Ile prądu zużywa pompa ciepła - od czego to zależy i jak to obliczyć?

Jak obliczyć, ile prądu zużywa pompa ciepła? Ceny prądu będą coraz wyższe. Trzeba to brać pod uwagę, gdy się chce ogrzewać dom pompą ciepła. Od czego zależy, jak dużo energii elektrycznej potrzeba do jej napędu? Wyjaśniamy to na przykładzie.

Trudności w zdobyciu tradycyjnych paliw takich jak węgiel i związany z tym gwałtowny wzrost ich cen, spowodowały ogromne zainteresowanie możliwością ogrzewania domu pompami ciepła. To urządzenia znane z tego, że koszt ogrzewania nimi zawsze był relatywnie niski. Jak to wygląda teraz, czy mimo podwyżek cen energii elektrycznej ogrzewanie pompą ciepła wciąż można uznać za tanie? Wyjaśnimy, jak to obliczyć.

Na początek warto zrozumieć, jak działa takie urządzenie. Do ogrzewania pomieszczeń i podgrzewania wody użytkowej w domach jednorodzinnych stosuje się pompy ciepła, które wykorzystują do tego energię cieplną zakumulowaną w powietrzu lub gruncie. To właśnie ta energia, nieustannie uzupełniana przez promieniowanie słoneczne, jest przekazywana przez pompę do instalacji grzewczej. Jest to zatem urządzenie wykorzystujące odnawialne źródła energii (OZE).

Poza energią z OZE do działania pompy ciepła potrzebna jest też energia elektryczna. Jest nią zasilana przede wszystkim sprężarka pompy ciepła, a także inne jej podzespoły. Trzeba więc mieć świadomość, że wzrost cen prądu przekłada się na wzrost kosztów ogrzewania tego typu urządzeniami. Pompy ciepła wykazują jednak wysokie parametry efektywności energetycznej. Chwilowa efektywności COP (ang. Coefficient of Performance) pompy ciepła może wynosić nawet 5, co oznacza, że dostarczając do pompy ciepła 1 kWh energii elektrycznej możemy otrzymać w praktyce ok. 5 kWh energii cieplnej. Im współczynnik COP jest wyższy, tym mniej energii elektrycznej musimy dostarczyć do pompy ciepła, aby uzyskać tą samą ilość energii cieplej.

Efektywność COP jest określona dla warunków pracy w danym momencie - wyraża stosunek wyprodukowanego ciepła do ilości energii dostarczonej do pracy pompy ciepła. Do oszacowania kosztów ogrzewania i podgrzewu ciepłej wody niezbędny jest parametr SCOP, który określa efektywność pompy ciepła w ciągu roku, biorąc pod uwagę zmienność temperatury zewnętrznej. Rzeczywisty parametr SCOP powietrznej pompy ciepła wynosi w granicach 3,5-3,8. O efektywności pomp ciepła pisaliśmy w artykule: Współczynniki COP i SCOP - efektywność i wydajność pompy ciepła >>>

Podsumowując: Obliczając ile prądu zużywa pompa ciepła, można przyjąć, że pompa pobiera 1 kW mocy elektrycznej, a oddaje ok. 5 kW mocy cieplnej. Czyli płacimy za 1 kWh energii elektrycznej, a dostajemy 5 kWh ciepła.

Od czego zależy wysokość zużycia prądu przez pompę ciepła?

Na to ile prądu zużyje pompa ciepła, ma wpływ kilka czynników:

• standard wykonania budynku - im izolacja budynku lepsza, tym występują mniejsze straty ciepła oraz maleją koszty ogrzewania,
• zapotrzebowanie na ciepłą wodę użytkową,
• rodzaj systemu ogrzewania - pompy ciepła najefektywniej współpracują z niskotemperaturowymi instalacjami grzewczymi (np. ogrzewanie płaszczyznowe)
• wymagana temperatura powietrza w pomieszczeniach

Dowiedz się więcej na temat tego, jak działa pompa ciepła.

Ile prądu zużywa powietrzna pompa ciepła i jaki jest koszt ogrzewania

Aby obliczyć, ile prądu zużywa pompa ciepła i jaki jest koszt ogrzewania posłużymy się przykładem. W poniższym zestawieniu założono podstawowe parametry standardu budynku oraz zapotrzebowania na ciepłą wodę użytkową. Dodatkowo podana została powierzchnia budynku oraz ilość domowników:

∗standard wykonania budynku - wynika z założenia wartości po prawej stronie tabeli

• Ile prądu zużywa pomp ciepła na potrzeby c.o.

Obliczenia wg wzoru: E_c.o. = P_bud • E_u = 150 • 75 = 11 250 kWh/rok

Gdzie:

P_bud - Powierzchnia grzewcza budynku [m2]

E_u - Standard wykonania budynku [kWh/m² rok]

• Ile prądu zużywa pomp ciepła na potrzeby c.w.u

Obliczenia wg wzoru: E_cwu = V • il.osób • ΔT • c_w • l.dni = 45 • 4 • 35 / 860 • 365 = 2674 kWh/rok

Gdzie:

V - Zużycie ciepłej wody [litr/os/doba]

il.osób - Liczba mieszkańców

c_w - Ciepło właściwe wody = 1/860 [kWh/kgK]

ΔT - Różnica między wymaganą temperaturą c.w.u a zimną wodą [K]

l.dni - Liczba dni w roku, w których dokujemy podgrzewu c.w.u

• Ilość energii potrzebnej na potrzeby c.w.u oraz c.o.:  

E = E_c.o. + E_c.w.u. = 11 250 + 2674 = 13 924 kWh

• Roczne zużycie energii elektrycznej:

E_el = E/SCOP = 13924/3,7 = 3763 kWh

SCOP - Sezonowa efektywność pompy ciepła, założona wartość 3,7

• Koszt ogrzewania i podgrzewu ciepłej wody użytkowej pompą ciepła:

E_el • cena = 3763 • 0,77 =  2898 [zł brutto/rok]

Cena - Cena jednostka 1 kWh, założono wartość 0,77 [zł brutto/kWh]

Ile kosztuje prąd do pompy ciepła

Podsumowując: w naszym opisanym powyżej przykładzie koszt zużycia prądu związany z zasilaniem pompą ciepła w domu o powierzchni grzewczej 150 m2, wybudowanym zgodnie z warunkami technicznymi 2021, zamieszkiwanym przez rodzinę 4-osobową wynosi niecałe 2900 zł/rok.

Jak zdobyć dofinansowania do zakupy pompy ciepła:

• Moje Ciepło - jak dostać do 21 tys. zł dopłaty do pompy ciepła
• Dotacja od PGNiG na kocioł gazowy i pompę ciepła
• Wszystkie programy dopłat do pomp ciepła - jak ją kupić taniej?