Źródło ciepła, z którego może czerpać system grzewczy pompy ciepła, będzie miało wpływ na ponoszone koszty energii elektrycznej. Zgodnie z ogólną zasadą: powietrzna pompa ciepła ma większy pobór prądu niż pompa ciepła typu solanka/woda lub woda/woda. Dzieje się tak dlatego, że grunt i woda oddają ciepło stosunkowo równomiernie w ciągu roku. Temperatury otaczającego powietrza ulegają większym wahaniom. Do pokrycia zapotrzebowania na ciepło potrzeba więcej energii, zwłaszcza w miesiącach zimowych. Z drugiej strony, powietrzne pompy ciepła mogą być zainstalowane prawie wszędzie, nie wymagają urzędowego zatwierdzenia i są tańsze w zakupie i instalacji. Dzieje się tak dlatego, że do odzysku ciepła nie są wymagane ani wiercenia, ani kopanie.
Pompa ciepła i zużycie prądu: czynniki wpływające, obliczenia i wskazówki
Poproś o bezpłatną konsultacjęDziałanie pompy ciepła opiera się na procesie cyklu chłodniczego, w którym ciepło z pobieranego środowiska jest podnoszone do wymaganego poziomu temperatury. Wymaga to zastosowania sprężarek spiralnych lub tłokowych. Pracują one wydajnie i są ledwo słyszalne, ale zazwyczaj zużywają energię elektryczną. Pobór mocy grzewczej przez pompę ciepła, czynniki, od których on zależy oraz sposób obliczania zużycia energii wyjaśniono w kolejnych rozdziałach.
Na zużycie prądu przez pompę ciepła wpływają różne czynniki
W zależności od źródła ciepła pompa ciepła potrzebuje około 20 do 25 procent energii elektrycznej jako energii napędowej do wytworzenia ciepła z powietrza, ziemi lub wody. Oznacza to, że do wytworzenia dziesięciu kilowatogodzin ciepła użytkowego potrzebne są około dwie kilowatogodziny (kWh) prądu. Roczne zużycie energii przez pompę ciepła zależy od różnych czynników wpływających. Do najważniejszych z nich należą:
- Typ pompy ciepła.
- Sezonowy współczynnik wydajności
- Zapotrzebowanie na ciepło
Sezonowy współczynnik wydajności (SPF) jest potrzebny do przybliżonego obliczenia zużycia energii przez pompę ciepła. Określa on wytwarzaną energię cieplną w stosunku do zużytej energii elektrycznej. Na przykład przy współczynniku wydajności sezonowej równym cztery, pompa ciepła wytwarza cztery kWh energii cieplnej z jednej kWh energii elektrycznej. W związku z tym, im wyższy SPF, tym pompa ciepła jest bardziej wydajna i energooszczędna.
Uwaga: obliczony współczynnik wydajności sezonowej jest wielkością teoretyczną. Obliczenie opiera się na standardowych wartościach, takich jak temperatura pomieszczenia, zużycie ciepłej wody użytkowej, strefy klimatyczne i nawyki wentylacyjne. W praktyce współczynnik SPF może odbiegać od teoretycznie ustalonej wartości.
Oprócz sezonowego współczynnika wydajności, dla pomp ciepła może być również określony współczynnik wydajności (COP). Ten również przedstawia stosunek energii dostarczonej do energii rozproszonej. COP jest jednak ważny tylko w określonym momencie, na przykład dla temperatury powietrza 15 stopni Celsjusza i temperatury zasilania 35 stopni Celsjusza. Oznacza to, że jest to jedynie wartość chwilowa.
Obok sezonowego współczynnika efektywności i źródła ciepła, decydujący wpływ na pobór mocy przez pompę ciepła ma indywidualne zapotrzebowanie na ciepło. Poziom zapotrzebowania na ciepło zależy od indywidualnych zachowań użytkowników oraz stanu energetycznego budynku. Na przykład starsze budynki, które nie przeszły modernizacji, mają wyższe zapotrzebowanie na ciepło niż dobrze zaizolowane nowe budynki. Nie mniej ważne jest to, czy pompa ciepła służy tylko do ogrzewania pomieszczeń, czy również do podgrzewania ciepłej wody użytkowej. Dlatego też nie jest możliwe sformułowanie ogólnego stwierdzenia.
Obliczanie zużycia energii przez pompę ciepła
Do przybliżonego określenia zużycia energii przez pompę ciepła potrzebne są trzy zmienne: moc grzewcza, sezonowy współczynnik wydajności oraz godziny pracy lub ogrzewania. Obliczenia wykonuje się za pomocą następującego wzoru:
Pobór mocy pompy ciepła = moc grzewcza/SPF x godziny pracy.
Przykładowe obliczenie: Jeśli pompa ciepła solanka/woda o mocy 10 kilowatów i współczynniku SPF wynoszącym 4,0 pracuje przez 2000 godzin rocznie, to zużywa 5000 kilowatogodzin (10 / 4,0 x 2000 = 5000 kWh).
Jeśli właściciele systemu chcieliby obliczyć roczne koszty energii elektrycznej, mogą pomnożyć sumę przez cenę kilowata:
Koszt energii elektrycznej pompy ciepła = zużycie prądu x koszt za kWh
Prąd z pompy ciepła może obniżyć koszty
Chociaż specjalne taryfy nie zmniejszają zużycia mocy grzewczej przez pompę ciepła, to i tak można zaoszczędzić na kosztach. Dzieje się tak, ponieważ w przypadku energii elektrycznej z pompy ciepła dostawcy mają prawo do czasowego przerwania dostaw energii elektrycznej w okresach szczytowego obciążenia. Umożliwia to lepsze zarządzanie obciążeniem. W zamian za to taryfy dla pomp ciepła są tańsze. Aby skorzystać z tych taryf, należy jednak zainstalować oddzielny licznik energii elektrycznej, aby można było rozliczać osobno prąd z gospodarstwa domowego i prąd z pompy ciepła.
