Jak dobrać zasobnik i ile kosztuje cwu w pompie ciepła Altherma?

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.

Dla emalii podana jest też powierzchnia wężownicy (1,06 m2), a dla stali tej wartości nie znalazłem.
Mimo wszystko zalecamy zasobniki ze stali szlachetnej. Są moim zdaniem trwalsze jeśli chodzi o korozję. 
 
Dane obu zasobników poniżej.

 

 

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.

To jeszcze nie wszystko.
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.
Dla zasobnika ze stali szlachetnej tej wartości nie znalazłem.
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.

Potrzebujemy licznik ciepła na nitce cwu, żeby wiedzieć ile kwh ciepła dała Altherma do układu zasobnika cwu.
Licznik elektryczny na agregacie, zliczający kwh tylko w trybie przygotowania cwu.
Wtedy otrzymamy ilość ciepła i poświęconą na to energię elektryczną dla gotowania cwu za pomocą pompy ciepła.
Dalej potrzebujemy licznik elektryczny na grzałce zasobnika cwu, by otrzymać ilość kwh równą ciepłu, dla przygotowania cwu za pomocą grzałki, a tym samym koszt tego ciepła.
Wreszcie licznik ilości wody na wlocie do zasobnika cwu, by odnieść to do ilości wody na osobę czy gospodarstwo.
Dopiero wtedy jesteśmy w stanie obliczyć koszt pozyskania cwu, tj ilość kwh i ich koszt w odniesieniu do ilości cwu.
Jak ktoś ma zacięcie i opomiarowaną Althermę w ten właśnie sposób, to zapraszam do podzielenia się wynikami pomiarów.
 
Istotny jednak jest fakt, że wielu klientów od całościowego rachunku za prąd odejmuje jakąś typową kwotę przypadającą na oświetlenie i agd, a resztę przypisuje pompie ciepła czyli ogrzewaniu. Co jak widać nie do końca jest zgodne z prawdą, bo kwota rzędu 1,5 tys zł stanowi istotną wartość, która z ogrzewaniem nic wspólnego nie ma.

10 myśli nt. „Jak dobrać zasobnik i ile kosztuje cwu w pompie ciepła Altherma?

  1. ISZ

    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.

    Odpowiedz
    1. Adrian Teliżyn Autor wpisu

      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.

      Odpowiedz
  2. jr

    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.
     

    Odpowiedz
    1. Adrian Teliżyn Autor wpisu

      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.

       

      Odpowiedz
      1. jr

        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.

        Odpowiedz
        1. Adrian Teliżyn Autor wpisu

          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.

          Odpowiedz
  3. jr

    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?

    Odpowiedz
  4. Andrzej

    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)
     

    Odpowiedz

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany.