Czym ogrzewać dom w 2025 roku?

W obecnym czasie wybór najlepszego źródła ciepła do ogrzania budynku i przygotowania ciepłej wody do mycia jest bardzo trudnym zadaniem. Wynika to przede wszystkim z dużej zmienności cen nośników energii w ostatnich latach, a także zmieniającego się otoczenia prawnego. Szukając odpowiedzi na pytanie - „którą technologię wybrać?” - natrafimy na skrajnie różne opinie. Są zwolennicy stosowania możliwe prostej instalacji z kotłem gazowym. Inni wybierają pompę ciepła jako rozwiązanie wygodne i wykorzystujące energię odnawialną. Są też zwolennicy kotłów na pelety, którzy nie chcą być zależni od zmian cen gazu czy energii elektrycznej. Część właścicieli domów przezornie planuje przygotować się na różne ewentualności stosując układ hybrydowy łączący, np. pompę ciepła i kocioł gazowy.

Relacje cen popularnych nośników energii 

W ostatnich kilku latach mieliśmy do czynienia z drastycznymi zmianami cen popularnych nośników energii w następstwie bardzo niestabilnej sytuacji międzynarodowej. Obecnie ceny uległy pewnej stabilizacji, niestety na poziomie wyższym od tego jaki występował przed rokiem 2022. W celu ułatwienia porównania cen poszczególnych nośników energii na wykresie 1 zostały one odniesione do 1 kWh zawartej w nich energii. Uwzględniono przy tym typowy poziom sprawności poszczególnych technologii grzewczych.

Jeśli jedynym kryterium, jakie chcielibyśmy wziąć pod uwagę byłaby cena energii wytworzonej z wykorzystaniem danego nośnika wówczas na początku roku 2025, najniższy koszt ogrzewania otrzymamy decydując się na zastosowanie pompy ciepła. Dotyczy to zwłaszcza instalacji, w której pompa ciepła zasila niskotemperaturową instalację grzewczą, np. ogrzewanie podłogowe. W przypadku zasilania grzejników koszt energii elektrycznej dostarczanej do pompy ciepła będzie wyższy i zbliżony do kosztów peletu czy gazu ziemnego. Na wykresie nie ujęto gazu płynnego. Jego cena zmienia się w ciągu roku. W chwili obecnej koszt ciepła wytworzonego z wykorzystaniem gazu płynnego jest prawie taki sam jak dla gazu ziemnego.

Co przyniesie przyszłość w relacji cen poszczególnych nośników energii?

Nie możemy zakładać, iż w przyszłości relacje cen poszczególnych nośników energii pozostaną takie same. Przykładowo sytuacja na rynku gazu jest cały czas się zmienia. Na giełdach utrzymują się ceny co najmniej dwukrotnie wyższe niż te notowane przed rokiem 2022.

Biorąc zaś pod uwagę energię elektryczną, wiemy że do września 2025 roku będzie obowiązywać zamrożenie jej stawki na poziomie 0,50 zł netto za kWh, a opłaty przesyłowe ulegną jedynie niewielkim zmianom. W dalszej perspektywie, o ile nie dojdzie do zawirowań na rynku gazowym czy wzrostu kosztów uprawnień do emisji CO2, możliwa jest stabilizacja cen prądu. W kolejnych latach można spodziewać się powolnego wzrostu kosztów usług przesyłowych z uwagi na coraz większe trudności w zarządzaniu siecią energetyczną zasilaną ze źródeł o znacznej zmienności mocy. Dotyczy to szczególnie sezonu zimowego, kiedy to okresowo mamy do czynienia bardzo wysoką generacją mocy z elektrowni wiatrowych, a już następnego dnia moc ta nie przekracza 2-3% wydajności maksymalnej.

Z drugiej strony można spodziewać się pojawienia taryf energetycznych, które będą korzystne dla użytkowników pomp ciepła. Już dziś stosując, np. taryfę G12w można zredukować roczny koszt eksploatacji pompy ciepła o około 15%. W przyszłości, po zakończeniu „mrożenia” cen energii czynnej ta różnica w stosunku do typowej taryfy G11 może być jeszcze wyższa.

Pelety również nie są w pełni bezpieczną alternatywą z uwagi na możliwy spadek podaży na skutek zaostrzenia wymagań jakościowych dla tego paliwa oraz planowane ograniczenie zakresu gospodarki leśnej na dużym obszarze. Poza tym w sytuacji nagłych wahań podstawowych nośników energii gwałtownie zmienia się również popyt na pelety i przez to cena tego paliwa. Pokazał to choćby rok 2022.

Wpływ regulacji prawnych na dostępność i koszt ogrzewania z wykorzystaniem poszczególnych nośników energii

W perspektywie najbliższych lat możliwy jest wzrost ceny paliw kopalnych na skutek wprowadzenia mechanizmu opłat za emisję dwutlenku węgla z paliw spalanych na potrzeby ogrzewania domów (tzw. ETS2). Dodatkowa opłata obejmie zatem gaz ziemny, gaz płynny, olej opałowy, węgiel, itp. W pierwszym okresie (od roku 2027 lub 2028) szacuje się, że wzrost kosztów gazu może wynosić do 10%. W kolejnych latach trudno dokładnie oszacować wpływ systemu ETS2 z uwagi na to, że cena uprawnień będzie ustalana na zasadzie mechanizmów giełdowych, a podaż uprawnień udostępnianych rynkowi ma być corocznie redukowana. Nie znamy jeszcze bardziej szczegółowych zasad funkcjonowania tego systemu z uwagi na brak aktów prawnych, które regulowałyby zasady wdrożenie tego systemu w Polsce. Coraz więcej jest też środowisk, które postulują przesunięcie daty obowiązywania systemu ETS2, ale nie przełożyło się to na działania Komisji Europejskiej.

W przypadku kotłów opalanych peletem możliwe są dalsze ograniczenie stosowania tego typu urządzeń w poszczególnych częściach kraju. Wiąże się to z tym, że spalanie biomasy to z jednej strony wykorzystanie energii odnawialnej zmagazynowanej w drewnie w procesie fotosyntezy, ale z drugiej to również emisja pewnej ilości pyłów o bardzo małych rozmiarach. Poza tym konstrukcja części kotłów pozwala na awaryjne spalanie nie tylko peletu, ale również drewna kawałkowego. Proces ten nie zawsze przebiega optymalnie i bywa uciążliwy dla otoczenia. Z tego powodu już dziś w części województw obowiązuje zakaz stosowania kotłów opalanych peletem. Przed podjęciem decyzji o zastosowaniu tego typu rozwiązania należy sprawdzić lokalne regulacje prawne, a zwłaszcza planowane w niektórych regionach zakazy wykorzystania paliw stałych.

