Co to jest pompa ciepła i ile prądu zużywa?

Pompa ciepła pobiera energię cieplną ze środowiska – tzw. dolnym źródłem może być ziemia, woda lub powietrze – by następnie, przy pomocy wymiennika ciepła, przekształcić ją w energię grzewczą, która zostanie rozprowadzona po całym domowym systemie ogrzewania. Oprócz tego pompę możemy wykorzystać także do przygotowania ciepłej wody użytkowej, pod warunkiem, że odpowiednio dopasujemy moc urządzenia do tej dodatkowej funkcji.

Mimo że pompa pobiera energię z odnawialnego źródła, to jednak do jej działania potrzebny jest też prąd. Zapotrzebowanie na energię elektryczną nie jest duże i jest wykorzystywane przede wszystkim przez sprężarkę. O tym, jaki będzie pobór prądu, informuje nas moc elektryczna danej pompy, zatem przy zakupie urządzenia warto zwrócić uwagę na ten parametr: jego niska wartość oznacza, że pompa nie będzie zużywała dużych ilości energii elektrycznej. Poza tym ważny jest punkt biwalentny, oznaczający wysokość temperatury panującej na zewnątrz, poniżej której pompa będzie potrzebowała wspomagania w postaci grzałki elektrycznej. Zazwyczaj jest to ok. -10°C.

Inwestycja w fotowoltaikę, czyli prąd przyszłości

Fotowoltaika to doskonały sposób na przynajmniej częściowe uniezależnienie się od dostaw prądu z sieci energetycznej. Panele fotowoltaiczne, zamontowane zazwyczaj na dachu, absorbują energię z promieniowania słonecznego, by następnie przekazać ją do urządzenia zwanego falownikiem, w którym prąd stały przetwarzany jest na prąd zmienny, rozprowadzany następnie po naszej domowej instalacji elektrycznej. Podobnie jak pompa ciepła, fotowoltaika jest zaliczana do odnawialnych źródeł energii.

Przy odpowiednio dobranej mocy paneli fotowoltaika może pokryć całkowite zapotrzebowanie gospodarstwa domowego na energię elektryczną. Wprawdzie prąd nie jest produkowany nieustannie, lecz jedynie w czasie kiedy promienie słońca padają na panele, jednak to wystarczy, by wytworzyć odpowiednią ilość energii. Nadwyżki, których nie zużywamy na bieżąco, przekazywane są do sieci energetycznej. Z kolei w okresach, kiedy panele nie produkują prądu lub produkują go zbyt mało, odbieramy przesłaną wcześniej energię z sieci (a konkretnie: 80% przesłanej energii, czyli za 1kWh otrzymujemy później 0,8 kWh). Taki system nazywamy on-grid. Drugą opcją, na razie jednak dość rzadko wykorzystywaną ze względu na spore koszty inwestycyjne, jest system off-grid, polegający na samodzielnym magazynowaniu nadwyżek energii – wówczas nie jesteśmy podłączeni do sieci.

Fotowoltaika to inwestycja, która wymaga sporych nakładów finansowych na początku: jeżeli zależy nam na wysokiej jakości paneli i falownika, a zapotrzebowanie energetyczne naszego domu jest niemałe, wówczas instalacja będzie kosztować kilkadziesiąt tysięcy złotych. Mimo to takie rozwiązanie jest bardzo opłacalne, ponieważ koszty zwrócą się już po kilku latach, a comiesięczne rachunki za prąd mogą spaść nawet do zera lub do „groszowych” kwot. Poza tym warto spróbować uzyskać dofinansowanie oraz odliczyć wydatki na instalację fotowoltaiczną od podatku w ramach ulgi termomodernizacyjnej.

Pompa ciepła zintegrowana z fotowoltaiką – zalety

Jeżeli zależy nam na tym, by dom był możliwie jak najbardziej energooszczędny, połączenie fotowoltaiki i pompy ciepła jest doskonałym pomysłem. Dzięki temu obniżymy wskaźnik EP (ilość nieodnawialnej energii pierwotnej, niezbędnej m.in. do zapewnienia ogrzewania, oświetlenia i c.w.u.), a więc dom będzie bardziej przyjazny środowisku, a równocześnie łatwiej spełni wymogi określone w przepisach budowlanych – obecnie maksymalny dopuszczalny wskaźnik EP w domu jednorodzinnym wynosi 70 kWh/m² w skali roku. Poza tym prąd zużywany przez pompę ciepła będzie wytwarzany przez panele fotowoltaiczne, a więc sama eksploatacja pompy stanie się praktycznie bezkosztowa.

