Przygotowanie wody użytkowej przez pompę ciepła rządzi się swoimi prawami, a szczególnie w przypadku powietrznych pomp ciepła.
Główne powody to stosunkowo niska temperatura zasilania oraz współudział grzałki zasobnika.
Altherma, w zależności od temperatury zewnętrznej (patrz parametry pracy) jest w stanie uzyskać tylko określoną temperaturę zasilania w obiegu pompy ciepła.
Jeśli ta temperatura jest niższa od aktualnie wymaganej nastawy, to dalsze podgrzanie wody użytkowej realizuje grzałka 3 kW zasobnika cwu.
Ponadto w ustawieniach mamy określony maksymalny czas nagrzewania w trybie pompy ciepła (30 minut, ale można to zmienić) i po pełnym rozbiorze wody z zasobnika, pompa ciepła w określonych warunkach nie zdąży w ciągu tego czasu zagrzać wody, mimo, że temperatura zasilania uzyskiwana przez pompę ciepła jest powyżej temperatury wody w zasobniku.
By podgrzać 150l zasobnik o 45 stopni (od +10 do +55 stopni) potrzebujemy 7-8 kwh. Czyli źródło ciepła o mocy 7-8 kW powinno pracować przez godzinę.
Tymczasem nasza pompa pracuje przez 30 minut, a przy niskich temperaturach zewnętrznych jej moc nominalna spada.
Pytanie więc jaki wybrać zasobnik? 150, 200 czy 300l, bo takie właśnie wielkości oferuje nam producent.
Z pomocą przychodzi nam poniższa karta doboru zasobnika ze stali nierdzewnej EKHWS (niestety po angielsku).
Daikin wprowadził tam wielkość EHWV, tj. ilość wody o temperaturze 40 stopni, komfortowej dla korzystania z cwu, w ilości jaką jest w stanie przygotować dla nas Altherma w zależności od wielkości zasobnika i wysokości nastawy.
Ta wielkość EHWV jest odniesiona do 3 wzorców korzystania z cwu:
– Modest – umiarkowany, do 220 litrów dziennie, typowy dla 2-ch osób
– Medium – średni, do 325 litrów dziennie, typowy dla 3-4 osobowej rodziny
– High – wysoki, do 550 litrów dziennie, typowy dla 4-6 osobowej rodziny
Jak widać z tabeli, te same ilości wody użytkowej EHWV uzyskamy z różnych zasobników, ale przy wyższych nastawach.
Odpowiednie znaki oznaczają:
++ to ilość cwu w nadmiarze, z pewnym zapasem (np. przyjazd gości czy rodziny)
+ to ilość wody wystarczająca określonym potrzebom
– oznacza, że mogą pojawić się krótkotrwałe przerwy w dostawie wody spowodowane czasem nagrzewania.
Co ciekawe, przy zasobniku emaliowanym EKHWE, wartość EHWV jest nieco wyższa.
Czyli zasobnik emaliowany jest w stanie przygotować nieco więcej cwu. Można więc powiedzieć, że jest nieco wydajniejszy.
Dlaczego? Szukałem odpowiedzi w danych technicznych.
Jest tam informacja o grubszej izolacji. Dla stali to 40 mm, a dla emalii – 50mm.
Warto też zwrócić uwagę, że przy wysokich nastawach (+65 czy +75 stopni) rośnie procentowy udział użycia grzałki zasobnika w stosunku do trybu pompy ciepła.
Np. przy nastawie +55 stopni, prawie 80% cwu jest przygotowywane przez pompę ciepła.
Ale przy nastawie +75 stopni, ten udział spada do 60%.
Tabela pokazuje te wartości dla nominalnych warunków pracy pompy ciepła.
Przypuszczam, że w zależności od wielkości zasobnika (np. zbyt mały) i temperatur zewnętrznych, ten udział grzałki może wzrosnąć.
Np. Altherma nie zdąży nagrzać zbyt małego zasobnika, przy pełnym jego rozbiorze, w ciągu 30 minut. (tzw heat-up time pokazany w tabelach).
