Jakie są realne koszty eksploatacji pompy ciepła?

Pompa ciepła to rozwiązanie ekologiczne i ekonomiczne, które pozwala skutecznie ogrzać budynek mieszkalny, usługowy czy przemysłowy. W ostatnich latach można zaobserwować prawdziwy boom na te urządzenia – coraz więcej osób dostrzega realne korzyści płynące z użytkowania pomp i decyduje się na ich montaż w swoich domach. Ceny eksploatacji pompy ciepła faktycznie mogą być miłą niespodzianką, o ile instalacja zostanie dobrana w sposób przemyślany.

Na jakie wydatki musisz się przygotować, kupując pompę ciepła? Jakie będą roczne koszty eksploatacji pompy ciepła i jak bardzo będą się one różnić w porównaniu z kosztami ogrzewania budynku przy pomocy instalacji gazowej lub elektrycznej? W poniższym tekście udzielamy odpowiedzi na najważniejsze pytania. Zapraszamy do czytania!

Rodzaj pompy ciepła a wysokość kosztów inwestycyjnych

Przypomnijmy: pompa ciepła opiera swoje działanie na wybranym odnawialnym źródle energii cieplnej, którym może powietrze, grunt lub woda (w zależności od rodzaju pompy). To inaczej dolne źródło ciepła. Na tej podstawie wyróżniamy 3 główne typy urządzeń – jest to powietrzna pompa ciepła, gruntowa pompa ciepła oraz wodna pompa ciepła.

Pamiętaj, że wybór dolnego źródła ciepła w znacznym stopniu wpływa na wydajność instalacji grzewczej, możliwości jej wykorzystania, a także na całościową kwotę inwestycji i koszty przeznaczane na ogrzewanie domu. Przyjrzyjmy się więc dokładniej konkretnym rodzajom pomp ciepła pracującymi z różnymi dolnymi źródłami ciepła.

Wybór dolnego źródła ciepła

Powietrzna pompa ciepła – powietrze zewnętrzne lub wewnętrzne jako dolne źródło ciepła

Powietrzna pompa ciepła powszechnie uważana jest za urządzenie najtańsze i najłatwiejsze w montażu, przez co cieszy się w Polsce największą popularnością. Jako dolne źródło ciepła wykorzystuje się powietrze otaczające budynek lub (rzadziej) krążące w jego wnętrzu. Pompy tego typu charakteryzują się niższym współczynnikiem COP w porównaniu z innymi rodzajami urządzeń.

Czym jest COP (coefficient of performance)? To współczynnik, który informuje o tym, jaka jest relacje między energią termiczną dostarczaną do budynku a energią elektryczną, która musiała zostać włożona w ten proces (pompa ciepła podłączona jest do prądu w celu transferowania ciepła z dolnego źródła do odbiornika ciepła). Niższe wartości COP wynikają z prostej zależności – wydajność powietrznej pompy ciepła uwarunkowana jest temperaturą powietrza zewnętrznego, które jest dość słabym akumulatorem ciepła. Jeśli temperatura wokół budynku znacząco spada, maleje również współczynnik COP oraz moc grzewcza urządzenia.

Ogrzewanie powietrzną pompą ciepła będzie dobrym pomysłem, o ile przed zakupem przeanalizujesz najważniejsze aspekty. Przede wszystkim należy zastanowić się nad dwiema możliwościami:

• wybór bardziej wydajnej, ale droższej pompy ciepła – która w okresach silnych mrozów poradziłaby sobie z ogrzaniem budynku do komfortowej temperatury, generując jednak większe zużycie prądu;
• wykorzystanie hybrydowego układu grzewczego z powietrzną pompą ciepła połączoną z kotłem – w tym przypadku pompa ciepła będzie pracować wydajnie przez większą część roku i dopiero w momencie wystąpienia bardzo niskich temperatur załączy się współpracujący z nią kocioł grzewczy.

Gruntowa pompa ciepła – grunt jako dolne źródło ciepła

Chłodzenie i ogrzewanie domu, a także przygotowywanie ciepłej wody użytkowej z gruntową pompą ciepła wiąże się z większymi kosztami inwestycyjnymi. Z drugiej jednak strony gwarantuje użytkownikom stabilne dostawy energii cieplnej i bardzo dużą wydajność – gruntowa pompa ciepła może działać w charakterze samodzielnej instalacji grzewczej, bez konieczności montażu innych systemów ogrzewania. To doskonały wybór do budynków, w których występuje duże roczne zapotrzebowanie na energię cieplną.

