Z tego artykułu dowiesz się:
- Jak działa pompa ciepła
- Jakie są rodzaje pomp ciepła
- Jakie są wady i zalety pompy ciepła
- Ile kosztuje wykonanie pompy ciepła
- Skąd wzrost zainteresowania pompami ciepła
- Czy można uzyskać dofinansowanie na pompę ciepła
- Jak pompa ciepła wpływa na środowisko
Pompa ciepła to coraz chętniej wybierane źródło ogrzewania w polskich domach. Jakie są wady i zalety tego rozwiązania? Wyjaśniamy, jak działa pompa ciepła i czy można na niej zaoszczędzić.
Dylematem, przed którym stają inwestorzy budujący lub modernizujący dom, jest dobór właściwego systemu grzewczego. Przed podjęciem decyzji o docelowym źródle ciepła pod uwagę należy wziąć nie tylko koszty wykonania, ale też eksploatacji instalacji. Coraz więcej osób skłania się ku ekologicznym rozwiązaniom, które nie są tak szkodliwe dla środowiska, jak piece opalane paliwem stałym. Wybór mniej emisyjnego źródła ciepła jest często bardziej opłacalny, ponieważ wiele samorządów oferuje dofinansowanie na wykonanie nowoczesnej instalacji lub przeprowadzenie termomodernizacji. Nacisk na „zielone” rozwiązania i stosowanie w budownictwie energii odnawialnej kładą również regulacje rządowe, zgodnie z którymi budynki jednorodzinne powstające po 2021 roku muszą spełnić wyśrubowane wymagania dotyczące współczynników przenikania ciepła oraz zapotrzebowania budynku na nieodnawialną energię pierwotną. Spełnienie tych standardów może być trudne przy zastosowaniu tradycyjnych nośników energii (jak np. węgiel czy olej).
Przeczytaj: Jak oszczędzać ciepło? Te sposoby sprawią, że rachunki będą niższe
Pompa ciepła czy ogrzewanie gazowe
Inwestorzy często rozważają wykonanie ogrzewania gazowego lub instalację pompy ciepła. Oba systemy mają swoje wady i zalety; oba nie przyczyniają się do znaczącego zanieczyszczenia powietrza (podobnie zresztą jak np. miejska sieć ciepłownicza). W tym artykule skupimy się na scharakteryzowaniu pomp ciepła jako źródła ogrzewania.
Pompy ciepła to bezobsługowe urządzenia grzewcze, których działanie – w dużym uproszczeniu – opiera się o sprężarki kompresujące powietrze pobierane z zewnętrznego otoczenia budynku. W przeciwieństwie do innych źródeł ciepła, urządzenia te nie potrzebują paliwa do wytworzenia energii, zatem odpowiedź na pytanie, czy do pompy ciepła potrzebny jest gaz lub węgiel, jest negatywna.
Skąd pompa ciepła bierze ciepło?
Do ogrzewania budynku pompy ciepła w głównej mierze wykorzystują energię pobraną ze środowiska: gruntu, wody, powietrza. Przy użyciu prądu przekształcają ją w ciepło użytkowe. 75% energii cieplnej wytwarzanej przez te urządzenia pochodzi z „natury”, a pozostałe 25% z sieci elektrycznej.
Instalacja grzewcza z pompą ciepła to złożony system, w którym wyróżnić można trzy części:
- źródło dolne – grunt, powietrze lub woda;
- pompa – pobiera energię z otoczenia i zmienia ją na ciepło. Składa się z wymiennika do pozyskiwania ciepła, sprężarki, wymiennika do oddawania energii cieplnej do instalacji grzewczej oraz zaworu rozprężnego;
- źródło górne – instalacja przechowująca i dystrybuująca ciepło w budynku np. ogrzewanie podłogowe.
Pompa ciepła pobiera ciepło z otoczenia Fot. 123RF/PICSEL
Pompa ciepła — jak działa
Działanie pompy ciepła nie jest skomplikowane i opiera się na zasadach termodynamiki. W pierwszej kolejności w źródle dolnym urządzenie absorbuje energię cieplną – albo z powietrza (przy użyciu wentylatora zasysającego) albo z gruntu, dzięki zastosowaniu roztworu glikolu lub solanki krążącej wewnątrz systemu. Za ich pomocą energia cieplna transportowana jest do pompy, gdzie w parowniku (wymienniku ciepła) przekazywana jest do gazowego czynnika chłodniczego, który w następstwie tego procesu odparowuje. Powstała w ten sposób para jest pobierana i kompresowana przez sprężarkę. Zwiększa się jej ciśnienie i co za tym idzie, temperatura. W kolejnym kroku gaz jest skraplany i oddaje ciepło dalej. Pobiera je woda krążąca w instalacji grzewczej źródła górnego. Stamtąd energia cieplna trafia do dystrybucji – do ogrzewania podłogowego, grzejników lub zbiornika wody użytkowej.
