poniedziałek, 14 listopada 2016

Odnawialne źródła energii w domu - pompa ciepła











Odnawialne źródła energii w domu - pompa ciepła

Pompa ciepła z zasobnikiem CWU
- źródło: galmet.com.pl
W drugim z cyklu artykułów poświęconych odnawialnym źródłom energii, zajmę się pompami ciepła. Pompa ciepła, jak sama nazwa wskazuje, jest urządzeniem, które pompuje ciepło z jednego środowiska do drugiego. Najczęściej - z zewnątrz do wnętrza budynku, ale są też rozwiązania, które pracują jako klimatyzacja lub nawet mogą pracować zarówno jako pompa grzejna, jak i pompa chłodnicza - w zależności od potrzeb.

Oczywiście, nie będę tu wykładał fizyki oraz zasady działania pomp ciepła - od tego są mądre książki. Ale podpowiem, na co zwrócić uwagę planując zakup, a później instalację pompy ciepła a także odpowiem na pytanie o opłacalność takiego przedsięwzięcia. Tak więc, jedziemy!

Co może zasilać pompa ciepła?

Tradycyjnymi zastosowaniami pomp ciepła są ogrzewanie oraz ciepła woda (czasem klimatyzacja). Są pompy, które zasilają tylko system centralnego ogrzewania, tylko przygotowują ciepłą wodę oraz uniwersalne.

Jako, że przygotowanie ciepłej wody nie wymaga ogromnych ilości energii (nawet jeśli przygotowujesz ciepłą wodę dla biurowca, to i tak relatywnie zużywasz zdecydowanie mniej energii niż na ogrzewanie) to pompy przygotowujące ciepłą wodę mają najmniejsze moce. Duże znaczenie dla mocy pompy, oraz kosztów jej pracy ma także źródło ciepła tej pompy. Tak, wiem... Już tłumaczę:

Otóż, pompa też musi wziąć skądś ciepło do pompowania. W praktyce stosuje się dwa rozwiązania: powietrze lub grunt. Pompa gruntowa ciągnie ciepło z ziemi (sonda zakopana na niewielkiej głębokości pod ziemią) a powietrzna - z powietrza.

Zatem, lepsza jest pompa powietrzna, czy gruntowa?

Pompy gruntowe są zdecydowanie droższe, ale warto zapłacić, bowiem to one, na dłuższą metę są bardziej opłacalne. Z dwóch powodów:

Po pierwsze - absorpcja ciepła. Z gruntu, zdecydowanie łatwiej wyciągnąć ciepło, bowiem ma on niższy opór przejmowania (oddawania). Zatem potrzeba mniej energii aby pozyskać tę samą ilość ciepła z gruntu, niż z powietrza, które jest świetnym izolatorem ciepła.
Sonda pompy gruntowej - źródło: vaillant-partner.pl

Po drugie - grunt, już na głębokości około dwóch metrów ma stałą temperaturę w ciągu roku. Powietrze - raczej nigdy. Więc pompa gruntowa nie cierpi z powodu znaczących wahań temperatury źródła ciepła, co przekłada się na jej wydajność. Wraz z pompą gruntową otrzymujemy stałość dostaw ciepła. W przypadku pompy powietrznej... cóż, chłodniejsza zima może mocno ograniczyć nam możliwość skutecznego ogrzania się.

Więc odpowiedź jest prosta: jeśli chcesz ogrzać swój dom lub wodę w sposób kompleksowy i nie bać się o skutki wahań temperatury na zewnątrz, to wybierz pompę gruntową. Nawet jeśli przyjdzie Ci zakupić ją na kredyt, to spokojnie zaoszczędzisz tyle, żeby go spłacić.

Czy pompa ciepła może pracować jako samodzielne źródło?
Pompa ciepła powietrzna
- źródło: galmet.com.pl

Oczywiście, że tak! Dobrze dobrana pompa jest w stanie zastąpić dotychczasowe źródło ciepła i pokryć całe zapotrzebowanie gospodarstwa domowego lub innego użytkownika. Warto tylko przyłożyć się do wyznaczenia faktycznego zapotrzebowania na ciepło aby zainstalowana pompa nie była ani za mała ani za duża.

Dlaczego sprawność pomp ciepła przekracza 100%?

Tak, to możliwe! Choć mogłoby się wydawać, że przeczy to prawom fizyki lub stanowi materiał na nagrodę Nobla, to w pewnym sensie stosunek energii uzyskanej do włożonej w pompę jest większy niż 1!

Z fizyki: sprawność urządzenia (a w przypadku pomp ciepła, działających w oparciu o obiegi lewobieżne - wydajność) jest ilorazem ciepła otrzymanego z pompy do energii włożonej do pompy. Tak więc, energią uzyskaną z pompy jest ciepło, którym się ogrzewamy lub grzejemy wodę. A co jest naszym wkładem? To, za co płacimy, czyli prąd, który zasila sprężarkę. Pompa pozyskuje również ciepło z otoczenia, ale tego ciepła mamy za darmo i pod dostatkiem, więc nie ma sensu się nim przejmować!
Bilans pompy ciepła - opracowanie własne

Zważywszy na to, że straty ciepła w pompie oraz energii w sprężarce są znikome, można zakładać, że ciepło oddane przez pompę jest sumą ciepła pobranego oraz energii elektrycznej przekształconej przez zespół silnik - sprężarka na podniesienie temperatury czynnika roboczego. Typowe wartości wydajności pomp ciepła wahają się w okolicy 350%.

Ile kosztuje pompa ciepła i kiedy jej zakup się zwróci?

Ceny pomp, w dużej mierze, zależą od trzech czynników: mocy, zastosowania (ogrzewanie, woda, uniwersalne) oraz źródła ciepła (grunt, woda). Wydatki na pompy powietrzne do przygotowania ciepłej wody zaczynają się od 10 000 zł. Jeżeli chcemy zaszaleć, to górnej granicy, w zasadzie, nie ma. Wystarczy przejrzeć katalogi.

A opłacalność. Cóż. Bazując na przykładzie najtańszej pompy, jaką znalazłem (Spectra, CWU, powietrzna): wydając 10 000 zł, możemy przygotować się na zaoszczędzenie do 1500 zł rocznie (jak zapewnia producent, w porównaniu do ogrzewania elektrycznego). Zatem interes zwróci się po niecałych siedmiu latach.

Nie mam do tego głowy. Kto mi pomoże?

Jeśli lubisz czytać, to zapraszam do lektury katalogów oraz ulotek. Jeśli nie lubisz czytać, bądź chcesz po prostu zapłacić i mieć wykonane, to fachowy audytor, za niewielką cenę wykona niezbędne obliczenia i dobierze najlepsze dla Twojego domu rozwiązanie :)