Budujemy Dom
Instalacje / Pompy ciepła / Artykuły

Dlaczego 40% budujących dom chce pompę ciepła?

W ankietach miesięcznika Budujemy Dom 40% rozpoczynających budowę domu rozważa zastosowanie pompy ciepła. Co dziesiąty z nich podejmuje ostatecznie decyzję na tak. A jest się nad czym zastanowić.

Czym jest pompa ciepła?

To urządzenie działające identycznie jak lodówka, tyle że cel działania PC jest odwrotny. W lodówce ciepło odbierane jest z produktów w niej umieszczonych (zimnych) i oddawane do ciepłego pomieszczenia, czyli następuje transport (pompowanie) ciepła „pod górkę”, tj. od ciała zimniejszego do cieplejszego. Celem działania lodówki jest schłodzenie produktów w niej umieszczonych. Gdybyśmy zamiast produktów żywnościowych do wnętrza lodówki wprowadzili obieg cieczy (wody, glikolu) i celem działania tej lodówki byłoby ogrzewanie pomieszczenia ciepłem pobieranym z tego obiegu cieczy, to taka lodówka będzie pełnić funkcję pompy ciepła.

Oczywiście, ciecz schładzaną w lodówce trzeba systematycznie ogrzewać. Jeśli przepuścimy obieg tej cieczy przez grunt, to będzie się ona ogrzewała od gruntu i schładzała w pompie ciepła, czyli nastąpi transport (pompowanie) ciepła z gruntu do pomieszczenia (rys 1). Ten transport ciepła „pod górkę” wykonuje agregat sprężarkowy stanowiący serce pompy ciepła (rys 2).

Istota działania pompy ciepła
Rysunek 1) Istota działania pompy ciepła
Schemat działania pompy ciepła
Rysunek 2) Schemat działania pompy ciepła

Uogólniając ten poglądowy opis działania pompy ciepła mówimy, że ciepło odebrane ze źródła dolnego (grunt, woda, powietrze) jest oddawane do źródła górnego, tj. do instalacji grzewczej w pomieszczeniach, przy czym dolne źródło ma temperaturę niższą (np. woda gruntowa ma temperaturę 10°C) niż wynosi temperatura górnego źródła (np. temperatura wody w instalacji podłogowej – ok. 30°C).

Zużywając 1 kWh energii elektrycznej PC „przepompowuje” z dolnego źródła do pomieszczeń 2–4 kWh energii cieplnej, a więc efektywnie dostarcza 3–5 kWh energii cieplnej (jest to suma energii elektrycznej zasilającej sprężarkę i energii cieplnej pompowanej ze źródła dolnego). Można więc przyjąć, że ¾ ciepła ogrzewającego dom pochodzi z energii słonecznej (skumulowanej w ziemi, wodzie lub powietrzu), a tylko ¼ z elektrowni.

Inaczej mówiąc, jeśli ogrzewamy dom prądem, to zastosowanie PC pozwala czterokrotnie obniżyć rachunki za prąd. Przy obecnych cenach oleju i gazu jest to również ogrzewanie ok. 3 razy tańsze niż olejem lub gazem płynnym i ok. 2 razy tańsze niż gazem ziemnym. Jest to obecnie najtańsze ogrzewanie w Polsce, tańsze nawet niż ogrzewanie węglem.

Czas zwrotu

Znamy już podstawowy powód popularności pomp ciepła. Jest to najtańszy sposób pozyskiwania energii cieplnej do ogrzewania domu i c.w.u. Największe oszczędności eksploatacyjne, sięgające 6000 zł rocznie daje zainstalowanie PC zamiast grzejników elektrycznych. Rozpatrujemy przypadek domu ok. 150 m2 o rocznym zapotrzebowaniu energii cieplnej na ogrzewanie i c.w.u. ok. 15 000 kWh (rys 3).

