Pompy ciepła - koszty eksploatacji i źródła wysokich rachunków za prąd

W czasie wzrostu popularności pomp ciepła w Polsce, na korzyść tego rozwiązania przemawiał argument mówiący o obniżeniu kosztów związanych z użytkowaniem centralnego ogrzewania w sezonie grzewczym. Pompy ciepła większość energii cieplnej pobierają z odnawialnego źródła (w przypadku pomp ciepła powietrze-woda z powietrza), a energia elektryczna miała być potrzebna wyłącznie do podtrzymania pracy urządzenia. To jednak nie miało stanowić znaczącego obciążenia dla budżetu. Tymczasem, po kilku sezonach grzewczych, można spotkać się z coraz częstszą negatywną opinią na temat pompy ciepła jako bardzo kosztownego systemu grzewczego. Zapewne wpływ na tę sytuację miały także podwyżki cen energii elektrycznej.

W konsekwencji wiele użytkowników pomp ciepła jest rozgoryczonych i żałuje, że zdecydowali się na taką inwestycję, skuszeni dofinansowaniami rządowymi i perspektywą tańszej w eksploatacji instalacji grzewczej. Jednak czy te negatywne opinie są uzasadnione? Czy możliwe jest obniżenie rachunków za prąd przy korzystaniu z pompy ciepła? Co ma wpływ na ilość zużytego prądu przez pompę ciepła? Na te i inne pytania dotyczące kosztów eksploatacyjnych pomp ciepła odpowiemy w dzisiejszym artykule, jednocześnie obalając mit o tym, że pompy ciepła muszą zużywać dużo energii elektrycznej.

Co ma wpływ na zużycie prądu przez pompę ciepła?

Chyba każdy słyszał lub czytał o mrożących krew w żyłach rachunkach za energię elektryczną wysokości nawet kilku tysięcy złotych miesięcznie, których rzekomym sprawcą jest pompa ciepła. Jednocześnie są użytkownicy zadowoleni z ogrzewania wody użytkowej i centralnego ogrzewania pompą ciepła, którzy nie zauważyli drastycznego wzrostu zużycia prądu. Skąd wynikają te różnice? Czynników wpływających na zużycie energii elektrycznej przez pompę ciepła jest wiele. Dokładna analiza ich wszystkich pozwoli znaleźć przyczynę wysokich rachunków za prąd i możliwość jej szybkiego wyeliminowania.

Do najczęstszych i jednocześnie mających największy wpływ na zużycie prądu czynników zaliczyć możemy:

• niewłaściwa termoizolacja budynku

• nieprawidłowy dobór instalacji centralnego ogrzewania

• zły dobór miejsca montażu

• niedopasowana pompa ciepła do budynku

• nieodpowiedni system sterowania ustawieniami pompy ciepła

• specyfika ustawienia temperatury w pomieszczeniach budynków

• konfiguracja ustawień pompy ciepła

• zbyt duża moc pompy ciepła

Wyeliminowanie tych czynników pozwoli na optymalizację zużycia energii elektrycznej, a co za tym idzie zmniejszenie kosztów eksploatacyjnych.

Przygotowanie budynku do użytkowania pompy ciepła

Jednym z kluczowych czynników mających decydujący wpływ na zużycie energii elektrycznej przez pompę ciepła jest przygotowanie budynku do zmiany systemu grzewczego. Bardzo ważne jest określenie zapotrzebowania energetycznego budynku. W zależności od standardu energetycznego budynku zużycie energii elektrycznej na potrzeby pompy ciepła będzie się różnić. Jakie są możliwości poprawy tego współczynnika? Duże znaczenie w tej kwestii mają użyte materiały budowlane, a także jakość izolacji budynku. Ważne jest, aby izolacja cieplna budynku miała jak najniższy współczynnik przewodzenia ciepła. W przypadku montażu pompy ciepła w istniejącym budynku niezbędne jest właściwe przygotowanie go przed rozpoczęciem użytkowania pompy ciepła. W tym celu należy wymienić stolarkę okienną, drzwiową, a także zlikwidować wszelkie mostki cieplne, zaizolować ściany zewnętrzne i dach. Redukując miejsca, w których ciepło ucieka z domu, czyli straty ciepła, zmniejszamy zapotrzebowanie na pracę pompy ciepła. Tym samym zmniejszamy koszt energii elektrycznej i ogrzewania.

