Jakie są koszty eksploatacji pompy ciepła?

Jakie są koszty eksploatacji pompy ciepła?

Metody określania zużycia energii elektrycznej przez pompę ciepła

Ocena prawidłowości zużycia energii elektrycznej przez pompę ciepła

Jak można obniżyć koszty eksploatacji pompy ciepła?

Wydanie 1/2016

20.04.2016

www.eko-blog.pl www.vaillant.pl

http://www.eko-blog.pl/



http://www.vaillant.pl/

2

Efektywność pompy ciepła

Pompy ciepła należą do urządzeń grzewczych o najwyższej efektywności pracy,

zapewniając przez to najniższe koszty eksploatacyjne spośród źródeł ciepła stosowanych

powszechnie do ogrzewania budynków i podgrzewania ciepłej wody użytkowej.

Dzięki wykorzystaniu energii odnawialnej, pompa ciepła korzysta jedynie z niewielkiej

stosunkowo ilości energii elektrycznej dla zasilania sprężarki. Przykładowo współczynnik

efektywności COP równy 5,1 (Vaillant flexoTHERM VWF 87/4, w punkcie B0/W35 wg EN 14511)

oznacza, że na każdy 1 kW zużywanej chwilowo energii elektrycznej, pompa ciepła typu

solanka/woda wytwarza 5,1 kW ciepła.

3

Zużycie energii elektrycznej przez pompę

ciepła – możliwości określania

Koszty eksploatacyjne pompy ciepła wynikają wprost z zużycia energii elektrycznej.

W wielu przypadkach w budynku zastosowany jest jeden licznik energii elektrycznej, co nie

pozwala na dokładne określenie zużycia energii elektrycznej wynikające z pracy pompy

ciepła, a także wyposażenia systemu grzewczego i podgrzewania ciepłej wody użytkowej.

Regulatory pomp ciepła powinny standardowo dostarczają wielu informacji związanych

m.in. z chwilowym zużyciem energii elektrycznej, ilością wytworzonego ciepła, czasem

pracy sprężarki, pomp obiegowych, itd. Nadal jednak w określaniu dokładnego zużycia

energii przez pompę ciepła niezastąpionym pozostaje odrębny licznik energii elektrycznej.

4

Bilans zużycia energii elektrycznej przez

pompę ciepła w zależności od typu

Zdecydowanie największy udział w zużyciu

energii elektrycznej przez pompę ciepła

stanowi praca sprężarki (w tym śladowy

udział sterowania). Udział w bilansie

wentylatora lub pompy obiegu dolnego

źródła ciepła jest bardzo podobny. Wyraźną

różnicę widać w przypadku pomp ciepła typu

woda/woda, gdzie na pompę obiegu wody

(studnie) przypada wyższe zużycie energii.

Sprężarka

i sterowanie

~93,6%

Sprężarka

i sterowanie

~94,5%

Sprężarka

i sterowanie

~81,0%

Pompa ciepła powietrze/woda

Wentylator

~6,4%

Pompa obiegowa dolnego

źródła ciepła (sondy pionowe)

~5,5%

Pompa obiegowa dolnego

źródła ciepła (studnie)

~19,0%

Pompa ciepła solanka/woda

Pompa ciepła woda/woda

Źródło: WP Monitor, ISE Fraunhofer (wp-monitor.ise.fraunhofer.de)

5

Przykłady rzeczywistych kosztów

eksploatacyjnych pomp ciepła

Przykłady rzeczywistych kosztów

eksploatacyjnych pomp ciepła

6

Przykłady kosztów eksploatacyjnych

pomp ciepła – nr 1

Powierzchnia ogrzewana: 220 m2

Liczba mieszkańców: 5

Maksymalne zapotrzebowanie ciepła: 7,9 kW

Moc znamionowa pompy ciepła: 8,2 kW

Pojemność podgrzewacza wody: 300 dm3

System ogrzewania: podłogowe 35/30oC

Typ pompy ciepła: solanka/woda

Tryb pracy pompy ciepła: monowalentny

Dolne źródło ciepła: sonda 1 100 metrów Budynek oddany do użytku

w 1998 roku, ogrzewanie oraz

podgrzew wody użytkowej

wyłącznie pompą ciepła typu

solanka/woda.

