Zastosowanie pompy ciepła wiąże się z wieloma korzyściami zarówno ekonomicznymi i ekologicznymi oraz o czym często w pierwszej chwili nie myślimy – łatwą eksploatacją.
Bardzo ważną kwestią jest ustalenie zapotrzebowania na ciepło dla danego budynku. Niestety nie każdy posiada takie informacje. W celu obliczenia tej wartości należy dostarczyć: rzuty poszczególnych kondygnacji oraz przekroje budynku w celu obliczenia kubatur poszczególnych pomieszczeń, a także użyte materiały budowlane oraz rodzaj ocieplenia ścian i dachu. Istotne jest również, jaki typ ogrzewania jest lub planują Państwo w poszczególnych pomieszczeniach (np. grzejnikowe czy podłogowe).Trzeba wiedzieć, że tzw. OZC (Obliczeniowe Zapotrzebowanie Ciepła) będzie znaczną pomocą w prawidłowym doborze pompy ciepła, jak również umożliwi dokładniejsze dobranie wielkości pętli ogrzewania podłogowego oraz grzejników dla każdego pomieszczenia.
Ponadto musimy wiedzieć ile wynosi niezabudowana powierzchnia działki w celu dobrania odpowiedniego dolnego źródła. Informacja na temat planowanej ilości osób, które będą mieszkały w budynku oraz ilości łazienek i ich wyposażenia (prysznic, wanna) pozwoli dokładnie dobrać moc pompy i wielkość zbiornika c.w.u. dla Państwa potrzeb.
Im więcej wiadomości, tym lepiej można dobrać optymalną pompę ciepła, tak aby w najlepszy możliwy sposób odpowiadała indywidualnym potrzebom klienta.
Technika działania pomp ciepła jest Państwu znana. Skupmy się na ich walorach.
System z pompą ciepła to bardzo zależne od siebie trzy obiegi (dolne źródło – pompa ciepła – system grzewczy), które można porównać do trzech kół zębatych. Gdy jedno z nich się zatrzyma, przestanie pracować cały system.
Pierwszy obieg to dolne źródło, czyli akumulator energii znajdujący się w otaczającym nas środowisku. Takim naturalnym akumulatorem energii może być grunt, woda gruntowa lub powietrze. Aby odzyskać energię z gruntu, układamy w nim kolektor gruntowy poziomy lub sondy pionowe w postaci przewodów polietylenowych o średnicy 32-40 mm wypełnionych wodnym roztworem glikolu. W celu odzyskania energii z wody gruntowej pobieramy ją ze studni głębinowej poprzez pośredni wymiennik płytowy, skąd ciepło przekazywane jest na „krótki obieg” glikolu dopływającego do pompy ciepła. Układ z pośrednim wymiennikiem ciepła jest zalecany w celu zabezpieczenia wymiennika zainstalowanego w pompie ciepła przed osadami pochodzącymi z wody gruntowej. Zrzut wody schłodzonej powinien następować do drugiej studni, tzw. chłonnej. Gdy dolnym źródłem jest powietrze, odzysk ciepła następuje z zewnętrznego powietrza lub wewnętrznego powietrza wentylacyjnego za pomocą wentylatora w pompie ciepła.
Odebrane ze środowiska ciepło transportujemy do układu chłodniczego pompy ciepła, na który składają się następujące elementy: dwa wymienniki ciepła nazywane (od pełnionych funkcji) parownikiem i skraplaczem, sprężarka i zawór rozprężny. Oprócz tych elementów pompa ciepła powinna być fabrycznie wyposażona w dwie pompy obiegowe: dolnego i górnego źródła oraz czujniki temperatury i system sterowania. Temperatura uzyskana z dolnego źródła jest wystarczająca, aby w wymienniku płytowym (parownik) odparował czynnik chłodniczy drugiego obiegu.
Najczęściej stosowanym czynnikiem chłodniczym w pompach ciepła typu solanka/woda i woda/woda jest mieszanina gazów o różnej temperaturze odparowania, o własnościach podobnych do freonów – R407C, natomiast w pompach typu powietrze/woda jest to R404A. Czynnik chłodniczy już w postaci gazowej jest następnie sprężany przez sprężarkę. Znacznemu wzrostowi ciśnienia towarzyszy duży przyrost temperatury i gaz za sprężarką może osiągnąć nawet 90oC. W postaci przegrzanej pary czynnik chłodniczy wpływa do kolejnego wymiennika (skraplacz), w którym następuje wymiana ciepła do obiegu trzeciego – systemu grzewczego (woda grzewcza). W skraplaczu gaz ulega skropleniu i w postaci ciekłej dopływa do zaworu rozprężnego, w którym następuje redukcja ciśnienia, a wraz z nim temperatury. Ochłodzony czynnik chłodniczy po raz kolejny wpływa do parownika, zamykając cykl pracy. Woda grzewcza, która w większości gruntowych pomp ciepła może osiągać temperaturę 65oC, wykorzystywana jest do przygotowania ciepłej wody kotłowej, którą możemy wykorzystać do podgrzania wody użytkowej, ogrzewania budynku a także w procesach technologicznych urządzeń przemysłowych poprzez instalację grzewczą, np. grzejnikową, płaszczyznową lub mieszaną. Do pracy pompy ciepła potrzebna jest więc wyłącznie energia elektryczna do napędu sprężarki i pomp obiegowych.
Minusowa temperatura? Dla pompy ciepła i tak wystarczy!
Urządzenie jest w stanie zwiększyć energię cieplną z niższego stopnia na wyższy. Ujemne temperatury nie stanowią tu przeszkody. Cały proces jest też zupełnie nieszkodliwy dla przyrody. Działająca pompa ciepła nie emituje żadnych toksycznych substancji. Dlatego nie ma obaw o zdrowie mieszkańców i czyste powietrze. Z ekonomicznego punktu widzenia działanie pomp ciepła jest tym bardziej opłacalne, im niższa jest różnica pomiędzy temperaturami zasilania dwóch źródeł ciepła: dolnego oraz górnego. Wobec tego ogrzewanie ścienne lub podłogowe, jak również inne niskotemperaturowe systemy ogrzewania znakomicie współpracują z pompami ciepła.
Urządzenie zawiera środek chłodniczy stanowiący bezpieczny i neutralny dla ekosystemu czynnik roboczy. Substancja pozostaje zamknięta w szczelnym układzie, gdzie podlega procesom parowania, skraplania i sprężania. Dzięki wzrostowi ciśnienia rośnie też temperatura czynnika roboczego nawet do 90°C. Woda grzewcza, która w większości gruntowych pomp ciepła może osiągać temperaturę 65oC, wykorzystywana jest do przygotowania ciepłej wody kotłowej, którą możemy wykorzystać do podgrzania wody użytkowej, ogrzewania budynku a także w procesach technologicznych urządzeń przemysłowych poprzez instalację grzewczą, np. grzejnikową, płaszczyznową lub mieszaną.
Ceny gazu ziemnego i oleju opałowego pójdą w górę…
W ujęciu globalnym wzrasta zapotrzebowanie na energię, a złoża konwencjonalnych surowców energetycznych ulegają stopniowemu kurczeniu się. Do tego dochodzi problem krótkookresowych spekulacji na giełdach. Dlatego należy spodziewać się wzrostu cen węgla kamiennego, gazu i oleju, ale w pewnym stopniu też elektryczności. Na szczęście pompy ciepła są dość odporne na koszty prądu, gdyż korzystają przede wszystkim z energii zmagazynowanej w otoczeniu. Ogrzewając mieszkanie pompą ciepła można się zatem uniezależnić od gazu czy oleju, a tym samym uchronić przed wahaniami cen tych surowców. Koszty elektryczności od przeszło trzech dekad charakteryzują się znaczną stabilnością, a cena prądu nie rośnie tak szybko jak ceny paliw lub gazu. O ile gwałtowny wzrost cen tych ostatnich może okazać się prawdziwym szokiem dla domowego budżetu, o tyle opłaty za prąd są dość stabilne i nie powodują nieprzyjemnych niespodzianek. Elektryczność jest bowiem produkowana w znacznym stopniu z innych źródeł, a ponadto rośnie odsetek energii pochodzącej ze źródeł odnawialnych. Coraz więcej na przykład inwestuje się w siłownie wiatrowe. Technologia produkcji pomp ciepła zakłada jak najbardziej wydajne wykorzystanie stosunku niezbędnej energii pracy do darmowego ciepła czerpanego z otoczenia.
Inwestycja w ogrzewanie oparte na pompie ciepła to poważna decyzja. Dlatego należy skorzystać z pomocy ekspertów posiadających stosowne doświadczenie oraz wiedzę w tej dziedzinie. Specjalistyczna firma dobierająca oraz instalująca urządzenie pod kątem oczekiwań klienta jest odpowiedzialna za jego poprawne działanie. Jako firma posiadamy autoryzację na montaż i serwisowanie proponowanych przez na pomp ciepła. Dzięki temu są Państwo spokojni o prawidłowy montaż pompy ciepła oraz późniejszą obsługę serwisową.
Sondy pionowe są w stanie w ciągu okresu jesienno-zimowego zapewnić większą temperaturę do zasilania pompy ciepła. Na niższych głębokościach temperatura gruntu zmienia się w mniejszym stopniu w ciągu roku niż tuż pod powierzchnią. Przedkłada się to na większą efektywność procesu. Sonda pionowa jest też skuteczniejsza również w przypadku pasywnego chłodzenia obiektu budowlanego. Warto zwrócić uwagę, że w ostatnim czasie znacząco zmniejszyła się różnica cenowa między sondami pionowymi a poziomymi kolektorami gruntowymi.
