Planujesz montaż pompy ciepła - sprawdź o czym musisz pamiętać?

Pompa ciepła zapewnia wysoki komfort użytkowania (jest praktycznie bezobsługowa) oraz racjonalny poziom kosztów eksploatacji. W czasie działania pobiera energię z otoczenia, np. powietrza, wody czy gruntu i przekazuje ją do domu. Zużywa przy tym energię elektryczną, ale ilość ta może być 3-5 razy mniejsza od ilości ciepła dostarczanego do pomieszczeń. Takie parametry można jednak uzyskać jedynie, gdy zostaną zapewnione optymalne warunki pracy całego systemu. Jednym z kluczowych elementów są niskie straty ciepła. Mówiąc inaczej budynek musi być dobrze zaizolowany. Duże znaczenie ma również rodzaj systemu grzewczego.
Na wysokość rocznych opłat za ogrzewanie ma także wpływ typ pompy – czy został zamontowany model powietrzny czy gruntowy. Ważna jest też wielkość budynku, jego lokalizacja oraz jaka temperatura wewnętrza będzie utrzymywana w pomieszczeniach. Dokładna analiza tych wszystkich czynników pozwali dobrze przygotować się do tego typu inwestycji. Najmniej korzystnym rozwiązaniem jest prosta wymiana starego urządzenia, np. kotła opalanego węglem czy gazem na pompę ciepła bez oceny możliwości modernizacji domu, systemu grzewczego czy też adaptacji sposobu eksploatacji instalacji.

Co ma wpływ na koszt zakupu i montażu pompy powietrznej?

Jak już wspomniano wcześniej koszty zakupu pompy ciepła zależą od wielkości budynku, standardu izolacji termicznej i rodzaju instalacji grzewczej. Im większy dom i grosza izolacja termiczna, tym wyższa wymagana moc pompy ciepła. Natomiast w przypadku
dwóch domów o tej samej wielkości i tym samym poziomie strat ciepła, nieco wyższy może być koszt pompy ciepła, która będzie zasilać grzejniki o wysokiej temperaturze pracy, np. 55-60oC niż instalację podłogową o temperaturze 30-35oC. W pierwszej opcji niezbędny może być model o nieco wyższej mocy lub innej konstrukcji.

Rodzaj instalacji

W nowym domu, wyposażonym w instalację ogrzewania podłogowego koszt dodatkowych akcesoriów wymaganych do połączenia pompy ciepła z instalacją wewnętrzną może być nieznaczny. Dotyczy to zwłaszcza modeli kompaktowych z wbudowanym zbiornikiem ciepłej wody. Takie urządzenie można zwykle połączyć bezpośrednio z instalacją podłogową oraz wodną. Należy przy tym ściśle przestrzegać wytycznych producenta. Natomiast, gdy łączymy pompę ciepła z rozbudowaną instalacją składającą się, np. z ogrzewania podłogowego i grzejników czy też większej ilości obiegów grzewczych, niezbędne jest zastosowanie szeregu akcesoriów. Są to, np. zbiornik buforowy, pompy obiegowe, zawór mieszający, naczynia wzbiorcze, itd. W nowym domu możemy zatem znacząco zredukować koszty montażu decydując się jednolitą instalację grzewczą, np. podłogową. Uwaga! Czasami porównując dwie pompy ciepła możemy nie wiedzieć, iż jedno z urządzeń wyposażone zostało w szereg elementów i dostępnych funkcji podczas, gdy drugie wymaga zastosowania co najmniej kilku elementów dodatkowych. Dotyczy to także sterowania - cześć sterowników zapewnia od razu możliwość wykorzystania automatyki pogodowej i termostatu pokojowego, a także zarządzanie pracą obiegu przygotowania ciepłej wody i pracą pompy cyrkulacyjnej. Dlatego zawsze należy porównywać kompletne oferty obejmujące zarówno cenę urządzenia, wymagany osprzęt jak i robociznę.

Zużycie c.w.u.

