Jaką pompę ciepła wybrać?

 
 
Pytanie to stawia przed sobą każdy inwestor, który zdecydował się na pompę ciepła w ogóle.
Ale w odpowiedzi nie chodzi tylko o markę i producenta.
Inwestor ma przecież do dyspozycji pompy powietrzne, gruntowe, wysokotemperaturowe, niskotemperaturowe czy hybrydowe. Co wybrać?

Szereg klientów zadaje mi to właśnie pytanie. Która pompa będzie dla mnie najlepsza? (czy może inaczej sformułowane) – Która pompa będzie dla mnie najbardziej odpowiednia?
Pytanie istotne nie tylko dla klienta, ale i dla instalatora.
Dlaczego?
 
Będąc autoryzowanym partnerem Daikina mogę zaoferować klientowi chyba większość dostępnych na rynku rodzajów pomp ciepła. I tak.
Pompy ciepła powietrze-powietrze SkyAir
Pompy ciepła powietrze-woda niskotemperaturowe Altherma LT
Pompy ciepła powietrze-woda wysokotemperaturowe Altherma HT  – i tutaj taka dygresja – na rynku pojawił się szereg pomp ciepła z literkami HT, dla których szczyt możliwości to temperatura zasilania na poziomie 65 stopni. Jednak współczynnik COP odpowiadający tej temperaturze zasilania i temperaturze zewnętrznej np. -15 stopni spada do 1,3.
Pompy ciepła grunt-woda – czyli tradycyjne pompy gruntowe (Altherma gruntowa)
Pompy ciepła hybrydowe – (Altherma hybrydowa – gaz + pompa ciepła powietrze-woda)
 
Która będzie odpowiednia dla domu 150m2, a która dla 250m2?
 
Niestety nie ma jednoznacznej odpowiedzi, gdyż szereg czynników ma wpływ na nasze decyzje.
Czynniki te możemy podzielić na 4 grupy, a grupy te nakładają się jeszcze na siebie wzajemnie.
 
Grupa pierwsza – to upodobanie klienta do rozwiązania czy konkretnej marki.
Klient płaci – klient żąda. Jeśli ktoś ma zaufanie do konkretnego producenta, który proponuje taką, a nie inną pompę ciepła, to po prostu takie rozwiązanie wybierze.
Przykładem jest klimatyzacja czy podział pompa gruntowa/powietrzna. Jeśli ktoś chce mieć w domu klimatyzację i do tego z pompy ciepła, to wybierze pompę ciepła powietrze-woda w wersji grzewczo-chłodzącej lub pompę ciepła gruntową z chłodzenie pasywnym i aktywnym.
Jeśli do tego dołożymy fakt, że jedni producenci mają kilka rozwiązań i rodzajów pomp ciepła, a inni, np. Ci, do  których zaufanie ma klient –  nie mają – to wybór klienta zawęża się.
Jeśli ktoś w ogóle nie jest przekonany do pompy ciepła powietrznej, to nie ma o czym dyskutować. Pozostaje mu tylko pompa ciepła gruntowa. Wybór staje się prosty.
 
Grupa druga – ograniczenia budżetowe
Portfel nie jest z gumy. Budżet zawsze jest ograniczony i na pewne rozwiązania środków po prostu zabraknie. 
Przykłady?
Z poprzedniej grupy – chcemy klimatyzację z pompy ciepła, ale… pompa gruntowa + odwierty + moduł chłodzenia pasywnego/aktywnego + układ hydrauliczny + bufor chłodu i wymienniki, pompy itd itp. – przerastają nasz budżet. 
Co robimy?
Nie pozostaje nic innego jak zrezygnować z chłodzenia i zostać przy samej pompie gruntowej lub pozostać przy pompie powietrznej z chłodzeniem.
Wybór rozwiązania pojawił się sam. 
 