W zakresie wykorzystania energii elektrycznej sukcesywnie zmieniają się wymagania prawne dla czynników ziębniczych. Z tego powodu coraz więcej pomp ciepła napełnianych jest naturalnymi czynnikami jak R290, czyli propan. Jest to jeden z czynników o niskim potencjale tworzenia efektu cieplarnianego. Tego typu pompy ciepła mogą również podgrzewać wodę do wysokiej temperatury, co ułatwia przygotowanie ciepłej wody użytkowej i redukuje ilość energii, jaką musiałaby dostarczyć grzałka elektryczna. Należy jednak pamiętać także o tym, że jest to czynnik palny i wymagane są środki ostrożności. Oczywiście ilość czynnika jaka znajduje się w nowoczesnych pompa ciepła stosowanych w budynkach jednorodzinnych jest niewielka, często porównywalna z ilością gazu znajdującą się w niewielkiej butli turystycznej. Decydując się na zastosowanie pompy ciepła musimy jednak zawsze przestrzegać wymagań instrukcji instalacji i wybrać odpowiednie miejsce montażu urządzenia.

Ważny parametr dla inwestora – komfort obsługi 

Na etapie wyboru źródła ciepła do ogrzewania budynku i przygotowania ciepłej wody z pewnością istotne znaczenie ma wymagany zakres obsługi danego źródła ciepła. Jeśli planujemy użytkowanie kotła gazowego czy pompy ciepła, praktycznie nie musimy nic robić  poza ustawieniem oczekiwanej temperatury w budynku i temperatury ciepłej wody użytkowej (c.w.u.). Większość sterowników oferuje też możliwość ustawienie dobowego i tygodniowego harmonogramu ogrzewania budynku i przygotowania ciepłej wody. Dzięki temu możemy zróżnicować temperaturę wewnętrzną w poszczególnych godzinach, ewentualnie dostosować intensywność pracy pompy ciepła do godzin występowania tańszej energii elektrycznej (taryfy G12, G12w, czy G13) lub godzin pracy instalacji fotowoltaicznej.

Eksploatując kocioł na pelety również możemy korzystać z rozbudowanej i przyjaznej w obsłudze automatyki. Dodatkowe czynności jakie musimy wykonywać to oczywiście okresowe napełnianie zbiornika paliwa, opróżnianie zbiornika popiołu oraz czyszczenie powierzchni wymiennika ciepła w kotle. W porównaniu do kotłów węglowych czynności te są znacznie mniej uciążliwe. Ilość popiołu jest niewielka, a w trakcie napełniania zbiornika w pomieszczeniu nie uwalnia się pył węglowy. Mimo wszystko kocioł na pelety wymaga regularnej obsługi. Jej częstotliwość będzie zależała od wielkości zbiornika na paliwo oraz potrzeb energetycznych budynku. W trakcie silnych mrozów niezbędna jest codzienna kontrola kotła. Za to na początku i na końcu sezonu grzewczego wystarczające może być napełnianie zbiornika raz w tygodniu. Decydując się na dany model kotła z pewnością warto poprosić producenta o oszacowanie wymaganej częstotliwości uzupełniania opału w trakcie mroźnych dni w odniesieniu do potrzeb energetycznych naszego budynku.

Przeglądy techniczne 

Łączny koszt eksploatacji instalacji zależy również od kosztów wymaganych przeglądów urządzeń. W tej kategorii najkorzystniejszym rozwiązaniem jest gruntowa pompa ciepła. Przegląd samego urządzenia sprowadza się praktycznie do kontroli poprawności jej pracy i sprawdzenia szczelności obiegu ziębniczego za pomocą wykrywacza nieszczelności. Oprócz tego, jak w każdej instalacji grzewczej, należy sprawdzić zamontowany w niej osprzęt i na przykład w razie potrzeby oczyścić filtry i przeprowadzić regulację ciśnienia w naczyniach wzbiorczych.

Zakres przeglądu gazowego kotła kondensacyjnego jest nieco szerzy i czynność ta zajmuje więcej czasu. Niezbędny jest demontaż pokrywy komory spalania, oczyszczenie wymiennika ciepła, przepłukanie odpływu skroplin i kontrola poprawności pracy kotła wraz z wykonaniem analizy spalin.

Podobnie w przypadku kotła na pelety niezbędne jest okresowe dokładne czyszczenie wymiennika ciepła oraz palnika i kanałów dopływu powietrza. Na koniec niezbędne jest sprawdzenie poprawności pracy wszystkich elementów ruchomych oraz kontrola poprawności procesu spalania i ewentualne dostosowanie parametrów sterownika.

Czasochłonny jest również przegląd pompy ciepła typu powietrze-woda. W trakcie pracy jednostki zewnętrznej w każdej godzinie przepływa przez nią od kilkuset do kilku tysięcy metrów sześciennych. Powoduje to oczywiście osadzanie się zanieczyszczeń na powierzchni wymiennika ciepła. Część z nich spływa w trakcie cykli odladzania wymiennika w sezonie grzewczym. Pozostałe trzeba usunąć podczas przeglądu. Wymaga to demontażu elementów obudowy pompy ciepła. Po oczyszczeniu wymiennika serwisant sprawdza również drożność odpływu skroplin oraz poprawność działania wszystkich elementów.

Wymagana przestrzeń do montażu 

Decydując się na wybrany rodzaj źródła ciepła musimy wziąć pod uwagę również wymaganą przestrzeń do zamontowania i obsługi poszczególnych urządzeń oraz ewentualnie magazynowania paliwa.

Z reguły najmniej przestrzeni do montażu potrzebuje kocioł gazowy. Dotyczy to zwłaszcza modelu dwufunkcyjnego. Mieści się on nawet w ciągu szafek kuchennych. Nieco więcej miejsca zajmuje urządzenie jednofunkcyjne z osobnym zasobnikiem ciepłej wody.