Rodzaj instalacji grzewczej a zużycie prądu przez pompę ciepła

Na zużycie energii elektrycznej przez pompę ciepła ma także wpływ rodzaj instalacji centralnego ogrzewania. Mniejsza różnica między temperaturą na zewnątrz a temperaturą zasilania systemu centralnego ogrzewania, to mniejsza ilość energii elektrycznej koniecznej do zapewnienia ciepła w budynku. Z tego powodu najlepszym wyborem jest ogrzewanie niskotemperaturowe, które charakteryzuje się niską temperaturą zasilania około 30-35° C. W tym przypadku sprawdzi się idealnie ogrzewanie podłogowe i klimakonwektory. Najlepszy efekt osiągniemy, jeżeli instalacja zostanie profesjonalnie zaprojektowana i dostosowana do potrzeb budynku. Watro także zaznaczyć, że korzystając z ogrzewania podłogowego, zapewniamy komfort cieplny we wnętrzu domu już przy ustawieniu ogrzewania na temperaturę 20^oC, czyli 2 stopnie mniej niż w przypadku korzystania z grzejników. To także dobry krok do obniżenia rachunków za energię elektryczną.

O ile w przypadku budowanego domu możemy na etapie projektu zdecydować o stosowaniu pompy ciepła i doborze do niej rodzaju ogrzewania, w celu zapewnienia optymalnej pracy urządzenia, to decydując się na zmianę konwencjonalnych metod ogrzewania na pompę ciepła sprawa bywa bardziej złożona. W istniejących budynkach najczęściej mamy do czynienia z klasycznymi grzejnikami, czasem w przypadku nowszej instalacji grzewczej zdarza się system mieszany składający się częściowo z grzejników wysokotemperaturowych, a częściowo z ogrzewania podłogowego. W przypadku grzejników wysokotemperaturowych starego typu, warto rozważyć przed montażem pompy ciepła wymianę grzejników, w celu obniżenia temperatury instalacji. Takie działanie co prawda zwiększy początkowe koszty inwestycji, jednak znacznie obniży koszty eksploatacyjne i obniży zużycie energii elektrycznej.

Czy lokalizacja pompy ciepła ma wpływ na zużycie energii elektrycznej?

Jako czynnik mający wpływ na wysokość zużycia energii elektrycznej przez pompę ciepła wymienić można także umiejscowienie jednostki pompy ciepła. Pompa ciepła powinna być zamontowana możliwie najbliżej budynku i pomieszczenia kotłowni, w celu ograniczenia długości rur, które mogą być przyczyną strat ciepła. Wybierając lokalizację pompy ciepła, trzeba także wziąć pod uwagę zapewnienie właściwej cyrkulacji powietrza w jej okolicy, tak aby zużyte powietrze było odpowiednio odprowadzane poza strefę czerpania powietrza przez urządzenie. Jeżeli specyfika terenu wymaga umieszczenia pompy w dalszej odległości od budynku i pomieszczenia technicznego, to należy pamiętać o izolacji rur lub przeprowadzić je pod ziemią (również izolujemy rury albo używamy specjalnych preizolowanych rur).

Czym grozi złe dopasowanie pompy ciepła?

