozwiązaniem byłaby kompleksowa termomodernizacja budynku, ale jeśli nie masz takiej możliwości, wówczas warto wybrać te działania, które przyniosą najkorzystniejsze efekty. Tanie ogrzewanie domu jest możliwe, jeśli wyeliminujesz trzy główne przyczyny strat ciepła w budynku, czyli:

1. przenikanie ciepła przez ściany zewnętrzne – około 20–30% całkowitych strat ciepła w budynku,

2. przenikanie ciepła przez dach – również około 20–30%,

3. energia zużywana do podgrzewania powietrza wentylacyjnego.

Warto więc zacząć od redukcji strat ciepła poprzez ocieplenie ścian i dachu, ewentualnie można rozważyć zastosowanie wentylacji mechanicznej z odzyskiem ciepła.

Przeczytaj też: Roczne zużycie prądu przez pompę ciepła powietrze-woda

Tanie ogrzewanie domu jednorodzinnego – jaką instalację wybrać?

W nowych budynkach warto 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 to wzrost kosztów o około 2%, dlatego każda zmiana w odwrotnym kierunku pozwoli na tanie ogrzewanie.

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.

Korzystnym rozwiązaniem może być zastosowanie pompy ciepła. Mimo że do pracy wymaga ona względnie drogiego nośnika energii, czyli energii elektrycznej, to pobiera jej nawet 4–5-krotnie mniej w porównaniu do ilości ciepła, jaką przekazuje do ogrzewanych pomieszczeń. To dlatego, że pozostałe 75–80% ciepła potrzebnego do ogrzania budynku pompa ciepła pozyskuje z otoczenia (gruntu, wody lub powietrza). Dzięki temu nawet nagły wzrost ceny energii elektrycznej nie powoduje znaczącego wzrostu kosztów pracy urządzenia.

Ograniczenie zużycia energii elektrycznej przez pompę ciepła również jest możliwe. Warto wykorzystać taryfę dwuczłonową – w wybranych godzinach cena energii elektrycznej w danych taryfach jest niższa. Możemy również połączyć pompę ciepła z instalacją fotowoltaiczną, redukując w ten sposób zużycie energii elektrycznej z sieci energetycznej.

Przeczytaj też: Taryfy prądu G11 i G12W, czyli jaką taryfę prądu wybrać w domu z pompą ciepła?

Nowe technologie ogrzewania domu – dobierz odpowiednią pompę ciepła

Jeśli zdecydujesz się na nowe technologie ogrzewania, kolejnym etapem będzie odpowiedni dobór samego urządzenia. W przypadku pomp ciepła typu powietrze-woda prawidłowy wybór 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, gdy przejdziesz na nowe technologie grzewcze takie jak gruntowe pompy ciepła typu solanka-woda, ważną kwestią jest 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. Oznacza to spadek COP pompy ciepła.

Tanie ogrzewanie do domu – konfiguracja i eksploatacja pompy ciepła

Ostatni etap na drodze do taniego ogrzewania c.o. to właściwa 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.

Temperatura zewnętrzna i wewnętrzna to nie jedyne parametry, którymi kieruje się regulator. Po wprowadzeniu przez użytkownika danych dotyczących kosztów energii elektrycznej w danej taryfie energetycznej lub cen za paliwo grzewcze regulator weźmie pod uwagę wszystkie te dane i samodzielnie wybierze najbardziej ekonomiczne źródło ciepła w określonym momencie.

Przeczytaj też: Pompa ciepła a grzejniki – czy to dobre rozwiązanie?