Bardzo rozpowszechnione w Europie – szczególnie w Skandynawii, Austrii i Niemczech – pompy ciepła od kilku lat robią furorę również w Polsce. Koszty ogrzewania są rewelacyjnie niskie – dla domu 150 m2 rzędu 800 zł na rok. A mimo to opłacalność tego rozwiązania jest często podważana.
Bardzo rozpowszechnione w Europie – szczególnie w Skandynawii, Austrii i Niemczech – pompy ciepła od kilku lat robią furorę również w Polsce. Koszty ogrzewania są rewelacyjnie niskie – dla domu 150 m2 rzędu 800 zł na rok. A mimo to opłacalność tego rozwiązania jest często podważana.
Punktem wyjścia do burzliwych dyskusji na temat opłacalności zastosowania pompy ciepła jest opinia, że pompa ciepła to bardzo droga inwestycja. Jest więc naturalnym pytanie, czy oszczędności na niskich kosztach eksploatacji zwrócą w rozsądnym czasie wysokie nakłady inwestycyjne.
Rzeczywiście, ceny instalacji pompy ciepła wraz z ogrzewaniem podłogowym, dla domu 150-200 m2, mogą w najdroższych ofertach sięgać 70 000 zł, ale mogą też zmieścić się w kwocie 50 000-60 000 zł, a bez ogrzewania podłogowego nawet w kwocie 30 000-40 000 zł. Rozrzut cen w ofertach różnych firm jest bardzo szeroki i na ogół nie są to oferty ostateczne – często udaje się sporo utargować podczas szczegółowej optymalizacji struktury i parametrów instalacji dla konkretnego zamówienia. Dla dalszych porównań z ogrzewaniem gazowym przyjmijmy kwotę 50 000 zł (dla kompletnej instalacji pompy ciepła z ogrzewaniem podłogowym).
Porównajmy to z ogrzewaniem gazowym.
W pierwszym przybliżeniu można przyjąć, że koszty instalacji grzewczych (ogrzewania podłogowego dla pompy ciepła lub c.o. z grzejnikami dla kotła gazowego) są z grubsza porównywalne. Zatem należy brać pod uwagę z jednej strony koszt instalacji pompy ciepła (30 000-40 000 zł w dobrych ofertach) a z drugiej – koszt łączny przyłącza, kotła gazowego (a nawet kotłowni) i komina spalinowego. Na przykład dla kotła kondensacyjnego (ok. 11 000 zł), przyłącza ok. 200 m (ok. 12 000 zł) i komina spalinowego w cenie ok. 6 000 zł okazuje się, że wydatki inwestycyjne na pompę ciepła i system ogrzewania gazowego są z grubsza porównywalne. W najgorszym (dla pomp ciepła) przypadku może to być różnica 10 000-30 000 zł na niekorzyść pomp ciepła.
Można wykazać, że ta kwota zwróci się po kilku latach, gdyż oszczędności na eksploatacji wynoszą ok. 1500 zł/ rok. Łatwo to można obliczyć wychodząc z założenia, że dla ogrzania współczesnego domu zużycie energii cieplnej wynosi ok. 80 kWh/m2 rok. Zatem dla domu 150 m2 zużycie roczne energii na ogrzewanie wynosi80 kWh/m2 rok • 150 m2 = 12 000 kWh/rok. Stąd, biorąc pod uwagę aktualne stawki za jedną kWh energii, roczny koszt ogrzewania gazem z sieci wynosi 2000–2500 zł, natomiast pompą ciepła ok. 800 zł. Różnica wynosi ok. 1500 zł.
Z tych rachunków „na palcach” można wyprowadzić podstawowe rekomendacje:
1. Jeśli masz gaz „pod bokiem” wybierz ogrzewanie gazowe, bo przy krótkim przyłączu koszt inwestycji dla pompy ciepła będzie 10 000-30 000 zł wyższy niż dla ogrzewania gazem. Czas zwrotu kwoty 20 000 zł poprzez oszczędności eksploatacyjne wyniesie ok. 15 lat. Oczywiście, wybór pompy ciepła nie jest decyzją złą, szczególnie dla osób ceniących sobie wartości ekologiczne, lub zainteresowanych chłodzeniem w lecie (pompa ciepła może w zimie grzać, a latem chłodzić, a kocioł gazowy służy tylko do grzania).
2. Jeśli gazu nie ma lub trzeba by zbudować kilkusetmetrowe przyłącze, to wybierz pompę ciepła. Może to być inwestycja wcale nie droższa od instalacji gazowej, jeśli uwzględnimy koszt długiego przyłącza i koszt komina spalinowego. Dodajmy, że działka pozbawiona możliwości doprowadzenia gazu powinna być tańsza niż działka z pełną infrastrukturą. To też warto brać pod uwagę w całkowitych rachunkach.
Jak działa pompa ciepła?
Źródłem ciepła używanego do ogrzewania domu jest grunt, woda lub powietrze. Są to źródła o temperaturze niższej niż temperatura w pomieszczeniach, a więc zadaniem pompy ciepła jest pobranie energii cieplnej z medium o niższej temperaturze (np. woda gruntowa ma temperaturę 7-12°C, a powietrze może mieć nawet -20°C) do pomieszczenia o wyższej temperaturze (ok. 20°C).
Wywołuje to skojarzenie z pompowaniem ciepła (z dołu do góry w sensie wzrostu temperatury). Nie jest to trudne.
Codziennie doświadczamy praktycznego działania takiego pompowania ciepła w naszej lodówce. Z wnętrza lodówki, a ściślej z produktów żywnościowych w niej umieszczonych, jest „wypompowywane” ciepło i oddawane do pomieszczenia na zewnątrz lodówki, czyli lodówka grzeje ciepłe pomieszczenie zabierając ciepło z jej chłodnego wnętrza. Wyobraźmy sobie teraz, że do wnętrza lodówki wpływa w ciągłym obiegu woda ze studni o temperaturze 10°C i po schłodzeniu w lodówce do 5°C wypływa z tejże lodówki, a następnie jest „zrzucana” do innej studni. Zatem cały czas woda dostarcza do wnętrza lodówki ciepło, które jest z niej zabierane i oddawane na zewnątrz lodówki – do pomieszczenia. Tak właśnie (co do fizycznej zasady) działa pompa ciepła. Żeby mogła działać, musi być zasilana prądem elektrycznym.
Zatem w tym systemie ogrzewania płacimy za prąd, który nie jest bezpośrednio źródłem ciepła, ale służy tylko do „pompowania” darmowego ciepła ze źródła naturalnego (gruntu, wody, powietrza), nazywanego źródłem dolnym do domowej instalacji grzewczej, nazywanej źródłem górnym. Najważniejszą sprawą jest przepompowanie jak najwięcej energii cieplnej Q przy jak najmniejszym zużyciu energii elektrycznej Qe, czyli osiągnięcie jak największej sprawności pompowania ciepła, określanej współczynnikiem COP (ang. Coefficient of Performance):
COP = Q/Qe
Sprawność pompowania ciepła jest tym większa im mniejsza jest różnica temperatur między odbiornikiem (źródłem górnym) i źródłem ciepła (źródłem dolnym). To intuicyjnie wyczuwane prawo ma swój ścisły zapis w postaci prostego wzoru:
Gdzie T1 i T2 są wyrażonymi w kelwinach temperaturami źródła i odbiornika ciepła, a ηp jest wewnętrzną sprawnością agregatu pompy ciepła i wynosi 0,5÷0,6.
Ciąg dalszy artykułu w Budujemy Dom "Dom Polski" 2008