Porównanie rocznych kosztów ogrzewania i c.w.u. dla domu 150 m2 zamieszkanego przez 4 osoby – roczne zużycie ciepła ok. 15 000 kWh
Rysunek 3) Porównanie rocznych kosztów ogrzewania i c.w.u. dla domu 150 m2 zamieszkanego przez 4 osoby – roczne zużycie ciepła ok. 15 000 kWh


W porównaniu z kotłem na olej lub gaz płynny roczne oszczędności eksploatacyjne z tytułu zastosowania PC w tym domu wyniosłyby 3000–4000 zł. W porównaniu z kotłem na gaz ziemny różnica jest mniejsza, od 1500 zł dla najnowocześniejszych kotłów kondensacyjnych do 3000 zł dla kotłów starego typu. Jednak niskie wydatki eksploatacyjne trzeba okupić dość znacznym kosztem inwestycji (w wielu krajach ten koszt jest kompensowany systemem ulg i zachęt finansowych). Celowość stosowania pompy ciepła ze względu na niskie koszty ogrzewania nie budzi żadnych wątpliwości. Pozostaje jednak kluczowe pytanie:

W jakim czasie zwrócą się znaczne wydatki inwestycyjne?

I tutaj padają różne odpowiedzi: 5 lat, 15 lat, a nawet 30 lat i więcej. Każda z tych odpowiedzi może być poprawna. Zależy co z czym porównujemy. Jeśli porównujemy instalację PC z instalacją z kotłem olejowym lub na gaz płynny, to przy rocznych oszczędnościach ok. 4000 zł, nawet większe o 20–30 000 zł koszty inwestycyjne zwrócą się w 5–8 lat. Przy porównaniu z kotłem na gaz ziemny będzie to okres dłuższy. Ale koszt inwestycji, zwykle szacowany na 30–60 tys. zł, silnie zależy od rodzaju systemu pompy ciepła. Dlatego pytanie o czas zwrotu wydatków inwestycyjnych ma sens tylko wówczas, gdy określimy konkretny rodzaj systemu PC.

Systemy pomp ciepła

Głównym wyróżnikiem podziału jest rodzaj źródła dolnego, z którego jest pobierane ciepło. Podstawowe znaczenie mają systemy grunt – woda, które czerpią ciepło z gruntu i oddają je do instalacji wodnej c.o. w pomieszczeniach (podłogowej lub grzejnikowej). Na głębokości większej niż 1,5 m temperatura gruntu wynosi 8–12°C, zarówno w lecie jak i w zimie. Ciepło z gruntu może być pobierane na trzy sposoby:

  1. solanka – woda (kolektor pionowy). Do kilku głębokich otworów (30–150 m) włożona jest rura, w której płynie wodny roztwór glikolu (tzw. solanka), nagrzewający się do temperatury gruntu i oddający ciepło w wymienniku agregatu sprężarkowego.

  2. solanka – woda (kolektor poziomy). Na głębokości ok. 1,5 m pod powierzchnią ziemi zakopane są pętle rur (łącznie kilkaset metrów rury), w których krąży solanka, nagrzewająca się do temperatury gruntu i oddająca ciepło w wymienniku agregatu sprężarkowego.

  3. woda – woda. Jest to tzw. system dwóch studni. Ze studni czerpnej jest pobierana woda gruntowa (jej temperatura wynosi 8–12°C), która przepływając przez wymiennik agregatu sprężarkowego oddaje część ciepła i schłodzona spływa do studni chłonnej (zrzutowej).
    We wszystkich tych trzech systemach ciepło pobierane z gruntu jest oddawane przez wymiennik do obiegu termodynamicznego agregatu sprężarkowego, skąd przez drugi wymiennik przekazywane jest do instalacji wodnej c.o. w ogrzewanych pomieszczeniach.

  4. Możliwe jest zrezygnowanie z wymiennika po stronie źródła dolnego, czyli wydłużenie obiegu termodynamicznego sprężarki o kolektor poziomy, w którym krąży i odparowuje czynnik chłodzący. Taki system ma nazwę bezpośrednie odparowanie – woda.

  5. Można to samo uczynić też po stronie źródła górnego, tj. zrezygnować z wymiennika i przedłużyć obieg skraplacza o pętle rur instalacji podłogowej, w których czynnik chłodzący krąży i skraplając się, oddaje ciepło do wylewki podłogowej. Taki system, noszący nazwę bezpośrednie odparowanie – bezpośrednie skraplanie, spotyka się w praktyce bardzo rzadko.

  6. Dolnym źródłem może też być powietrze zewnętrzne lub wewnętrzne. Jeśli ciepło odbierane z powietrza jest oddawane do instalacji wodnej ogrzewania podłogowego, to mówimy o systemie powietrze – woda.

