Jak się mieszka w domu z pompą ciepła? Sprawdzamy koszty!
Trudno uwierzyć, że ciepło czerpane z ziemi, wody lub powietrza może zimą ogrzać dom i wodę do mycia. I to również wtedy, gdy temperatura na zewnątrz tylko nieznacznie przekracza 0 st. C lub nawet jeśli jest ujemna. Wystarczy tylko dobrać i zamontować odpowiedni model pompy ciepła. Sprawdzamy, ile to kosztuje - zarówno na etapie inwestycji, jak i eksploatacji.
Pompa ciepła: koszty inwestycji i eksploatacji
System grzewczy z pompą ciepła zbudowany jest z trzech podstawowych elementów:
dolnego źródła, z którego pobieramy energię cieplną - może to być grunt, woda, powietrze;
górnego źródła - zapewniające ciepło w pomieszczeniach (np. ogrzewanie podłogowe czy tradycyjne grzejniki lub klimakonwektory, które zimą grzeją, a latem mogą chłodzić wnętrze); oraz
pompy ciepła - czyli urządzenia odbierającego energię z dolnego źródła i przekazującego ją do górnego.
Gruntowa i powietrzna pompa ciepła
Ze względu na rodzaj dolnego źródła pompy mogą być gruntowe lub powietrzne. Wśród tych pierwszych wyróżnia się urządzenia współpracujące ze studniami (woda podziemna) oraz kolektorami poziomymi i pionowymi. Powietrzne pompy ciepła są natomiast nisko- lub wysokotemperaturowe.
Pompa ciepła nie jest urządzeniem, które kupuje się samodzielnie w markecie budowlanym. Jej parametry powinny być dobrane przez doświadczonego fachowca. Uwzględni on między innymi konstrukcję naszego budynku, zastosowane materiały, grubość ocieplenia, rodzaj przewidywanego systemu grzewczego w pomieszczeniach oraz możliwości czerpania ciepła z otaczającego dom środowiska. Ma to bowiem duży wpływ na sprawność działania pompy ciepła (określa się ją współczynnikiem COP). Im ten wskaźnik jest wyższy, tym niższe koszty eksploatacji instalacji, a my mniej zapłacimy za ogrzewanie domu i wody.
Pokazujemy zatem różne rodzaje urządzeń oraz sposoby poboru ciepła z dolnego źródła i mówimy, jak się sprawdzają w praktyce.
Wodna pompa ciepła (woda gruntowa): jak to działa?
Zaletą pompy ciepła czerpiącej ciepło z wody gruntowej jest to, że takie źródło ma stosunkowo wysoką i stałą temperaturę, która waha się od 8 do 12 st. C. Dzięki temu pompa ciepła osiąga bardzo wysoką sprawność.
Wodna pompa ciepła: instalacja z trzema studniami
System, w którym energia cieplna czerpana jest z wód podziemnych, powinien składać się z trzech studni (a nie dwóch, jak to niekiedy się zdarza, gdy inwestor lub fachowiec chce obniżyć nakłady finansowe na taką instalację). Jedna służy do poboru wody, natomiast dwie pozostałe to studnie zrzutowe. Zabezpiecza to układ grzewczy przed przerwą w pracy, gdy dojdzie do zamulenia jednej z nich. A tak może się zdarzyć, jeśli zostaną zakłócone warunki gruntowo-wodne i w wodzie pojawi się żelazo (powoduje ono także "zarastanie" wymienników w pompie ciepła). Wówczas trzeba liczyć się z koniecznością wezwania serwisu do udrożnienia studni (i zwykle też wyczyszczenia wymiennika w pompie). Zatem jeśli mamy alternatywną studnię zrzutową, to instalację przełącza się właśnie na nią.
Choć są to raczej rzadkie sytuacje, warto wiedzieć o tym, że niekiedy studnia wykorzystywana do poboru ciepła może wyschnąć, na przykład z powodu budowy drogi w okolicy lub uruchomienia żwirowni (wtedy można np. zmienić źródło dolne na kolektor gruntowy pionowy).
