Pompy ciepła

Ile potrzeba czasu, by zwróciły się koszty poniesione na zakup i instalację pompy ciepła? Od czego to zależy?

Nie ma jednej ogólnej odpowiedzi na to pytanie, bowiem czas amortyzacji poniesionych kosztów na inwestycję z pompą ciepła uzależniony jest od wielu czynników, np. zapotrzebowania na ciepło budynku, wydajności pompy ciepła, rodzaju systemu grzewczego, temperatury zewnętrznej, rodzaju dolnego źródła. Generalnie im większe jest zapotrzebowanie energetyczne domu, tym szybciej będą zawracały się nakłady inwestycyjne. Ponadto należy przyjąć jakiś punkt odniesienia, dzięki czemu będziemy mogli porównać koszty inwestycyjne oraz przewidywane koszty ogrzewania za pomocą pompy ciepła do innego systemu grzewczego np. kotłowni konwencjonalnej (gazowej, olejowej, elektrycznej, na paliwo stałe). Zgodnie z założeniami wg wytycznych VDI, okres zwrotu inwestycji w pompę ciepła typu solanka/woda waha się od 3 do 10 lat w zależności od systemu grzewczego do którego porównujemy koszty inwestycyjne i eksploatacyjne. Przykładowo dla kotła olejowego połączonego z systemem solarnym do wspomagania c.w.u. okres zwrotu wyniesie 3 lata, a dla kotła gazowego na propan okres zwrotu wyniesie 4 lata, dla kotła elektrycznego 6 lat, a dla kotła kondensacyjnego gazowego G 20 okres zwrotu wyniesie 8 lat.

Co wchodzi w skład instalacji związanej z pompą ciepła? Czy zależy to od rodzaju pompy?

Instalacja z pompą ciepła składa się z trzech, zależnych od siebie, obiegów:

  • dolne źródło,

  • pompa ciepła

  • system grzewczy

Dolnym źródłem może być grunt, woda lub powietrze, które stanowią naturalny akumulator energii. Do odzyskania energii z gruntu, wykorzystywany jest kolektor gruntowy poziomy lub sondy pionowe w postaci przewodów polietylenowych o średnicy 32-40 mm wypełnionych wodnym roztworem glikolu. Aby odzyskać energię z wody gruntowej, pobiera się ją ze studni głębinowej poprzez pośredni wymiennik płytowy. Pobrane 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. Woda schłodzona powinna być odprowadzana do drugiej studni, tzw. chłonnej. W sytuacji, gdy dolnym źródłem jest powietrze, ciepło odzyskiwane jest z zewnętrznego powietrza lub wewnętrznego powietrza wentylacyjnego za pomocą wentylatora w pompie ciepła.

Odzyskane ciepło jest następnie transportowane do układu chłodniczego pompy ciepła. W skład tego układu wchodzą następujące elementy: dwa wymienniki ciepła nazywane (od pełnionych funkcji) parownikiem i skraplaczem, sprężarka i zawór rozprężny. Dodatkowo pompa ciepła powinna być fabrycznie wyposażona w dwie pompy obiegowe: dolnego i górnego źródła oraz czujniki temperatur i system sterowania.

Temperatura uzyskana z dolnego źródła jest wystarczająca, aby w wymienniku płytowym (parownik) odparował czynnik chłodniczy drugiego obiegu. Następnym procesem jest sprężenie przez sprężarkę czynnika chłodniczego, który występuje już w postaci gazowej (w pompach ciepła typu solanka/woda i woda/woda najczęściej stosowanym czynnikiem chłodniczym jest R407C, natomiast w pompach typu powietrze/woda - R404A).Znacznemu wzrostowi ciśnienia towarzyszy duży przyrost temperatury i gaz za sprężarką może osiągnąć nawet 90°C. Czynnik chłodniczy w postaci przegrzanej pary dociera do kolejnego wymiennika (skraplacz), gdzie dochodzi do wymiany ciepła do obiegu trzeciego, czyli 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 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.

Czy pompa ciepła czerpiąca energię z powietrza sprawdzi się w naszej strefie klimatycznej?

Ponieważ wydajność pomp ciepła zasilanych powietrzem zewnętrznym spada wraz ze spadkiem temperatury zewnętrznej i większość powietrznych pomp ciepła oferowanych na rynku wyłącza się jeżeli temperatura spadnie poniżej -20oC, urządzenia te w naszej strefie klimatycznej wymagają zastosowania dodatkowego źródła ciepła. Jeżeli w domu nie ma już istniejącego dodatkowego źródła ciepła, to najczęściej wykorzystuje się dogrzewanie za pomocą grzałki elektrycznej wbudowanej w pompie ciepła.