  7. Pomieszczenia mogą też być ogrzewane nadmuchiwanym powietrzem, ogrzewanym przez PC czerpiącą ciepło z powietrza. Jest to system powietrze – powietrze. Ponieważ taki system działa zwykle odwracalnie, tj. w zimie grzeje, a w lecie chłodzi, to w krajach południowych (gdzie przeważa funkcja chłodzenia) nie jest zaliczany do PC tylko do klimatyzatorów.

Koszt inwestycji, w zależności od rodzaju systemu, może wynosić od ok. 10000 zł do ok. 70000 zł (rys 4).

Koszt inwestycji w zależności od rodzaju systemu PC. W nawiasach podano przedziały cen netto dla całkowitej instalacji PC w domu ok. 200 m2 zamieszkałym przez rodzinę 4-osobową (na podstawie badań ankietowych dla ok. 20 firm) Rysunek 4) Koszt inwestycji w zależności od rodzaju systemu PC. W nawiasach podano przedziały cen netto dla całkowitej instalacji PC w domu ok. 200 m2 zamieszkałym przez rodzinę 4-osobową (na podstawie badań ankietowych dla ok. 20 firm)

Argument ekologiczny

Niezależnie od wątpliwości zgłaszanych przez sceptyków (ich zdaniem wrzawa wokół global warming jest mistyfikacją), świat woli nie czekać na jednoznaczne potwierdzenie się kasandrycznych przepowieści heroldów teorii globalnego ocieplenia i podejmowane są działania przeciwdziałające katastrofie ekologicznej.

Pompa ciepła
(fot. Hydro-Tech)

Przoduje w tym Europa, dlatego tak silne jest poparcie dla rozwoju technologii pomp ciepła, uznawanej za proekologiczną, tj. zmniejszającą emisję CO2 w wyniku wypierania ogrzewania olejowego. Ponieważ budynki mieszkalne konsumują ok. 40% całości zużywanej przez ludzkość energii (reszta, tj. prawie równo po 30% przypada na przemysł i transport), przy czym ¾ zużywanej przez mieszkalnictwo energii służy do ogrzewania/chłodzenia i c.w.u., to sektor mieszkaniowy ma swój wielki udział w emisji CO2. Obliczono dla domów mieszkalnych w całej UE, że w najbliższych 10 latach, zastępując kotły olejowe i gazowe pompami ciepła można zmniejszyć emisję CO2 nawet o 90 milionów ton rocznie.

Dlatego do rozwoju zastosowań PC przykłada się olbrzymią wagę, na równi z rozwojem produkcji energii elektrycznej ze źródeł odnawialnych. Europa w szybkim tempie przestawia się na ogrzewanie domów pompami ciepła. W latach 2004–2008 rynek PC w Europie wzrósł 3-krotnie. Kryzys przyhamował tę tendencję w ostatnich dwóch latach ze względu na katastroficzny spadek liczby budowanych mieszkań. W Szwecji 95% nowo budowanych domów ma PC. W Szwajcarii ten wskaźnik wynosi 75%. W Austrii, Niemczech, Finlandii i Norwegii w co trzecim budowanym domu instaluje się PC. Do podobnego wskaźnika zbliża się Francja. Również w starych domach wymienia się instalacje kotłowe na PC. W przodującej pod tym względem Szwecji już prawie połowę (ok. 700 000) wszystkich domów wyposażono w PC. W Polsce argument ekologiczny ma obecnie dość wątłe podstawy, gdyż energia elektryczna w naszym kraju nie jest „czysta” ekologicznie.

To fakt, że w Polsce przejście na ogrzewanie PC oznacza w istocie ogrzewanie węglem, gdyż elektrownie mamy węglowe (ich sprawność wynosi zaledwie 30%), a więc korzyści ekologiczne w sensie zmniejszenia emisji CO2 są problematyczne. Gdybyśmy jednak w tysiącach domów ogrzewanych bezpośrednio węglem, wymienili piece i kotły węglowe na PC, to przynajmniej w małych miejscowościach (np. w kurortach górskich) dałoby się w zimie oddychać.

A biorąc pod uwagę, że budując dom podejmujemy decyzje na dziesiątki lat, być może warto uwzględnić, że będziemy kiedyś żyli w kraju zasilanym „czystym” prądem z elektrowni jądrowych i wiatrowych. Być może!

