Pompa ciepła typu powietrze-woda – samodzielne źródło ciepła i chłodu czy w hybrydowym połączeniu z istniejącym kotłem?

Obecnie coraz więcej uwagi poświęcamy wyborowi odpowiedniego i wydajnego źródła ciepła w domu. Stale rosnące koszty zakupu tradycyjnych paliw oraz coraz szybsze tempo życia sprawiają, że poszukujemy urządzeń, które nie tylko tanio ogrzeją lub schłodzą budynek, ale również pozwolą do minimum zredukować czas poświęcany na ich obsługę. Oczywistym atrybutem nowych źródeł ciepła jest również cena i czas zwrotu inwestycji w porównaniu do tanich w zakupie tradycyjnych kotłów stałopalnych.

W celu praktycznego zobrazowania opłacalności inwestycji w nowe źródła ciepła, przeanalizujemy różne konfiguracje zastosowania pomp ciepła, w zależności od fazy, na jakiej dana inwestycja się znajduje w momencie podejmowania decyzji: czy jest to etap projektu lub stanu surowego, czy też eksploatacji (gdy budynek jest już zamieszkany).

Etap projektowy – pompy ciepła powietrze-woda

Jeśli decyzja o wyborze sposobu ogrzewania zapada, gdy inwestycja znajduje się jeszcze w fazie projektu, biorąc pod uwagę coraz niższe zapotrzebowanie na ciepło nowoczesnych budynków w przeliczeniu na 1 m² oraz coraz bardziej atrakcyjne koszty inwestycyjne, najlepszym rozwiązaniem zdaje się być zastosowanie pompy ciepła typu powietrze-woda. W przeciwieństwie do pomp gruntowych, pompy powietrze-woda nie wymagają znacznej ingerencji w strukturę działki.

W przypadku domów jednorodzinnych o powierzchni użytkowej poniżej 150 m², przy czteroosobowej rodzinie, w większości sytuacji wystarczająca będzie pompa ciepła o mocy 8 kW. Zapewni ona domownikom zarówno komfort termiczny, jak i ciepłą wodę użytkową. Warto zauważyć, że koszt inwestycyjny pompy powietrze-woda może być nawet dwa razy niższy niż pompy gruntowej! Dodajmy, że jeśli chodzi o eksploatację, to koszty przy pompie powietrze-woda mogą być (ale nie muszą) jedynie nieznacznie wyższe (różnica najczęściej mieści się w przedziale 200–500 zł rocznie).

Jeżeli budynek charakteryzuje się większym niż przeciętne zapotrzebowaniem na moc grzewczą, na przykład z uwagi na jego specyficzne wykorzystanie, aby zapewnić większą ilość ciepłej wody użytkowej, wystarczy zastosować oferowane w tej samej klasie produktowej modele o mocy 10, 12 lub 14 kW, które bez problemu sprostają większym potrzebom.

Praktycznie każda oferowana pompa ciepła ma modulowaną moc grzewczą oraz wyposażona jest w dodatkowe, szczytowe źródło ciepła, np. w postaci grzałki elektrycznej o mocy 6 kW.

Pamiętajmy, że zastosowanie pompy ciepła daje użytkownikom przede wszystkim ogromny komfort, ponieważ nie trzeba pamiętać ani o zakupie paliwa, ani o obowiązkowym czyszczeniu palnika, ani też o składowania opału. Oszczędności, rzędu nawet kilkudziesięciu tysięcy złotych, są już na etapie budowy domu. Powietrzna pompa ciepła, wraz ze zbiornikiem na ciepłą wodę użytkową, zajmuje bowiem niecały 1 m² powierzchni budynku i coraz częściej ma estetyczny design – nie ma więc potrzeby budowania dużej kotłowni. „Zaoszczędzoną” powierzchnię można po prostu wykorzystać na cele mieszkalne, lub rezygnując z jej wznoszenia i planując nieco mniejszy dom, obniżyć koszty jego wzniesienia. Jeżeli przyjmiemy średnią cenę za 1 m² domu wolno stojącego na poziomie 3500 zł, uwolnienie przeznaczonej na kotłownię powierzchni przykładowo 10 m², daje oszczędności inwestycyjne nawet do 35 000 zł.

W budynku wyposażonym w pompę ciepła nie jest też potrzebny drogi komin dymowy, którego wykonanie wraz z wykończeniem potrafi kosztować w okolicach 7000–8000 zł. Unikamy również wydatków związanych z poprowadzeniem przyłącza gazu lub stawianiem domowego zbiornika na gaz, olej czy skład opału stałego.

Inwestycja w powietrzną pompę ciepła pozwala również zmniejszyć koszty utrzymania komfortu cieplnego. W III strefie klimatycznej, przy wykorzystaniu ogrzewania podłogowego, koszt ogrzewania budynku oraz ciepłej wody użytkowej może wynieść jedynie 2500–3000 zł rocznie.