Uwaga! Zanim przystąpimy do wiercenia studni, należy sprawdzić kierunek spływu wód podziemnych. Na tej podstawie tak ustawia się studnie, aby woda, z której pompa odebrała ciepło, nie wracała do układu przez studnię czerpalną.
Dlaczego tak rzadko stosuje się wodne pompy ciepła?
Artur Panas prezes Polskiego Stowarzyszenia Instalatorów Pomp Ciepła: Zamontowanie wodnej pompy ciepła w układzie grzewczym, pomimo wysokiej temperatury dolnego źródła, wiąże się z dość dużym ryzykiem. Niestety, nawet jeśli początkowo cały system pracuje bez zarzutu (bo wody gruntowe spełniają wymóg stałości parametrów chemicznych), to trudno przewidzieć, jak będzie działał za rok, dwa lata czy pięć lat. Jeśli zmieni się układ warstw wodonośnych trzeba będzie systematycznie czyścić studnię i urządzenie - to podnosi koszty użytkowania tego rozwiązania.
Zwróćmy również uwagę na to, że podawana przez producentów w informacjach technicznych tych pomp ciepła wysoka wartość COP, w rzeczywistości taka nie jest. Nie uwzględnia się w niej mocy elektrycznej pompy głębinowej, która tłoczy wodę ze studni czerpalnej. Wynika to stąd, że dopiero po dobraniu całego układu w konkretnym domu, wiadomo z jakiej głębokości będzie pobierana woda gruntowa i ile zużyjemy do tego celu prądu. Dopiero wówczas można określić rzeczywistą sprawność takiego systemu.
Wodna pompa ciepła: doświadczenia użytkowników
Właścicieledomu z wodną pompą ciepła: Lidia i Waldemar
Dom: piętrowy, wzniesiony w południowej części Wielkopolski, o powierzchni 200 m2. Ściany zewnętrzne zostały ocieplone styropianem o grubości 15 cm.
Instalacja: zamontowano pompę ciepła o mocy 8 kW (COP "folderowy" - 4,96, natomiast rzeczywisty SPF - 2,94). Dolne źródło to trzy studnie, zaś górne - ogrzewanie podłogowe.
Koszty inwestycyjne (brutto): pompa ciepła 33 tys. zł, montaż i pierwsze uruchomienie - 4 tys. zł, dolne źródło - studnie (po 30 m) z wyposażeniem - 33 tys. zł, pompa głębinowa - 1,5 tys. zł, podłączenie dolnego źródła - 3 tys. zł, wymiennik pośredni pomiędzy pompą ciepła i wodą gruntową - 3,5 tys. zł, materiały pomocnicze - 1 tys. zł;
Koszty eksploatacyjne: roczne opłaty za prąd wykorzystywany przez pompę do: ogrzewania domu - 2 tys. zł i ciepłej wody - 578 zł; działania pompy obiegowej - 217 zł, pompy głębinowej - 1,56 tys. zł. Koszt czyszczenia wymiennika pośredniego 1 tys. zł.
Gruntowa pompa ciepła z kolektorem poziomym: ile miejsca potrzeba?
Kolektor poziomy gruntowej pompy ciepła to najczęściej kilka pętli rur polietylenowych o średnicy 20-25 mm, ułożonych na głębokości 1,5-2 m - zależy to od regionu kraju oraz rodzaju gruntu. W tych rurach krąży niezamarzający płyn (najczęściej roztwór glikolu), który przekazuje ciepło z gruntu do systemu grzewczego.
Pompa ciepła z kolektorem poziomym - na dużą działkę
Poziomy kolektor zajmuje znaczną powierzchnię, dlatego decydując się na taki rodzaj dolnego źródła, musimy mieć dużą działkę. Wielkość kolektora zależy od mocy pompy ciepła i rodzaju gruntu. Najlepiej sprawdza się wilgotny żwir, piasek oraz glina (wówczas system jest najbardziej wydajny). Jeśli działka jest za mała, można zastosować rury ułożone w kształcie spirali, w rowach o szerokości 80 cm.