Należy pamiętać również o wymaganej kubaturze pomieszczenia, w której znajdzie się kocioł na gaz. Nie powinno być ono mniejsze niż 6,5 m3.

Niedużą przestrzeń musimy zarezerwować również, gdy planujemy montaż jednostki wewnętrznej pompy ciepła typu powietrze-woda lub gruntowej pompy ciepła. Najczęściej urządzenie takie ma wielkość typowej lodówki. Jeśli chodzi o  pompę ciepła powietrze-woda w budynku mogą występować dwa osobne elementy: naścienna jednostka wewnętrzna (wielkości szafki kuchennej i zbiornik na ciepłą wodę). Podobnie jak w przypadku kotła gazowego niezbędne jest zachowanie odpowiedniej kubatury pomieszczenia, w którym planujemy montaż jednostki wewnętrznej czy też samej pompy ciepła. Wymagane wartości znajdziemy w instrukcji instalacji urządzenia. Z reguły jest to zaledwie kilka metrów sześciennych. Jednak w instalacji napełnionej czynnikiem palnym oraz przy dużej odległości między jednostkami, a przez to i większej ilości czynnika chłodniczego, niezbędna jest najczęściej znacznie większa kubatura pomieszczenia. Pozwala to ograniczyć ryzyko wybuchu, gdyby doszło do ewentualnego wycieku czynnika.

Jeśli kocioł gazowy lub pompa ciepła mają zasilać rozbudowaną instalację grzewczą składającą się z kilku obiegów, np. z instalacji podłogowej i grzejników, wówczas konieczny jest montaż dodatkowych elementów. Dotyczy to z reguły sprzęgła hydraulicznego lub zbiornika buforowego oraz osobnych pomp obiegowych i zaworów mieszających.

Najwięcej miejsca musimy zaplanować na potrzeby montażu kotła na pelety i zbiornika paliwa. Do tego niezbędne jest wygospodarowanie przestrzeni do przechowywania paliwa, aby uniknąć potrzeby zamawiania peletu w szczycie sezonu grzewczego, gdy jego cena będzie z reguły najwyższa.

Na jakie jeszcze inne uwarunkowania techniczne zwrócić uwagę?

Przed wyborem konkretnej technologii i rodzaju źródła ciepła należy upewnić się czy będziemy mogli z niej skorzystać na naszej działce.

Aby eksploatować kocioł gazowy musimy mieć dostęp do sieci gazowej lub możliwość posadowienia zbiornika na gaz płynny.

Jeżeli zdecydujemy się na gruntową pompę ciepła, musimy liczyć się z użyciem ciężkiego sprzętu na naszej działce w celu wykonania odwiertów lub kolektora poziomego. Na posesji o małej powierzchni wybiera się to pierwsze rozwiązanie, ponieważ robiąc odwierty nie musimy zachowywać dużych odległości od budynku (wystarczy 1,5 m) czy ogrodzenia (2,5 m). Z kolei pomiędzy odwiertami wymagana jest odległość co najmniej 6 m. Najczęściej wystarczają dwa odwierty (ale zależy to od wielkości budynku i zapotrzebowania na ciepło).

Planując ogrzewanie domu pompą ciepła powietrze-woda musimy pamiętać o tym, aby w trakcie pracy nie generowała ona nadmiernego hałasu na granicy działki. W zabudowie jednorodzinnej, w nocy poziom hałasu nie powinien przekroczyć 40 dB(A). W związku z tym należy wybrać taki model pompy ciepła i takie miejsce montażu urządzenia, które pozwolą osiągnąć odpowiednio niską wartość tzw. ciśnienia akustycznego na granicy działki. W tej kwestii wsparcia udzieli nam przedstawiciel producenta pompy ciepła.

Jak przygotować się do inwestycji? 

Kondensacyjny kocioł na gaz 

Aby do ogrzewania domu i przygotowania ciepłej wody wykorzystać kocioł na gaz musimy mieć dostęp do sieci gazowej. W tym celu należy wystąpić z wnioskiem do operatora sieci dystrybucyjnej lub wybranego sprzedawcy gazu. Inna opcja to zastosowanie zbiornika gazu płynnego - można go dzierżawić lub mieć na własność.

W pierwszym rozwiązaniu na etapie inwestycji nie ponosimy kosztów zakupu zbiornika, wykonania projektu instalacji, itd. Za to później kupujemy paliwo wyłącznie od jednego dostawcy na zaproponowanych przez niego warunkach.

W drugim przypadku musimy ponieść koszt zakupu zbiornika, projektu i wykonania instalacji oraz odbiorów technicznych, później również okresowych kontroli przez inspektorów UDT (Urzędu Dozoru Technicznego). Za to mamy możliwość zakupu paliwa od różnych dostawców, a przez to i znalezienia bardziej korzystnych ofert. Ważne, aby pojemność zbiornika pozwoliła uniknąć napełniania go w szczycie sezonu grzewczego, gdy gaz jest z reguły najdroższy. Dla dobrze izolowanego budynku o powierzchni 150 m2 wystarczające będzie zastosowanie typowego zbiornika o pojemności 2700 l, ponieważ roczne zużycie gazu można szacować na poziomie 2400 l propanu technicznego.

Uwaga!  Przed zakupem gazu należy upewnić się, jakie są wymagania techniczne wybranego przez nas kotła. Większość urządzeń ma możliwość zasilania propanem technicznym. Natomiast na rynku dostępny jest zarówno propan techniczny, jak i mieszanka propanu oraz butanu. Nie można stosować innego paliwa niż to, do którego zaprojektowany został kocioł.  

Do wyboru mamy kilka urządzeń:

• kocioł dwufunkcyjny. Stosuje się go najczęściej w domu o małej powierzchni, w którym znajduje się jedna łazienka. Urządzenie ma niewielkie gabaryty (zbliżone wielkością do szafki kuchennej) i jest dostępne w przystępnej cenie. Jak wskazuje nazwa kotła realizuje on dwie funkcje tzn. podgrzewa wodę użytkową oraz zasila instalację grzewczą. Nie ma on jednak wbudowanego zbiornika na c.w.u. Nie magazynuje jej, a podgrzewa na bieżąco tylko wtedy, gdy występuje przepływ wody w instalacji. Oznacza to, że jeśli kilkadziesiąt razy na dobę korzystamy z ciepłej to za każdym razem kocioł musi się uruchomić lub przestawić z pracy w trybie ogrzewania do podgrzewania wody do mycia. Stosując urządzenie dwufunkcyjne powinniśmy umieścić je w pobliżu punktów poboru ciepłej wody. Najlepiej, gdy łazienka i kuchnia sąsiadują ze sobą i kocioł znajduje się w jednym z tych pomieszczeń. Dzięki temu unikamy długiego oczekiwania na ciepłą wodę i strat wody oraz energii.

