Ogrzewanie pompą ciepła zapewnia najniższe koszty eksploatacyjne, w połączeniu z maksymalnym komfortem nie tylko w trybie ogrzewania, ale również chłodzenia pomieszczeń. Przykład zastosowania w budynku jednorodzinnym wskazuje na rzeczywiste koszty ogrzewania, chłodzenia, podgrzewania wody użytkowej Ogrzewania pompą ciepła powietrze/woda może być stosowane jako samodzielne dla nowych budynków. W układzie tzw. hybrydowym powietrzna pompa ciepła może współpracować z kotłem grzewczym. To stanowi rozwiązanie dla budynków modernizowanych, także z instalacją grzewczą z grzejnikami. Ogrzewanie pompą ciepła solanka/woda stosuje się częściej dla budynków nowych, ze względu na prace ziemne przy wykonaniu dolnego źródła ciepła. Koszty ogrzewania pompą ciepła gruntową należą do najniższych. Takie rozwiązanie cechuje się najwyższym poziomem efektywności energetycznej. Dodatkowo gruntowa pompa ciepła pozwala na wykorzystanie najtańszej metody chłodzenia budynku jakim jest chłodzenie pasywne. Nie wymaga ono pracy sprężarki jak w przypadku klimatyzacji lub odwróconego tryby pracy pompy ciepła.

1. Ogrzewanie pompą ciepła – koszty w praktyce
 Przykład rzeczywistych kosztów ogrzewania budynku pompą ciepła
 Statystyka kosztów zakupu energii elektrycznej dla różnych potrzeb budynku
 Zapotrzebowanie na energię końcową Ek domu jednorodzinnego
Wydanie 1/2013
24.02.2013
www.eko-blog.pl www.vaillant.pl

2. Pompa ciepła – koszty ogrzewania domu
 Pompa ciepła znajduje zastosowanie w budynkach nowych i modernizowanych
zapewniając najniższe koszty ogrzewania domu i jednocześnie maksymalny
komfort użytkowania.
 Pompa ciepła może stanowić nie tylko źródło ciepła, ale także źródło chłodu.
W zależności od wyboru rozwiązania, pompa ciepła może w sposób aktywny za
pomocą pracy sprężarki i obiegu chłodniczego chłodzić pomieszczenia, lub też
w sposób pasywny (bez pracy sprężarki), z wykorzystaniem tylko chłodu gruntu,
najniższym kosztem obniżać temperaturę wewnątrz budynku.
 Dodatkowe zastosowanie kolektorów słonecznych w połączeniu z pompą ciepła,
wpływa korzystnie na roczną efektywność pracy całego układu. Odciążenie
pompy ciepła od pracy na potrzeby podgrzewania ciepłej wody użytkowej, skraca
jej czas pracy oraz poprawia warunki regeneracji cieplnej dolnego źródła ciepła
(gruntu). Przedkłada się to na obniżenie zużycia energii elektrycznej i wzrost
rocznego współczynnika efektywności (SPF, JAZ).
2

3. Charakterystyka przykładowego budynku
 Pompa ciepła została zastosowana w przykładowym 2-kondygnacyjnym
budynku jednorodzinnym. Dla budynku dokonano bilansu zużycia energii
w pierwszym roku eksploatacji (2012). Podstawowa charakterystyka budynku:
Charakterystyka budynku  Rok budowy: 2011
 Powierzchnia ogrzewana: 210 m2
 Strefa klimatyczna: III (-20oC)
 Liczba mieszkańców: 4 os.
 Przeszklenie: okna 3-szybowe
 Izolacja cieplna ścian: styropian 20 cm
 Izolacja cieplna stropodachu: wełna 30 cm
 Ze względu na znaczną odległość (ok. 300 mb) od sieci gazociągowej, a także
dla uzyskania niskich kosztów eksploatacji i możliwości chłodzenia pasywnego
latem, inwestor zdecydował się na zastosowanie gruntowej pompy ciepła.
3

