Ogrzewanie domu pompą ciepła - skąd czerpać ciepłą wodę?

Gruntowa pompa ciepła
Zgodnie ze swoją nazwą pompa ta czerpie ciepło z ziemi za pomocą rur ułożonych w gruncie (tzw. dolne źródło). Jeśli w łazience nie planujemy montażu dużej wanny czy panelu prysznicowego, wówczas dla 3-4-osobowej rodziny optymalnym rozwiązaniem będzie kompaktowa pompa gruntowa z wbudowanym zasobnikiem o pojemności od 150 do 200 l. Czasami jest on wykonany ze stali nierdzewnej, dzięki czemu niższe jest ryzyko rozwoju bakterii, a podczas przeglądu nie ma potrzeby wymiany anody chroniącej go przed korozją, ponieważ nie występuje ona w tego typu zbiornikach. Zastosowanie kompaktowej pompy pozwala zmniejszyć zakres prac montażowych. Wystarczy podłączyć do pompy ciepła rury instalacji dolnego źródła oraz ogrzewania podłogowego (tzw. górne źródło), a także zimną i ciepłą wodę. Poza tym takie urządzenie zajmuje mało miejsca w pomieszczeniu, w którym jest ustawione.
Dla większej liczby domowników, a także w domu wyposażonym w wannę o dużej pojemności, panel prysznicowy czy deszczownicę gruntowa pompa ciepła powinna dostarczyć znacznie więcej ciepłej wody. Dlatego zasobnik powinien mieć pojemność od 300 do 400 l. Pozwoli to swobodnie skorzystać z porannej czy wieczornej kąpieli bez potrzeby częstego dogrzewania w nim wody. Ponadto dzięki temu można też wykorzystać prąd rozliczany według tańszej, drugiej taryfy.

Pompa powietrzna
Tego typu pompa czerpie ciepło z otaczającego nas powietrza, więc jest tańsza inwestycyjnie niż gruntowa. Jednym z najbardziej popularnych modeli jest urządzenie typu split, składające się z dwóch jednostek – zewnętrznej i wewnętrznej. Pierwsza z nich znajduje się na zewnątrz (przypomina z wyglądu klimatyzator), a druga – wewnątrz budynku (zawiera zbiornik c.w.u. i grzałkę elektryczną). W domu zamieszkałym przez rodzinę 3-4-osobową zbiornik ma zwykle pojemność 150-200 l. Przez większą część roku zasila go pompa ciepła, a okresowo również grzałka elektryczna, na przykład w trakcie silnych mrozów lub podczas dezynfekcji termicznej zasobnika.

Pompa ciepła i instalacja fotowoltaiczna
Łącząc pompę ciepła z instalacją fotowoltaiczną (w skrócie PV), dwukrotnie wykorzystujemy energię odnawialną. Najpierw, gdy pompa czerpiąc ciepło z gruntu lub powietrza podgrzewa wodę. Potem, gdy korzystając z promieni słonecznych, panele, nazywane też ogniwami PV, produkują prąd. Obecnie dzięki preferencyjnym rozwiązaniom dla mikroinstalacji nie musimy pilnować, aby pompa ciepła działała wyłącznie wtedy, gdy dostępna jest „bezpłatna” energia z paneli. Nawet, jeśli pompa pracując od wczesnych godzin porannych pobierała prąd z sieci, a system fotowoltaiczny wyprodukował większość energii w południe, to i tak możemy uzyskać znaczącą redukcję kosztów eksploatacji. Jest to możliwe, ponieważ równowartość 80% przekazanych przez nas nadwyżek energii elektrycznej do sieci zostanie nam zwrócona w kolejnych opłatach za prąd.
Inna opcja współpracy to wykorzystanie praktycznie całej energii elektrycznej wytworzonej przez ogniwa PV do podgrzewania wody w zasobniku oraz na przykład na zasilanie sprzętu AGD i RTV czy oświetlenie, bez generowania znacznych nadwyżek, które byłyby przekazywane do sieci energetycznej. Ważnym elementem tego układu jest sterownik.
Decydując się na tego typu rozwiązanie, musimy zwrócić szczególną uwagę na dobór odpowiedniej wielkości ogniw fotowoltaicznych w stosunku do potrzeb domu. Dokona tego fachowiec na podstawie rocznego zużycia energii elektrycznej oraz ciepłej wody przez wszystkich domowników. Szacunkowo przyjmuje się, że rocznie rodzina czteroosobowa zużywa około 3000 kWh energii. Jeśli jednocześnie zastosujemy pompę ciepła do przygotowania ciepłej wody, wówczas zużywając średnio 50 l ciepłej wody na dobę, na osobę rocznie potrzebujemy kolejne 3000 kWh energii elektrycznej. Chcąc pokryć znaczną część rocznego zużycia energii z instalacji fotowoltaicznej, powinniśmy zastosować zestaw o mocy co najmniej 5 kWp (moc w piku, czyli w szczycie).

Dlaczego zasobniki do pomp ciepła nie mogą być zbyt małe?
Pojemność zbiornika współpracującego z pompą ciepła powinna być na tyle duża, aby zapewnił on odpowiednią ilość ciepłej wody podczas zwiększonego zapotrzebowania, czyli najczęściej rano oraz wieczorem. Dzięki temu ograniczymy liczbę cykli podgrzewania wody, a tym samym zapewnimy długą pracę sprężarki („pompuje” ona energię cieplną z gruntu lub powietrza do instalacji centralnego ogrzewania oraz zasobnika). W efekcie sprężarka rzadziej się włącza i wyłącza, co wydłuża jej żywotność, a tym samym również trwałość pompy ciepła.
Odpowiednio duży zasobnik umożliwia także gromadzenie w nim zapasu wody, dzięki czemu możemy efektywnie wykorzystać dostępną w wybranych godzinach niższą cenę energii elektrycznej.