Dlatego też zalecamy naszym klientom zasobniki 300l, z pewnym zapasem wody użytkowej i pracę na niskich nastawach.
Przejdźmy do kosztów przygotowania cwu dla pompy ciepła Altherma.
Tutaj sprawa jest dość skomplikowana, bo wpływ na koszty mają tutaj dwie rzeczy.
Pierwsza z nich to indywidualne upodobania w korzystaniu z cwu.
Zakłada się, że na osobę potrzebujemy od 1 do 1,5 tys kwh rocznie. A więc rozrzut 50%.
Druga sprawa to specyfika samej pompy ciepła, na którą składają się:
– współpraca z grzałką zasobnika
– temperatura zewnętrzna i je wpływ na COP pompy ciepła
– stosunkowo niska temperatura zasilania (a im wyższa, tym niższy COP)
– graniczne czasy nagrzewania
Przy kotle gazowym 18-20 kW i temperaturze zasilania 60-80 stopni, zasobnik załadujemy w kilkanaście minut, góra w godzinę.
Tutaj sytuacja wygląda inaczej.
Myślę, dla szacunków można przyjąć następujące założenia:
– nastawa 65 stopni, czyli 70% cwu przygotuje pompa ciepła, a 30% grzałka zasobnika
– przez połowę sezonu (lato) Alltherma pracuje z COP równym 3,5, przez 30% sezonu (zima, okres łagodny) z COP równym 2,5 i przez 20% sezonu (zima, okres ostry) z COP równym 2
– zapotrzebowanie 5 tys kwh/rok odpowiadające 4-osobowej rodzinie, czyli 3,5 tys kwh z pompy ciepła i 1,5 kwh z grzałki
– koszt 1 kwh – 0,50 zł
I tak otrzymamy
1,5 tys kwh x 0,5 zł = 750 zł
3,5 tys kwh x 50% x 0,5 zł/3,5 = 250 zł
3,5 tys kwh x 30% x 0,5 zł/2,5 = 210 zł
3,5 tys kwh x 20% x 0,5 zł/2 = 175 zł
Łącznie ok. 1.400,00 zł
Stąd koszt pozyskania 1 kwh na potrzeby cwu wyniesie ok. 28 groszy.
Dochodzi do tego taka wartość jak tzw strata postojowa.
Daikin podaje ją dla zasobnika emaliowanego i w przypadku pojemności 300 litrów wynosi ona 2,5 kwh/24h, czyli ok. 900 kwh rocznie, co przy średnim koszcie pozyskania 28 groszy daje nam 250 zł.
Tak więc koszt przygotowania cwu przy powyższych założeniach wyniesie ok. 1600-1700 zł.
Ale to tylko szacunek. Każdy może go zrobić we własnym zakresie, zmieniając nieco założenia odnośnie ilości osób czy też ilości kwh/rok.
Czy taki jest ten koszt w rzeczywistości?
Trudno powiedzieć bo opomiarowanie jest dość kłopotliwe.
Licznik elektryczny na agregacie, zliczający kwh tylko w trybie przygotowania cwu.
Warto jeszcze pamiętać o sterowaniu czasowym pompą cyrkulacyjną cwu. Altherma sama tego nie potrafi, a ciągłe działanie cyrkulacji wychłodzi wodę w zbiorniku i mamy dodatkowe straty do powyższych wyliczeń.
Dokładnie. Z różnych rodzajów sterowania cyrkulacją cwu (temperatura powrotu, światło w łazience, czujka ruchu itd), najlepiej sprawdza się zwykła czasówka. I nawet nie taka wbudowana w pompę cyrkulacyjną (dość duży skok cenowy) tylko mechaniczna, za 20-30 zł kupiona w dowolnym markecie 🙂 do której wpinamy pompę i na skobelkach ustawiamy godziny jej pracy.
Wychodzi dość drogo. Znów dane zniechęcające do Althermy i do PC ogólnie 🙂
Kilku rzeczy nie rozumiem.