Systemy pomp gruntowych występują w dwóch wariantach, dobieranych na podstawie specyfiki i wielkości konkretnej działki:

• Solanka-woda – solanka, czyli roztwór glikolu krąży w specjalnym kolektorze gruntowym (pionowym lub poziomym). Kolektor poziomy, inaczej płaski lub spiralny, stosowany jest na dużych posesjach, natomiast pionowy idealnie sprawdza się na niewielkich działkach. Instalacja układu z kolektorem pionowym wymaga wykonania odwiertów na głębokość ok. 30-50 metrów – temperatura gruntu na takim poziomie jest stabilna, dzięki czemu pompa ciepła działa wydajnie, a koszt wytworzenia 1 kWh energii cieplnej jest niski i niezmienny. Minusem są koszty prac związanych z drążeniem sond pionowych (ok. 20 000 zł).
• Woda-woda – układ ten wykorzystuje energię termiczną wód gruntowych, w tym przypadku konieczne jest wykorzystanie studni czerpanej (dostarczającej wodę do układu grzewczego) oraz studni zrzutowej (służącej do odprowadzania wody z powrotem pod ziemię). Koszty wykonania takiej instalacji zamykają się w granicach 3000 zł. Cena jednak wzrośnie, gdy niezbędne będzie wykorzystanie bardziej zaawansowanych i droższych pomp głębinowych, uzdatnianie wody oraz przeprowadzenie głębszych odwiertów.

Wodna pompa ciepła – woda ze zbiornika wodnego jako dolne źródło ciepła

Woda doskonale akumuluje ciepło, przez co przez wielu ekspertów uważana jest za najlepsze dolne źródło ciepła. W przypadku pomp ciepła wodnych schładzanie 1 litra wody (1 kg) o temperaturze 1°C wiąże się z oddaniem energii cieplnej na poziomie ok. 4,2 kJ. Technologia ta sprawia, że ciepło można czerpać z wody studziennej, stawu, jeziora, rzeki, a nawet ze ścieków.

Należy jednak mieć świadomość potencjalnych problemów z funkcjonowaniem instalacji grzewczej opartej na wodnej pompie ciepła, wynikających z niemożliwych do przewidzenia zmian w środowisku naturalnym (pogorszeniu może ulec wydajność wód gruntowych) lub spadku efektywności studni zrzutowych. Ponadto dochodzi kwestia nadmiernych ilości związków mineralnych zawartych w wodzie (w źródle ciepła). Jeśli taka sytuacja ma miejsce, przed wymiennikiem pompy ciepła należy podłączyć tzw. wymiennik pośredni. Jego użytkowanie wiąże się jednak z gorszym wykorzystaniem energii cieplnej.

Odbiornik ciepła, czyli wybór górnego źródła ciepła

Górne źródło ciepła to domowa instalacja grzewcza odbierająca darmowe ciepło przekazywane przez pompę z powietrza, gruntu lub wody. Urządzenie pompuje i przekształca energię ze źródła o niższej temperaturze w celu ogrzania pomieszczeń w budynku lub podgrzania c.w.u. (zgodnie z zapotrzebowaniem na ciepłą wodę użytkową) do temperatury zapewniającej użytkownikom oczekiwany komfort termiczny.

Pompa ciepła zapewnia najwyższą efektywność po podłączeniu do niskotemperaturowej instalacji grzewczej – najczęściej współpracuje ona z niskotemperaturowym ogrzewaniem płaszczyznowym, np. z systemem ogrzewania podłogowego lub ściennego o temp. w zakresie 28-35°C. Takie rozwiązanie pozwala też powierzchniowo chłodzić wnętrze budynku w cieplejszych okresach w roku.

Oczywiście pompa ciepła może też zostać podłączona do tradycyjnych grzejników, o ile są one odpowiednio duże i przygotowane do pracy z wodą o temperaturze ok. 50-55°C. Częstym rozwiązaniem jest również połączenie pompy ciepła równocześnie z ogrzewaniem grzejnikowym i podłogówką.

Pompy ciepła-koszty eksploatacji. Ile w rzeczywistości zapłacisz za ogrzewanie i chłodzenie pompą ciepła?