Energia elektryczna z pompy ciepła nie różni się charakterologicznie i jakościowo od tradycyjnej energii elektrycznej. Dla właścicieli instalacji ważne są tylko dwa czynniki - koszt i pochodzenie. Wielu dostawców oferuje obecnie energię elektryczną z pomp ciepła. Niektórzy z nich mają w swojej ofercie również taryfy na prąd ekologiczny. Zawsze warto porównać taryfy przed zawarciem umowy. Kiedy właściciele systemów znajdą najlepszą dla siebie taryfę dla pomp ciepła, mogą zmienić taryfę w normalny sposób, biorąc pod uwagę standardowe okresy wypowiedzenia. Proces ten można przeprowadzić dokładnie w taki sam sposób, jak w przypadku tradycyjnej energii elektrycznej.
Co oznaczają czasy blokad dla pomp ciepła?
Jeśli zakłady energetyczne (EVU) odłączą instalację od sieci, określa się to jako czas blokady lub wyłączenie zasilania dla pompy ciepła. Elektrycznie zasilana instalacja grzewcza z pompą ciepła nie może w tym czasie pracować. Zasobniki buforowe mogą jednak zapewnić dostawę energii grzewczej i CWU. Operatorzy systemów powinni uwzględnić to w swoim planowaniu. Ponieważ pompa ciepła musi w tym czasie nie tylko ogrzewać, ale również ładować zasobnik, wymagana jest większa moc. Ten dodatek można obliczyć za pomocą współczynnika czasu blokowania.
Współczynnik czasu blokady = 24 godziny / (24 godziny - suma czasów blokady w ciągu dnia)
Przykładowe obliczenie: Jeśli zakład energetyczny trzykrotnie przerywa zasilanie dla ogrzewania pompą ciepła na dwie godziny za każdym razem, moc musi być o jedną trzecią wyższa: 24 / (24 - 6) = 1,3.
Liczba i czas trwania przerw są regulowane ustawowo. Dopuszczalne są maksymalnie trzy czasy blokady po dwie godziny dziennie.
Istnieją sposoby, aby wpłynąć na zużycie energii przez pompę ciepła
Duża część energii potrzebnej w gospodarstwie domowym jest zużywana do ogrzewania pomieszczeń i ciepłej wody użytkowej. Wymieniając przestarzały kocioł centralnego ogrzewania na pompę ciepła lub system hybrydowy, właściciele domów mogą zmniejszyć zapotrzebowanie na energię nawet o 30 procent. Jeśli oprócz modernizacji systemu grzewczego podejmą dalsze działania, takie jak równoważenie hydrauliczne lub wymiana termostatów, mogą osiągnąć jeszcze większy sukces. Aby jednak zminimalizować zużycie energii, grzejniki powinny być również dopasowane do systemu grzewczego. Efektywne zużycie pompy ciepła najlepiej jest osiągnąć poprzez połączenie z systemem ogrzewania panelowego.
Czy mogę eksploatować pompę ciepła tylko z ogrzewaniem podłogowym?
System ogrzewania podłogowego jest systemem ogrzewania powierzchniowego, który przekazuje ciepło do pomieszczenia poprzez promieniowanie. W ten sposób energia cieplna jest rozprowadzana równomiernie na dużych powierzchniach i uwalnia swoje działanie dopiero po uderzeniu w ciała stałe, takie jak ściany czy ludzie. Dzięki dużej powierzchni ogrzewanie podłogowe radzi sobie z temperaturami zasilania wynoszącymi około 35 stopni Celsjusza.
Dla porównania, kaloryfer wymaga temperatury do 70 stopni Celsjusza. Ponieważ efektywność systemu grzewczego z pompą ciepła wzrasta tym bardziej, im mniejsza jest różnica między źródłem ciepła a temperaturą zasilania systemu grzewczego, współpraca z ogrzewaniem podłogowym jest nie tylko możliwa, ale i zalecana. W tym połączeniu pompa ciepła osiąga bowiem maksymalną możliwą efektywność. Pompy ciepła pracujące w trybie dualnym lub hybrydowe pompy ciepła zalecane są do instalacji grzejnikowych o wyższych temperaturach oraz do starszych budynków. Więcej na ten temat można dowiedzieć się w rozdziałach poświęconych pompom ciepła oraz pompom ciepła w nowym i starszym budownictwie.
Samodzielne pokrycie zapotrzebowania na energię elektryczną pompy ciepła
Zużycie energii elektrycznej przez pompę ciepła można również tanio pokryć za pomocą energii słonecznej z własnego dachu. Systemy fotowoltaiczne wytwarzają prąd z ogólnie dostępnej energii słonecznej. Urządzenia magazynujące zapewniają dostępność tej energii również wtedy, gdy nie świeci słońce. Zużycie energii wytworzonej we własnym zakresie zapewnia większą niezależność od zakładów energetycznych. Aby to wykorzystać, ważna jest jednak odpowiednia konstrukcja. Więcej informacji na ten temat można znaleźć w rozdziale Fotowoltaika. Przykład tego, jak dobrze pompa ciepła, fotowoltaika i zasobnik uzupełniają się wzajemnie i zwiększają efektywność całego systemu, pokazuje poniższy film: