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
Kotłownia z pompą ciepła to coraz częściej wydzielone pomieszczenie w domu – znajdują się tu główne elementy całego systemu grzewczego. Na szczęście wymagania dla kotłowni z pompą ciepła są znacznie mniej rygorystyczne w porównaniu do kotłowni z instalacją węglową czy gazową. Mimo to przed inwestycją w tego typu pomieszczenie czy system grzewczy warto poznać minimalną kubaturę kotłowni z pompą ciepła, oszacować koszt kotłowni z pompą i określić podstawowe wyposażenie kotłowni. Z poradnika dowiesz się, jakie są wymagania, jak obliczyć kubaturę kotłowni z pompą ciepła i jakie jest najlepsze miejsce dla pompy ciepła w domu jednorodzinnym.
11.10.2023
Używanie powietrznej pompy ciepła do ogrzewania domu jest bardzo popularne. To za sprawą niskich kosztów montażu urządzenia i późniejszej eksploatacji. Pompa powietrzna czerpie aż 75 proc. energii z otoczenia. Rodzi się jednak pytanie: czy pompa ciepła powietrzna wystarczy do ogrzania całego domu? Przedstawiamy najważniejsze informacje i odpowiadamy na często zadawane pytania dotyczące ogrzewania pompą powietrzną.
27.06.2022
Coraz częściej stosowanym rodzajem ciepła są pompy ciepła. Koszt miesięczny użytkowania pompy ciepła zazwyczaj mieści się w przedziale od 200 do 700 zł. Pompy ciepła to bardzo ekonomiczne rozwiązanie. Co więcej, pompa działa automatycznie, więc nie musisz kontrolować jej pracy. Przed zakupem nowoczesnego urządzenia grzewczego warto jednak wiedzieć, jaki jest dokładny koszt miesięczny pompy ciepła w 2024 r. i jakie są koszty miesięczne dla domów: 100, 150 i 200 m².
21.02.2024
Bez względu na to, czy dopiero budujesz dom, czy go remontujesz, możesz zainstalować w nim pompę ciepła. Pytanie tylko: jak dobrać pompę ciepła do potrzeb? Dobór pompy ciepła to wyzwanie, dlatego warto, aby zajął się tym specjalista. Podpowiadamy, o czym pamiętać przy doborze pompy ciepła, jak odpowiednio dobrać moc urządzenia, aby jego praca była efektywna i jakie mogą być konsekwencje źle dobranej pompy.
24.06.2022
Dobór pompy ciepła do powierzchni domu nie jest zadaniem trudnym, jeśli znasz kilka zasad. Jaki jest koszt pompy ciepła do domu 100 m²? Średnio można przyjąć, że koszt pompy ciepła do domu 100 m² mieści się w przedziale od 18 000 do 50 000 zł. Sprawdź, jaka jest cena pompy ciepła do domu 100 m², ile kosztuje sam montaż i co wpływa na ostateczny koszt.
05.01.2024
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