Budynek istniejący – kotłownie hybrydowe

Wyżej opisany przykład dotyczy modelowego zastosowania pompy ciepła w nowoczesnym, nowo wnoszonym budynku. Co jednak zrobić, gdy chcielibyśmy poprawić komfort życia oraz zmniejszyć rachunki za ogrzewanie w domu już istniejącym, w którym nie przewidziano wykorzystania pompy ciepła na etapie projektowym?

Podstawowe pytanie brzmi: jakie jest realne zapotrzebowanie na moc grzewczą w danym budynku i czy można je zredukować? W niektórych przypadkach, zanim rozpoczniemy wymianę systemu centralnego ogrzewania, należy wykonać termomodernizację budynku (wymiana stolarki okiennej, docieplenie ścian, stropów itp.). Tego typu działanie nie tylko zmniejszy zapotrzebowanie budynku na ciepło, ale wprost przełoży się na mniejsze rachunki za ogrzewanie, ale również pozwoli na realne dostosowanie potrzebnej mocy urządzeń grzewczych. Przy modernizacji ogrzewania będzie można np. zakupić pompę ciepła o mniejszej mocy niż miał dotychczas używany piec. Oznacza to mniejsze koszty inwestycyjne z jednej, a eksploatacyjne z drugiej strony.

Są jednak inwestycje, przy których całkowita zmiana źródła ogrzewania na pompy ciepła jest nieopłacalna z uwagi na wysokie koszty inwestycyjne wynikające na przykład z trudności w dostosowaniu budynku. Można wtedy rozważyć wykonanie kotłowni hybrydowej: instalacja pompy ciepła powietrze-woda, w połączeniu z już istniejącym źródłem ciepła. Tego typu rozwiązanie pozwoli zmniejszyć koszty eksploatacyjne i przyniesie korzyści ekologiczne.

Dla tego wariantu, analizowany przez nas dom wybudowany został 30 lat temu, o powierzchni 300 m² i wyposażony w kocioł olejowy, który niejednokrotnie może mieć zapotrzebowanie na moc grzewczą przy temperaturze obliczeniowej -20°C przekraczające 20 kW. W chłodniejszym okresie zimowym zużycie oleju może wynieść nawet 4500 l/rok. Pompa ciepła o mocy 14 kW powinna w 100% zaspokoić zapotrzebowanie na energię budynku do około 0°C temperatury zewnętrznej. Przy zastosowaniu kotłowni hybrydowej, poniżej tej temperatury, jako wspomaganie ogrzewania uruchomiony zostaje np. kocioł olejowy.

Należy jednak mieć na uwadze, iż najnowsze pomiary temperatury w Polsce wskazują, że w skali roku temperatura zewnętrzna spada poniżej 0°C przez zaledwie około 1500 godzin rocznie, czyli 17% (Warszawa). Przez przytłaczającą większość roku jedynym źródłem ogrzewania budynku oraz ciepłej wody użytkowej będzie więc znacznie tańsza w eksploatacji i ekologiczna pompa ciepła.

Połączenie kotła czy to olejowego, czy gazowego, czy na ekogroszek z pompą ciepła, może w znacznym stopniu obniżyć roczne rachunki za ogrzewanie, a w przypadku kotłów stałopalnych również po prostu zwiększyć komfort użytkowania.

Pamiętajmy, że istnieje szereg czynników wpływających na inwestycję i koszty eksploatacji pomp ciepła. Pod uwagę należy brać nie tylko zapotrzebowanie na moc grzewczą, ale również temperaturę zasilania instalacji grzewczej. Im będzie ona niższa, tym tańsza w eksploatacji staje się pompa ciepła. Dodatkowy wpływ na opłacalność inwestycji może też mieć faktyczna ilość zużywanej ciepłej wody użytkowej oraz na przykład kwestia podłączenia całego systemu do istniejącego kominka z płaszczem wodnym albo do kolektorów słonecznych. Prawidłowe połączenie takiej instalacji oraz ewentualna modernizacja systemu ogrzewania budynku jest kluczowa, aby cały układ pracował wydajnie i był tani w eksploatacji.

Czytaj także: połączenie pompy ciepła i fotowoltaiki.

Pompa ciepła typu powietrze-woda – samodzielnie czy w połączeniu z kotłem?

Zastosowanie użytkowej pompy ciepła typu powietrze-woda do ogrzewania budynków oraz ciepłej wody jest dobrym rozwiązaniem zarówno, gdy inwestycja jest dopiero w fazie projektowej, jak i gdy budynki już istnieją. W obydwu przypadkach znacząco zmniejsza to koszty eksploatacji, a przy nowych projektach może być opłacalne w kontekście inwestycyjnym. Układy hybrydowe mogą być proponowane jako korzystne rozwiązanie modernizacji ogrzewania zarówno pod względem ekonomii, ekologii, jak i komfortu użytkownika.