Budynek o przeciętnym

standardzie izolacji cieplnej

(wskaźnik ok. 80 kWh/m2rok)

Źródło: „Planungsleitfaden Wärmepumpen”. Wärmepumpen-Marktplatz NRW, 08.2005

Zużycie energii elektrycznej: 4.387 kWh/rok

Koszty (taryfa G11):

2.544 PLN/rok

11,56 zł/rokm2

Ogrzewanie budynku + Ciepła Woda Użytkowa

7







System ogrzewania: podłogowe


Tryb pracy pompy ciepła: monoenergetyczy

Dolne źródło ciepła: sondy 3 47 metrów

Źródło: „Planungsleitfaden Wärmepumpen”. Wärmepumpen-Marktplatz NRW, 08.2005



4.134 PLN/rok

Budynek oddany do użytku

w 1999 roku. Jest ogrzewany tylko

przez pompę ciepła solanka/woda

z sondami gruntowymi

Ciepła woda użytkowa ogrzewana

jest miejscowo w punktach poboru

przez podgrzewacze przepływowe

16,54 zł/rokm2

Ogrzewanie budynku

8






Typ pompy ciepła: powietrze/woda

ze zbiornikiem buforowym wody grzewczej

i podgrzewaczem wody użytkowej

Tryb pracy pompy ciepła: monoenergetyczny

Dolne źródło ciepła: powietrze atmosferyczne



2.650 PLN/rok

Budynek 3-rodzinny z 2013 roku

zbudowany w standardzie

pasywnym.

Wentylacja z odzyskiem ciepła

dla każdego oddzielnego

mieszkania.

7,24 zł/rokm2


Źródło: passivhausprojekte.de

9

Budynek nowy w standardzie

niskoenergetycznym, wraz

z wentylacją z odzyskiem ciepła

Dla podgrzewania ciepłej wody

użytkowej 2 płaskie kolektory

słoneczne

Dodatkowo funkcja chłodzenia

naturalnego w okresie letnim








Kolektory słoneczne: 4,6 m2

System ogrzewania: podłogowe 35/30oC



Dolne źródło ciepła: 3 75 metrów



1.888 PLN/rok

8,58 zł/rokm2


10

Budynek nowy w standardzie

pasywnym, wraz z wentylacją

z odzyskiem ciepła

Dodatkowo okazyjnie korzystanie

z kominka (z zamkniętą komorą

spalania)

Dodatkowo funkcja chłodzenia

naturalnego w okresie letnim








System ogrzewania: podłogowe/ścienne



Dolne źródło ciepła: sondy pionowe



1.490 PLN/rok

6,21 zł/rokm2


Źródło: passivhausprojekte.de

11


pomp ciepła – podsumowanie

7,24 zł/rokm2

8,58 zł/rokm2

16,54 zł/rokm2

11,56 zł/rokm2

Dom pasywny

Rok budowy 2013

Pompa ciepła

powietrze/woda

9,6 kW

Dom

niskoenergetyczny

Rok budowy 2011

Pompa ciepła

solanka/woda

10,2 kW

Dom standardowy

Rok budowy 1998

Pompa ciepła

solanka/woda

8,2 kW

Dom standardowy

Rok budowy 1999

Pompa ciepła

solanka/woda

11,8 kW

6,21 zł/rokm2

Dom pasywny

Rok budowy 2006

Pompa ciepła

solanka/woda

6,1 kW

Koszty eksploatacji pompy ciepła bezsprzecznie należą do najniższych w porównaniu do

konwencjonalnych źródeł ciepła (w szczególności kotły grzewcze). Są one zależne od

standardu energetycznego budynku, rodzaju systemu grzewczego, typu pompy ciepła,

ale także w znacznej mierze od zapotrzebowania ciepłej wody użytkowej,

której udział jest tym wyższy im bardziej energooszczędny

jest budynek. Należy pamiętać, że w trybie grzania

wody użytkowej, pompa ciepła obniża

efektywność pracy.

