Czy powietrzna pompa ciepła wystarczy?

Wykorzystanie ciepła z powietrza atmosferycznego to najłatwiejszy sposób na ogrzewanie domu i wody użytkowej. Czy powietrzna pompa ciepła poradzi sobie podczas silnych mrozów? Czy sama ogrzeje dom? Czy koszty ogrzewania będą niskie?

Czy powietrzna pompa ciepła wystarczy?Aby odpowiedzieć na te podstawowe pytania, przyjrzyjmy się dokładniej powietrznej pompie ciepła i warunkom, w jakich będzie pracować.

Zimno czy ciepło?

Chyba każdy powie, że przy temperaturach zewnętrznych -15, -20°C jest bardzo zimno. Wtedy cieplej się ubieramy, na ulice miast wystawiane są koksowniki, dzięki którym możemy się rozgrzać. Nasz dom nie ma tak łatwo – im zimniej, tym więcej ciepła musimy dostarczyć, aby zapewnić w nim komfortową dla nas temperaturę.

Trudno to sobie wyobrazić, ale nawet przy temperaturach -20°C, powietrze atmosferyczne zawiera sporo ciepła, które skutecznie może wykorzystywać pompa ciepła. Oczywiście, nie każda pompa ciepła sama poradzi sobie w tak trudnych warunkach.     

Temperatury pracy pompy

Możemy spotkać pompy ciepła o różnej efektywności wykorzystania ciepła z powietrza, co przekłada się również na ich cenę. Niektóre pracują tylko do temperatur zewnętrznych -15°C. Przy niższych temperaturach powietrza pompa wyłącza się i całe potrzebne ciepło musi dostarczyć inne urządzenie grzewcze, np. grzałka elektryczna, kocioł na paliwo stałe, gazowy lub olejowy. Spotkamy również pompy ciepła, które mogą pracować przy temperaturach powietrza -20°C, a nawet -25°C. Pozostaje tylko sprawdzić, czy przy tak niskich temperaturach ich praca będzie ekonomicznie uzasadniona – czy będzie opłacalna. A najlepiej zobaczyć to na konkretnym przykładzie:

  • nowy dom, wymagana moc grzewcza: 8 kW (przy temperaturach powietrza: -20°C),
  • przyjmijmy, że przez 10 dni temperatury zewnętrzne wynoszą -20°C,
  • w tym czasie nasz dom będzie potrzebował 1920 kWh energii cieplnej do jego ogrzewania (10 dni x 24 godziny x 8 kW = 1920 kWh),
  • efektywność pracy pompy ciepła: COP = 2,5 (przy temperaturach powietrza A = -20°C i temperaturze wody grzewczej W = 35°C),
  • cena prądu: 0,60 zł brutto/kWh.

Zużycie energii elektrycznej i koszty ogrzewania w ciągu tych 10 dni:

  • zużycie energii elektrycznej (przy COP = 2,5): 768 kWh (1920 kWh / 2,5 = 768 kWh),
  • koszt prądu: 461 zł brutto (768 kWh x 0,60 zł/kWh = 460,80 zł).

Można powiedzieć, że koszty ogrzewania będą niewielkie i pompa mogłaby ogrzewać dom nawet przy temperaturach -20°C, chociaż braliśmy pod uwagę tylko 10 dni mroźnych. Jeśli w pozostałych 20 dniach mroźnego miesiąca temperatury będą wynosić ok. -10°C, możemy spodziewać się, że rachunek za prąd wyniesie ponad 1000 zł w tym miesiącu.

Dla porównania, jeśli w ciągu rozpatrywanych 10 dni COP pompy ciepła będzie niższy:

  • COP = 2 (A = -20°C / W = 35°C): zużycie prądu 960 kWh, koszty ogrzewania: 576 zł brutto,
  • COP = 1,5 (A = -20°C/ W = 35°C): zużycie prądu 1280 kWh, koszty ogrzewania: 768 zł brutto,
  • COP = 1,0 (A = -20°C/ W = 35°C): zużycie prądu 1920 kWh, koszty ogrzewania: 1152 zł brutto.