Podsumowanie

Różne czynniki mogą przesądzić o wyborze pompy ciepła lub odrzuceniu tego rozwiązania. Korzyści ekonomiczne są jednoznaczne, jeśli pompę ciepła zastosujemy zamiast ogrzewania elektrycznego lub olejowego, albo gazu płynnego. W porównaniu do ogrzewania gazem ziemnym pompa ciepła może być atrakcyjnym ekonomicznie rozwiązaniem tylko dla domów o dużej powierzchni i znacznym zużyciu energii cieplnej na ogrzewanie, lub w przypadku konieczności budowy długiego i kosztownego przyłącza gazowego. Poza osławionym „czasem zwrotu” warto uwzględnić również inne kryteria wyboru. Podsumujmy najbardziej zasadnicze argumenty za i przeciw.

Zalety pompy ciepła

  1. Pompa ciepła jest sposobem ogrzewania domu najtańszym w eksploatacji. Dla domu 150–200 m2 roczny koszt ogrzewania i c.w.u. wynosi najczęściej od 1500 do 2500 zł.

  2. Wielofunkcyjność. PC potrafi wszystko. Jest to jedyne rozwiązanie, które może w zimie grzać, a w lecie chłodzić (jeśli wierzymy w global warming to lepiej nie bagatelizować funkcji chłodzenia). A więc PC zarówno grzeje, chłodzi jak i wytwarza c.w.u. Może też działać jako rekuperator w systemie klimatyzacji oraz może osuszać powietrze.

  3. Jest to rozwiązanie całkowicie bezobsługowe, poddające się totalnej automatyzacji, w końcu PC jest urządzeniem w stu procentach elektrycznym.

  4. W Europie PC jest popierane jako rozwiązanie proekologiczne, gdyż zastąpienie „brudnego” ekologicznie ogrzewania olejowego bardzo „czystym” ogrzewaniem elektrycznym, jakim w istocie jest PC, pozwala znacznie zmniejszyć emisję CO2. W Polsce jest to argument problematyczny, gdyż dominują u nas elektrownie węglowe, przy czym na wyprodukowanie 1 kWh energii elektrycznej trzeba zużyć ok. 3 kWh energii cieplnej spalanego węgla. Sceptycy powiedzą więc, że w końcowym rezultacie 1 kWh energii cieplnej PC wymaga 1 kWh energii cieplnej węgla, czyli pod względem emisji CO2 sytuacja jest podobna jak dla kotła węglowego. Jednak spalanie węgla w elektrowni jest coraz „czystsze” ekologicznie, a poza tym w przyszłości udział węgla w produkcji energii elektrycznej w naszym kraju będzie się zmniejszał.

  5. Poparcie polityczne dla rozwoju PC jako rozwiązania redukującego emisję CO2 przekłada się w Europie na dotacje i ulgi oraz czyni PC rozwiązaniem standardowym.

Wady i mity

  1. Jest to droga inwestycja. Głównym celem tego artykułu jest wyjaśnienie względności twierdzeń o wysokich kosztach instalacji PC oraz o długim czasie zwrotu inwestycji. Zależy co z czym porównujemy.

  2. Dom jest „skazany” na ogrzewanie podłogowe, bez parkietów i dywanów. To tzw. częściowa prawda. Owszem, instalacja ogrzewania podłogowego jest najlepszym źródłem górnym, ze względu na niską temperaturę pracy, ma też wiele innych zalet, ale nie jest rozwiązaniem koniecznym. Można też stosować grzejniki pracujące przy względnie niskiej temperaturze 50–60°C. Istnieje też parkiet przeznaczony dla podłóg z instalacją ogrzewania podłogowego. Oferowane są również wykładziny dywanowe przeznaczone dla takich podłóg.
Redakcja BD

 

aktualizacja: 2014-09-03

Dodaj komentarz

Zdaniem naszych Czytelników

Jezeli moge to troche uwag moich w tym temacie! Nie jest prawdą ze przewymiarowanie pomy ciepła co do otworów jest szkodliwe. Warto wywiercic jeden otwór wiecej by miec zapas na awarie czy braki PC. Zawsze mozesz jeden rurociąg wyłaczyc zaworem za 35 zł. po drugie obojetnie jaki jest ...