Kotła dwufunkcyjnego nie stosuje się, gdy w domu znajdują się dwie łazienki i oczekujemy możliwości równoległego korzystania, np. z dwóch natrysków czy napełnienia wanny w jednej łazience i korzystania z natrysku w drugiej.

• Kocioł kompaktowy z wbudowanym zasobnikiem ciepłej wody. To z reguły model dwufunkcyjny wyposażony w dodatkowy zbiornik ciepłej wody magazynujący jej zapas, najczęsciej na potrzeby krótkotrwałego, równoległego korzystania z ciepłej wody w dwóch miejscach – np. jedna osoba kąpie się w łazience, a druga zmywa naczynia w kuchni. Typowa pojemność tego typu zasobników waha się od 20 do 40 l. Na rynku dostępne są również stojące kompaktowe kotły gazowe z wbudowanym zasobnikiem o pojemności 80-150 l. Taki układ pozwala na równoległe korzystanie z dwóch natrysków czy też napełnienie wanny i późniejsze korzystanie z natrysku w drugiej łazience. Jest to możliwe dzięki energii zmagazynowanej w zbiorniku oraz równoległemu ogrzewaniu wody przez kocioł.
  
  
• Zestaw kotła jednofunkcyjnego z zasobnikiem ciepłej wody. Charakterystyczną cechą kotłów dwufunkcyjnych i kompaktowych jest to, że mają one stosunkowo wysoką moc, najczęściej powyżej 20-24 kW. Taka wartość mocy jest konieczna, aby szybko podgrzać wodę użytkową. Za to na potrzeby ogrzewania współczesnego budynku wystarcza moc, która nie przekracza kilku kilowatów. Dlatego bardzo popularnym rozwiązaniem jest zestaw kotła jednofunkcyjnego i zasobnika ciepłej wody o większej pojemności – 100-200 l. Możliwość zmagazynowania dużej ilości energii w zbiorniku wody użytkowej sprawia, że nie ma potrzeby stosowania kotła o wysokiej mocy. Do ogrzewania współczesnych domów jednorodzinnych o powierzchni do 200 m2 stosuje się kotły o mocy rzędu 12-15 kW. Jest to tzw. kocioł jednofunkcyjny, ponieważ realizuje on jedną funkcję, to znaczy podgrzewa wodę technologiczną, która trafia następnie do instalacji grzewczej (grzejników czy też ogrzewania podłogowego) lub do wężownicy w zasobniku ciepłej wody. Wężownica zasilana gorącą wodą z kotła podgrzewa wodę użytkową w zasobniku. W ten sposób zestaw kotła jednofunkcyjnego z zasobnikiem zapewnia zarówno ogrzewanie domu, jak i przygotowanie ciepłej wody do mycia. Ważną zaletą zestawu jest niewielka liczba załączeń kotła. W przeciwieństwie do urządzenia dwufunkcyjnego, model jednofunkcyjny nie musi uruchamiać palnika za każdym razem, gdy chcemy opłukać ręce czy szklankę. Korzystamy wówczas z energii zmagazynowanej w zbiorniku, a kocioł włączy się dopiero po spadku temperatury wody w zasobniku.

Kolejnym atutem tego rozwiązania jest też możliwość podłączenia tzw. instalacji cyrkulacji ciepłej wody. Instalacja taka jest przydatna, gdy poszczególne punkty poboru wody są od siebie znacznie oddalone. W takiej sytuacji w instalacji prowadzi się dodatkową rurę oraz montuje niewielką pompę obiegową. W wybranych godzinach pompka cyrkulacyjna wymusza przepływ pomiędzy zasobnikiem ciepłej wody, a poszczególnymi pomieszczeniami. Dzięki temu po okręceniu kranu od razu mamy do dyspozycji ciepłą wodę. Nie musimy na nią czekać ani odprowadzać do kanalizacji kilku litrów wody, która schłodziła się w rurach.

Oczywiście wygoda jaką oferuje instalacja cyrkulacji ciepłej wody oznacza również zużycie energii elektrycznej i gazu. Chcąc korzystać z komfortu przy racjonalnie niskich kosztach należy zadbać o to, aby rury instalacji ciepłej wody i cyrkulacji były dobrze izolowane, a czas pracy pompy cyrkulacyjnej powinien być ograniczony tylko do godzin, w których jest to niezbędne.

Gruntowa pompa ciepła

Prawidłowa praca i wysoka efektywność pompy ciepła jest możliwa tylko w przypadku optymalnego doboru, montażu i eksploatacji całego systemu. W związku z tym na samym początku niezbędne jest szczegółowe określenie potrzeb energetycznych budynku. Informacje na ten temat znajdziemy w projekcie budynku, w postaci strat ciepła w [W] lub [W/K]. Na podstawie tej informacji możliwy będzie wybór odpowiedniej wielkości pompy ciepła. Jej moc powinna być zbliżona lub nieco niższa od strat ciepła budynku tak, aby jedynie w trakcie silnych mrozów była ona wspomagana za pomocą grzałki szczytowej.

• Wybór rodzaju pompy ciepła. W ofercie większości producentów znajdziemy dwa rodzaje gruntowych pomp ciepła: model kompaktowy z wbudowanym zasobnikiem ciepłej wody, zwykle o pojemności 180-220 l lub model do współpracy z osobnym zbiornikiem. Pierwsze rozwiązanie pozwala zredukować przestrzeń zajmowaną przez urządzenia, ponieważ model kompaktowy ma gabaryty dużej lodówki i nie ma potrzeby montażu obok dodatkowych modułów. Fabryczne połączenie pompy ciepła i zasobnika oznacza również redukcję kosztów montażu i późniejszych strat ciepła z tej części instalacji. Za to pewnym ograniczeniem jest wielkość zbiornika ciepłej wody. Powinna ona zapewnić możliwość skorzystania całej rodzinie z wieczornej kąpieli. Z tego powodu model kompaktowy stosuje się najczęściej w domach, w których liczba mieszkańców nie przekracza 3-4 osób, a w łazienkach nie zastosowano wanny o dużej pojemności lub deszczownicy czy natrysku o wysokim przepływie wody.