Trzecia grupa – bardzo ważna – to ograniczenia techniczne
Ograniczenia te wynikają z wielkości domu, powierzchni działki, lokalizacji, dostępnych mediów.
Jeśli do dyspozycji mamy małą działkę, zbyt małą na dolne źródło poziome, i do tego jesteśmy w centrum miasta lub na terenach gdzie wiercenie nie wchodzi w grę (tereny górnicze lub górskie), to pozostaje nam do wyboru tylko pompa powietrzna.
Jeśli nie mamy gazu – to nie wybierzemy hybrydy.
Aktualnie mamy dość ciekawą budowę, która pokazuje jak nakładają się na siebie te trzy grupy czynników.
Średniej wielkości dom ok. 250m2, bardzo dobrze izolowany, z zapotrzebowaniem ok. 10 kW, brak gazu, wymagana klimatyzacja.
Czyli pompa ciepła i do wyboru kilka możliwości.
Można więc zastosować instalację mieszaną (podłogówka – klimakonwektory), a do tego pompę ciepła powietrzną lub gruntową. Dolne źródło poziome lub pionowe bo działka jest dość duża. Można też zastosować samą pompę ciepła gruntową i wykonać niezależną instalację klimatyzacji w układzie split czy multi split.
W sensie inwestycyjnym najkorzystniej wypadła pompa ciepła powietrze-woda z instalacją mieszaną, ale…
No właśnie…
Architektura budynku (elewacje) w ogóle wykluczają montaż agregatu zewnętrznego.
Nie wchodzi w grę również montaż agregatu w pewnej odległości od budynku, ponieważ okolica to wręcz park krajobrazowy i wymagana jest bezwzględna cisza. Nawet koszenie trawy odbywa się w określonych dniach i godzinach.
Pozostała więc tylko pompa ciepła gruntowa z dolnym źródłem w postaci odwiertów (jakiekolwiek zaawansowane wykopy ziemne nie wchodziły w grę), moduł chłodzenia aktywnego (niezależna klimatyzacja odpadła z uwagi na agregat) oraz instalacja mieszana.
 
Kolejny przykład – kapitalny remont szeregowego mieszkania/segmentu, ok. 120m2 na 3 kondygnacjach  w prywatnej kamienicy. Brak gazu, stare kotły węglowe, planowana kompletnie nowa instalacja grzewcza, ale bez możliwości wykonania podłogówki, wymagana klimatyzacja. Pozostać przy węglu?
Pompa gruntowa z uwagi na brak możliwości wykonania dolnego źródła odpadła.
Pozostała pompa powietrze-woda z instalacja opartą tylko na klimakonwektorach, które zimą grzeją przy temperaturze zasilania 35-38 stopni, a latem chłodzą.
 
Ostatni przykład ograniczeń technicznych – modernizacja – parterowy dom 140m2, 8 letni, osiedle domków wybudowane przez developera z instalacją grzejnikową zasilaną z kotła na paliwo stałe z podajnikiem, z temperaturą zasilania ok. 60 stopni, grzejniki przeważnie jednopłytowe – maleństwa na alpexach 16mm. Działka ok. 700m2, a na tym dom i zagospodarowany ogródek.
By po 8 latach uwolnić się od węgla, jedynym rozwiązaniem była pompa ciepła wysokotemperaturowa Altherma HT.
 
Na koniec pozostawiłem ostatnią grupą czynników wpływająca na wybór pompy ciepła.
Co wybrać jeśli nie jesteśmy przekonani do konkretnego rozwiązania, nic nas nie ogranicza pod kątem technicznym, a budżet, którym dysponujemy co prawda nie jest z gumy, ale jesteśmy w stanie zainwestować nawet w droższe rozwiązanie, byle było… no jakie?…lepsze?… bardziej opłacalne?
 
Ta ostatnia grupa czynników – to opłacalność inwestycji. Stosunek możliwości do ceny.
Co dostajemy w konkretnej inwestycji w zamian i jakie będzie ona generowała koszty eksploatacyjne.
 