Działanie pompy ciepła w zasadzie można porównać do pracy lodówki. Urządzenie to usuwa i przekazuje ciepło na zewnątrz (dlatego w tylnej części często jest ciepłe w dotyku), z kolei pompa zabiera ciepło z otoczenia i przekazuje je do wnętrza budynku.
Schemat działania pompy ciepła Fot. 123RF/PICSEL
Pompa ciepła – rodzaje
Urządzenia grzewcze podzielić można ze względu na źródło pobieranej energii. Wyróżnia się:
- Powietrzne pompy ciepła – energię pobierają z powietrza. Są stosunkowo proste i tanie do założenia, ale niestety niesamowystarczalne — ich sprawność spada w zimie (przy niskich temperaturach powietrza). Często wymagają wsparcia dodatkowym źródłem ogrzewania. Dzieli się je na pompy powietrzno-powietrzne (przypominają klimatyzację wewnętrzną, z tym że zamiast chłodzić – grzeją) oraz pompy powietrze-woda (ciepło trafia do zbiorników wody użytkowej i systemu ogrzewania płaszczyznowego).
- Gruntowe pompy ciepła – ciepło czerpią z ziemi. Zaletą tego rozwiązania jest stała, dodatnia temperatura gruntu, utrzymująca się cały rok. Tego typu instalacja jest najbardziej efektywna i niestety – droga w wykonaniu. W zależności od wybranego wariantu wymaga utworzenia głębokich odwiertów (tzw. sonda pionowa) lub posiadania dużej działki – dla kolektora poziomego należy przeznaczyć nawet kilkaset metrów nieutwardzonego, nieobsadzonego drzewami lub krzewami terenu.
- Wodne pompy ciepła – ciepło pobierają z gruntowych wód płynących. Są wydajne i mogą być samowystarczalnymi źródłami energii grzewczej.
- Na rynku dostępne są również pompy ciepła hybrydowe, w których urządzenia wykorzystujące energię odnawialną łączone są z tradycyjnymi instalacjami (np. z kotłem kondensacyjnym).
Wizualizacja projektu gruntowej pompy ciepła Fot. 123RF/PICSEL
Pompa ciepła – korzyści
Ogrzewanie budynku jednorodzinnego pompą ciepła ma szereg wymiernych zalet. Pierwszą z nich są oszczędności, związane z eksploatacją systemu grzewczego — odpadają koszty związane z zakupem paliw. Szacuje się, że inwestycja w ten typ ogrzewania zwraca się po upływie ok. 5-10 lat.
Pod względem komfortu używania instalacje z pompą ciepła biją pozostałe źródła ogrzewania na głowę. Poprawnie wykonane są właściwie bezobsługowe – nie potrzebują dostarczania paliwa czy ładowania opału. Producenci tego typu rozwiązań utrzymują, że bez wymiany najdroższych komponentów sprzęt będzie działał przez 25-30 lat, przy wykonywaniu niezbędnych przeglądów. Są też bezpieczniejsze w użytkowaniu, niż systemy gazowe czy węglowe i można stosować je nie tylko do celów grzewczych (ogrzewanie budynku, wody użytkowej, wody w basenie), ale też chłodniczych.
Kolejną istotną korzyścią jest przyjazność środowisku. Energia cieplna wykorzystywana przez urządzenia jest odnawialna. Ich działanie nie powoduje (bezpośrednio) emisji szkodliwych gazów do powietrza.
Pompa ciepła – minusy
Jak każde inne rozwiązanie pompy ciepła mają również wady. Największą z nich są wysokie koszty zakupu i instalacji. Działanie systemu uzależnione jest od energii elektrycznej, co oznacza, że w przypadku awarii i braku prądu pompa przestanie działać. Jeśli budynek nie jest wyposażony w panele fotowoltaiczne, należy liczyć się ze zwiększonymi rachunkami za energię elektryczną. W zależności od wybranego rodzaju wykonanie ogrzewania może być skomplikowane lub wymaga posiadania sporej połaci terenu. Niektóre modele urządzeń mogą emitować hałas (szczególnie pompy powietrzne). Nie jest on zwykle bardzo wyczuwalny czy utrudniający codzienne funkcjonowanie.