4. Opis wyposażenia budynku
 Podstawowe dane dla zastosowanych systemów budynku:
System Opis
Zasilanie energią  Energia elektryczna 100% dla całego budynku
budynku  Dodatkowe ogrzewanie kominkiem (bez rozdziału ciepła): sporadyczne
 Pompa ciepła solanka/woda o mocy grzewczej 10 kW pracująca w trybie
Źródło ciepła monowalentnym (wbudowana grzałka elektryczna wyłączona z pracy)
 Sondy pionowe o długości łącznej 220 mb
 Ogrzewanie podłogowe 100%
System grzewczy  Temperatury robocze maksymalne: 35/30oC
 Średnia temperatura wewnętrzna budynku w sezonie grzewczym: 22oC
 Podgrzewacz pojemnościowy: 300 litrów
Ciepła woda  Instalacja solarna: 2 kolektory płaskie o łącznej powierzchni brutto: 5 m2
użytkowa  Nastawa temperatury wody użytkowej (dla pompy ciepła): 48oC
 Cyrkulacja ciepłej wody użytkowej: praca ok. 5 h/dzień
 Wentylacja mechaniczna z rekuperacją ciepła, centrala 600 m3/h, wentylatory
Wentylacja z silnikami prądu stałego. Przeciętna wydajność: lato 80%, zima 30%
i chłodzenie  Chłodzenie pasywne poprzez chłodnicę na powietrzu nawiewanym
(pompa obiegowa w obiegu solanki przez sondy gruntowe).
4

5. Podział zużycia energii elektrycznej
w budynku jednorodzinnym
Bilansu zużycia energii w 2012 roku dokonano według podziału:
 Ogrzewanie – energia zużyta przez pompę ciepła w trakcie roku podczas pracy
dla systemu grzewczego. Roczna wartość współczynnika efektywności SPF (JAZ)
pompy ciepła według wskazań regulatora wyniosła 4,4.
 Wentylacja – energia zużyta przez centralę wentylacyjną. W okresie zimowym
przy niskich temperaturach zewnętrznych, średnia w ciągu doby wydajność
centrali wynosiła 30%, w okresach przejściowych 60%, a latem w trybie
mieszanym (z dużym udziałem chłodzenia): 80%.
 Chłodzenie – energia zużyta do pracy pompy obiegowej w obiegu (solanki)
chłodnicy powietrznej. Dodatkowo uwzględniono zwiększone zużycie energii
elektrycznej dla centrali wentylacyjnej (wzrost wydajności centrali z 60 do 80%)
podczas pracy w trybie chłodzenia.
 Ciepła woda – energia zużywana przez pompę ciepła podczas podgrzewania
ciepłej wody użytkowej oraz przez pompę cyrkulacyjną c.w.u.. Stopień pokrycia
potrzeb dla podgrzewu c.w.u. z instalacji solarnej wyniósł ok. 50÷55% rocznie
 Wyposażenie – energia zużywana na pozostałe cele budynku
(w tym np. AGD, oświetlenie, bramy, żaluzje, rolety, itd.)
5

6. Bilans zużycia energii elektrycznej 2012
 W okresie całego roku 2012, zużycie energii elektrycznej wyniosło 9705 kWh
Miesiąc Ogrzewanie Wentylacja Chłodzenie Woda użytkowa Wyposażenie Suma 2012
I 670 65 0 90 428 1253
II 830 65 0 80 419 1394
III 430 65 0 54 435 984
IV 240 100 0 20 329 689
V 0 110 15 5 210 340
VI 0 130 36 3 326 495
VII 0 130 50 0 325 505
VIII 0 115 31 20 269 435
IX 0 115 15 26 311 467
X 235 100 0 55 437 827
XI 568 65 0 80 470 1183
XII 488 65 0 90 490 1133
Suma 3461 1125 147 523 4449 9705
2012 35,7% 11,6% 1,5% 5,4% 45,8% 100%
Dane kWh/m-ąc
6

7. Wykres zużycia energii elektrycznej w roku
2012 według rodzajów systemów… (1/3)
 Wykres zużycia miesięcznego energii elektrycznej w domu 1-rodzinnym:
kWh
Suma:
9705
kWh/rok
7

8. Wykres zużycia energii elektrycznej w roku
2012 według rodzajów systemów… (2/3)
 Wykres zużycia miesięcznego energii elektrycznej w domu 1-rodzinnym:
kWh
Suma:
9705
kWh/rok
8