Natomiast, gdy wymagana jest większa ilość wody stosuje się osobną pompę ciepła i zasobnik o dużej pojemności, np. 300-500 l. Takie układ oprócz wysokiego komfortu zapewnia także możliwość akumulacji dużej ilości energii. W ten sposób możemy podgrzewać wodę w wybranych godzinach, np. w trakcie obowiązywania niskiej ceny energii elektrycznej lub w godzinach intensywnej pracy instalacji fotowoltaicznej.

• Dobór wielkości instalacji dolnego źródła. Instalacja dolnego źródła - sondy gruntowe o głębokości do 100 m lub kolektor poziomy, czyli rury ułożone poziomo na działce tuż poniżej poziomu przemarzania - stanowi swego rodzaju sezonowy magazyn energii. Przez cały rok do tego magazynu powoli dopływa energia z otoczenia, w sezonie grzewczym pompa ciepła intensywnie pobiera energię z magazynu. W związku z tym bardzo ważne jest prawidłowe zaprojektowanie wielkości instalacji dolnego źródła. W przeciwnym razie w końcowej części sezonu grzewczego temperatura dolnego źródła gwałtownie spadnie, przez co spadnie również efektywność instalacji.

Podstawą doboru wielkości instalacji dolnego źródła jest projekt prac geologicznych. W opracowaniu tym geolog szacuje tzw. wydajność cieplną planowanych odwiertów na podstawie danych z wykonywanych w tej okolicy, w przeszłości odwiertów testowych oraz map geologicznych. Na podstawie wyników z projektu oraz zapotrzebowania na ciepło dla budynku i charakterystyki wybranej pompy ciepła szczegółowo określana jest wymagana wielkość instalacji dolnego źródła. W nowym, dobrze izolowanym domu o powierzchni około 150 m2, dla średnich warunków geologicznych, zwykle wystarczają dwa odwierty o głębokości około 90 m każdy. Dla kolektora poziomego wymagana powierzchnia działki przeznaczonej na ten cel to co najmniej 350 m2. Z kolei dla gruntu suchego wymagana powierzchnia będzie większa z uwagi na niższą intensywność wymiany ciepła z otoczenia.

• Optymalizacja pracy instalacji. W celu uzyskania możliwie wysokiej efektywności pracy systemu i niskich kosztów eksploatacji niezbędne jest połączenie pompy ciepła z niskotemperaturowym systemem grzewczym, np. instalacją podłogową, ścienną czy sufitową. Oczywiście pompa ciepła może współpracować również z grzejnikami, ale w naturalny sposób oznacza to pracę urządzenia z wyższą temperaturą, a przez to niższą efektywnością i wyższym zużyciem energii elektrycznej. W budynku modernizowanym dla obniżenia temperatury zasilania grzejników dokonuje się ich rozbudowy lub wymiany na większe. Dzięki temu wymagana temperatura zasilania może spaść nawet z 70 do 40-45oC.

Pompa ciepła powietrze-woda 

• Wybór technologii - split czy monoblok. Spośród najbardziej popularnych technologii na rynku do dyspozycji mamy pompy ciepła typu split lub monoblok. Pierwszy zestaw składa się dwóch jednostek: zewnętrznej i wewnętrznej. W trakcie montażu systemu obie jednostki łączone są rurami o niewielkiej średnicy, które po przepłukaniu azotem i wytworzeniu próżni są napełniane czynnikiem ziębniczym. Zaletą tego zestawu to, że na zewnątrz budynku znajduje się wyłącznie jednostka napełniona czynnikiem ziębniczym. W związku z tym nie ma ryzyka zamrożenia jednostki, np. w trakcie długotrwałej przerwy w dostawie energii elektrycznej. Niezbędne jest jednak bardzo precyzyjne wykonanie wszystkich prac montażowych oraz płukania instalacji, próby szczelności i wytworzenia próżni w układzie. Samego posadowienia jednostek i połączenia jednostki wewnętrznej z instalacją grzewczą może zostać przeprowadzone przez doświadczonego wykonawcę instalacji hydraulicznych i elektrycznych, ale już ostatecznego połączenia obiegu ziębniczego i uruchomienia systemu może dokonać wyłącznie wykonawca posiadający stosowne uprawnienia do prac w obrębie obiegu ziębniczego.

Wybór monoblokowej pompy ciepła oznacza, że firma montująca system, nie ingeruje już w obieg ziębniczy pompy ciepła. Po posadowieniu pompy ciepła na fundamencie podłącza się do niej bezpośrednio rury instalacji grzewczej. Standardowo instalacja napełniana jest wodą. Trzeba jednak pamiętać o tym, że podczas naszej nieobecności i dłuższej przerwy w dostawie energii elektryczną zimą mogłoby dojść do zamarznięcia wody w pompie ciepła. Z tego powodu, szczególnie w chłodniejszych regionach Polski część właścicieli pomp ciepła decyduje się na zastosowanie jednego z rozwiązań chroniących instalację przed uszkodzeniem. W zależności od uwarunkowań może to być, np.:

1.  napełnienie całej instalacji grzewczej wodnym roztworem glikolu propylenowego;
2. zastosowanie tzw. wymiennika ciepła, rozdzielenie systemu na dwie części i napełnienie obiegu pompy ciepła płynem niezamarzającym, a instalacji wewnętrznej wodą;
3. napełnienie instalacji wodą i zastosowanie dodatkowej pompy obiegowej zasilanej z zestawu przetwornicy i akumulatora. Zadaniem tej pompy jest powolne przetłaczanie wody z instalacji wewnętrznej przez pompę ciepła, gdy doszło do zaniku napięcia w sieci i temperatura wody w pompie ciepła spada;
4. napełnienie instalacji wodą i zastosowanie tzw. termostatycznych zaworów upustowych. Zawory te reagują, gdy temperatura wody w instalacji spada do około 3oC. Następuje wówczas powolne odprowadzanie wody z instalacji i powolny przepływ przez pompę ciepła, co minimalizuje ryzyko zamarznięcia wody.