W zależności od dobowego zużycia wody możemy rozważać zastosowanie kompaktowej pompy ciepła z wbudowanym zbiornikiem c.w.u. lub osobnego urządzenia i zasobnika c.w.u. W pierwszym wariancie zbiornik ma najczęściej 180-220 l (zgodnie
z ofertą danego producenta). Rozwiązanie to stosuje się zwykle w domach, w których liczba mieszkańców nie przekracza 3-4 osób, a w łazienkach nie zastosowano wanny o dużej pojemności czy deszczownicy. Jeśli dom zamieszkuje więcej osób lub planowany
jest montaż komfortowego wyposażenia łazienek niezbędny będzie zasobnik o większej pojemności. Należy też uwzględnić to, że zbiorniki mogą mieć klasę energetyczną A, B lub C. Urządzenia klasy A są najdroższe, za to mają najniższe straty ciepła.

Odległość między pompą a pomieszczeniem technicznym

Niekiedy jednostka zewnętrza jest montowana w znacznej odległości od pomieszczenia technicznego, w którym znajduje się jednostka wewnętrzna. W efekcie trzeba kupić więcej rur, aby połączyć oba urządzenia. Dłuższy też będzie czas montażu, przez co więcej zapłacimy za robociznę. Niestety w trakcie eksploatacji oznacza to także większe zużycie energii elektrycznej. Dlatego najlepiej montować obie części pompy jak najbliżej siebie.

Od czego zależy efektywność powietrznej pompy ciepła?

Efektywność samego urządzenia zależy m.in. od wielkości zastosowanych wymienników ciepła, przepływu powietrza, a także algorytmu sterowania pracą sprężarki, wentylatora czy zaworu rozprężnego. Poszczególne pompy ciepła możemy wstępnie ocenić na podstawie etykiety energetycznej i tzw. karty produktu. Ten ostatni dokument jest dostępny na stronie internetowej producenta i zawiera on tzw. sezonowy współczynnik efektywności etas. Im wyższa jest jego wartość, tym wyższa jest efektywność pompy ciepła. Porównując dwa konkretne urządzenia zwróćmy uwagę na to, że współczynnik etas jest podawany dla klimatu ciepłego, umiarkowanego i chłodnego. Porównujmy zatem wartości dla tych samych warunków. W praktyce, poza częścią północno-wschodnią naszego kraju, możemy brać pod uwagę parametry dla klimatu umiarkowanego. W celu uzyskania wyższej kwoty dofinansowania z programu Czyste powietrze czy też z programu Moje Ciepło należy wybierać pompy ciepła mające klasę energetyczną co najmniej A++ dla temperatury 55ºC. Z kolei efektywność powietrznej pompy ciepła podczas działania w konkretnej instalacji zależy przede wszystkim od wymaganej temperatury pracy. Przykładowo, gdy pompa zasila instalację podłogową może osiągnąć średnioroczną efektywność na poziomie nawet znacząco powyżej 4. Natomiast, gdy współpracuje z grzejnikami wymagającymi wody o temperaturze około 55ºC, może to być około 3. Jeśli wartość tej temperatury będzie jeszcze wyższa, to nastąpi dalszy spadek efektywności i wzrost opłat za ogrzewanie. Duże znaczenie ma również sposób eksploatacji. Najkorzystniejszym rozwiązaniem jest automatyczne dostosowanie temperatury wody w instalacji grzewczej do aktualnych strat ciepła budynku. Taki efekt zapewnia regulator pogodowy, będący zwykle standardowym osprzętem poszczególnych pomp ciepła. Część osób użytkuje urządzenie ze stałą, podwyższoną temperaturą, np. 40-50ºC i reguluje temperaturę w pomieszczeniach przez wykorzystanie głowic termostatycznych przy grzejnikach lub w instalacji podłogowej. Jednak taki sposób działania oznacza znacznie wyższe zużycie energii elektrycznej.

Od czego zależy koszt zakupu i montażu pompy gruntowej?