9. Wykres zużycia energii elektrycznej w roku
2012 według rodzajów systemów… (3/3)
 Wskaźnik zapotrzebowania na energię końcową Ek wynikający z ogrzewania,
wentylacji, chłodzenia i podgrzewania ciepłej wody użytkowej (z pominięciem
energii dla zasilania wyposażenia domu), wyniósł 25,0 kWh/m2rok.
Wskaźnik Ek:
 na podstawie zużycia
energii: 25,0 kWh/m2rok
 ze świadectwa
charakterystyki
energetycznej budynku:
26,6 kWh/m2rok
Suma:
9705
kWh/rok
9

10. Roczne koszty zakupu energii
dla budynku jednorodzinnego
 Całkowite koszty zakupu energii elektrycznej wyniosły na podstawie rachunków
w całym roku 2012: 6159 zł brutto. Średnia cena 1 kWh energii elektrycznej
wyniosła 0,6346 zł/kWh.
Suma:
6159
zł/rok
zł/rok
10

11. Bilans miesięcznych kosztów eksploatacji
budynku jednorodzinnego
 Koszty związane z ogrzewaniem, podgrzewaniem ciepłej wody użytkowej,
wentylacją i chłodzeniem wyniosły 54,2% całkowitych kosztów zakupu energii
 Całkowite koszty zakupu energii
zł/m-ąc
elektrycznej: 6159 zł/rok
Suma:
6159
zł/rok
11

12. Dodatkowe uwagi do sposobu eksploatacji
budynku jednorodzinnego
 Na zmniejszenie zapotrzebowania ciepła dla ogrzewania pomieszczeń znaczący
wpływ mają zyski od nasłonecznienia widoczne np. w mroźne słoneczne dni
(02.2012)
 Wzrost zużycia energii elektrycznej następuje w okresie zimowym (oświetlenie,
okres świąteczny), widoczne szczególnie od 01-03.2012 i 10-12.2012
 Zmniejszenie zużycia energii elektrycznej w 08.2012 z uwagi na urlop
 Sezon grzewczy zapoczątkowany w połowie 10.2012 – w stosunku do
budynków „standardowych” później o około 1 miesiąc. Zyski od nasłonecznienia
zapewniły utrzymanie komfortu cieplnego.
 Ogrzewanie kominkiem – pomijalne w bilansie z uwagi na sporadyczne
użytkowanie (nie w celach stricte ogrzewania pomieszczeń)
 Ochronę przed nasłonecznieniem w okresie letnim zapewniają żaluzje
zewnętrzne oraz rolety zewnętrzne dla okien dachowych.
12

13. Podsumowanie
 Koszty ogrzewania pompą ciepła należą do najniższych. Szacowane koszty
eksploatacji kotła gazowego dla wskazanych potrzeb cieplnych (ogrzewanie
i woda użytkowa) były by wyższe o około 60÷70%. Dodatkowo chęć zastosowania
klimatyzacji znacznie podwyższyła by koszty eksploatacyjne budynku.
 Pompa ciepła pracowała około 1785 godzin w ciągu roku. Odciążeniem dla
pracy jest instalacja solarna dla potrzeb podgrzewania ciepłej wody użytkowej.
 Chłodzenie pasywne (naturalne) stanowi najtańszą opcję schładzania
pomieszczeń w budynku, zapewniając koszty poniżej 100 zł rocznie.
Dodatkowo chłodzenie pasywne sprzyja regeneracji cieplnej dolnego źródła
ciepła poprzez oddawanie ciepła do sond gruntowych.
 Znaczne zmniejszenie zużycia energii przez budynek przy zachowaniu jakości
powietrza i komfortu, zapewnia zastosowanie wentylacji mechanicznej
(rekuperacji). W połączeniu z chłodzeniem pasywnym wentylacja mechaniczna
zapewnia utrzymanie temperatury wewnętrznej o kilka stopni niższej
od zewnętrznej (bez efektu przechłodzenia).
 Zastosowanie jednego nośnika energii (tutaj energii elektrycznej) zmniejsza
obciążenie opłatami stałymi z tytułu przyłączenia do innych sieci.
13

14. Ogrzewanie
Kotły gazowe
Chłodzenie Kotły olejowe
Pompy ciepła
Energia odnawialna
Kolektory słoneczne
Systemy wentylacji
www.eko-blog.pl www.vaillant.pl