Nie ma sensu dyskutować tutaj o cenie i kosztach inwestycyjnych, bo te zależą od konkretnego przypadku.
Natomiast w przypadku pomp ciepła za koszty eksploatacji w sezonie grzewczym odpowiadają dwa parametry.
Jeden z nich to zapotrzebowanie budynku na ciepło, a drugi to temperatura zasilania instalacji grzewczej.
 
Przeanalizujmy więc koszty eksploatacji dla rożnych typów pompy ciepła w zależności od temperatury zasilania oraz zapotrzebowania na ciepło.
 
Tego typu analizy dobrze jest robić wykorzystując  oprogramowanie producentów pomp ciepła i tak też zrobiłem w przypadku Daikina.
Program opiera się na plikach pogodowych wykorzystujący wieloletnie dane pogodowe ze stacji meteorologicznych z całego świata.
Dla stacji pogodowej Katowice, minimalna wieloletnia średnia temperatura w okresie nocnym to -17,9 stopnia.
Dla tej temperatury należy wprowadzić zapotrzebowanie na moc grzewczą.
Wprowadziłem wartości od 6 do 18 kW co 2 kW.
Gdyby odnieść to do temperatury obliczeniowej 3 strefy klimatycznej Katowic czyli -20 stopni, to należy te wartości zwiekszyć ok. 0,5 do 1 kW 
 
Dla tych wartości program oszacował roczne zapotrzebowanie na ciepło. Wyniosło ono odpowiednio:
6 kW – 11.802 kWh
8 kW -15.736 kWh 
10 kW – 19.560 kWh 
12 kW – 23.604 kWh 
14 kW – 27.537 kWh 
16 kW – 31.471 kWh 
18 kW – 35.405 kWh 
 
Można dyskutować czy program dobiera wartości ciepła poprawnie. Na podstawie naprawdę dużej ilości wyników obliczeń OZC, które przesyłają mi klienci, mogę powiedzieć, że są one zawyżone. Przypuszczam, że nie uwzględniają zysków ciepła wewnętrznych ani od nasłonecznienia. Nie wiem jaką metodykę ma w sobie program, ale przynajmniej jesteśmy po bezpiecznej stronie.
Program wymaga jeszcze wprowadzenia stawek za koszt 1 kWh energii elektrycznej oraz koszt pozyskania 1 kWh z gazu.
 
W przypadku energii elektrycznej założyłem 2 taryfy. Tania od 22.00 do 6.00 i od 13.00 do 15.00 w cenie 35 groszy oraz droga w pozostałych godzinach w cenie 70 groszy.
Takie uproszczenie, również nieco zawyżone.
W przypadku gazu, koszt pozyskania 1 kWh ciepła określiłem na 22 grosze. Wydawać się może, że mało, ale do tego uwzględniana jest sprawność kotła na poziomie 90%, co przekłada się na ok. 25 groszy.
 
Następnie przyjąłem następujące temperatury zasilania – 30/25, 35/30, 40/35 te odpowiadają podłogówce oraz 45/35, 50/40, 55/45, 60/50 które odpowiadają bardziej grzejnikom niskotemperaturowym.
Jeśli jesteśmy już przy temperaturach to program wymaga jeszcze podania temperatury DZ. Założyłem, że mamy odwierty i temperatura z DZ nie spadnie poniżej 2 stopni.
 