Przeczytaj: Ceny prądu w 2022 ostro w górę. Ile wzrosną rachunki i jak oszczędzać energię?
Koszt instalacji — pompy ciepła
Pompy ciepła nie należą do najtańszych urządzeń. Ciężko jednak wskazać jednoznaczne koszty, jakie poniosą inwestorzy, którzy zdecydowali się na to rozwiązanie. O wysokości opłaty za wykonanie instalacji decyduje wiele czynników, m.in.: wybrany rodzaj sprzętu (najtańsze są modele powietrzne), a także warunki geologiczne, sposób montażu, lokalizacja budynku względem stref klimatycznych oraz sposób dystrybucji ciepła. Dla domu jednorodzinnego przeciętnej wielkości (120-150 mkw) szacunkowe koszty mogą wynieść:
- 25-35 tys. w przypadku pomp powietrznych
- 40-60 tys. w przypadku pomp gruntowych.
Ile kosztuje ogrzewanie pompą ciepła?
Na koszt eksploatacji systemu grzewczego wpływ mają energia elektryczna potrzebna do działania urządzeń oraz źródła energii. Ich wydajność różni się w zależności od określonych warunków np. geologicznych, atmosferycznych itp. Najmniej korzystnie pod tym względem wypada powietrzny wariant pompy ciepła, której koszt działania może wynosić nawet 3 tys. zł w skali roku. Praca pompy gruntowej jest tańsza i szacunkowo płaci się za nią ok. 2 tys. zł. Opłaty ulegają drastycznemu zmniejszeniu w przypadku zainstalowania paneli fotowoltaicznych — mogą wynieść nawet 200-300 zł rocznie.
Ogrzewanie gazowe – ile kosztuje
Dla porównania za instalację kotła gazowego (zakup urządzenia wraz z montażem) trzeba zapłacić ok. 10 tys. złotych. Ogrzewanie gazem podobnej wielkości domu w skali roku kosztuje ok. 2,5 tys. zł (dla nowych energooszczędnych budynków) do 3,5 tys. zł (w przypadku starszego budownictwa).
Przeczytaj: Jak obniżyć rachunki za gaz?
Pompa ciepła – dofinansowanie
W ramach antysmogowego programu „Czyste Powietrze” właściciele domów jednorodzinnych, którzy zdecydowali się na wymianę starej instalacji grzewczej na pompę ciepła typu powietrze-woda albo gruntową pompę ciepła do celów ogrzewania lub ogrzewania i c.w.u. mogą uzyskać do 25 tys. złotych wsparcia. Kwota dofinansowania wzrasta do 35 tys. złotych, jeśli zostanie wykonana dodatkowo mikroinstalacja fotowoltaiczna.
Na przełomie drugiego i trzeciego kwartału 2022 roku uruchomiany ma zostać rządowy program „Moje ciepło”, w ramach którego możliwe jest uzyskanie dofinansowanie zakupu i montażu pompy ciepła w nowo budowanych domach jednorodzinnych. W ramach wsparcia uzyskać można dotację na 30-45% kosztów inwestycji, czyli ok. 7-21 tys. złotych.
Na instalację pompy ciepła można uzyskać dofinansowanie z rządowych projektów „Czyste powietrze” i „Moje ciepło” Fot. 123RF/PICSEL
Pompa ciepła a gaz - wpływ na środowisko
Do poprawnego działania pompa ciepła potrzebuje energii elektrycznej, przez co można zarzucić jej, że nie jest w pełni przyjazna środowisku. Polskie elektrownie produkują prąd w wyniku spalania węgla, co powoduje ogromne emisje CO2 i pyłów zawieszonych do atmosfery, co z kolei przyśpiesza katastrofalne w skutkach globalne ocieplenie. Pośrednie emisje powodowane używaniem pompy ciepła (dla urządzeń gruntowych emisja wynosi ok 203 g/ kWh ciepła; dla pomp powietrza 246 g/kWh) można neutralizować, wykonując przy domu instalację fotowoltaiczną. W porównaniu z innymi źródłami ogrzewania, także z gazem, pompy ciepła nadal wypadają korzystnie, ponieważ rekompensują zużycie prądu brakiem eksploatacji nieodnawialnych źródeł energii, takich jak węgiel, gaz czy olej, co jest sposobem na walkę z tzw. niską emisją.