Fachowcy zalecają założenie nad kolektorem trawnika lub rabat. Ułatwi to regenerację gruntu, wychłodzonego podczas działania pompy. Nie należy natomiast w tym miejscu sadzić drzew (ich korzenie mogą uszkodzić rury) ani układać betonowej kostki brukowej (grunt nie będzie mógł się latem ogrzać).
Jak poprawić wydajność gruntowej pompy ciepła?
Aby poprawić wydajność tego typu pompy gruntowej, można rozprowadzić w ziemi nad kolektorem płaskim rury drenarskie, odprowadzające wodę deszczową z rynien lub rozsączające wodę z przydomowej oczyszczalni.
Istotne znaczenie dla właściwego działania systemu ma rozstaw rur ułożonych w ziemi. Powinny one leżeć co najmniej 0,5 m od siebie. Jeśli zostaną ułożone gęściej, pompa nie zapewni odpowiedniego komfortu cieplnego, a w skrajnych sytuacjach śnieg będzie u nas leżał do maja, podczas gdy u sąsiadów będą kwitły już kwiaty.
Gruntowa pompa ciepła z kolektorem poziomym: doświadczenia użytkowników
Właściciele domu z gruntową pompą ciepła: Anna i Grzegorz
Dom: powierzchnia 190 m2, wzniesiony na Mazurach, wymurowany z betonu komórkowego; ściany zewnętrzne ocieplone 10 cm styropianu, a dach - 30 cm wełny mineralnej;
Instalacja: chociaż na podstawie obliczeń można było użyć gruntowej pompy ciepła o mocy 8 kW, zastosowano większą - 10 kW. Ma to związek z tym, że urządzenie będzie jeszcze wykorzystywane do dogrzewania wody w odkrytym basenie. Współczynnik COP pompy ciepła z uwzględnieniem działania pomp obiegowych wynosi 4,2. Pompa ciepła współpracuje także ze zbiornikiem na ciepłą wodę o pojemności 900 l. Jest on wyposażony w dwie wężownice. Pierwsza podłączona jest do pompy ciepła, druga przeznaczona do zasilania z dodatkowego źródła ciepła, m.in. kolektorów słonecznych. Grunt w okolicach domu jest suchy i piaszczysty. Dolne źródło musiało być zatem większe niż standardowe. Początkowo miał to być kolektor spiralny, ale brzegi szerokich rowów nieustannie się obrywały. Zdecydowano zatem o wykonaniu szerokiego wannowego wykopu, w którym ułożono 1200 m rur.
Koszty inwestycyjne: na parterze ułożono ogrzewanie podłogowe, a na poddaszu zawieszono grzejniki. Właściciele szacują, że zapłacili o ponad 30 tys. zł drożej, niż gdyby wybrali gaz (zdaniem redakcji całkowity koszt systemu ogrzewania gazem wyniósłby 40-50 tys. zł, instalacji pompy gruntowej z kolektorem poziomym - 70-80 tys. zł)
Koszty eksploatacyjne: najwyższy "zimowy" rachunek - 300 zł za miesiąc, "letni" - 80 zł.
Gruntowa pompa ciepła z kolektorem pionowym: potrzebne odwierty
Gruntowa pompa ciepła z kolektorem pionowym wymaga zrobienia odwiertów. W odwierty mające zwykle głębokość do około 100 m wkłada się parę polietylenowych rur, które zakończone są u-kształtką. Rurę wypełnia się płynem niezamarzającym.
Gruntowa pompa ciepła również na małą działkę
Ważną zaletą kolektora pionowego w porównaniu do płaskiego jest to, że można go wykonać nawet na działce o niewielkiej powierzchni. Za tym rozwiązaniem przemawia również stabilna temperatura dolnego źródła podczas całego sezonu grzewczego, na poziomie 6-8 st. C. Z jednego metra odwiertu uzyskuje się od 30 do 100 W mocy cieplnej. Zależy to od rodzaju podłoża, w którym wykonany jest kolektor.
