Powietrze źródłem ciepła Oszczędność kosztów eksploatacyjnych z wykorzystaniem powietrznych pomp ciepła
Ocena użytkowników: / 41
SłabyŚwietny 
Data dodania: 21.01.2015

Koszty ogrzewania stanowią podstawowe kryterium wyboru źródła ciepła wykorzystywanego w instalacjach centralnego ogrzewania i ciepłej wody użytkowej. Obserwowany na przestrzeni ostatnich lat wzrost cen nośników energii oraz zmiana otoczenia ekonomicznego w krajach UE (promowanie przez rządy ekologicznych i energooszczędnych rozwiązań) sprawiają, że zarówno inwestorzy komercyjni, jak i indywidualni, z coraz większym zainteresowaniem spoglądają w stronę odnawialnych źródeł energii.

Ze wszystkich systemów wpisujących się w zakres OZE, szczególnie dynamiczny wzrost liczby urządzeń instalowanych w Polsce zaobserwować można wśród pomp ciepła, wykorzystujących powietrze jako dolne źródło ciepła. W roku 2011 pompy ciepła powietrze/woda stanowiły tylko nieco ponad 20% wszystkich pomp ciepła instalowanych rocznie w naszym kraju. Od tego czasu ich udział nieprzerwanie rośnie i przewiduje się, że do 2016 r. osiągnie wartość blisko 40%. Dla porównania, w sąsiadujących Czechach powietrzne pompy ciepła stanowią już ok. 60% wszystkich tego typu urządzeń instalowanych w skali roku. 

 

Wśród podstawowych powodów wzrostu zainteresowania pompami powietrznymi wymienić można:

  • ƒƒznacznie niższy koszt zakupu i instalacji pompy ciepła powietrze/woda w odniesieniu do pomp ciepła gruntowych,
  • ƒƒcoraz szerszy zakres pracy pomp ciepła powietrze/woda dostępnych na rynku oraz poprawa współczynników określających ich efektywność energetyczną,
  • ƒƒmożliwość przeprowadzenia stosunkowo prostej modernizacji i zmniejszenia kosztów eksploatacji konwencjonalnej instalacji grzewczej (wykorzystującej kocioł) poprzez stworzenie biwalentnego systemu, w którym pompa ciepła pracuje na potrzeby c.o. i c.w.u. w korzystnym dla siebie zakresie temperatur zewnętrznych, a źródło mniej korzystne pod względem ekonomicznym pracuje wyłącznie jako szczytowe, czyli w krótkich okresach występowania niskich temperatur,
  • ƒmożliwości modernizacji i zmniejszenia kosztów eksploatacji instalacji grzewczej poprzez stworzenie źródła z pompą ciepła na potrzeby c.w.u.

 

 

2014 12 48 1

Rys. 1. Przykład wykorzystania powietrznej pompy ciepła wraz z grzejnikami i ogrzewaniem podłogowym: 1 – pompa ciepła powietrze / woda, 2 – zaizolowane przewody, 3 – termostat w pomieszczeniu z grzejnikami, 4 – zbiornik, 5 – termostat w pomieszczeniu z ogrzewaniem podłogowym

 

 

Analiza zastosowania

 

Pomimo szeregu wymienionych wyżej korzyści związanych z instalacją pomp ciepła powietrze/woda, przy wyborze tego typu rozwiązania nie powinno zapominać się także o pewnych ograniczeniach.

 

Pierwsze z nich dotyczy minimalnej temperatury zewnętrznej, przy jakiej pracować może powietrzna pompa ciepła. Jakkolwiek zakres pracy obecnie dostępnych na rynku urządzeń pozwala na prace w bardzo niskich temperaturach, są one jednak ciągle wyższe od skrajnych temperatur minusowych występujących w Polsce. Drugim ograniczeniem jest spadek mocy grzewczej oraz efektywności urządzenia (współczynnik COP) wraz ze spadkiem temperatury zewnętrznej.

 

 

2014 12 49 1

2014 12 49 2

2014 12 49 3

Rys. 2. Wysokotemperaturowa pompa ciepła Systemair Aqu@Scop HT V2/Split o mocy grzewczej 6÷10 kW. Dwie sprężarki scroll w dwustopniowym obiegu pozwalające na osiągnięcie wysokiej temperatury wody grzewczej (do +65°C) także przy niskich temperaturach otoczenia (do -20°C), wysokie współczynniki COP w całym zakresie pracy

 

 

Spadek mocy grzewczej i współczynnika COP wraz ze spadkiem temperatury zewnętrznej skutkuje tym, że najbardziej efektywnym energetycznie i ekonomicznie opłacalnym rozwiązaniem jest połączenie pompy ciepła powietrze/woda z konwencjonalną instalacją grzewczą (w przytoczony wcześniej system biwalentny). Podstawowa idea tego rozwiązania bazuje na słusznym założeniu, że udział skrajnie niskich temperatur zewnętrznych w całym sezonie grzewczym jest na tyle niewielki, że wykorzystywanie w tym czasie mniej efektywnych ekonomicznie źródeł konwencjonalnych nie wpływa w znaczący sposób na oszczędności osiągnięte w skali całego sezonu.