– Czemu przy zbiorniku 150l i podgrzewaniu do 55 st.C. dostajemy tylko 110l wody o temperaturze 40 st. To wydaje się bez sensu. Spodziwałbym się wartości większych niż 150l bo aby z 55 zrobić 40 trzeba domieszać zimnej wody. Chyba nie ma aż tak dużych strat na cyrkulacji i w zasobniku?
– Jeżeli podgrzewamy do temp. która nie przekracza jeszcze maks. możliwości PC (np. 55 st. a na dworze +15) to po co jest ograniczenie czasowe do 30 minut i przelaczenie sie na grzałkę, która ma MNIEJSZĄ moc niż PC. Zamiast grzać 6-7 kW będziemy grzać 3kW. To gdzie tu sens?
– Jak to jest, że większy zasobnik łatwiej zagrzać. To znów wbrew logice 🙂 Ilość energii do zagrzania rozbioru wody o pewnej wielkości jest stała niezależnie od wielkości zasobinka. A po pełnym rozbiorze mały zasobnik łatwiej podgrzać.
Czemu zniechęcające? Z uwagi na kwotę? Trzeba na to spojrzeć inaczej.
1. Mamy 5 tys kwh – czyli ilość ciepła potrzebną dla 4-5 osobowej rodziny, która na cwu raczej nie oszczędza. Można przyjąć 3-4 tys kwh. Po prostu jestem daleki od zaniżania kosztów w tego typu szacunkach.
2. Tak. To tylko pewien szacunek; być może wartości COP, które przyjąłem są nieco niskie, zwłaszcza w okresie letnim, ale danych COP powyżej +15 stopni nie znalazłem. Różnica jednak nie będzie większa niż 100 zł
3. Rzeczywiście producent nie tłumaczy do końca pojęcia ekwiwalentu i nie jest to do końca jasne. Przypuszczam tylko, że chodzi o rozwarstwienie wody w zasobniku. Czujnik jest na pewnej wysokości i fakt odnotowania przez niego temp. nastawy nie oznacza, że mamy już pełny zasobnik wody w tej temperaturze. Stąd chyba ta wartość jest mniejsza niż objętość zasobnika
4. Ograniczenia czasowe i w ogóle nastawy (starałem się je opisać dość dokładnie w jednym z poprzednich postów) to pewien kompromis pomiędzy komfortem a kosztem. Możemy je oczywiście zmienić. Ale pompa ciepła to nie kocioł 20 kW z zapasem mocy. Jeśli zwiększymy czas ogrzewania i wyłączymy grzałkę zasobnika, to np. przy mrozach możemy odczuć to na ogrzewaniu. Latem ten czas nie ma znaczenia, bo w nastawach określamy powyżej jakiej temperatury (np. +15) ogrzewanie mamy na off
5. Oczywiście, że mniejszy zasobnik w całości grzejemy krócej i łatwiej bo mamy mniej wody . Ale… moim zdaniem, w większym zasobniku przy tym samym częściowym rozbiorze mamy stabilniejszą i wyższą temperaturę. Odpowiednio ustawiona histereza grzałki powoduje, że przy nie dużych rozbiorach nie włączy się ona w ciągu 3h (domyślnie czas miedzy cyklami ładowania cwu z pompy ciepła) a w kolejnym cyklu w ciągu 30 minut osiągnie znowu nastawę.
Podsumowując – z uwagi na fakt, że COP powietrznej pompy ciepła zależny jest od temperatury zasilania i temperatury zewnętrznej – to koszt pozyskania 1 kwh na cele cwu musi być wyższy niż na cele ogrzewania. Do tego dokłada się zawsze praca grzałki z COP = 1 przy nastawach powyżej możliwości pompy. I tak jest w każdej pompie ciepła.
Natomiast każdy zasobnik ma stratę i np. analogiczny zasobnik Atlantic 300l CWH FS (montujemy je do pomp Nibe) przy tej samej dt 45 stopni (+20 pomieszczenie i cwu +65 stopni) ma stratę wyższą, bo 2,7 kwh/24h.