12

Możliwości obniżenia kosztów

eksploatacyjnych pompy ciepła

Możliwości obniżenia

kosztów eksploatacyjnych

pompy ciepła – 5 opcji

13


eksploatacyjnych pompy ciepła – 1

Rozwiązanie 1 – stosowanie niskotemperaturowych systemów grzewczych

OGRZEWANIE PODŁOGOWE

Niskie parametry robocze sprzyjają

uzyskiwaniu wysokiej efektywności np.

dla pompy ciepła powietrze/woda,

średnioroczna wartość SCOP = 4,28,

co powinno obniżyć koszty ogrzewania

budynku o co najmniej 1520%

INSTALACJA GRZEJNIKOWA

Podwyższone temperatury wody

grzewczej obniżają efektywność SCOP

o ok. 1520% (dla parametrów 55/45 oC,

w porównaniu do 35/28 oC). Wyższe

temperatury zasilania (niż 55 oC),

wymagają wspomagania pracy pompy

ciepła przez dodatkowe źródło ciepła.

Vaillant

flexoTHERM

VWF 87/4

+ 1VWL 11/4SA

SCOP = 4,28

(35/28 oC)

Vaillant

flexoTHERM

VWF 87/4

+ 1VWL 11/4SA

SCOP = 3,36

(55/45 oC)

(SCOP dla klimatu

umiarkowanego

wg EN14825)

14



Rozwiązanie 2 – wykorzystanie energii słonecznej

KOLEKTORY SŁONECZNE

Wytwarzane przez instalację solarną ciepło najczęściej zasila

obieg wtórny pompy ciepła (ogrzewanie budynku, ciepła woda

użytkowa) lub rzadziej dolne źródło ciepła (np. sondy pionowe).

Skrócenie czasu pracy pompy ciepła obniża zużycie energii

elektrycznej i jednocześnie zmniejsza obciążenie samej sprężarki

oraz dolnego źródła ciepła (korzystne warunki dla regeneracji

cieplnej gruntu).

FOTOWOLTAIKA (PV)

Wytwarzana na miejscu energia elektryczna zasila pompę ciepła,

obniżając ilość pobieranej energii z sieci. Samo zużycie energii

przez pompę ciepła nie zmniejsza się, tak samo jak czas pracy

sprężarki. Pod tym względem zastosowanie kolektorów

słonecznych przynosi dodatkową korzyść – skrócenie czasu pracy

pompy ciepła. Nowoczesne pompy ciepła posiadają specjalną

funkcję PV READY do współpracy z instalacją PV.

http://eko-blog.pl/2014/08/pompa-ciepla-z-kolektorami-slonecznymi/

http://eko-blog.pl/2014/08/pompa-ciepla-z-kolektorami-slonecznymi/

http://eko-blog.pl/2016/02/pompa-ciepla/

http://eko-blog.pl/2016/02/pompa-ciepla/

15

Rozwiązanie 3 – zastosowanie zaawansowanych regulatorów



Zaawansowane regulatory mogą wpływać na wzrost efektywności pracy źródła ciepła.

Przykładowo pompy ciepła z typoszeregu Vaillant flexoTHERM exclusive w wersji

solanka/woda oraz woda/woda posiada klasę efektywności energetycznej A++,

a w połączeniu z zaawansowanym

regulatorem pogodowym multiMATIC

VRC 700, klasę A+++.

Zastosowanie dodatkowego

regulatora do współpracy z pompą

ciepła regulatora, pozwala uzyskać

tzw. premię w określaniu sezonowej

efektywności energetycznej

ogrzewania pomieszczeń. Może ona

wynieść od 1 do 5%, w zależności

od klasy regulatora określonej

zgodnie z rozporządzenia Komisji

UE nr 811/2013.

Klasa energetyczna

A++ pompy ciepła

solanka/woda Vaillant

flexoTHERM exclusive

VWF 87/4 (w trybie

ogrzewania budynku)

Klasa energetyczna

A+++ dla pompy ciepła

w zestawie z regulatorem

multiMATIC VRC 700

http://eko-blog.pl/2015/11/wplyw-regulatora-temperatury-na-efektywnosc-systemu-grzewczego/

16

Rozwiązanie 4 – stosowanie chłodzenia pasywnego, zamiast aktywnego



CHŁODZENIE AKTYWNE

Wysoka moc chłodnicza,

ale wymaga pracy sprężarki

w pompie ciepła o tzw. funkcji

rewersyjnej (odwrócenie

pracy obiegu chłodniczego).