Do jednych z częstszych przyczyn wysokiego zużycia energii elektrycznej (a co a tym idzie wysokich rachunków za energię elektryczną) należy zły dobór pompy ciepła, a dokładnie jej przewymiarowanie. Dobór pompy ciepła przeprowadzany jest po wcześniejszym określeniu zapotrzebowania obiektu na moc cieplną. Można zrobić to na kilka sposobów. Istnieje możliwość obliczenia zapotrzebowania na podstawie spalanego paliwa (w budynkach już istniejących, gdzie przeprowadzamy modernizację systemu grzewczego). Jednak metoda ta wymaga wzięcia pod uwagę wielu danych w celu uzyskania rzetelnego wyniku. Znacznie lepszym rozwiązaniem jest przeprowadzenie audytu energetycznego, który bardziej precyzyjnie określi zapotrzebowanie budynku na ciepło.

Jak już wspominaliśmy w poprzednim akapicie, dla ekonomicznej pracy pompy ciepła ważne jest z jakim rodzajem ogrzewania współpracuje. W sytuacji, gdy zmiana grzejników nie jest możliwa, a temperatura zasilania instalacji jest wysoka (powyżej 55-60 ^oC), warto wybrać pompę wysokotemperaturową. W pompach ciepła Panasonic Aquarea znajdziemy całą serię urządzeń dostosowanych do specyfiki starszych budynków i instalacji grzewczych starszego typu.

Przy wyborze pompy ciepła konieczne jest też wzięcie pod uwagę strefę klimatyczną, w jakiej znajduje się inwestycja. Każda ze stref klimatycznych ma swoje minimalne temperatury. Nie należy jednak na ich podstawie dobierać pompy ciepła, ponieważ skrajne wartości temperatur występują niezwykle rzadko w ciągu roku – kierowanie się tym parametrem groziłoby doborem pompy ciepła o zbyt dużej mocy. Dla optymalnego dopasowania pompy ciepła, najczęściej stosuje się dobór biwalentny – w tym celu wyznaczany jest punkt biwalencji. Punktem biwalencji określamy wartość temperaturową powietrza na zewnątrz budynku, poniżej której urządzenie nie może dostarczyć do budynku potrzebnej ilości ciepła. W takiej sytuacji trzeba zapewnić odpowiednie wsparcie pompie ciepła w postaci innego urządzenia np. grzałki lub kotła gazowego. Pompa ciepła może pracować w układzie biwalentnym alternatywnym lub równoległym. Gdy temperatura spada i działanie pompy ciepła przestaje być wydajne, wówczas zastępuje je (układ biwalentny alternatywny) lub włącza się do działania wraz z pompą ciepła (układ biwalentny równoległy). Zalecane jest ustawienie jako punktu biwalentnego nieco niższej temperatury w celu zmniejszenia kosztów użytkowania centralnego ogrzewania. Jeżeli pompa ciepła zostanie odpowiednio dobrana do budynku i strefy klimatycznej, w jakiej jest położony, wówczas grzałka w układzie biwalentnym ma około 3-5% udziału w pracy. Nie powinna zatem drastycznie zwiększać zużycia energii elektrycznej.

Bardzo częstym powodem dużego zużycia energii elektrycznej jest przewymiarowanie pompy ciepła. Dobierając pompę o zbyt dużej mocy w stosunku do zapotrzebowania cieplnego, zwiększamy koszty inwestycyjne oraz eksploatacyjne. Pompy ciepła o większej mocy najczęściej mają wyższą cenę. Do tego w przypadku przewymiarowania pompy ciepła może dochodzić do jej taktowania, czyli częstego włączania i wyłączania sprężarki. Wówczas pompa ciepła nie tylko pobiera więcej energii elektrycznej, ale także elementy pompy szybciej ulegają eksploatacji.