• Dobór mocy pompy ciepła i źródła szczytowego. Moc powietrznej pompy ciepła określa się na podstawie zapotrzebowanie domu na ciepło, z uwzględnieniem wymaganej temperatury zasilania instalacji. Ma to na celu zakup pompy ciepła o jak najniższej mocy, a dzięki temu tańszej, ale jednocześnie musi ona zapewnić ogrzanie budynku w trakcie mrozów, przy jak najniższych kosztach eksploatacji. Dąży się do tego, aby roczny udział energii dostarczanej przez źródło szczytowe, najczęściej grzałkę elektryczną, nie przekraczał 2-3%, maksymalnie 5% rocznego zużycia energii na potrzeby ogrzewania budynku i przygotowania ciepłej wody. Można to osiągnąć wybierając pompę ciepła, której moc i charakterystyka pozwoli na jej samodzielną pracę do temperatury około -4 czy -5oC w najcieplejszej części kraju, strefie I (Pomorze Zachodnie i cześć województwa Lubuskiego), - 5 lub – 6oC w strefie II (Wielkopolska, część Pomorza i pozostała część woj. Lubuskiego). – 7 C lub -8oC dla strefy III (Polska centralna), – 10 lub – 11oC w strefie IV (np. okolice Białegostoku i Olsztyna), – 12 lub 13oC w strefie V (okolice Suwałk). W tym celu projektant lub doświadczony wykonawca nakłada linię strat ciepła budynku w zależności od temperatury zewnętrznej na wykresy przebiegu mocy różnych pomp ciepła i wybiera te, które będą w stanie pracować co najmniej do podanej wyżej temperatury dla danej lokalizacji. Oczywiście trzeba mieć na uwadze to, że typoszeregi pomp ciepła nie zawierają nieograniczonej liczby modeli i może się zdarzyć sytuacja, w której mamy wybór między pompą ciepła, która będzie pracowała samodzielnie do minimalne wyższej temperatury, a pompą ciepła o znacznie wyższej mocy i wyższej cenie, która będzie pracowała samodzielnie, np. do – 15oC. Najczęściej wybieranym rozwiązaniem jest wtedy zastosowanie urządzenia o niższej mocy, a przez to znaczne ograniczenie kosztów inwestycji.

W celu zapewnienia odpowiedniego poziomu komfortu również w trakcie mrozów ważne, by w tzw. punkcie projektowym, czyli określonej temperaturze zewnętrznej dla danej strefy łączna moc sprężarki pompy ciepła i grzałki szczytowej zapewniła możliwość utrzymania komfortowej temperatury w budynku. W tym celu wystarczy zastosować grzałkę o mocy co najmniej równej różnicy między obliczonymi stratami ciepła budynku dla temperatury projektowej (np. -20oC dla strefy III) a mocą sprężarki w tych warunkach. Bardzo często grzałka o odpowiedniej mocy jest już zabudowana w jednostce wewnętrznej pompy ciepła.

• Komfort i niskie koszty eksploatacji. Podobnie, jak gruntowe pompy ciepła, modele powietrze-woda również są dostępne w wersji kompaktowej lub z naścienną jednostką wewnętrzną do współpracy z osobnym zasobnikiem c.w.u. o dużej pojemności. Wersji kompaktowej nie stosujemy, gdy liczba mieszkańców przekracza 3-4 osoby lub gdy łazienki wyposażono w wanny o dużej pojemności lub natryski o dużym przepływie wody.

Dla uzyskania wysokiej efektywności, a przez to i niskich kosztów eksploatacji niezbędne jest połączenie pompy ciepła z niskotemperaturową instalacją grzewczej. Można również spotkać się z opinią, że wystarczy zastosować tzw. wysokotemperaturową pompę ciepła, czyli model, który może podgrzewać wodę w instalacji do wysokiej temperatury nawet w trakcie silnych mrozów. Takie rozwiązanie oczywiście pozwoli zredukować ilość energii dostarczanej przez grzałkę szczytową, zwłaszcza w trakcie pracy w trybie ciepłej wody. Jednak ciągła praca pompy ciepła z wysoką temperaturą, np. na potrzeby zasilania grzejników o niewielkiej powierzchni naturalnie oznacza spadek efektywności instalacji i wysokie zużycie energii elektrycznej.

Eksploatacja pompy ciepła – na co zwrócić uwagę?

Pompa ciepła jest dobierana stosownie do ostatecznych parametrów budynku po jego zaizolowaniu i osuszeniu. W związku z tym nie można wykorzystywać pompy ciepła do doraźnego ogrzewania domu w czasie, gdy nie został on jeszcze w pełni zaizolowany. Taki sposób eksploatacji spowoduje brak możliwości utrzymania wymaganej w nim temperatury, a w trakcie mrozów może wręcz spowodować automatyczne awaryjne wyłączenie pompy ciepła na skutek pracy ze zbyt niską temperaturą.

Jeśli zajdzie konieczność uruchomienia systemu w trakcie mrozów, bądźmy również przygotowani na to, że sprężarka pompy ciepła nie ruszy, dopóki woda w instalacji nie zostanie rozgrzana za pomocą grzałki szczytowej do odpowiedniej temperatury, np. 20-25oC. Uruchomienie pompy ciepła w nieodpowiednich warunkach grozi uszkodzeniem sprężarki.

Kocioł na pelety 

• Dobór urządzenia. Podobnie jak dla kotła gazowego moc urządzenia opalanego peletem powinna być co najmniej równa lub nieco wyższa od strat ciepła budynku. Dzięki temu, gdy temperatura zewnętrzna spadnie do tzw. wartości projektowej, np. – 20oC dla strefy III, w dalszym ciągu możliwe będzie utrzymanie komfortowej temperatury w domu. Nie warto wybierać urządzenia o znacznie wyższej mocy, ponieważ oznacza to wyższy koszt inwestycji oraz krótsze cykle pracy palnika.
• Konfiguracja instalacji. Dla optymalnej pracy kotła i instalacji niezbędne jest zastosowanie dodatkowych urządzeń. Należy wziąć pod uwagę: 

¨ zbiornik buforowy - pełni rolę magazynu energii, a montujemy go pomiędzy kotłem, a instalacją grzewczą. Dla uzyskania długich cykli pracy palnika kotła stosuje się zbiornik o pojemności co najmniej 50 l/kW mocy kotła. Taka wielkość zbiornika jest wymagana również w przypadku chęci skorzystania z dofinansowania do wymiany starego kotła węglowego na nowoczesny kocioł na pelety;

¨ zestaw utrzymania stałej temperatury wody w kotle - pomiędzy kotłem a zbiornikiem buforowym stosuje się pompę obiegową oraz termostatyczny zawór mieszający. Zadaniem tego zestawu jest utrzymanie stałej, wysokiej temperatury wody w kotle. Dzięki temu unikamy wykraplania się wilgoci na ściankach wymiennika ciepła kotła, a przez to ryzyka korozji elementów kotła. W pierwszych minutach pracy palnika zawór termostatyczny kieruje ciepłą wodę wypływającą z kotła na króciec powrotny. Woda nie płynie wówczas w kierunku instalacji, a jedynie krąży w krótkim obiegu kotła. Dopiero po osiągnięciu odpowiednio wysokiej temperatury, np. 55oC zawór kieruje część wody z kotła do zbiornika buforowego. W przypadku utrzymywania się odpowiedniej temperatury kotła zawór kieruje coraz większą ilość wody do zbiornika buforowego;

¨ zasilanie instalacji grzewczej ze zbiornika buforowego - za zbiornikiem buforowym niezbędny jest montaż elementów, które pozwolą przekazywać energię do instalacji wewnętrznej, np. grzejników czy też ogrzewania podłogowego z możliwością płynnej regulacji temperatury wody. Do tego celu służy pompa obiegowa i zawór mieszający z siłownikiem, którego pracą zarządza sterownik pogodowy.  

Uwaga! Tak skonfigurowana instalacja pozwala uzyskać bezpieczną i efektywną pracę kotła, magazynowanie energii oraz płynne zasilanie instalacji grzewczej i przekazywanie do grzejników czy ogrzewania podłogowego tylko takiej ilości energii jaką budynek traci do otoczenia.

• Podgrzewanie ciepłej wody do mycia. Kocioł powinien zapewnić nam również przygotowanie ciepłej wody do mycia. W tym celu stosuje się osobny zbiornik z wężownicą oraz pompę obiegową. Opcjonalnie można również wybrać taki zbiornik buforowy, który zapewni nie tylko zmagazynowanie energii na potrzeby zasilania instalacji grzewczej, ale również podgrzanie wody użytkowej. Są to, np. zbiorniki buforowe z wbudowanym dodatkowym zbiornikiem ciepłej wody lub wężownicą ze stali nierdzewnej, przez którą przepływa woda użytkowa i ulega ogrzaniu od wody zgromadzonej w zbiorniku buforowym.

Kotły na pelety w wersji kondensacyjnej

Na rynku dostępnych jest coraz więcej kondensacyjnych kotłów na pelety. Są one wykonane z materiałów odpornych na korozyjne działanie kwaśnych skroplin powstających ze spalin opuszczających kocioł. Zastosowanie kotła kondensacyjnego pozwala uzyskać o kilkanaście procent wyższą sprawność, a przez to i niższe zużycie paliwa. Poza tym nie musimy wtedy stosować zaworu to utrzymania stałej, wysokiej temperatury pracy kotła. W przypadku zastosowania kotła o mocy dobrze dopasowanej do instalacji i cechującego się szerokim zakresem modulacji mocy możliwa jest wówczas rezygnacja z zastosowania zbiornika buforowego i bezpośrednie zasilenie instalacji. Dodatkowo stosuje się jedynie zbiornik na ciepłą wodę do mycia.

• Magazyn paliwa. W miarę możliwości warto magazynować paliwo na cały sezon grzewczy. Dzięki temu unikniemy potrzeby jego zakupu w szczycie sezonu grzewczego, gdyż wtedy ceny peletu są dość wysokie. Na podstawie potrzeb energetycznych budynku można oszacować niezbędną ilość opału. Dla nowego dobrze izolowanego budynku o powierzchni około 150 m2 konieczne jest najczęściej zmagazynowanie około 3,5 tony peletu.

W tabeli zebrano charakterystyczne cechy poszczególnych technologii. Jednak dokonując wyboru źródła ciepła nie powinniśmy kierować się wyłącznie łączną liczbą zalet danego systemu. Dla każdego z nas inny zestaw parametrów może priorytetem. Przykładowo dla części osób najważniejsze może być uzyskanie niskich kosztów eksploatacji, dla innych – będą to małe nakłady na inwestycję. Nie zawsze też będziemy mogli zastosować w konkretnym domu preferowaną opcję. Przykładem może być brak możliwości wykonania odwiertów na niewielkiej działce, ze względu ograniczenia związane z wjazdem ciężkiego sprzętu na posesję.

Analizując zebrane informacje zauważamy, że gruntowa pompa ciepła może zapewnić najniższy koszt ogrzewania budynku i przygotowania ciepłej wody. Dodatkowo we współpracy z sondami pionowymi możliwe jest wykorzystanie funkcji chłodzenia pasywnego pomieszczeń. Pozwala ona zredukować temperaturę we wnętrzach w trakcie upalnych dni i zmagazynować nadmiar energii w gruncie. Praca systemu chłodzenia naturalnego generuje bardzo niskie zużycie energii elektrycznej, ponieważ w tym trybie działają tylko pompy obiegowe. Zaletą gruntowej pompy ciepła jest też niski koszt przeglądu technicznego, brak potrzeby budowy komina, brak ryzyka wzrostu kosztów na skutek wdrożenia systemu ETS2, a także brak emisji hałasu na zewnątrz budynku oraz względnie niewielka przestrzeń montażowa. Tak długa lista zalet oznacza jednocześnie, że koszt inwestycji jest najwyższy spośród analizowanych technologii.

Niższy koszt inwestycji zapewni nam wybór powietrznej pompy ciepła. W takim układzie grzewczym również nie ma potrzeby budowy komina, sama instalacja jest łatwiejsza do wykonania, nie ma też potrzeby korzystania z ciężkiego sprzętu, zaś wymagana przestrzeń montażowa w budynku jest niewielka. Równie istotne jest to, że na koszt eksploatacji nie będzie miał wpływu system ETS2. Podobnie jak gruntowa pompa ciepła jest to technologia bezobsługowa. Za to koszt eksploatacji powietrznej pompy ciepła jest nieco wyższy, a zimą generuje ona hałas na zewnątrz budynku. Jego poziom zależy oczywiście od parametrów danej jednostki, sposobu montażu i lokalizacji urządzenia.

Zastosowanie kotła na gaz oznacza niższy koszt inwestycji. Zależy on w dużej mierze od dostępu do sieci gazowej i odległości domu od tej infrastruktury oraz od wybranego rodzaju kotła. System nie emituje hałasu na zewnątrz budynku, wymaga odprowadzenia spalin. Do tego celu stosuje się komin pionowy, ale dla modeli o mocy poniżej 21 kW możliwe jest też zastosowanie taniego zestawu do wyprowadzenia spalin przez ścianę. Instalacja kotła gazowego jest stosunkowo prosta, a urządzenie nie zajmuje zbyt wiele miejsca i nie wymaga obsługi. Koszt eksploatacji jest obecnie nieco wyższy od kosztów ogrzewania za pomocą pomp ciepła. Pamiętajmy  jednak o tym, że przyszłości kotłownia gazowa będzie podlegała systemowi uprawnień do emisji ETS2.

Kocioł na pelety to technologia wykorzystująca energię odnawialną zakumulowaną w biomasie, stąd nie będzie podlegała wymogom systemu ETS2. Jego montaż nie wymaga ciężkiego sprzętu, a koszt inwestycji może być porównywalny z kosztem montażu kotła gazowego (zależy to oczywiście od lokalnych uwarunkowań, kosztów wybranych urządzeń, itd.). Co więcej tego typu instalacja jest stosunkowo prosta, a urządzenie to nie emituje hałasu na zewnątrz. Za to decydując się na to rozwiązanie musimy przeznaczyć na nie większą powierzchnię w domu (ze względu na magazyn paliwa) oraz być przygotowanym do regularnej obsługi kotła. Nie można też zapomnieć o budowie odpowiedniego komina. Koszt eksploatacji zbliżony jest to kosztów ogrzewania gazem (cena peletu zależy w dużej mierze od czasu, w którym dokonujemy jego zakupu). Najbliższy rok pokaże jaka będzie podaż i cena peletu po zaostrzeniu wymogów jakościowych dla tego paliwa. W niektórych województwach lokalne przepisy zabraniają stosowania tej technologii, np. w nowych domach, zwłaszcza w miastach oraz na obszarach uzdrowiskowych.

Porównanie kosztów ogrzewania domu i przygotowania ciepłej wody 

Do określenia szacunkowych kosztów ogrzewania wzięto pod uwagę:

• budynek tej samej wielkości (o powierzchni 150 m2), ale o różnym standardzie energetycznym

1. nowy, dobrze izolowany; wyposażony w instalację wentylacji mechanicznej z odzyskiem ciepła i w instalację ogrzewania podłogowego;
2. poddany częściowej termomodernizacji, która pozwoliła zredukować straty ciepła do około 60 W/m2; wyposażony w wentylację grawitacyjną i grzejniki. Dzięki ograniczeniu strat ciepła wymagana temperatura zasilania grzejników spadła do 50oC; 
3. przed termomodernizacją, nieizolowany lub słabo izolowany, z wentylacją grawitacyjną i grzejnikami, które w trakcie mrozów wymagają zasilania wodą o wysokiej temperaturze (65-70oC);

• dom znajduje się w centralnej części Polski, mieszkają w nim  4-osby, które zużywają około 200 l ciepłej wody na dobę;
• W oszacowaniu uwzględniono również roczny koszt przeglądu źródła ciepła w wysokości:
• 350 zł dla kotła gazowego,
• 500 zł dla kotła olejowego i na pelety oraz powietrznej pompy ciepła,
• 200 zł roczne dla pompy gruntowej (koszt uśredniony i odniesiony do roku eksploatacji, ponieważ dla tej grupy urządzeń przegląd jest z reguły wykonywany w większych odstępach czasowych).

W domu od dawna już użytkownym, który nie został poddany termomodernizacji roczne zużycie ciepła jest bardzo duże. Dlatego koszty eksploatacji każdego źródła ciepła będą wysokie. Nie pomoże tutaj zastosowanie nawet najbardziej nowoczesnej pompy ciepła, ponieważ wymagana wysoka temperatura wody zasilającej grzejniki nie pozwala uzyskać odpowiedniej efektywności pracy instalacji. W takim domu nie powinniśmy się zastanawiać nad tym - „jak zmienić instalację grzewczą, aby uzyskać oszczędności?”. Pierwszy etap zmian od, którego należy zacząć to przeprowadzenie termomodernizacji.

Z kolei w domu, który kilka lat temu przeszedł częściową termomodernizację i udało się zredukować straty ciepła do około 60 W/m2, a przez to zredukować również temperaturę zasilania grzejników zapotrzebowanie na ciepło jest znacznie niższe. Przekłada się to na niższe koszty ogrzewania dla każdej z technologii.

Natomiast w nowym, dobrze izolowanym domu, wyposażonym w ogrzewanie podłogowe roczny koszt ogrzewania i przygotowania ciepłej wody może być wyraźnie niższy od 5000 zł. Jest to możliwe do uzyskania w szczególności z gruntową pompą ciepła, ale również i pompą ciepła powietrze-woda.

Wg aktualnych szacunków roczny koszt ogrzewania z wykorzystaniem gazu ziemnego i peletów jest zbliżony. Przy czym dla tego ostatniego paliwa zależy on od tego, w jakiej cenie będziemy w stanie zakupić paliwo. W obliczeniach przyjęto cenę około 1500 zł/tonę. Na początku roku 2025 na rynku dostępne są zarówno oferty o nieco niższej cenie. jak i znacznie wyższej. W oszacowaniu nie ujęto dodatkowych kosztów obsługi kotła czy też potrzeby przeznaczenia części budynku na magazyn paliwa.

Oczywiście rzeczywisty koszt ogrzewania domu o powierzchni 150 m2 będzie zależał również od wielu innych czynników, takich jak: dobowe zużycie ciepłej wody, utrzymywana w pomieszczeniach temperatura, intensywność wentylacji, lokalizacja budynku, sposób obsługi instalacji, itp. Wykres 2 przedstawia jedynie szacunkowe porównanie dla uśrednionych parametrów.