 

Takie podejście do zagadnienia powoduje, że analiza kosztów inwestycyjnych i oszczędności energetycznych, związanych z wykorzystaniem pomp ciepła powietrze/woda, wypada szczególnie korzystnie dla inwestorów zainteresowanych modernizacją konwencjonalnej instalacji grzewczej.

 

Czy warto zainstalować w nowym budynku?

 

Pompy ciepła powietrze/woda powinny być jednak rozważone także przez inwestorów planujących wykonanie instalacji grzewczej wykorzystującej OZE w nowo oddawanych budynkach. Nie ulega bowiem wątpliwości, że kompletny koszt wykonania instalacji systemu biwalentnego pozostaje wciąż dużo niższy niż koszt wykonania instalacji pracującej w oparciu o gruntowe pompy ciepła.

 

Dodatkowym czynnikiem, który powinien być w tym przypadku brany pod uwagę, jest możliwość zastosowania niskotemperaturowej instalacji grzewczej wewnątrz budynku, jak na przykład ogrzewanie podłogowe. Wykonanie ogrzewania niskotemperaturowego zamiast konwencjonalnej instalacji, przynosi znaczące oszczędności w zużyciu energii ze względu na dwa sumujące się i w pewnym stopniu związane ze sobą aspekty:

  • ƒwzrost współczynnika COP pompy ciepła wraz ze spadkiem temperatury wody grzewczej na zasilaniu,
  • ƒƒmożliwość uzyskania identycznego komfortu cieplnego przy nieznacznie obniżonej temperaturze wewnątrz pomieszczenia.

 

 

2014 12 49 4

Rys. 3. Nowa seria pomp ciepła Systemair o mocy grzewczej 6÷24 kW (wprowadzenie produktu w 2015 roku). Sprężarka inverter scroll, wysokie współczynniki COP sięgające 5,0 (A7W35), praca w trybie grzania do minimalnej temperatury otoczenia -20°C, praca w trybie chłodzenia do maksymalnej temperatury otoczenia +43°C

 

 

O ile wydaje się mniej prawdopodobne by inwestor, posiadający już konwencjonalną instalację grzewczą wewnątrz budynku, decydował się na jej zmianę, o tyle w przypadku inwestora, który podejmuje decyzje na etapie budowy domu jest ona naturalnym rozwiązaniem, pozwalającym osiągnąć dodatkowe oszczędności energetyczne.

 

Decyzja o jego wyborze powinna być jednak każdorazowo poprzedzona dogłębną analizą, której celem będzie oszacowanie oszczędności jakie powietrzna pompa ciepła przyniesie konkretnemu inwestorowi. Jej wynik powinien dawać precyzyjną informację dotyczącą czasu zwrotu inwestycji w pompę ciepła powietrze/woda, w odniesieniu do wszystkich alternatywnych rozwiązań. Analiza taka powinna uwzględniać w szczególności:

  • ƒƒprofil temperaturowy miejsca, w którym będzie instalowana pompa ciepła, pozwalający oszacować liczbę godzin występowania różnych temperatur w ciągu roku,
  • ƒƒmoce grzewcze i współczynniki COP rozważanej pompy ciepła odniesione do rozwiązań konkurencji w tym samym punkcie pracy i przy tej samej metodologii określania,
  • ƒƒinne dane techniczne rozważanej pompy ciepła w odniesieniu do rozwiązań konkurencji, jak na przykład sprężarka inwerterowa zapewniająca płynną regulację mocy i wysoką efektywność przy obciążeniu częściowym,
  • ƒƒzmiana mocy grzewczej i współczynnika COP ciepła przy różnych temperaturach zewnętrznych i różnych temperaturach wody grzewczej,
  • ƒwszystkie możliwe rozwiązania alternatywne wobec pompy ciepła powietrze/woda, a także koszty ich implementacji (na przykład występowanie gazu ziemnego na danym terenie, koszt wykonania przyłącza gazowego) oraz ich koszty eksploatacyjne w przyszłości (m.in. aktualne i prognozowane ceny nośników energii),
  • ƒƒistniejące źródło ciepła w przypadku modernizowanych instalacji,
  • ƒƒistniejąca lub planowana instalacja grzewcza wewnątrz budynku,
  • ƒƒmożliwości ograniczenia kosztów inwestycyjnych lub uzyskania korzystnego finansowania związanego z zakupem pompy ciepła poprzez dotacje lub preferencyjne kredyty,
  • ƒƒkomfort związany z wykorzystaniem niektórych pomp ciepła nie tylko w celach grzewczych, ale także jako urządzenia klimatyzacyjne w sezonie letnim (odwrócenie obiegu czynnika chłodniczego).

 

Podsumowanie

 

Wyniki nakreślonej powyżej analizy będą zawsze różne dla konkretnych przypadków. Odpowiedź na pytanie, czy pompa ciepła powietrze/woda jest najlepszym rozwiązaniem dla konkretnego inwestora, nie powinna być udzielana w sposób pomijający indywidualny charakter każdej inwestycji. Jakkolwiek zmiany na rynku zarówno europejskim, jak i polskim, dotyczące popularności pomp ciepła powietrze/woda, wydają się najlepszym dowodem zasadności i ekonomicznej racjonalności stosowania tego rozwiązania w większości przypadków.