Jakie źródła energii najlepiej połączyć z pompą ciepła?

W przypadku montażu gruntowej pompy ciepła, która jest najbardziej ekonomicznym źródłem ciepła do ogrzewania domu i ciepłej wody użytkowej, nie zaleca się łączenia jej z żadnym dodatkowym źródłem energii. W okresach szczytowego zapotrzebowania na ciepło, który przypada zazwyczaj na kilka najmroźniejszych dni w roku, najlepiej wykorzystać istniejące zasilanie w energię elektryczną i dogrzewać dom wbudowaną w pompie ciepła grzałką elektryczną.
Pompy ciepła zasilane powietrzem zewnętrznym wymagają zastosowania dodatkowego źródła ciepła, bowiem ich wydajność spada wraz z obniżaniem się temperatury zewnętrznej. Wyboru dodatkowego źródła, należy dokonać na podstawie przeprowadzonej symulacj kosztów inwestycji i eksploatacji dostępnych rozwiązań.  Rozwiązaniem, na które powinniśmy się zdecydować jest to, dla którego stosunek kosztów inwestycyjnych do kosztów eksploatacyjnych jest najkorzystniejszy. 
Natomiast w przypadku dużych obiektów mieszkalnych, użyteczności publicznej, czy przemysłowych określenie optymalnego szczytowego źródła ciepła wymaga indywidualnego doboru optymalnego systemu grzewczego na bazie pompy ciepła.

Czy mroźna zima obniży sprawność pompy ciepła?

Sprawność pompy ciepła uzależniona jest od dwóch czynników zewnętrznych: od temperatury uzyskanej z dolnego źródła i temperatury zasilania systemu grzewczego. Oznacza to, że mroźna zima może negatywnie wpływać na sprawność pompy ciepła w przypadku, gdy dolne źródło jest podatne na niskie temperatury powietrza zewnętrznego i inne konsekwencje działania niskich temperatur. Z tego powodu warto wykorzystywać te rodzaje dolnego źródła, które są najmniej uzależnione od warunków zewnętrznych. Źródłami o stosunkowo wysokiej temperaturze, która ponadto nie jest uzależniona od pory roku, są źródła sztuczne, czyli: ścieki, ciecze i gazy ogrzewane podczas procesów technologicznych. Jednak są one rzadko wykorzystywane. Do domów jednorodzinnych, budynków użyteczności publicznej najczęściej wykorzystuje się źródła naturalne: wodę gruntową (8-12oC), wodę powierzchniową i grunt (-3 do 5oC) oraz powietrze (-20 do 30oC). Ich temperatura zależy zarówno od ich rodzaju, jak i od pory roku. Spośród źródeł naturalnych (odnawialnych) najmniej podatnym na warunki zewnętrzne jest dolne źródło w postaci kolektora gruntowego pionowego i wody gruntowej, ponieważ czynniki zewnętrzne mają znikomy wpływ na grunt poniżej głębokości 10 m. W przypadku takich aplikacji „mroźna zima” będzie miała znikomy wpływ na sprawność pompy ciepła. Sezonowe i pogodowe zmiany temperatury powietrza znacznie obniżają sprawność pomp ciepła zasilanych powietrzem zewnętrznym. W przypadku kiedy pompa ciepła jest mocno eksploatowana, a jej sprawność spada w miarę obniżania się temperatury powietrza (dla T poniżej -10°C współczynnik COP wynosi zaledwie 2-3) i konieczne jest zastosowanie dodatkowego źródła ciepła.

Jakie niedogodności wiążą się z montażem pompy ciepła?

Montaż samego urządzenia, niezależnie od tego czy jest to pompa gruntowa czy powietrzna, raczej nie jest uciążliwy i trwa 1-2 dni. Polega on na ustawieniu pompy ciepła w przeznaczonym do tego celu miejscu, podłączenia jej do systemu grzewczego, dolnego źródła i sieci elektrycznej, wykonaniu czynności rozruchowych i ustawieniu parametrów pracy. W sytuacji, gdy decydujemy się na instalację gruntowej pompy ciepła, musimy być nastawieni na pewne niedogodności. W celu wykonania odwiertów pod kolektor gruntowy pionowy lub wykopu na dużej powierzchni działki w przypadku układania kolektora gruntowego poziomego konieczne jest przeprowadzenie prac ziemnych. Wiążą się one z wjazdem na działkę ciężkiego sprzętu i powstaniem błota. Czas wykonania tych prac wynosi około 7-14 dni, w zależności od rodzaju gruntu i sprzętu którym dysponują firmy instalacyjne i wiertnicze.