Przeczytaj: Oto pożeracze prądu. Sprawdź, jak możesz na nich oszczędzić
Wątpliwości wzbudzają też gazowe czynniki chłodnicze wykorzystywane przez pompy ciepła. W poprzednich technologiach stosowano m.in. freony odpowiedzialne za niszczenie warstwy ozonowej. Obecnie zamieniono je na propan i dwutlenek węgla, które mogą wpływać na ocieplane klimatu. Należy jednak pamiętać, że niosą one takie ryzyko w przypadku wycieku z instalacji, do których dochodzi bardzo rzadko, przeważnie w wyniku niewłaściwej eksploatacji lub błędnego wykonania systemu.
Chociaż ogrzewanie gazowe uchodzi za ekologiczne rozwiązanie, należy pamiętać, że w jego przypadku również nie można mówić o zeroemisyjności. Kotły gazowe emitują ok. 260 kg CO2 na kWh ciepła – trzy razy mniej niż kotły węglowe, ale więcej niż pompy ciepła.
Pompy ciepła zyskują popularność jako źródło ogrzewania Fot. 123RF/PICSEL
Boom na pompy ciepła
Rynek pomp ciepła w Polsce rozwija się coraz bardziej dynamicznie. Już w ubiegłym roku notowano rekordowy wzrost zainteresowania tego typu urządzeniami. Wg raportu PORT PC* w 2021 roku sprzedaż pomp ciepła wzrosła o 66%, a pomp do ogrzewania budynku o ponad 80%. Nic nie wskazuje na to, że w 2022 roku sytuacja miałaby się zmienić.
Popyt na pompy ciepła jest napędzany przez wiele czynników – wśród nich najważniejszym jest wzrost cen gazu i węgla powodowany przez kryzys na światowych rynkach źródeł energetycznych oraz wojnę w Ukrainie. Montaż instalacji opartej na wymianie ciepła w zestawieniu z tradycyjnymi formami ogrzewania staje się bardziej opłacalny i pozwala realnie zaoszczędzić. Widmo sankcji i ograniczeń importu gazu z Rosji do Polski i Unii Europejskiej skłania część właścicieli domów do wymiany pieca gazowego na pewniejsze rozwiązania.
Do tego dochodzą unijne i krajowe programy zachęcające do rezygnacji ze źródeł kopalnych oraz wymuszające na inwestorach budowanie energooszczędnych domów. Od 2018 roku z powodzeniem działa program „Czyste powietrze”, w ramach którego właściciele domów mogą uzyskać dofinansowanie na wymianę nieekologicznych źródeł ciepła.
Na przełomie II i III kwartału ma ruszyć również program dopłat do zakupu i instalacji pomp ciepła w nowych domach – „Moje ciepło”. W ramach dofinansowania beneficjent może otrzymać od 7 do 21 tys. złotych bezzwrotnej dotacji.
Impulsy zewnętrzne pobudzają popyt na pompy ciepła. Analitycy przewidują, że rozwój tej technologii w Polsce będzie przebiegał podobnie do fotowoltaiki, która w ostatnich latach również cieszyła się sporą popularnością ze względu na korzystny program dofinansowania i ulg dla prosumentów.
Wzrost instalacji pomp ciepła może cieszyć, ale entuzjazm studzi sytuacja producentów i dostawców tych rozwiązań. Money.pl zwraca uwagę, że już teraz pojawia się problem z dostępnością urządzeń. Zainteresowanie jest na tyle duże, że producenci nie nadążają za popytem. Część z nich nie jest w stanie zwiększyć produkcji. Niektórzy inwestorzy na montaż wybranego modelu czekają nawet 2-3 miesiące*.
Zobacz również:
Ile prądu zużywa lodówka, telewizor, komputer, pralka, zmywarka i inne sprzęty domowe?
Pompa ciepła: Jakie ma korzyści i jakie ma wady?
Szkocja. Transformacja energetyczna na INTERIA.TV.
Źródła:
https://portpc.pl/port-pc-wzrost-o-80-sprzedazy-pomp-ciepla-do-ogrzewania-budynkow-w-2021-r/
https://www.money.pl/gospodarka/zaczyna-sie-boom-na-pompy-ciepla-polacy-chca-obnizyc-rachunki-6758216155044448a.html