Nakłady początkowe, podobnie jak dla pompy powietrznej, zależą przede wszystkim od wielkości budynku i standardu izolacji termicznej. W nowych, dobrze ocieplonych i stosunkowo niedużych domach (mających np. 100-150 m²), wystarczające jest zastosowanie gruntowej pompy ciepła o mocy 5-7 kW. Natomiast w budynku modernizowanym o większej powierzchni może to już być nawet model 15-20 kW. Co więcej, rośnie również koszt tzw. instalacji dolnego źródła ciepła czyli odwiertów czy kolektora płaskiego pozyskującego energię z gruntu. Przykładowo dla pompy ciepła o mocy 5-7 kW koszt takiej instalacji może wynosić,
np. 10 000-20 000 zł, a dla urządzenia o mocy 20 kW może to być już około40 000 zł lub więcej (ma to związek m.in. z warunkami geologicznymi, ceną rur, glikolu, itd.)

Rodzaj instalacji

W nowym budynku z ogrzewaniem podłogowych integracja pompy ciepła z instalacją grzewczą zwykle jest bardzo prosta. Najczęściej wystarczy zastosować dwie rury do połączenia z rozdzielaczami instalacji podłogowej. Czasem niezbędne są dodatkowe elementy jak zbiornik buforowy czy zawór nadmiarowo-upustowy. Natomiast, gdy planujemy podział instalacji, np. na
dwa obiegi obsługujące osobno parter i piętro, wówczas niezbędne będą oddzielne grupy pompowe, zbiornik buforowy oraz kolejne elementy systemu regulacji. Oznacza to oczywiście wzrost kosztów materiałów i robocizny

Zużycie c.w.u.

W ofercie pomp gruntowych dostępne są urządzenia kompaktowe z wbudowanym zbiornikiem ciepłej wody o pojemności 180-220 l oraz modele do współpracy z osobnym zasobnikiem. Koszt obu tych rozwiązań będzie różny, podobnie jak czas montażu i wydatki związane z zakupem dodatkowego osprzętu. Najczęściej rozwiązania kompaktowe – stosowane w domach, w których dobowe zużycie wody nie przekracza 200-250 l – są nieco tańsze. Z kolei, jeśli potrzebny będzie zestaw rozdzielony, należy zwrócić uwagę na to, aby zbiornik był przystosowany do współpracy z pompą ciepła. Oznacza to zastosowanie w nim większego
wymiennika ciepła – najczęściej jest to wężownica. Montaż zbyt małego zbiornika i do tego z małą powierzchnią wężownicy może wiązać się nawet z brakiem możliwości korzystania z pompy ciepła w tzw. trybie ciepłej wody.

System sterowania

Część pomp ciepła oferowana jest z rozbudowanym systemem sterowania, który zapewnia, np. możliwość zarządzania funkcją ogrzewania lub chłodzenia domu, przygotowania ciepłej wody oraz wentylacji (przy wykorzystaniu osobnej centrali wentylacyjnej). Do tego czasami już w cenie urządzenia mamy do dyspozycji możliwość skorzystania z funkcji zdalnego nadzoru nad instalacją. Porównując poszczególne pompy ciepła warto ustalić jakie funkcje będą dla nas przydatne i sprawdzić czy ich realizacja wymaga
dokupienia dodatkowego osprzętu.

Większość modeli gruntowych pomp ciepła pracuje przez cały rok bez wspomagania ze strony grzałki elektrycznej. Dodatkowo przez wiele lat nie wymagają one przeglądu – poza kontrolą filtrów czy naczyń wzbiorczych.

Od czego zależy efektywność gruntowej pompy ciepła? 