Efektywność COP w trybie

chłodzenia na poziomie

przeciętnie 2,53,0

CHŁODZENIE PASYWNE

Niższa moc chłodnicza, bez

pracy sprężarki, jedynie pompa

obiegu dolnego źródła ciepła,

wykorzystanie naturalnego

chłodu gruntu lub wody.

Efektywność COP w trybie

chłodzenia na poziomie

przeciętnie 1525

Chłodzenie budynku w sposób aktywny (przy pracy sprężarki) wymaga stosunkowo

wysokich nakładów energetycznych i stanowi znaczący udział w rocznych kosztach

eksploatacji pompy ciepła. Znacznie niższe zużycie energii elektrycznej będzie uzyskiwane

przy zastosowaniu chłodzenia pasywnego (naturalnego). Koszty jego eksploatacji mogą

w praktyce wynosić ok. 50 zł/rok podczas gdy przy chłodzeniu aktywnym nawet 1000 zł/rok.

http://eko-blog.pl/2013/05/chlodzenie-pasywne-pompa-ciepla/

17



Rozwiązanie 5 – stosowanie taryf specjalnych

W budynkach niskoenergetycznych, gdzie

pompa ciepła stanowi samodzielne źródło

ciepła dla celów ogrzewania budynku oraz

podgrzewania wody użytkowej, około 50%

zużycia energii elektrycznej wynika z pracy

pompy ciepła i wentylacji mechanicznej.

Jednocześnie około 6570% dobowego

zużycia energii elektrycznej przypada na

okres „w szczycie”, a 3035% na „poza

szczytem” (13.00-15.00 i 22.00-06.00).

Aby koszty zakupu energii elektrycznej były

niższe przy zastosowaniu taryfy 2-strefowej

(np. G12w), konieczne jest zwiększenie

udziału energii zużywanej „poza szczytem” do

minimum 40%. Przy strukturze zużycia energii elektrycznej

50%/50% („szczyt”/”poza szczytem”), roczne

koszty energii w taryfie 2-strefowej mogą być

niższe o około 10% w porównaniu do

kosztów określonych wg taryfy 1-strefowej

http://eko-blog.pl/2016/01/koszty-ogrzewania-domu-pompa-ciepla-2012-2015/

http://eko-blog.pl/2015/05/jaka-taryfa-energetyczna-dla-pompy-ciepla/



18

Podsumowanie

67 zł na m2 rok

np. dla 180 m2:

10801260 zł/rok

810 zł na m2 rok

np. dla 180 m2:

14401800 zł/rok

1216 zł na m2 rok

np. dla 180 m2:

21602880 zł/rok

Jednostkowe koszty eksploatacyjne pompy ciepła dla celów ogrzewania budynku oraz

podgrzewania ciepłej wody użytkowej (45 osób) powinny kształtować się w zależności

od standardu energetycznego budynku od około 6 do 16 zł brutto rocznie na każdy 1 m2

powierzchni ogrzewanej budynku. Zastosowanie pompy ciepła jest korzystne finansowo

zarówno w budynkach nowych, jak i modernizowanych, gdzie możliwe jest także

zastosowanie tzw. hybrydowego systemu grzewczego (np. z kotłem grzewczym).

Budynki pasywne Budynki niskoenergetyczne Budynki standardowe (’90)

http://eko-blog.pl/2015/07/kociol-na-gaz-plynny-w-ukladzie-hybrydowym-z-pompa-ciepla/

Chłodzenie

Ogrzewanie

Energia odnawialna

Kotły gazowe

Kotły olejowe

Pompy ciepła

Kolektory słoneczne

Systemy wentylacji

www.eko-blog.pl www.vaillant.pl




http://www.vaillant.pl/

Jakie są koszty eksploatacji pompy ciepła?

Education