Rozważając integrację pompy ciepła i fotowoltaiki, warto zwrócić uwagę na kilka kluczowych korzyści, jakie wynikają z takiego połączenia:

• szybszy zwrot inwestycji – mimo że na początku poniesiemy spore koszty, to jednak znaczne obniżenie wydatków na ogrzewanie, ciepłą wodę i prąd przyspieszy zwrot;
• uniezależnienie od zmiennych (rosnących) cen prądu i paliwa do tradycyjnych kotłów;
• niższy koszt użytkowania budynku;
• lepszy komfort cieplny (pod warunkiem, że dom posiada solidną izolację termiczną);
• możliwość wykorzystania pompy do chłodzenia domu latem – również bez dodatkowych kosztów;
• brak konieczności wygospodarowania przestrzeni na kotłownię i magazynowania paliwa do kotła;
• brak konieczności budowy kominów;
• bezobsługowość systemu ogrzewania;
• realny wpływ na poprawę jakości powietrza w danej okolicy – rozwiązanie przyjazne środowisku;
• wyższa wartość nieruchomości.

Aby osiągnąć pożądany rezultat, przy doborze liczby paneli fotowoltaicznych należy uwzględnić dodatkową moc potrzebną do działania pompy. Również dobór mocy samej pompy ma ogromne znaczenie – powinna ona być jak najlepiej dostosowana do indywidualnych potrzeb danego budynku.

Wady integracji fotowoltaiki z pompą ciepła

Czy połączenie pompy ciepła z fotowoltaiką ma w ogóle jakieś wady? System wydaje się doskonały, zarówno pod względem ekonomicznym, jak i ekologicznym. Jednak trzeba pamiętać, że w takie mechanizmy musimy najpierw niemało zainwestować – i to stanowi główną przeszkodę dla wielu osób, zwłaszcza na etapie budowy domu, kiedy i tak mamy już spore wydatki. Z drugiej strony, jeżeli zdecydujemy się na ogrzewanie pompą ciepła już w momencie projektowania domu, zaoszczędzimy na budowie kominów czy kotłowni.

Jeżeli zdecydujemy się na fotowoltaikę dopiero po wybudowaniu domu, problematyczne niekiedy może okazać się także usytuowanie budynku względem stron świat, kierunek spadku dachu i jego kąt nachylenia (w przypadku dachu dwuspadowego). Najlepsze parametry uzyskamy w sytuacji, gdy panele będą znajdowały się od strony południowej, zaś kąt nachylenia nie będzie większy niż 40°. To również przemawia za planowaniem tego typu rozwiązań już na etapie wyboru projektu domu.

Jak zaplanować system energetyczno-grzewczy?

Planując budowę domu wyposażonego w pompę ciepła zintegrowaną z instalacją fotowoltaiczną, warto szczególnie zadbać o kilka aspektów. Duże znaczenie dla efektywności pompy i naszego komfortu cieplnego ma rodzaj ogrzewania. W tym przypadku najlepiej sprawdzi się ogrzewanie płaszczyznowe, np. podłogowe lub ścienne. Jest ono niskotemperaturowe, a więc znakomicie będzie współpracowało z każdym rodzajem pompy. Z drugiej strony, ten rodzaj ogrzewania zagwarantuje nam komfortowe użytkowanie przede wszystkim w takich pomieszczeniach, jak łazienka, kuchnia, salon czy gabinet – w miejscach, w których najczęściej przebywamy w ciągu dnia.

Warto także dobrze się zastanowić nad wyborem rodzaju pompy i dopasowaniem jej mocy do naszego zapotrzebowania – to będzie miało wpływ również na dobór mocy instalacji fotowoltaicznej. W przypadku mocy, zarówno instalacji, jak i pompy, najlepiej zdać się na fachowców w tej dziedzinie i zamówić profesjonalny audyt energetyczny. Jeśli zaś chodzi o rodzaj pompy – główną rolę w jej wyborze będą z pewnością odgrywały nasze finanse, ale i parametry działki budowlanej. Najbardziej wydajna jest pompa gruntowa, która potrzebuje też najmniej prądu. Jest ona również najdroższa, ponieważ jej zamontowanie wymaga wykonania specjalistycznych odwiertów w gruncie. Jeżeli dysponujemy bardzo dużą działką, możemy wybrać pompę gruntową z kolektorem poziomym – wówczas odwierty nie są potrzebne, gdyż rury układa się poziomo, poniżej poziomu przemarzania gruntu. Taka opcja wymaga jednak odpowiedniej przestrzeni.

Szukając tańszych i mniej skomplikowanych rozwiązań, można zdecydować się na pompę powietrzną, której instalacja jest znacznie prostsza i nie wymaga żadnej ingerencji w teren działki. Minusem jest tu niższa efektywność i większe prawdopodobieństwo generowania hałasu, ale ten problem możemy zniwelować, wybierając nowoczesną pompę powietrzną, która będzie działać w miarę cicho i z satysfakcjonującą sprawnością.

Kiedy planujemy budowę domu niskoemisyjnego z fotowoltaiką i pompą ciepła, warto również zainstalować w nim system wentylacji mechanicznej z odzyskiem ciepła. W ten sposób zapewnimy sobie jeszcze niższe koszty użytkowania budynku i jeszcze większy komfort termiczny o każdej porze roku.