Do naszych obliczeń posłużą nam 2 rodzaje pomp ciepła – powietrzna pompa ciepła oraz gruntowa pompa ciepła. Urządzenia charakteryzują się współczynnikiem SPF na poziomie odpowiednio 3 oraz 4. SPF to wartość opisująca efektywność działania instalacji pompy w ciągu całego roku. Dla uproszczenia można przyjąć następującą zasadę:

lepsza jakość pompy ► wyższy współczynnik SPF ► niższe koszty ogrzewania domu

Podstawowe założenia kalkulacyjne

Nasze analizy będziemy opierać na przykładach 2 domów jednorodzinnych – o powierzchni użytkowej 100 oraz 150 m2. Cała dostępna przestrzeń będzie w pełni ogrzewana. Budynki będą posiadać bardzo dobrą izolację termiczną (zapotrzebowanie energetyczne na poziomie 70 kW/m2/rok) oraz izolację nieco gorszej jakości (ze średnim rocznym zapotrzebowaniem energetycznym wynoszącym 150 kW/m2/rok).

Pamiętaj, że im gorsza jest zastosowana izolacja termiczna, tym większe jest zapotrzebowanie budynku na ciepło. Przykładowo, roczne zapotrzebowanie na energię grzewczą dla domu o powierzchni 100 m2 będzie wynosić 7000 kWh (dla budynku dobrze ocieplonego) i 15 000 kWh dla budynku o gorszej izolacji. Dla budynku o powierzchni 150 m2 wartości te wzrosną odpowiednio do 10 500 kWh oraz 22 500 kWh.

Zapotrzebowanie energetyczne budynków

W kolejnych krokach należy ustalić cenę prądu, na jakiej będą opierać się wyliczenia. W styczniu b.r. rząd zamroził ceny za energię elektryczną dla gospodarstw domowych. Zastosowano także trzy progi, które obejmują zużycie prądu w ciągu całego roku do 2000, 2600 oraz 3000 kWh. Gospodarstwa przekraczające limit zużycia muszą liczyć się ze stawką (maksymalną) za energię czynną wynoszącą 0,8534 zł brutto. Stawka ta nie obejmuje opłat abonamentowych. Właśnie taką wartość wykorzystamy na etapie wyliczeń.

Przybliżone roczne koszty eksploatacji pompy ciepła

Ogrzewanie gruntową pompą ciepła

Roczne koszty ustalimy na podstawie działania, które polega na podzieleniu całkowitego rocznego zapotrzebowania domu na energię grzewczą przez wartość współczynnika SPF. Otrzymany wynik pomnożymy przez koszty energii elektrycznej, czyli 0,8524 zł brutto.

• Dom o powierzchni użytkowej 100 m2 – w przypadku domu o bardzo dobrej izolacji termicznej i zapotrzebowaniu energetycznym wynoszącym 70 kW/m2/rok koszty ogrzewania gruntową pompą ciepła nie powinny przekroczyć 1500 zł. Z kolei w budynku gorzej ocieplonym (o zapotrzebowaniu energetycznym na poziomie 150 kW/m2/rok) średnie roczne koszty ogrzewania pompą będą oscylowały w granicach 3200 zł.
• Dom o powierzchni użytkowej 150 m2 – dom o nieco większej powierzchni będzie generował wyższe koszty ogrzewania. Dobra izolacja termiczna i niskie zapotrzebowanie na energię zapewni oczywiście niższe koszty; w tym przypadku na rachunku rocznym pojawi się kwota 2240 zł. Jeśli jednak budynek będzie charakteryzował się większym zapotrzebowaniem energetycznym (150 kW/m2/rok) i słabszym ociepleniem, średnioroczne koszty ogrzewania wzrosną do ok. 4800 zł.

Ogrzewanie powietrzną pompą ciepła

Jak będą prezentował się opłaty za ogrzewanie domu powietrzną pompą ciepła? Dla przypomnienia: koszt energii elektrycznej to niezmiennie 0,8524 zł brutto, zaś przyjęta wartość SPF pompy typu powietrze woda wynosi 3. W naszym przykładzie założyliśmy również, że centralne ogrzewanie nie będzie połączone z innym układem grzewczym.

• Dom o powierzchni użytkowej 100 m2 – zgodnie z wyliczeniami budynek o powierzchni 100 m2 i o niskim zapotrzebowaniu energetycznym (70 kW/m2/rok) generuje roczne koszty ogrzewania na poziomie niespełna 1990 zł. Wartości te zmieniają się wraz z pogorszeniem jakości izolacji przegród zewnętrznych. Słabsza izolacja termiczna (150 kW/m2/rok) wiąże się ze zwiększeniem rachunku za ogrzewanie do poziomu prawie 4300 zł.
• Dom o powierzchni użytkowej 150 m2 – w przypadku dobrze ocieplonego domu o powierzchni 150 m2 rachunek roczny za ogrzewanie powietrzną pompą ciepła wyniesie niecałe 3000 zł. Jeśli jednak budynek wyposażony jest w izolację termiczną gorszej jakości, koszty ogrzewania wzrastają do poziomu prawie 6400 zł (w przypadku zapotrzebowania energetycznego wynoszącego 150 kW/m2/rok).