Nie da się jednoznacznie odpowiedzieć na tak postawione pytanie. Czas zwrotu kosztów jest zależny od szeregu czynników. Można wskazać tu m.in. zapotrzebowanie energetyczne budynku, wydajność zainstalowanego urządzenia, typ systemu ogrzewania, temperatury zewnętrzne, rodzaj dolnego źródła ciepła. Główna zasada jest taka, że zwrotu poniesionych nakładów można spodziewać się szybciej w przypadku większego zapotrzebowania budynku na ciepło. Rzecz jasna trzeba obrać jakiś punkt odniesienia, czyli zestawić ze sobą wydatki poniesione na zakup pompy oraz prognozowane koszty jej użytkowania do kosztów związanych ze stosowaniem pieca na olej, węgiel, drewno czy gaz.
Firma Solar Partner pomaga klientom w przygotowywaniu tego typu analiz. Wystarczy przesłać do niej niezbędne informacje i poczekać na odpowiedź. Należy przy tym zwrócić szczególną uwagę na zgodne ze stanem faktycznym przedstawienie kosztów działania określonej kotłowni. Decydując się na pompę trzeba uwzględnić zarówno jej cenę, jak i koszt utworzenia dolnego źródła ciepła. Wybierając kotłownię, do kosztów wliczymy kocioł/piec, budowę komina, zbiorniki olejowe lub przyłącza do gazu albo miejsce do przechowywania stałego opału. Nie można też pominąć ludzkiej pracy niezbędnej przy ogrzewaniu paliwem stałym, a ponadto konserwacji (czyszczenia, napraw i przeglądów).
Aby lepiej zobrazować rzeczywiste oszczędności wynikające z użytkowanie pompy ciepła najlepiej posłużyć się przykładem. Porównanie całkowitych kosztów rocznych oraz kosztów zakumulowanych na przestrzeni 20 lat dla wybranego budynku jednorodzinnego wykonano w oparciu o wytyczne Związku Inżynierów Niemieckich VDI 2067. Analizy przeprowadzono dal istniejącego budynku o pow. użytkowej 250 m2, zlokalizowanego w II strefie klimatycznej, o zapotrzebowaniu na ciepło budynku 9,5 kW, obliczeniowa temperatura wewnętrzna 200C, z instalacją grzewczą o parametrach 35/30).
Analiza ekonomiczna wyraźnie wskazuje, że pompa ciepła typu glikol/woda jest najbardziej ekonomicznym urządzeniem grzewczym spośród konwencjonalnych systemów grzewczych. Pomimo tego iż koszty inwestycyjne są wyższe, późniejsze koszty eksploatacji przechylają szalę na korzyść tych urządzeń, nawet przy założeniu stosunkowo wysokich kosztów obsługi tych urządzeń w porównaniu do doświadczeń wynikających z praktyki. Ponadto pompa ciepła podnosi wartość budynku, dzięki czemu korzyści ze sprzedaży budynku wyposażonego w to urządzenie grzewcze są wyższe w porównaniu do systemów konwencjonalnych, a czas poświęcony na sprzedaż krótszy.
Innym parametrem ekonomicznym jest okres zwrotu inwestycji, o który tak często pytają użytkownicy przy wyborze urządzenia grzewczego. Wbrew wielu opiniom okres zwrotu inwestycji w pompę ciepła wcale nie wynosi kilkadziesiąt lat. Jak pokazuje wykres poniżej, jeżeli uwzględnimy wszystkie czynniki które mają wpływ na ten parametr, okres zwrotu inwestycji w pompę typu glikol/woda wynosi od 4 do 9 lat, w zależności od system, do którego ją porównujemy.
Nie ma takiej potrzeby. Warto jednak zwrócić uwagę, że projektując dom dobrze jest uwzględnić przyszłą instalację pompy ciepła. Zapewnimy sobie dzięki temu oszczędności. W ten sposób można będzie pominąć kominy spalinowe ( kosz około kilku tysięcy złotych), jak również kominy wentylacyjne przy uwzględnieniu systemu mechanicznej wentylacji. Zbędne okaże się też przyłącze gazowe, a pomieszczenie mające pełnić funkcję kotłowni zostanie wykorzystane na potrzeby pompy ciepła i nie tylko. W pomieszczeniu takim bez problemu będzie można na przykład zorganizować spiżarnię, magazyn czy pralnię. Decydując się na ogrzewanie podłogowe w całym budynku obniżymy w przyszłości koszty eksploatacji budynku. Wpisanie w projekcie budowlanym pompy ciepła jako źródło ciepło oszczędzi nam w przyszłości formalności i kosztów związanych z wykonaniem projektu zamiennego.