- pompa ciepła
- zbiornik c.w.u.
- tzw. dolne źródło
Pompa ciepła o mocy 7÷10 kW, wystarczającej dla domu ok. 200 m², kosztuje ok. 15 000 zł. Za zbiornik c.w.u. zapłacimy 2.000÷6000 zł, a za dolne źródło od 3000 do 15 000 zł, w zależności od rodzaju systemu. Koszt pozostałych części tzw. węzła (pompy obiegowe, armatura instalacyjna) i jego montażu wynosi 5000 zł do 8000 zł i jest porównywalny z analogiczną pozycją kosztową ogrzewania gazowego.
Zatem pozostaje nam porównać koszt trzech zasadniczych elementów (pompa ciepła + zbiornik c.w.u. + dolne źródło) dla systemu z pompą ciepła z kosztem innych trzech elementów (kocioł +zbiornik c.w.u. + przyłącze) dla ogrzewania gazowego. W pierwszym przypadku otrzymujemy kwotę 20 000÷36 000 zł. W drugim zaś wiele zależy od rodzaju wybranego kotła i rozwiązania c.w.u. (od 4000 zł do 12 000 zł), a przede wszystkim od długości przyłącza; koszt przyłącza wynosi od 5000 zł dla kilkunastu metrów do 12 000 zł dla dwustu metrów.Zatem całkowity koszt inwestycji w system z pompą ciepła wynosi 25 000 zł÷44 000 zł i może być 10 000÷20 000 zł wyższy niż dla systemu ogrzewania gazowego, ale też mogą to być wydatki porównywalne, jeśli w ogrzewaniu gazowym wybierzemy drogi kocioł kondensacyjny i długość przyłącza gazowego będzie znaczna.
Zatem wydatki inwestycyjne na system z pompą ciepła mogą być porównywalne z wydatkami na ogrzewanie gazowe, a w najgorszym razie będą o 10 000 zł do 20 000 zł większe i zwrócą się po 5÷10 latach dzięki oszczędności ok. 2000 zł/rok na eksploatacji. Do analogicznych wniosków prowadzi porównanie z ogrzewaniem olejowym, gdzie koszt trzech podstawowych składników systemu z pompą ciepła (pompa ciepła + zbiornik c.w.u. + dolne źródło) należy porównać z kosztem dwu składników ogrzewania olejowego (kocioł + zbiornik oleju). Na wykresie porównujemy koszty sumaryczne (inwestycyjne + eksploatacyjne) po 15 latach eksploatacji, dla kilku różnych systemów ogrzewania. Zauważmy, że dla kotłów nie uwzględnialiśmy jeszcze kosztów komina (4000-6000 zł), który jest zbędny w przypadku pompy ciepła.
Do przeszłości należą już zniechęcające kosztorysy w granicach 60 000-70 000 zł za całkowity system ogrzewania pompą ciepła wraz z montażem. Najczęściej kosztorysy firm zamykają się obecnie kwotą w przedziale 30 000÷40 000 zł.
Jak działa pompa ciepła?
Źródłem ciepła używanego do ogrzewania domu jest grunt, woda lub powietrze. Są to źródła o temperaturze niższej niż temperatura w pomieszczeniach, a więc zadaniem pompy ciepła jest pobranie energii cieplnej z medium o niższej temperaturze (np. woda gruntowa ma temperaturę 7÷12°C, a powietrze może mieć nawet -20°C) do pomieszczenia o wyższej temperaturze (ok. 20°C). Wywołuje to skojarzenie z pompowaniem ciepła (z dołu do góry w sensie wzrostu temperatury). Nie jest to trudne. Codziennie doświadczamy praktycznego działania takiego pompowania ciepła w naszej lodówce czy zamrażarce. Z wnętrza lodówki, a ściślej z produktów żywnościowych w niej umieszczonych, jest „wypompowywane” ciepło i oddawane do pomieszczenia na zewnątrz lodówki, czyli lodówka grzeje ciepłe pomieszczenie zabierając ciepło z jej chłodnego wnętrza. Wyobraźmy sobie teraz, że do wnętrza lodówki wpływa w ciągłym obiegu woda ze studni o temperaturze 10°C i po schłodzeniu w lodówce do 5°C wypływa z tejże lodówki, a następnie jest „zrzucana” do innej studni. Zatem cały czas woda dostarcza do wnętrza lodówki ciepło, które jest z niej zabierane i oddawane na zewnątrz lodówki – do pomieszczenia. Tak właśnie (co do fizycznej zasady) działa pompa ciepła. Żeby mogła działać, musi być zasilana prądem elektrycznym.
Zatem w tym systemie ogrzewania płacimy za prąd, który nie jest bezpośrednio źródłem ciepła, ale służy tylko do „pompowania” darmowego ciepła ze źródła naturalnego (gruntu, wody, powietrza), nazywanego źródłem dolnym do domowej instalacji grzewczej, nazywanej źródłem górnym.Najważniejszą sprawą jest przepompowanie jak najwięcej energii cieplnej Q przy jak najmniejszym zużyciu energii elektrycznej Qe, czyli osiągnięcie jak największej sprawności pompowania ciepła, określanej współczynnikiem COP (ang. Coefficient of Performance). Sprawność pompowania ciepła jest tym większa, im mniejsza jest różnica temperatury między odbiornikiem (źródłem górnym) a źródłem ciepła (źródłem dolnym). W realnych systemach ogrzewania, zależnie od rodzaju systemu, COP osiąga wartość od 3 do 6, najczęściej od 4 do 5.