Podobnie jak w pompach powietrznych, również urządzenia czerpiące energię z gruntu, można wstępnie porównać opierając się parametrze jakim jest klasa energetyczna i sezonowy współczynnik sprawności etas. Wysoką efektywność danego modelu uzyskuje się m.in. stosując większej powierzchni wymienniki ciepła w zbiorniach c.w.u. oraz pompy obiegowe o niskim zużyciu energii. Równie istotnym aspektem są możliwości systemu sterowania oraz odpowiednia grubość i dokładność wykonania izolacji
termicznej poszczególnych elementów zestawu, a zwłaszcza zasobnika c.w.u. w kompaktowej pompie ciepła. W danej instalacji efektywność gruntowej pompy ciepła zależy również w dużej mierze od wymaganej temperatury wody. Podczas współpracy z grzejnikami wyniesie zaledwie około 3, a z ogrzewaniem podłogowym powyżej 4. Niezwykle  ważne jest też zamontowanie odpowiedniej wielkości instalacji dolnego źródła. Stanowi ona swego rodzaju sezonowy magazyn energii. Przez cały rok jest on powoli napełniany energią z otoczenia, a w szczycie sezonu grzewczego energię tę intensywnie pobieramy i przekazujemy do wnętrza domu. Montaż zbyt małego dolnego źródła spowoduje znaczny spadek jego temperatury w kolejnych latach. Przekłada się to  na potrzebę zużycia dodatkowej ilości energii na pokonywanie wyższej różnicy między temperaturą zasilania instalacji w domu, a temperaturą dolnego źródła. Ten sam problem występuje, gdy rzeczywiste straty ciepła w budynku są wyższe od obliczonych w projekcie. Może to mieć związek z niedokładnym wykonaniem izolacji termicznej, nieszczelnością samych okien lub ich złym montażem. Większe zużycie energii jest również następstwem utrzymywania w budynku za wysokiej wartości temperatury w pomieszczeniach.

Dlaczego warto mieć fotowoltaikę, gdy planujemy zakup pompy ciepła?

Aby to omówić bierzemy pod uwagę instancje fotowoltaiczne (PV) oddane do eksploatacji do 31 marca 2022 roku oraz po tym terminie, gdyż wiąże się to z różnymi systemami ich rozliczania. Instalacja solarna zamontowana do 31.03.2022. W tej opcji obowiązuje tzw. system opustów, inaczej net-metering. Oznacza to, że mając zestaw paneli o mocy do 10 kW, 80% nadwyżki energii elektrycznej oddawanej do sieci  energetycznej możemy wykorzystać w trakcie kolejnych 12 miesięcy. W większych
systemach do dyspozycji mamy 70% przekazanej do sieci energii. Co ważne tego typu instalacje nadal mogą być rozbudowywane bez utraty możliwości traktowania sieci energetycznej jako swego rodzaju sezonowego magazynu energii. Zatem, jeśli moc naszej fotowoltaiki wystarcza tylko na potrzeby oświetlenia domu oraz zasilania sprzętu AGD i RTV, wówczas decydując się na zastosowanie pompy ciepła, warto rozważyć rozbudowę takiego zestawu. Możliwe jest wręcz zbilansowanie ilości energii zużywanej przez pompę ciepła z energią jaką na bieżąco będzie ona pobierała z systemu fotowoltaicznego i z nadwyżki jaką przekażemy do sieci. Wiele osób korzysta z tego typu rozwiązania, nie ponosząc praktycznie kosztów eksploatacji pompy ciepła. Oznacza to dodatkową inwestycję, ale czas jej zwrotu będzie krótki i może wynieść około 5-7 lat (w zależności od kosztu instalacji
i tempa wzrostu cen energii).

Dopiero planujemy założenie fotowoltaiki

Obowiązują wówczas nowe zasady, określane jako tzw. net-billing (weszły w życie od 1.04. 2022 r.). Polegają one na tym, że nadwyżki energii odprowadzane do sieci są rozliczane wg średniej ceny z towarowej giełdy energii z poprzedniego miesiąca. Przychody ze sprzedaży energii są gromadzone na depozycie konsumenckim i wykorzystywane do rozliczania zakupu energii czynnej poza godzinami, w których instalacja fotowoltaiczna generuje wysoką moc. Jeśli po roku na depozycie konsumenckim występuje nadwyżka środków w stosunku do kosztu zakupu energii, wówczas środki zostaną przelane na konto właściciela instalacji. Przy czym wysokość wypłaconej nadwyżki to maksymalnie 20% zużycia energii w danym miesiącu. W związku z tym nie warto stosować instalacji o zbyt wysokiej mocy. W roku 2022 stawki odsprzedaży energii były wysokie i wynosiły od 65,6 do nawet 1,0 zł/kWh. Dlatego nawet przychód z instalacji o niewielkiej mocy pozwalał uzyskać środki na zakup dużej ilości energii. Trzeba jednak pamiętać o tym, iż w od lipca 2024 roku rozliczenie energii oddawanej do sieci będzie już realizowane na bieżąco wg
średnich godzinowych cen rynkowych. Trudno dziś ocenić jakie będą to stawki. Można się jednak spodziewać, że w godzinach południowych, w trakcie pracy znacznej liczby instalacji, duża ilość dostępnej energii sprawi, że ceny będą niższe. Mimo wszystko warto rozważyć montaż instalacji fotowoltaicznej w połączeniu z pompą ciepła. Takie rozwiązanie pozwala zwiększyć ilość energii
elektrycznej wykorzystywanej na bieżąco i zredukować jej ilość oddawanej do sieci. Będzie to miało szczególnie znaczenie od roku 2024. 