Jak głęboki powinien być odwiert do gruntowej pompy ciepła?
Zgodnie z "Prawem geologicznym i górniczym" ze stycznia 2012 roku, wszelkie prace prowadzone pod powierzchnią ziemi mogą odbywać się dopiero po zatwierdzeniu projektu robót geologicznych. Wyjątek stanowią odwierty do 30 m. Dlatego niektórzy inwestorzy sądzą, że obniżą koszty montażu, robiąc więcej płytkich odwiertów (bo wtedy nie będą musieli płacić za projekt). Niestety, nic bardziej mylnego. Kilka pierwszych metrów odwiertu - przyjmuje się, że do 5 m - jest bowiem bezwartościowe z punktu widzenia zasilenia pompy ciepła, gdyż energia cieplna jest tam raczej tracona.
Kolejne kilka metrów (do około 10 m) to strefa neutralna, co w praktyce oznacza brak wymiany energii cieplnej. Dopiero dalsza część sondy gruntowej pobiera ciepło. Z tego powodu inwestorzy decydujący się na przykład na odwierty o głębokości 60 m, powinni brać pod uwagę, że prawie 1/4 długości kolektora pionowego nie przyniesie żadnych korzyści, a płacić trzeba przecież za każdy metr.
Instalatorzy przestrzegają jednak przed montażem zbyt głębokich odwiertów. Jeśli będą głębsze niż 125, m opory przepływu w rurach spowodują znaczny wzrost zużycia prądu przez pompy obiegowe. Pamiętajmy również o tym, że minimalna odległość pomiędzy odwiertami o głębokości do 80 m nie powinna być mniejsza niż 5 m.
Gruntowa pompa ciepła z kolektorem pionowym: doświadczenia użytkowników
Właściciele domu: Anna i Michał
Dom: piętrowy o powierzchni 300 m2, wzniesiony w województwie kujawsko-pomorskim. Zewnętrzne ściany wykonano z pustaków ceramicznych i ocieplono 20 cm wełny mineralnej. W całym budynku zamontowano okna o bardzo dobrych parametrach cieplnych - z trójwarstwowym pakietem szyb.
Instalacja: budynek ogrzewa dwusprężarkowa pompa ciepła o łącznej mocy 24 kW (2 x 12 kW) i poborze mocy elektrycznej 4,8 kW. Jednocześnie obie sprężarki pracują tylko podczas srogich mrozów. Takie rozwiązanie zapewnia duże oszczędności energii elektrycznej. Dolnym źródłem ciepła w instalacji jest kolektor pionowy złożony z 8 odwiertów po 85 m każdy. Z kolei jako górne źródło zamontowano w całym domu ogrzewanie podłogowe oraz dodatkowo w łazienkach grzejniki drabinkowe.
Koszty inwestycyjne: zakup pompy ciepła, zbiornika ciepłej wody (300 l), wykonanie kolektora, studzienki zbiorczej dolnego źródła, kotłowni (materiały i robocizna); ułożenie ogrzewania podłogowego (materiały i robocizna) - łącznie 140 tys. zł;
Koszty eksploatacyjne: w ciągu roku na cele grzewcze i przygotowanie ciepłej wody zużyto 10 000 kWh. Przy cenie prądu na poziomie 0,55 zł/kWh daje to kwotę 5500 zł.
Powietrzna pompa ciepła (niskotemperaturowa): najtańsze źródło
Dolnym źródłem ciepła tej pompy jest powietrze czerpane z zewnątrz domu. Jest to zatem najtańsze źródło, bo ogólnie dostępne, a ponadto nie potrzeba prowadzić żadnych prac ziemnych.
Natomiast najlepiej, aby górnym źródłem było dla tej pompy ogrzewanie płaszczyznowe, czyli ścienne, sufitowe lub podłogowe (najpopularniejsze). Do jego zasilania wystarczy zwykle temperatura nie wyższa niż 35 st. C, stąd ten rodzaj pompy określa się jako niskotemperaturowy.