Jakie źródło górne?
"Jakie źródło górne?" - jest to pytanie o sposób ogrzewania domu. Do wyboru mamy następujące możliwości:
- podłogówka (ew. ścienne lub sufitowe)
- grzejniki
- mieszane: podłogówka + grzejniki
Ze wzoru na COP wynika, że największą sprawność pompy cieplnej uzyskujemy przy niskotemperaturowym ogrzewaniu podłogowym (ok. 28-35°C). Jeśli już stosujemy grzejniki, to ich temperatura pracy powinna być jak najniższa, tj. 50 do 55°C, maksymalnie 65°C. W nowo budowanym domu trzeba się zdecydować na zastosowanie w całym domu niskotemperaturowego ogrzewania podłogowego. O grzejnikach można mówić tylko wtedy, gdy jest to modernizacja ogrzewania i chcemy zastąpić kocioł pompą ciepła, zostawiając starą instalację c.o. Zdecydowanie należy odradzić stosowanie systemu mieszanego podłogowo-grzejnikowego. Niekiedy, szczególnie w systemach powietrze-powietrze, stosuje się klimakonwektory, które zimą pracują jako względnie niskotemperaturowe źródło ciepła, a latem jako klimatyzatory.
Jakie źródło dolne?
Ciepło można pobierać z wody, gruntu lub powietrza, pomijając rzadkie możliwości wykorzystania wody w rzece, jeziorze lub ściekach. Mamy kilka sposobów „wyciągania” ciepła z gruntu 3:
- system woda-woda, czyli dwie studnie
- system solanka-woda, przy czym solanka (roztwór glikolu) krąży w kolektorze, który może być- płaski - spiralny - pionowy
- system bezpośredniego odparowania – woda.
Dwie studnie
To najprostsze rozwiązanie. Grunt, a więc również woda gruntowa, na głębokości większej niż 6 m ma w zasadzie stałą temperaturę, która wynosi w Polsce ok. 10°C, niezależnie czy jest zima, czy lato (można się liczyć ze zmianami w przedziale 7-12°C).
Najtańszym inwestycyjnie sposobem pobierania ciepła z gruntu jest pompowanie wody z głębokości poniżej 6 m (oczywiście, lustro wody gruntowej może być na poziomie wyższym, np. 1 lub 2 m pod powierzchnią gruntu).
Budujemy 2 studnie – jedną do poboru wody, drugą do odprowadzenia (zrzutu) wody schłodzonej, która wypływa z pompy ciepła. W typowych warunkach geologicznych, gdy woda jest czerpana z warstwy wodonośnej na głębokości 6 ÷ 15 m, koszt budowy takich dwóch studni wynosi ok. 2000 zł. Odległość między studnią czerpalną i studnią zrzutową powinna być jak największa (co najmniej 15 m), żeby chłodna woda zrzucana nie mieszała się z wodą czerpaną, niekorzystnie obniżając jej temperaturę. Wydajność pompowania wody gruntowej powinna wynosić 1,5÷2 m³/h, do czego wystarcza pompa samozasysająca o mocy 200 W (jeśli lustro wody jest nie głębiej niż 6 m). Nie zawsze warunki gruntowo-wodne są korzystne dla tego rozwiązania.Podstawowym przeciwwskazaniem może być głęboki poziom lustra wody gruntowej, co zmusza do stosowania droższych rozwiązań – pomp głębinowych i głębokich wierceń. Uwaga – na studnie o głębokości większej niż 30 m wymagane jest pozwolenie wodnoprawne. Jest też drugi warunek (nie zawsze przestrzegany), że trzeba niezależnie od głębokości studni mieć pozwolenie wodnoprawne na czerpanie wody w ilości większej niż 15 m³/dobę. Często wyrażane są obawy o niedługi czas życia studni – zarówno czerpalnej, której wydajność z czasem może się obniżyć, jak też zrzutowej, której chłonność może nie być wystarczająca po pewnym czasie. Jednak ewentualnej degradacji studni wierconej nie należy spodziewać się wcześniej niż po 15÷20 latach. Jeśli już tak się stanie, to nie będzie wielkim problemem finansowym ani technicznym wywiercenie nowych studni, zatem tym ograniczeniem nie powinniśmy się nadmiernie przejmować.Innym kłopotem systemu woda – woda może być jakość wody – duża zawartość żelaza i manganu jak również bardzo wysoka twardość. Do producenta pompy ciepła należy ocena, czy złe parametry jakościowe wody mogą istotnie wpłynąć na zniszczenie lub złą pracę pompy ciepła. Groźne i, niestety, dość często występujące w naszych warunkach jest nadmierne zażelazienie wody. Żelazo nie jest szkodliwe dopóki się nie utleni. Osad tlenku żelaza może „zatkać” wymiennik, a także studnię chłonną. Dlatego w przypadku mocno zażelazionej wody niezmiernie ważne jest, by cały układ od poboru wody w studni czerpalnej do zrzutu w studni chłonnej był szczelny i nie „nabierał” powietrza.
*za źródłem "Budujemy Dom"
0 komentarze:
Prześlij komentarz