Gość: Ipik

26 Lis 2016, 10:18

Pragne zwrócić uwage inwestujących w swój dom na jeden poważny bład !!Nie ma sensu rozpatrywać ekonomiczność instalacji pompy ciepła pod kontem zwrotu inwestycji. TO nie firma produkcyjna !!!!!To Tak jak z kupieniem samochodu--aby był luksusowy, dobry, mial podstawowe wyposażenie ...

Gość: IPIK

26 Lis 2016, 10:02

opłacalność pc

Gość: masmarek

04 Kwi 2015, 15:38

Pokaż wszystkie komentarze Chcesz wiedzieć więcej - zajrzyj na Forum.BudujemyDom.pl
Zadaj pytanie naszemu ekspertowi
 

Chłodzenie - uboczne zastosowanie powietrznej pompy ciepła

Ciekawa metoda praktycznie bezkosztowego chłodzenia (przynajmniej wybranych pomieszczeń) pojawiła się z chwilą wejścia na rynek tanich powietrznych pomp ciepła do podgrzewania wody użytkowej.

topowe produkty

Szwedzkie pompy ciepła firmy CTC Enertech Group

Masz drogie ogrzewanie? Czas, abyś poczuł najtańsze ciepło w Twoim domu! CTC Enertech Group ogrzewa domy od 90 lat, z czego ponad 30 lat buduje efektywne pompy ciepła.
Nowa strona internetowa NIBE.PL oraz ENERGIADOZYCIA.PL
Nowa strona internetowa NIBE.PL oraz ENERGIADOZYCIA.PL Firma NIBE-BIAWAR – lider na rynku ekologicznych urządzeń grzewczych, zaprasza na nową stronę internetową NIBE.PL zawierającą informacje ...
Woda lodowa w klimakonwektorach Hewalex
Woda lodowa w klimakonwektorach Hewalex Firma Hewalex rozszerzyła ofertę wyposażenia dodatkowego dla pomp ciepła PCCO SPLIT o klimakonwektory przypodłogowe BM i podsufitowe SC. ...
Nowy typoszereg pomp ciepła marki Sofath - Termeo i Caliane
Nowy typoszereg pomp ciepła marki Sofath - Termeo i Caliane Marka Sofath prezentuje geotermiczne pompy ciepła Termeo oraz Caliane. Urządzenia te pozyskują ciepło za pośrednictwem poziomego lub pionowego ...
Najbardziej znane marki
Pompy ciepła - ranking rozpoznawalności firm i produktów
Zamknij okno x
Newsletter
Zapisz się do naszego bezpłatnego newslettera i otrzymuj najświeższe
informacje prosto na Twoją skrzynkę e-mailową.
Budujemy Dom - wersja elektroniczna gratis!
Zapisz się na bezpłatny newsletter BudujemyDom.pl, a otrzymasz najnowszy numer miesięcznika Budujemy Dom w wersji elektronicznej.     
Dlaczego warto się zapisać?
W każdy czwartek otrzymasz darmowy poradnik budowlany na swój email, a w nim:
- aktualności z rynku budownictwa jednorodzinnego;
- porady budowlane;
- najciekawsze tematy z forum.budujemydom.pl; - zapowiedź raportu miesiąca dostępnego w serwisie w pełnej wersji.
Zapisz się do newslettera
Klub Budujących Dom


Wypełniaj ankiety i zbieraj punkty
na bezpłatną prenumeratę
i inne nagrody

  • Polecamy również
    Czas na Wnętrze Vademecum Domu Energooszczędnego ABC Budowania Dom Polski Wnętrza Twój Dom Twój Styl
Wydanie tabletowe
Newsletter BudujemyDom.pl
Zapisz się do naszego bezpłatnego newslettera i otrzymuj najświeższe informacje prosto na Twoją skrzynkę e-mailową.
Miesięcznik Budujemy Dom - wersja elektroniczna gratis!

Zapisz się na bezpłatny newsletter BudujemyDom.pl, a otrzymasz najnowszy numer miesięcznika Budujemy Dom w wersji elektronicznej.

Dlaczego warto się zapisać?
W każdy czwartek otrzymasz darmowy poradnik budowlany na swój email, a w nim: aktualności z rynku budownictwa jednorodzinnego, porady budowlane, najciekawsze tematy z forum.budujemydom.pl, zapowiedź raportu miesiąca dostępnego w serwisie w pełnej wersji.
x