Modele niskotemperaturowej powietrznej pompy ciepła
- monoblokowa zewnętrzna - urządzenie ustawia się poza budynkiem, przy ścianie lub w ogrodzie, a wewnątrz domu znajduje się tylko zasobnik magazynujący wodę do mycia;
- monoblokowa wewnętrzna - pompę wraz ze zbiornikiem na ciepłą wodę montuje się w domu. Od urządzenia wyprowadzone są dwa kanały (czerpalny oraz wyrzutowy). Pierwszym pobierane jest powietrze atmosferyczne, drugim - po odebraniu energii cieplnej - jest ono usuwane;
- typu split - tego typu pompa składa się z jednostki montowanej na zewnątrz domu (pobierającej energię z otoczenia) oraz drugiej, ustawianej wewnątrz (odpowiada za przekazywanie energii cieplnej do górnego źródła).
Powietrzna pompa ciepła - co się dzieje zimą?
Najwięcej obaw wśród inwestorów budzi znaczny spadek mocy i sprawności pompy powietrznej podczas dużych mrozów. To prawda, że oba te parametry zależą od warunków panujących na zewnątrz. W ofercie wielu producentów pojawiły się jednak już urządzenia, które mogą działać do -20 st. C, a nawet -25 st. C. Na szczęście w ciągu sezonu grzewczego niewiele jest dni, gdy panuje tak niska temperatura.
Uwaga! Z tych względów powietrzna pompa ciepła powinna współpracować z dodatkowym urządzeniem grzewczym. Poza zamontowanymi w zbiorniku ciepłej wody grzałkami elektrycznymi może to być na przykład kocioł na gaz lub kominek.
Czytaj więcej o pracy pompy w trakcie zimy
Powietrzna pompa ciepła (niskotemperaturowa): doświadczenia użytkowników
Właścicieledomu z niskotemperaturową powietrzną pompą ciepła: Ewelina i Dawid
Dom: dwukondygnacyjny, o powierzchni całkowitej 139 m2 (użytkowa to 112 m2), stoi w okolicach Trójmiasta. Wzniesiony został z pustaków z betonu komórkowego (grubość 24 cm) i ocieplony warstwą styropianu (15 cm). Połać dachową pokryto dachówką ceramiczną i ocieplono wełną mineralną (30 cm). W całym budynku zamontowano okna z PVC;
Instalacja: w systemie pracuje pompa ciepła o mocy 8 kW (COP 4,45) z zasobnikiem o pojemności 300 l, wykonanym ze stali nierdzewnej. W całym budynku ułożone jest ogrzewanie podłogowe. W łazienkach dodatkowo zainstalowano grzejniki drabinkowe.
Kosztyinwestycyjne (brutto): jednostka zewnętrzna i wewnętrzna - 11 tys. zł każda, zasobnik - 5 tys. zł, ogrzewanie podłogowe (materiały i robocizna) - 15 tys., robocizna i osprzęt (rury, złączki, okablowanie) - 3 tys. zł;
Koszty eksploatacyjne: latem koszt podgrzewania wody do mycia to 40-50 zł miesięcznie. W domu nie ma osobnego licznika prądu dla pompy ciepła, ale rachunki za pobraną przez nią energię elektryczną wykorzystywaną do ogrzewania domu wynoszą 500 zł (przy temperaturze w pomieszczeniach 24 st. C).
Powietrzna pompa ciepła (wysokotemperaturowa)
Powietrzna pompa ciepła wysokotemperaturowa dostępna jest na naszym rynku dopiero od kilku lat, ale zyskała już dość znaczną popularność. Coraz więcej firm ma ją w swojej ofercie.
Powietrzna pompa ciepła wysotemperaturowa: dla kogo?