Nie chodzi mi o konkretną kwotę, bo wiem że ta jest ściśle zależna od nawyków rodziny. Chodzi mi o to, że z tego przykładu wychodzi sprawność ok 1.75 a to dość mało. Wcześniej szacowałem sobie że średniorocznie uda mi się uzyskać sprawność 2 dla CWU i między 2.5 a 3 dla CO. Ja to cały czas porównuję jednak do kosztów energii z gazu ziemnego, gdzie 1 kWh to od 21 do 24 gr. (prąd u mnie to ok 47gr wg taryfy calodobowej) i patrzę czy wyjdzie porównywalnie.
Z tych danych w tabelkach wyciągam dwa wnioski. Przy korzystaniu z PC wszędzie należy celować w jak najniższą temperaturę. Grzałbym więc CWU tylko do 55st. lub nawet do 50st. robiąc odpowiednio częściej przegrzanie w celu zabicia bakterii (np. raz na tydzień w taryfie nocnej). I drugi, że jednak zbiornik powinien być jak największy, bo to uzupełni brak energii spowodowany niższą temperaturą oraz zmniejszy ryzyko pełnego rozbioru wody i braku ciepłej wody w kranie.
Jako inżynier, ale nie z tej branży, nie rozumiem wszystkich skrótów myślowych, ale czuję, że X kWh to musi być zawsze X kWh a cała walka dotyczy tego aby produkować to X z jak najwyższą sprawnością.
Zgadza się w zupełności. Uważam, że zbiornik powinno się dobrać z dwoma ++ a nastawę mieć na poziomie 50-55 stopni.
Przy takiej nastawie tylko 20% będzie przygotowywane na grzałce, a reszta na pompie ciepła i koszt spada do ok. 1400-1500 zł. Koszt pozyskania 1 kwh jest wtedy na poziomie 24 groszy, a COP minimalnie ponad 2.
Tym nie mniej najważniejsze jest by klient wiedział i rozumiał jak to działa i że jest to dodatkowe 1000-1700 zł w zależności od nastawy i zużycia.
Uważam że i tak przygotowanie cwu w Althermie jet rozwiązane wzorowo. Mamy duże możliwości konfiguracji, dobre zasobniki ze stali nierdzewnej lub emaliowane i do tego z małą stratą postojową.
I jeszcze taki pomysł. Ustawię większą temperaturę zasobnika na godziny taryfy nocnej (np. 13-15), PC wspólnie z grzałką zagrzeją ją np. do temp. 65st, a po godzinie 15 ustawienie będzie na 55 st. Więc zgodnie z logiką przez pewien czas PC nie będzie grzać wody. Będę mógł część zbiornika zużyć i dopiero po pewnym czasie gdy temperatura ustabilizuje się poniże 55st znów rozpocznie się podgrzewanie. Czy dobrze rozumuję?
nastawy czasowe cwu? – jak najbardziej. I tutaj na pewno znajdziemy oszczędności 🙂
W sprawie kosztów cwu – ciekawa informacja
Szacunki, szacunkami, a na forum muratora jest użytkownik, którego cwu na Althermie kosztuje 20 zł miesięcznie, przy zbiorniku 300l. No wynik rewelacyjny. Ale jakie przy tym ma zużycie tej cwu – tego nie wiemy.
Dla zainteresowanych wątek tutaj.
własnie testuje pompe Galmet EasyAir Basic 2 GT
Moje ustawienia:
Zasobnik 53 stopnie (48 stopni brakowało grącej wody do kąpieli)
Woda dla 4 osób (wieczorem kąpiel wanna dzieci, i prysznic 5-10min 2 osoby dorosłe)
Woda dopływająca 15-40 stopni (wczsniej jest zasobnik 300l podłaczony do PC – ogrzewanie domu)
Zużycie praca na II taryfie
15 dni zużycie 96 kWh. (bez uzywania grzałki) Na miesiąc licze 180 kWh
W lato bedzie sprawniośc lepsza (mniej zuzywamy ciepłej wody, lepsza efektywność COP, mniejsze starty ciepła, i to jest plus nad termą)
Temp otoczenia zasysana przez PC to 13-18 stopni (ciekawe jak bedzie w zime w garażu jest 7-10 stopni)