Grzałka w pompie ciepła a wysokość rachunków za prąd

Zastosowanie grzałki w pracy pompy ciepła ma wiele zalet. Jednak na temat grzałek w pompach ciepła krąży bardzo wiele mitów i to właśnie grzałki pomp ciepła typuje się, jako największe zagrożenie dla wysokości rachunków za energię elektryczną. Tymczasem, prawidłowo dobrana pompa ciepła z grzałką, a także właściwa konfiguracja urządzeń sprawią, że grzałka będzie włączana tylko w sytuacjach, gdy jest to absolutnie konieczne. Przyczyną zbyt częstego włączania się grzałki może być również defekt pompy ciepła. Z tego powodu warto regularnie kontrolować zużycie prądu przez grzałkę, żeby szybko zdiagnozować problem.

Czy to oznacza, że lepiej zrezygnować z grzałek do pompy ciepła? Zdecydowanie nie! Stosując grzałkę, możemy zakupić mniejszą (a co za tym idzie – tańszą) pompę ciepła. W przypadku wystąpienia niższych temperatur grzałka zapobiega bardzo intensywnej pracy pompy ciepła, co też zwiększyłoby zużycie energii elektrycznej, a nie przyniosłoby oczekiwanego efektu. Zatem odpowiednio dobrana i skonfigurowana pompa ciepła działająca w trybie biwalentnym wraz z grzałką nie powinna zawyżać zużycia energii elektrycznej.

Właściwa konfiguracja pompy ciepła to mniejsze zużycie prądu

Poza czynnikami związanymi z doborem urządzeń, instalacją grzewczą i ich montażem, równie istotne jest odpowiednie skonfigurowanie pompy ciepła. Dla procesu optymalizacji zużycia energii elektrycznej przez pompę ciepła istotny jest wybór najlepszej metody sterowania. W większości przypadków najlepiej sprawdza się skonfigurowanie krzywej grzewczej. Umożliwia ona automatyczne dostosowanie parametrów ogrzewania do temperatury panującej na zewnątrz. Taki system sterowania nie tylko zapewnia optymalne zużycie energii elektrycznej, ale także zwiększa komfort cieplny w budynku.

Ważna jest również optymalizacja ustawień centralnego ogrzewania. Istotnym parametrem jest temperatura zasilania instalacji dla temperatury zewnętrznej, która zależna jest od wielu zmiennych, m.in. bezwładności cieplnej budynku, instalacji czy rodzaju odbiorników ciepła. Z tego też powodu nie zawsze możliwe jest idealne skonfigurowanie ustawień pompy ciepła za pierwszym razem. W tym przypadku pomocnym narzędziem dla instalatora będzie możliwość zdalnego zarządzania i sterowania ustawieniami pompy ciepła. Dzięki temu możliwe jest skorygowanie ustawień pompy ciepła na każdym etapie jej działania i monitorowanie jej pracy. To umożliwia szybką reakcję i bieżącą optymalizację działania pompy ciepła. Warto pamiętać, że pierwotna konfiguracja ustawień czy krzywej grzewczej nie zawsze jest idealna i wymaga poprawek – a prawidłowa konfiguracja również ma duży wpływ na zużycie prądu przez pompę ciepła.

Warto wspomnieć, że poza wszystkimi technicznymi aspektami związanymi z pompą ciepła, instalacją c.o. oraz ustawianiami urządzeń, na zużycie energii elektrycznej przez instalację grzewczą ma również wpływ temperatura, jaka panuje w pomieszczeniach budynku. Optymalną wartością jest około 20-21^oC. Jednak wielu użytkowników ma tendencje do przegrzewania pomieszczeń w sezonie grzewczym. Wyższa temperatura (poza łazienką) nie tylko powoduje problemy zdrowotne w postaci wysuszonych śluzówek, ale także odbije się na wysokości rachunków za energię elektryczną.

Na zużycie prądu przez pompę ciepła wpływ ma wiele czynników. Dlatego tak istotne jest kompleksowe działanie instalatora akredytowanego, jego wiedza i doświadczenie. Wraz z producentem pomp ciepła Panasonic zapraszamy na szkolenia akredytacyjne dla instalatorów.

Zapraszamy do kontaktu: bok@solar.pl