 

 

Michał GLINIEWSKI
Product Manager,
Dział Klimatyzacja,
Systemair

 

 

2014 12 49 5

Systemair S.A.
Al. Krakowska 169
05-552 Wólka Kosowska
tel.: +48 22 703 50 00
fax: +48 22 703 50 99
Adres poczty elektronicznej jest chroniony przed robotami spamującymi. W przeglądarce musi być włączona obsługa JavaScript, żeby go zobaczyć.
www.systemair.pl 

 

Artykuł z miesięcznika Chłodnictwo&Klimatyzacja nr 12-2014

 

POLECAMY WYDANIA SPECJALNE

  • Pompy ciepła 2023-2024

  • Pompy ciepła 2021-2022

  • Pompy ciepła 2022-2023

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2021

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2022

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2023

  • Pompy ciepła 2020-2021

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2020

  • Pompy ciepła 2019-2020

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2019

Katalog firm chłodnictwo, klimatyzacja, wentylacja

CHŁODNICTWO: Agregaty (chillery) chłodzone powietrzem, Agregaty (chillery) chłodzone wodą, Agregaty absorpcyjne, Agregaty skraplające, Aparatura kontrolno-pomiarowa, Chłodnice, Chłodnictwo w transporcie, Chłodziwa i nośniki ciepła, Czynniki chłodnicze, Dry-coolery, Drzwi chłodnicze (okucia, akcesoria), Elementy rozprężające, Filtry - osuszacze czynnika chłodniczego, Komory chłodnicze i zamrażalnicze, Kontenery chłodnicze, Maszyny do produkcji lodu (płatkarki, kostkarki), Materiały termoizolacyjne, Meble chłodnicze i zamrażalnicze, Monobloki chłodnicze, Odolejacze, separtory, Oleje sprężarkowe, Płyty warstwowe, Pompy cyrkulacyjne, Silniki, Siłowniki, Sprężarki chłodnicze, Tunele mroźnicze (kriogeniczne), Układy i aparatura regulacyjna, zabezpieczająca i nadzorująca, Urządzenia rozmrażające, Wieże chłodnicze, Wyłączniki i przekaźniki czasowe, Wymienniki ciepła (parowacze, skraplacze), Wymienniki płytowe, Zasobniki chłodu, Zawory, Zespoły spręzarkowe, Pozostałe akcesoria, Projektowanie, badania, doradztwo techniczne, certyfikacja.

KLIMATYZACJA i WENTYLACJA: Aparatura kontrolno-pomiarowa, Aparaty grzewczo-wentylacyjne, Centrale klimatyzacyjne monoblokowe, Centrale klimatyzacyjne rooftop, Centrale klimatyzacyjne sekcyjne, Chłodnice/nagrzewnice kanałowe, Czerpnie i wyrzutnie, Filtry powietrza, Kanały wentylacyjne, Klapy ppoż. (oddymiające, odcinające), Klimakonwektory, Klimatyzacja samochodowa, Klimatyzatory kompaktowe (przenośne, okienne), Klimatyzatory split, Klimatytory multi splity, Kolektory słoneczne, Kratki, nawiewniki, dysze, Kurtyny powietrzne, Materiały termoizolacyjne, Nasady kominowe, wywietrzniki, Nawilżacze (parowe, zraszające, ultradźwiękowe, komory zraszania), Oczyszczacze powietrza, Odciągi miejscowe, Okapy kuchenne, Osuszacze powietrza, Pompy ciepła, Pompy cyrkulacyjne, Przepustnice, Rekuperatory i regeneratory do odzysku ciepła, Siłowniki, Stropy, belki chłodząco-grzejące, Systemy Super Multi, Szafy klimatyzacji precyzyjnej, Tłumiki hałasu, Układy i aparatura regulacyjna, zabezpieczająca i nadzorująca, Wentylatory dachowe, Wentylatory oddymiające, przeciwwybuchowe, chemoodporne, Wentylatory osiowe, Wentylatory promieniowe, Wentylatory strumieniowe (oddymiające), Wymienniki gruntowe, Pozostałe akcesoria, Projektowanie, badania, doradztwo techniczne, certyfikacja.

MATERIAŁY, NARZĘDZIA, PRZYRZĄDY, AKCESORIA: Izolacje akustyczne, termiczne, Materiały i przyrządy lutownicze i spawalnicze, Materiały uszczelniające, Narzędzia, Rury, kształtki, akcesoria, Urzadzenia i środki czyszczące, Urządzenia do inspekcji i czyszczenia systemów wentylacyjno-klimatyzacyjnych, Urządzenia do usuwania i napełniania instalacji chłodniczych; recyklingu czynników chłodniczych, Wibroizolacje, Zamocowania i tłumiki drgań.

INNE: Zrzeszenia i organizacje, Oprogramowanie komputerowe, Portale internetowe, Targi, wystawy, szkolenia.