Urządzenie to szczególnie poleca się tym inwestorom, którzy dokonują modernizacji istniejącego systemu centralnego ogrzewania w domu. Jeżeli instalacja dostosowana jest do wysokich temperatur (na przykład na poziomie 70 st. C), wówczas zamontowanie niskotemperaturowego modelu pompy powietrznej nie przyniesie oczekiwanych rezultatów. Można byłoby wprawdzie dokonać wymiany grzejników na większe (aby mimo niższej temperatury zasilania zapewniły oczekiwany komfort cieplny w pomieszczeniach), wiązałoby się to jednak ze znacznymi kosztami, bałaganem w domu, a co gorsza - dość duże gabaryty nowych grzejników burzyłyby wystrój wnętrz.
Powietrzna pompa wysokotemperaturowa wyposażona jest fabrycznie w dwie sprężarki. Pierwsza z nich znajduje się w agregacie ustawianym na zewnątrz, druga - w module wewnętrznym. W wyniku ich działania ciepło pobrane z powietrza może podnieść temperaturę wody grzejnej krążącej w rurach centralnego ogrzewania nawet do 80 st. C. Tego typu powietrzna pompa ciepła może współpracować ze standardowymi grzejnikami.
Ciepła woda do mycia dzięki powietrznej pompie ciepła
Poza tym pompa wysokotemperaturowa może również przygotować w zasobniku ciepłą wodę do mycia. Co ważne, nie muszą być w nim zamontowane dodatkowe grzałki elektryczne, przeznaczone do termicznej dezynfekcji zmagazynowanej wody (co zapobiega namnożeniu się groźnych dla zdrowia bakterii z grupy Legionella które - na przykład jeśli podczas brania prysznica dostaną się do układu oddechowego - mogą wołać ciężkie zapalenie płuc).
Czytaj też o tym, jak użyć pompy ciepła do podgrzewania c.w.u.
Powietrzna pompa ciepła (wysokotemperaturowa): doświadczenia użytkowników
Właściciele domu z powietrzną pompą ciepła: Izabela i Adam
Dom: całoroczny pensjonat (o łącznej powierzchni 250 m2) znajduje się w sercu Kaszub. Budynek to trzy pokoje gościnne z łazienkami oraz aneksami kuchennymi oraz mieszkanie właścicieli (100 m2). Ściany i dach obiektu mają słabą izolację termiczną;
Instalacja: w obiekcie zastosowano wysokotemperaturową pompę o mocy 16 kW. Zastąpiła ona kocioł olejowy, a proces wymiany trwał tylko dwa dni. Pompa ciepła współpracuje z 260 l zasobnikiem, w którym można magazynować wodę o podwyższonej temperaturze. Dzięki temu może bez problemów obsłużyć nawet 16 osób.
Koszty inwestycyjne (ceny brutto): jednostka wewnętrzna - 24 tys. zł, zewnętrzna - 21,68 tys. zł, zbiornik o pojemności 260 l - 6 tys. zł, armatura (rury, zawory, okablowanie) - 1,5 tys. zł, robocizna - 2,5 tys. zł;
Koszty eksploatacyjne: powietrzna pompa ciepła zużywa rocznie około 11 000 kW/h energii elektrycznej, co daje kwotę 6600 zł. Zważywszy że kocioł olejowy spalał w sezonie grzewczym paliwa za średnio 100 zł dziennie, oszczędności są naprawdę bardzo duże.
- Więcej o:
Piecokominki - współczesne piece centralnego ogrzewania na biomasę drzewną
Jak piecokominek akumulacyjny współpracuje z innymi urządzeniami grzewczymi?
Jak kupić ekogroszek z kopalni? Podpowiadamy!
Jak zrobić pellet? Sposoby, urządzenia, koszty, opłacalność
Dlaczego warto ogrzewać dom gazem drzewnym?
Pompy ciepła w już istniejących budynkach – czy to ma sens?
Jak w nowoczesny sposób ogrzewać dom drewnem lub gazem drzewnym?
Nowe wymogi programu Czyste powietrze a oferta marki Vaillant