Jak ogrzać dom, by był energooszczędny? Pompy ciepła i kolektory słoneczne
Pompy ciepła służą do ogrzewania domu, kolektory słoneczne - głównie do podgrzewania wody. Jedne i drugie są coraz bardziej popularne wśród inwestorów. Pozwalają na obniżenie kosztów ogrzewania, a co równie ważne - są bezpieczne dla środowiska naturalnego.
Zasada działania pompy ciepła
Można już uznać, że pompa ciepła jest jednym z powszechnie stosowanych urządzeń grzewczych. W Polsce instaluje się ich około 1000 rocznie, i to nie uwzględniając klimatyzatorów, których część również może pracować jako pompa.
Najłatwiej i najtaniej jest zainstalować pompę ciepła czerpiącą ciepło z powietrza. Ma jednak wady – jej efektywność zależy od warunków atmosferycznych i jest niewielka zimą, gdy temperatura powietrza spada znacznie poniżej zera. Pompa nie pracuje wtedy ekonomicznie i musi ją wspomagać inne urządzenie.
Najwięcej ciepła pompa może przepompować z wody gruntowej lub powierzchniowej, która ma stosunkowo wysoką i stabilną temperaturę przez całą zimę. Instalacje wykorzystujące wodę wymagają jednak kosztownej i dość kłopotliwej konserwacji i nie są polecane do obiektów o niewielkim zapotrzebowaniu na ciepło. W energooszczędnym domu jednorodzinnym nie warto ich stosować. W naszych warunkach najlepiej spisują się pompy czerpiące ciepło z gruntu. Na głębokości około 1,5 m jego temperatura wynosi zimą od 5 do 8°C.
Zobacz jak ogrzać dom energooszczędny...
Autor: Andrzej T. Papliński
Pompa ciepła jest urządzeniem, które można zaprogramować na różne sytuacje (oczekiwane temperatury)
Autor: Andrzej T. Papliński
Pompa ciepła jest urządzeniem, które można zaprogramować na różne sytuacje (oczekiwane temperatury)
Układając w gruncie rury z tak zwanym czynnikiem roboczym przekazującym ciepło do pompy, można uzyskać trzy-cztery razy większą jego ilość od tej zużywanej przez pompę energii elektrycznej. 1 kWh ciepła dostarczanego przez pompę kosztuje około 14 gr. Dla porównania wytworzenie 1 kWh ciepła z gazu to koszt ok. 23 gr. Pompa ciepła do energooszczędnego domu jednorodzinnego (o mocy grzewczej 6-10 kW) z zasobnikiem do przygotowywania ciepłej wody użytkowej to wydatek rzędu 20-35 tys. zł.
Szacunkowo można przyjąć, że gruntowy wymiennik poziomy pompy kosztuje około 1300 zł za kilowat mocy grzewczej, a pionowy (umożliwiający uzyskanie wyższego COP) – 2000 zł/kW. By urządzenie działało efektywnie, jego moc nie powinna przekraczać 50-80% maksymalnego (chwilowego) zapotrzebowania na ciepło. W ciągu roku 10% ciepła trzeba będzie dostarczyć z innego źródła, ale dzięki temu COP pompy będzie znacznie wyższy i będzie ona pobierać mniej prądu przez cały rok.
Instalacja solarna
Kolektory słoneczne służą do ogrzewania wody za pomocą promieniowania słonecznego. Nie potrzebują do tego paliwa ani energii elektrycznej (poza niewielką ilością do napędu pompy obiegowej). Do funkcjonowania instalacji solarnej niezbędny jest zbiornik o pojemności kilkuset litrów.
Słońce ogrzewa wodę tylko w ciągu dnia, dlatego musi on pełnić funkcję „akumulatora ciepła” umożliwiającego korzystanie z gorącej wody nie tylko wieczorem, ale także następnego dnia rano. Kolektory słoneczne stosuje się do podgrzewania wody użytkowej, choć teoretycznie mogłyby zasilać także instalację centralnego ogrzewania. To się jednak praktykuje rzadko – żeby ogrzać niewielki dom jednorodzinny, potrzeba od 45 do 75 m2 powierzchni paneli. W dodatku zimą, kiedy ciepło jest najbardziej potrzebne, straty ciepła przez obudowy kolektorów są zbyt wielkie, a przy dużym zachmurzeniu i w nocy kolektory są bezużyteczne.
Czy kolektory słoneczne są opłacalne? Najszybciej, wydatek poniesiony na instalację kolektorów słonecznych, bo już po 4-6 latach, zwróci się, jeśli zastąpimy ciepłem słońca elektryczny podgrzewacz wody. Argumenty działające na korzyść kolektorów? Eksperci radzą, by kolektor pokrywał 50-70% zapotrzebowania na c.w.u. Dla czteroosobowej rodziny optymalny zestaw będzie miał powierzchnię 4-5 m2. Ważny jest zbiornik magazynujący ciepłą wodę – im większy, tym lepiej, minimum to 200 l. Atutem jest niezależność mieszkańców, przyjemność korzystania z nieograniczonej ilości ciepłej wody. Ważny jest też zysk dla środowiska – użytkujemy ciepłą wodę, której produkcja nie wiąże się z bezpośrednimi stratami w przyrodzie.