Dla tych wartości program oszacował koszty eksploatacji dla 4 typów pomp ciepła, tj. pompy niskotemperaturowej Altherma LT, wysokotemperaturowej Altherma HT, gruntowej oraz hybrydowej.
Wartości kosztów eksploatacji przedstawiłem na wykresach, przy czym nie należy tych kwot odbierać dosłownie  jako kosztów eksploatacji domu o konkretnym zapotrzebowaniu na moc grzewczą (z uwagi na pewne zawyżenia ilości kWh), tylko jako koszty wyprodukowania konkretnej ilości energii cieplnej podane przy konkretnych mocach.
(Mając od klienta wartość rocznego zapotrzebowania na ciepło mogę w programie przybliżać moce grzewcze tak, by otrzymać ilość kWh zgodną z  OZC, a tym samym pokazać realne koszty eksploatacji. Następnie mogę to jeszcze bardziej uściślić podając stawki energii odpowiadające dokładnie taryfie planowanej przez klienta)
 
Oto jakie wyniki otrzymałem analizując podłogówkę.
 
Wykres_30_25
 
Wykres_35_30
 
Wykres_40_35
 
Z wykresów widać, że najniższe koszty eksploatacji daje nam oczywiście pompa gruntowa, a różnica w stosunku do pompy powietrznej zaczyna się od kwoty ok. 500 zł i pnie się w zwyż.
 
Warto też zwrócić uwagę, że koszty eksploatacji gruntowej Althermy ze sterowaniem inverterowym będą niższe niż tradycyjnej pompy on/off. Średnioroczne współczynniki SCOP przy zasilaniach 30 i 35 stopni są grbo powyżej 5.
 
Co również jest ciekawe, różnica pomiędzy pompą gruntową a hybrydą dla większości mocy jest na poziomie kilkuset zł.
 
Oczywiście wzrost temperatury zasilania podnosi nam koszty eksploatacji, a ten wzrost zaczyna gwałtownie przyspieszać kiedy osiągamy pułap 45 stopni.
Na arenę wchodzi Altherma HT.
 
Wykres_45_35
 
Wykres_50_40
 
Wykres_55_45
 
Przy temperaturach zasilania 45-50-55 stopni dość gwałtownie rosną koszty eksploatacji pompy LT. Rosną też koszty pompy gruntowej i są dość zbliżone do pompy HT.
Hybryda nie wiele odstaje w górę od tych dwóch pomp.
Widać też, że przy zasilaniach od 45 stopni wzwyż i pomp powietrznych, na prowadzenie wychodzi pompa HT.
Bardzo często mam pytania o modernizacje kotłowni węglowych.
Kiedy pytam o temperaturę zasilanie, dostaje odpowiedź, że niewysoka, tak z 50 stopni, góra z 55, a w ulotce LT jest informacja, że temperatura zasilania do 55 właśnie.
No niestety. Do modernizowanych instalacji grzejnikowych trzeba wybrać HT lub hybrydę.
Z wykresów widać również, że ta ostatnia świetnie nadaje się do większych budynków.
Przy 16 kW i wyższym zasilaniu LT odpada, a powyżej 18 kW pozostaje kaskada lub hybryda.
 
Kiedy temperatura osiąga 55 stopni koszty gruntówki zrównują się z HT i inwestycja w pompę gruntową w ogóle staje pod znakiem zapytania.
 
Kiedy temperatura zostanie podniesiona do 60 stopni, z ringu wypada pompa LT. 
 
Wykres_60_50_1
 
Dość ciekawie zachowuje się hybryda.
Przy umiarkowanym koszcie inwestycyjnym nie wiele odstaje lub przegania inne pompy.
Kiedy pojawiła się na rynku europejskim w ub roku i pisałem o niej na blogu, to nastawienie było dość sceptyczne.
Na forach spotykałem się z opiniami, że bez sensu itp.
Natomiast mając dostęp do gazu i wykorzystując tryb pompy ciepła, jesteśmy w stanie dość znacznie obniżyć koszty eksploatacji w stosunku do samego gazu.
 
Można różnie oceniać te wyniki i różnie podchodzić do wyboru pompy ciepła, ale jedno jest pewne.
Inwestorzy budujący swoje domy nie szukają gruntówki, pompy powietrznej czy hybrydy. Szukają rozwiązania.