Wpływ odbiorników ciepła na koszty ogrzewania powietrzną pompą ciepła
Artykuł omawia wpływ stosowanych odbiorników ciepła na koszty eksploatacji powietrznej pompy ciepła. Porównano ze sobą ogrzewanie grzejnikowe, podłogowe oraz klimakonwektory zastosowane w budynku o powierzchni 130 m².
Z poradnika dowiesz się
Współczynnik SCOP i jego wpływ na koszty ogrzewania
Współczynnik SCOP jest średnim rocznym współczynnikiem efektywności energetycznej pompy ciepła. Wyrażany jest w bezjednostkowej wartości liczbowej. Współczynnik SCOP = 4 oznacza, że z każdej 1 kWh energii elektrycznej pobranej przez pompę ciepła uzyskujemy 4 kWh energii cieplnej dostarczonej do budynku. Inaczej mówiąc, 1 kWh ogrzewania budynku kosztuje nas 25% ceny kWh prądu z sieci.
Współczynnik SCOP zależy od różnicy temperatury pomiędzy dolnym źródłem (powietrze zewnętrzne) a górnym źródłem (grzejniki, podłogówka, fancoile itd.). W przypadku powietrznych pomp ciepła im niższa temperatura zewnętrzna, tym chwilowy współczynnik COP jest niższy (przy tej samej temperaturze zasilania układu). W przypadku stałej temperatury dolnego źródła wzrost temperatury wody grzewczej również obniża współczynnik COP. Współczynnik SCOP jest średnią z chwilowych współczynników COP z całego roku.
Model budynku zastosowany w obliczeniach
W przedstawionych poniżej obliczeniach wykorzystano budynek parterowy o powierzchni 130 m² we współczynniku obciążenia cieplnego na poziomie 35 W/m². Zakładana temperatura wewnętrzna w budynku wynosi 20°C. Z budynku korzystają 4 osoby. Zakładane, stałe obciążenie cieplne na cele CWU wynosi 4500 kWh/rok. Budynek zlokalizowany jest w Sulejówku.
Jako modelową pompę ciepła wykorzystano produkt Thermia ITEC ECO 8 kW (400 V) o budowie typu monoblok. Instalacja wykorzystuje jeden, bezpośredni obieg grzewczy.
Szacunkowe zapotrzebowanie na energię wynosi 13 589 kWh/rok, z czego 9089 kWh na cele centralnego ogrzewania. Projektowanie obciążenie cieplne w temperaturze obliczeniowej wynosi 4,5 kW. Średnia temperatura roczna wynosi 7.8°C.
Ogrzewanie grzejnikowe
W pierwszym wariancie zastosowano niskotemperaturowe ogrzewanie grzejnikowe o temperaturze zasilania/powrotu odpowiednio 55/47°C.
- Średni roczny współczynnik COP uzyskano na poziomie SCOP=2,8.
- Całkowita energia pobrana przez pompę ciepła wynosi 4738 kWh, co przy średniej cenie 80 gr/kWh daje średni roczny koszt ogrzewania na poziomie 3790,40 zł.
- Punkt biwalencji wynosi -16°C, co oznacza, że po osiągnięciu tej temperatury przez powietrze zewnętrzne konieczne jest wspomaganie pompy grzałkami elektrycznymi o mocy 1,9 kW.
Ogrzewanie za pomocą klimakonwektorów o powiększonej powierzchni wymiennika
Klimakonwektory to w dużym uproszczeniu grzejniki z wentylatorami. Ruch powietrza wymuszony jest pracą wentylatorów (moc około 20 W), co pozwala na ograniczenie temperatury zasilania układu.
W analizowanym budynku zastosowano klimakonwektory o powiększonej powierzchni wymiennika, co pozwala osiągnąć parametr 40/32°C.
- Główną zmianą jest wzrost współczynnika SCOP = 3,5, uzyskano również obniżenie temperatury biwalencji, co oznacza, że grzałki w tym przypadku włączą się dopiero przy temperaturze zewnętrznej równej -18°C.
- Energia elektryczna zużyta przez pompę ciepła zmalała do poziomu 3 836 kWh/rok, co daje koszt ogrzewania na poziomie 3 068,80 zł rocznie, generując oszczędność w stosunku do grzejników na poziomie 721,60 zł rocznie przy zakładanej cenie prądu.
Ogrzewanie za pomocą ogrzewania podłogowego pod podłogą betonową
Ostatnim analizowanym w niniejszym artykule wariantem jest ogrzewanie podłogowe pod podłogą betonową wykończoną gresem.
Sposób wykończenia jest kluczowy dla efektywności energetycznej, gdyż panele i drewno mają około 60-krotnie większy opór cieplny w stosunku do gresu. Stosowanie gresu jako wykończenia w połączeniu z gęstym rozłożeniem pętli ogrzewania podłogowego (rozstaw 10 cm) pozwala na znaczące obniżenie temperatury zasilania i osiągnięcie parametru na poziomie 32/27°C przy temperaturze wewnętrznej +20°C.
- W porównaniu do ogrzewania grzejnikowego, współczynnik SCOP=4,0 wzrósł o 1,2, co daje ponad jedną dodatkową kilowatogodzinę z każdej zużytej kWh prądu.
- Temperatura uruchamiania się grzałek spadła z -16 do -19°C, a łączny koszt zużycia energii elektrycznej nie przekracza 2640 zł rocznie.
Podsumowanie wyników
Na podstawie przedstawionych wyników można stwierdzić przewagę ogrzewana podłogowego nad innymi technologiami odbiorników ciepła. Grzejniki są najmniej efektywnym odbiornikiem ciepła i są niezalecane w przypadku stosowania powietrznych pomp ciepła.
W przypadku stosowania grzejników niskotemperaturowych, spada drastycznie dostępna moc pompy ciepła. Pokrycie obciążenia cieplnego w przypadku grzejników wynosi zaledwie 63% w stosunku do pozostałych rozwiązań. Oznacza to, że w przypadku grzejników konieczne jest zwiększenie mocy pompy ciepła lub stosowanie grzałek elektrycznych od wyższych temperatur.
Ogrzewanie podłogowe jest najlepszym rozwiązaniem w przypadku stosowania powietrznych (gruntowych również) pomp ciepła. Oszczędność energii w stosunku do grzejników dla tego samego budynku i tej samej pompy ciepła wynosi 1449 kWh, co przy obecnych cenach energii daje prawie 1160 zł w skali roku. Przedstawione obliczenia zostały wykonane dla domu o powierzchni 130 m² i należy pamiętać, że wraz ze wzrostem powierzchni oszczędność wzrasta.
W przypadku budynków istniejących, wyposażonych w grzejniki, rozwiązaniem pośrednim jest stosowanie klimakonwektorów, które, choć nie są tak efektywne jak ogrzewanie podłogowe, to pozwalają ograniczyć koszty eksploatacji o ponad połowę w porównaniu do zastosowania podłogówki. Koszty związane z wymianą grzejników na klimakonwektory są niższe w stosunku do kosztów związanych ze zrywaniem podłóg i układania ogrzewania podłogowego w budynkach istniejących. W przypadku wykonania nowej instalacji zasilającej klimakonwektory możliwe jest wykorzystania chłodzenia z pompy ciepła, o ile jednostka taką możliwość posiada.
Jak oceniasz ten poradnik?
Dziękujemy za Twoją opinię!Twoja opinia pozwala nam tworzyć lepsze treści
Więcej poradników o pompach ciepła
Pompa ciepła monoblok czy split? To często zadawane pytanie na etapie wyboru pompy ciepła. Obydwa modele różnią się w swojej konstrukcji – pompa ciepła monoblok składa się z jednej jednostki zewnętrznej, która dostarcza ciepło do wewnątrz budynku za pomocą specjalnej rury. Z kolei pompa ciepła split to model pompy, który dzieli się na dwa elementy: jednostka zewnętrzna (agregat) oraz wewnętrzna (skraplacz). Co jest lepsze: monoblok czy split?
22.06.2022
Zanim zdecydujesz się na zakup pompy ciepła, opinie użytkowników pozwolą ci się lepiej zapoznać z tymi szczególnymi urządzeniami grzewczymi. Czy taka inwestycja się opłaca? Jakie obawy przed jej zakupem mają właściciele domów jednorodzinnych? Zobacz, jak działają pompy ciepła. Opinie o poszczególnych modelach pozwolą ci wybrać taki, który spełni twoje oczekiwania.
25.11.2022
Schemat pompy ciepła przedstawia jej pracę z wykorzystaniem różnego rodzaju dolnych źródeł grzewczych. Skąd pompa ciepła może czerpać energię do zasilania domu? Jak działa i czy może być jednocześnie połączona z panelami fotowoltaicznymi? Sprawdź, jak wygląda schemat pompy ciepła i dowiedz się, jakie są najważniejsze elementy pompy!
04.01.2023
Pompa ciepła CWU to urządzenie grzewcze, które służy do przygotowania ciepłej wody użytkowej. Pobiera ciepło z zewnątrz budynku lub z pomieszczeń w domu. Jest tania w eksploatacji i łatwa w montażu. Jak działa pompa ciepła cwu i jaką wybrać? Te i wiele innych informacji znajdziesz w artykule!
28.06.2022
Bufor do pompy ciepła to inaczej zbiornik buforowy – niezbędny element instalacji z pompą ciepła. Podstawową funkcją buforów jest magazynowanie energii cieplnej, dzięki czemu możliwe jest zwiększenie efektywności ogrzewania. Czy w każdym przypadku do pompy ciepła potrzebny jest bufor? Jaki bufor do pompy ciepła wybrać?
26.08.2022
Planujesz zakup pompy ciepła i zależy Ci na tym, żeby sprzęt był bezpieczny i przetestowany? Szukasz urządzenia grzewczego, które ma parametry zgodne z normami — zarówno pod względem hałasu, jak i efektywności? Składasz wniosek o dofinansowanie i wiesz, że bez odpowiednich certyfikatów możesz dostać mniej środków? Podpowiadamy, jakie certyfikaty pomp ciepła, warto znać.
28.04.2025