Wyraźnie widać, że dla tych samych warunków pracy pompy ciepła, im współczynnik COP będzie wyższy, tym koszty ogrzewania będą niższe. Nieopłacalna będzie praca pompy ciepła, której COP wynosi 1, bowiem koszty ogrzewania będą znaczne i porównywalne do ogrzewania zwykłą grzałką elektryczną.

Moc pompy ciepła

Moc grzewcza pompy ciepła zależy od temperatury powietrza i od wymaganej temperatury wody zasilającej ogrzewanie domu. Spotkamy pompy ciepła, których moc grzewcza spada wraz z obniżaniem się temperatury powietrza – charakterystyka stale opadająca. Możemy spotkać również pompy, których charakterystyka mocy zmniejsza i zwiększa się wraz z obniżaniem temperatury powietrza – przykład takiej charakterystyki można zobaczyć poniżej: przy temperaturze wody grzewczej 35°C i powietrza 0°C, moc grzewcza wynosi 8 kW; przy -15°C również 8 kW, a przy -20°C – 7 kW. W każdym przypadku, COP pompy ciepła będzie stale zmniejszał się wraz z obniżaniem temperatury powietrza.

Czy powietrzna pompa ciepła wystarczy?

Charakterystyka mocy pompy ciepła Vitocal 200-S typ AWB 201.C10, przy temperaturze wody grzewczej: 35, 45 i 55°C.

Czy powietrzna pompa ciepła wystarczy?

Charakterystyka COP pompy ciepła Vitocal 200-S typ AWB 201.C10, przy temperaturze wody grzewczej: 35, 45 i 55°C.

 

Podsumowując…

Powietrzną pompę ciepła dobiera się tak, aby mogła samodzielnie ogrzewać dom do temperatur zewnętrznych między -5 a -10°C. Przyjmuje się, że przy niższych temperaturach będzie wspomagana lub zastępowana dodatkowym źródłem ciepła, np. kotłem grzewczym czy grzałką elektryczną.

Chociaż, jak dla naszego przykładowego domu, można dobrać pompę ciepła, która będzie samodzielnie ogrzewać dom nawet przy temperaturach zewnętrznych -20°C – bez konieczności wspomagania dodatkowym źródłem ciepła. Co prawda, w przykładzie moc grzewcza pompy będzie wynosić 7 kW, a COP = 2,3 (dla A = -20°C / W=35°C). Może to wystarczyć, bo zamiast obliczonych 8 kW, nasz dom może potrzebować w rzeczywistości 6-7 kW. Lub 7 kW może wystarczyć, jeśli obniżymy wymaganą temperaturę w kilku pomieszczeniach w domu, np. zamiast 22°C, na 19-20°C.

Warto również pamiętać, że:

  • im wyższa temperatura wody zasilającej ogrzewanie domu, tym pompa ciepła będzie zużywać więcej prądu,
  • mroźne powietrze zawiera znacznie mniej wilgoci niż powietrze o wyższej temperaturze; tym samym podczas mrozów oszranianie parownika pompy ciepła będzie występować bardzo rzadko,
  • temperatury zewnętrzne na poziomie -20°C występują bardzo rzadko w ciągu roku – przez zdecydowaną część okresu grzewczego są wyższe od -5°C,
  • inwestor w rozmowie z projektantem powinien dokładnie określić czego oczekuje, bo ten właśnie do tego zaproponuje odpowiednią pompę ciepła i zaprojektuje całą instalację ogrzewania domu,
  • ostateczny wybór rozwiązań warto dokonać uwzględniając koszt kompletnej inwestycji i późniejsze koszty ogrzewania,
  • powietrzna pompa ciepła to tylko jeden ze sposobów na ogrzewanie domu – nie dla każdego będzie to rozwiązanie najlepsze z możliwych.

 

 

 

 

 


Zobacz nas Facebook Facebook Google + Google +Twitter Twitter