Centrum Architektury 2015
strony internetowe Wałbrzych HM sp. z o.o. www.hm.pl | hosting www.hostedby.pl
Ta strona używa ciasteczek (cookies), dzięki którym nasz serwis może działać lepiej. Dowiedz się więcej. Akceptuję
Polityka Plików Cookies

Serwis nie zbiera w sposób automatyczny żadnych informacji, z wyjątkiem informacji zawartych w plikach cookies.
Pliki cookies (tzw. "ciasteczka") stanowią dane informatyczne, w szczególności pliki tekstowe, które przechowywane są w urządzeniu końcowym Użytkownika Serwisu i przeznaczone są do korzystania ze stron internetowych Serwisu. Cookies zazwyczaj zawierają nazwę strony internetowej, z której pochodzą, czas przechowywania ich na urządzeniu końcowym oraz unikalny numer.

Pliki cookies wykorzystywane są w celu:
  1. dostosowania zawartości stron internetowych Serwisu do preferencji Użytkownika oraz optymalizacji korzystania ze stron internetowych; w szczególności pliki te pozwalają rozpoznać urządzenie Użytkownika Serwisu i odpowiednio wyświetlić stronę internetową, dostosowaną do jego indywidualnych potrzeb;
  2. tworzenia statystyk, które pomagają zrozumieć, w jaki sposób Użytkownicy Serwisu korzystają ze stron internetowych, co umożliwia ulepszanie ich struktury i zawartości;
  3. utrzymanie sesji Użytkownika Serwisu (po zalogowaniu), dzięki której Użytkownik nie musi na każdej podstronie Serwisu ponownie wpisywać loginu i hasła;
W ramach Serwisu stosowane są dwa zasadnicze rodzaje plików cookies: "sesyjne" (session cookies) oraz "stałe" (persistent cookies). Cookies "sesyjne" są plikami tymczasowymi, które przechowywane są w urządzeniu końcowym Użytkownika do czasu wylogowania, opuszczenia strony internetowej lub wyłączenia oprogramowania (przeglądarki internetowej). "Stałe" pliki cookies przechowywane są w urządzeniu końcowym Użytkownika przez czas określony w parametrach plików cookies lub do czasu ich usunięcia przez Użytkownika.

W ramach Serwisu stosowane są następujące rodzaje plików cookies:
  1. "niezbędne" pliki cookies, umożliwiające korzystanie z usług dostępnych w ramach Serwisu, np. uwierzytelniające pliki cookies wykorzystywane do usług wymagających uwierzytelniania w ramach Serwisu;
  2. pliki cookies służące do zapewnienia bezpieczeństwa, np. wykorzystywane do wykrywania nadużyć w zakresie uwierzytelniania w ramach Serwisu;
  3. "wydajnościowe" pliki cookies, umożliwiające zbieranie informacji o sposobie korzystania ze stron internetowych Serwisu;
  4. "funkcjonalne" pliki cookies, umożliwiające "zapamiętanie" wybranych przez Użytkownika ustawień i personalizację interfejsu Użytkownika, np. w zakresie wybranego języka lub regionu, z którego pochodzi Użytkownik, rozmiaru czcionki, wyglądu strony internetowej itp.;
  5. "reklamowe" pliki cookies, umożliwiające dostarczanie Użytkownikom treści reklamowych bardziej dostosowanych do ich zainteresowań.
W wielu przypadkach oprogramowanie służące do przeglądania stron internetowych (przeglądarka internetowa) domyślnie dopuszcza przechowywanie plików cookies w urządzeniu końcowym Użytkownika. Użytkownicy Serwisu mogą dokonać w każdym czasie zmiany ustawień dotyczących plików cookies. Ustawienia te mogą zostać zmienione w szczególności w taki sposób, aby blokować automatyczną obsługę plików cookies w ustawieniach przeglądarki internetowej bądź informować o ich każdorazowym zamieszczeniu w urządzeniu Użytkownika Serwisu. Szczegółowe informacje o możliwości i sposobach obsługi plików cookies dostępne są w ustawieniach oprogramowania (przeglądarki internetowej).
Operator Serwisu informuje, że ograniczenia stosowania plików cookies mogą wpłynąć na niektóre funkcjonalności dostępne na stronach internetowych Serwisu.
Pliki cookies zamieszczane w urządzeniu końcowym Użytkownika Serwisu i wykorzystywane mogą być również przez współpracujących z operatorem Serwisu reklamodawców oraz partnerów.