Pompa ciepła jest nowoczesnym urządzeniem grzewczym coraz chętniej wykorzystywanym w technice grzewczej. Do jej zalet niewątpliwie zalicza się wysoką sprawność energetyczną oraz brak emisji szkodliwych substancji do atmosfery.

Czym jest pompa ciepła?

Pompa ciepła jest urządzeniem chłodniczym działającym podobnie jak zwykła lodówka. Jej praca polega na odebraniu ciepła z otoczenia (np. powietrza atmosferycznego, gruntu lub wody), a następnie przekazaniu go do instalacji centralnego ogrzewania (dotyczy to pompy ciepła wykorzystywanej w domowym ogrzewaniu). Urządzenie to wykorzystuje różne zjawiska fizyczne w celu przeniesienia ciepła z ciała o niższej temperaturze do ciała o wyższej temperaturze. Do jej prawidłowej pracy konieczne jest dostarczenie energii napędowej, gdyż samoczynny przepływ ciepła od ciała zimniejszego do cieplejszego fizycznie nie jest możliwy. Jako alternatywę dla kotłów na paliwo organiczne i ogrzewania elektrycznego wykorzystuje się sprężarkowe pompy ciepła, które działają na zasadzie napędu mechanicznego. Obecnie jest to najpopularniejsza grupa urządzeń stosowanych w technice grzewczej i chłodniczej. Jako zaletę wykorzystania pomp ciepła można wymienić fakt, że wykorzystują one odnawialne źródła energii, zmniejszając tym samym wykorzystanie paliw pierwotnych, dzięki czemu ograniczają emisję szkodliwych produktów spalania do atmosfery.

Pompa ciepła ‒ zużycie energii

Wybierając pompę ciepła, kierujemy się głównie jej mocą grzewczą. Jednak równie istotnym parametrem jest współczynnik efektywności energetycznej (COP = coefficient of performance), który jest liczbą wyrażającą stosunek mocy oddawanej do mocy pobieranej z sieci elektrycznej. W praktyce wielkość ta jest przeważnie większa niż 4, a niekiedy jest równa 6. Wartość ta przedstawia potencjalne koszty ogrzewania, gdyż znając roczne zapotrzebowanie na energię cieplną do ogrzewania budynku, po podzieleniu go przez COP otrzymamy orientacyjną ilość zużytej energii elektrycznej, za którą będziemy musieli zapłacić. Wartość współczynnika efektywności energetycznej zależy od temperatury dolnego źródła. Im jest ona niższa, tym mniejszy jest współczynnik efektywności energetycznej, co skutkuje większym poborem energii elektrycznej z sieci.

Ile prądu zużywa pompa ciepła?

Zużycie energii elektrycznej przez pompę ciepła zależy między innymi od rodzaju wykorzystywanego dolnego źródła, co z kolei częściowo wpływa na średni sezonowy współczynnik efektywności energetycznej. Wartość tego współczynnika zależy również od budowy pompy ciepła, różnicy temperatury pomiędzy dolnym a górnym źródłem i od wykorzystywanego czynnika roboczego. Chcąc ocenić chwilowe zużycie energii elektrycznej przez pompę ciepła, należy podzielić jej chwilową moc całkowitą przez chwilową wartość współczynnika efektywności energetycznej. W praktyce wartość ta mówi jedynie o chwilowym poborze energii elektrycznej, a całkowite zużycie energii możemy dokładnie określić jedynie przez opomiarowanie urządzenia (w przypadku braku takich informacji na monitorze pompy). Dla przykładu: zakładając 4 kWh wyprodukowanej energii cieplnej, 1 kWh pochodzi z sieci elektrycznej, a współczynnik COP jest równy 4.

Podsumowując, wartość COP wpływająca na zużycie prądu elektrycznego zależy od:

  • różnicy temperatur pomiędzy dolnym a górnym źródłem,
  • różnicy temperatur pomiędzy wodą zasilającą instalację centralnego ogrzewania a wodą powrotną,
  • wewnętrznej sprawności pompy ciepła.

Zgodnie z obowiązującą normą wartość współczynnika COP powinna być podawana przez producentów.

Koszty ogrzewania pompą ciepła

Koszt ogrzewania pompą ciepła jest uzależniony od zapotrzebowania na energię cieplną do ogrzewania pomieszczeń oraz przygotowania ciepłej wody użytkowej. Koszty te są trudne do precyzyjnego ustalenia, gdyż wpływa na nie wiele czynników. Najważniejszym z nich jest temperatura zewnętrzna powietrza atmosferycznego oraz liczba odbiorców ciepłej wody użytkowej. Dla określenia kosztów ogrzewania można posłużyć się przykładem, w którym przyjmuje się dwie wartości rocznego zużycia energii: na poziomie 7500 kWh dla domu powstałego zgodnie z aktualnie obowiązującymi normami oraz 15000 kWh dla domu po przeprowadzonej termomodernizacji. Dzieląc te wartości przez średni sezonowy współczynnik pompy ciepła COP na poziomie 4, otrzymujemy odpowiednio wartości 1875 kWh oraz 3750 kWh zapotrzebowania na energię elektryczną z sieci. Oznacza to wydatki odpowiednio ok. 1200 zł i 2400 zł. W przypadku zużycia energii do podgrzewania ciepłej wody użytkowej zależy ona od liczby mieszkańców oraz charakteru użytkowanego budynku. Dla domu jednorodzinnego, zakładając dzienne zużycie wody na poziomie 50 litrów na osobę (podgrzewanie wody od 10 do 45℃) i troje mieszkańców, otrzymujemy zużycie na poziomie 2850 kWh na rok, co w przeliczeniu daje nam wartość ok. 430 zł. Zatem łącznie możemy założyć roczny koszt pracy pompy ciepła na poziomie od ok. 1600 zł do 2800 zł.