Jak obniżyć koszty eksploatacji pompy ciepła? Sprawdzone sposoby

W kontekście użytkowania pompy ciepła warto zrobić wszystko, by jak najbardziej wspomóc wydajność instalacji oraz obniżyć koszty ogrzewania. Jak już wiesz, jednymi z najważniejszych aspektów jest zarówno zastosowana izolacja termiczna budynku (im lepsza, tym większa efektywność pompy), jak i samo użytkowanie układu. O czym jeszcze warto pamiętać?

Pierwszym polecanym rozwiązaniem jest połączenie pompy ciepła z systemem ogrzewania niskotemperaturowego, przede wszystkim z podłogówką lub ogrzewaniem ściennym – taka instalacja praktycznie w każdym przypadku będzie zapewniać oczekiwany komfort termiczny. Jeśli zdecydujesz się na układ ogrzewania podłogowego, zadbaj o to, by charakteryzował się odpowiednim przewodnictwem cieplnym. W tym celu wybierz np. płytki ceramiczne – naturalne drewno lub panele nie poradzą sobie tak dobrze z przewodzeniem ciepła, narażając Cię na niepotrzebne straty energii.

W przypadku ogrzewania podłogowego równie ważnym czynnikiem jest właściwe rozmieszczenie rur instalacyjnych – im bliżej siebie się znajdą, tym lepiej. Zaleca się montaż orurowania w odległości mniej więcej 10-15 cm od siebie. Kolejna rzecz to zastosowanie wężownicy o większej powierzchni do pracy z niską temperaturą zasilania z pompy ciepła.

To jednak nie wszystko:

• w celu obniżenia kosztów ogrzewania skup się na odpowiednim wykorzystaniu krzywej grzania przy zarządzaniu domowym ogrzewaniem – krzywa grzewcza to zależność między temperaturą zasilania urządzenia a temperaturą zewnętrzną, jej prawidłowe ustawienie zapewnia komfort termiczny dzięki regulacji temperatury panującej w pomieszczeniach w zależności od warunków panujących na zewnątrz;
• warto pamiętać, by użytkować instalację zgodnie z zaleceniami producenta sprzętu – w takich kwestiach, jak np. właściwy przepływ wody;
• polecanym rozwiązaniem pod kątem oszczędności jest zastosowanie układu z pompą połączonego z instalacją fotowoltaiczną;
• warto wybrać taryfę G12 (ewentualnie G12W), która przy odpowiednim ustawieniu pompy może wiązać się z niższymi opłatami za ogrzewanie budynku – taryfa ta zakłada wyższą cenę za kWh energii elektrycznej w godzinach szczytu i stawkę preferencyjną w godzinach pozaszczytowych;
• liczą się również codzienne czynności, które powinny wejść w nawyk, a które przyczynią się do prawidłowego funkcjonowania systemu ogrzewania – jest m.in. regularne wietrzenie mieszkania (przynajmniej 3 razy dziennie po 5 minut, a w przypadku pojawienia się pary wodnej na wewnętrznej części okien należy to zrobić od razu), a także opuszczanie rolet i żaluzji na noc (są one naturalną barierą dla uciekającego ciepła).

Dlaczego warto ogrzewać dom pompą ciepła?

Do najważniejszych zalet i korzyści użytkowania powietrznej, gruntowej lub wodnej pompy ciepła zaliczamy:

• ekologiczne ogrzewanie – brak emisji szkodliwych dla zdrowia i środowiska zanieczyszczeń;
• komfort eksploatacji – przez zdecydowaną większość czasu system z pompą działa bezobsługowo;
• niskie roczne koszty eksploatacji pompy ciepła – ogrzewanie domu pompą ciepła w skali roku może okazać się niemal 2-3 razy tańsze w porównaniu z wykorzystaniem instalacji gazowej lub elektrycznej;
• sprawność pompy jest nieporównywalnie większa w odniesieniu do innych układów (300% w przypadku ogrzewania powietrzną pompą ciepła i aż 400% w przypadku pompy gruntowej – dla porównania, piec elektryczny gwarantuje sprawność na poziomie ok. 100%, kotły zasypowe to ok. 40-70%;
• pompa ciepła okazuje się rozwiązaniem najbardziej ekologicznym – szczególnie w obliczu stale rosnących cen prądu i gazu.

Polecane wpisy na blogu:

• ile prądu zużywa pompa ciepła powietrzna?