Dla dociekliwych

1. Jak najlepiej wykorzystać prąd z fotowoltaiki do zasilania pompy ciepła?

Jednym z chętniej stosowanych opcji jest zaprogramowanie sterownika pompy ciepła tak, aby podgrzewała wodę do mycia, w godzinach, kiedy panele działają najefektywniej. Poza tym można rozważyć ustawienie nieco wyższej oczekiwanej temperatury w pomieszczeniach w ciągu dnia niż w nocy. Umożliwi to – zwłaszcza w budynku o ciężkiej konstrukcji – zmagazynowanie pewnej ilości energii bez odczucia znacznych wahań temperatury. Innym wariant to zastosowanie systemu zarządzania energią, który
w godzinach występowania znacznej nadwyżki energii, wymusi pracę Dla dociekliwych pompy ciepła, na przykład na potrzeby przygotowania c.w.u. lub niewielkiego podwyższenia temperatury wody w zbiorniku buforowym. Co ważne w programie Mój Prąd jest możliwość uzyskania dofinansowania na zakup instalacji PV, zbiornika, w którym magazynujemy energię oraz systemu zarządzania energią.

2. Czy zimą fotowoltaika dostarczy taką ilość energii, jaka jest niezbędna do pracy pompy ciepła oraz ogrzania domu i wody?

Niestety nie i dotyczy to również dużych domowych instalacji fotowoltaicznych, czyli o mocy maksymalnej 10 kWp. To naturalna
konsekwencja nawet niewielkich opadów śniegu lub dużego zachmurzenia. Sytuacji nie zmieni zastosowanie zbiornika buforowego o dużej pojemności czy magazynów energii elektrycznej.

Podsumowanie

W najbliższych latach nie możemy liczyć na niskie ceny nośników energii. W związku z tym warto podjąć wszelkie działania, które pozwolą zredukować jej zużycie w naszym budynku. Zanim zastosujemy pompę ciepła w zamieszkałym już domu należy sprawdzić, czy nie wymaga on termomodernizacji. Prostą wskazówką może tu być dotychczasowe roczne zużycie paliwa. Jeśli na każde 100 m2 budynku zużywaliśmy więcej niż dwie tony węgla, wówczas można przypuszczać, że co najmniej część przegród zewnętrznych budynku wymaga termomodernizacji. Gdy dom ogrzewany jest gazem ziemnym, prostym punktem odniesienia może być zużycie w wysokości około 1000 m3gazu rocznie. Jeśli jest ono znacznie wyższe, wówczas warto szukać możliwości ocieplenia budynku.
Kolejnym krokiem powinno być zlecenie wykonania szczegółowych obliczeń strat ciepła. Dzięki temu unikniemy zastosowania urządzenia o zbyt niskiej mocy i nadmiernego zużycia energii przez grzałkę elektryczną. Z drugiej strony zlecenie obliczeń, których koszt wynosi kilkaset złotych pozwoli uniknąć zakupu znacznie droższej pompy ciepła o niepotrzebnie wyższej mocy. Dążąc do uzyskania możliwie najniższego zużycia energii elektrycznej przez pompę ciepła należy również zadbać o redukcję wymaganej temperatury zasilania instalacji grzewczej.