Czy opłaca się pompa ciepła do wody użytkowej?

Z każdym rokiem pompy ciepła do c.w.u. (ciepłej wody użytkowej) zyskują coraz większe grono oddanych zwolenników. Uważane za doskonałą alternatywę dla kolektorów słonecznych czy podgrzewania wody za pomocą kotłów, cieszą się niesłabnącym zainteresowaniem ze strony inwestorów. W tym artykule odpowiemy na najczęstsze pytania i rozwiejemy wątpliwości co do opłacalności inwestycji w ten rodzaj pomp.

Czym jest i jak działa pompa ciepła do c.w.u.?

Pompa ciepła do podgrzewania ciepłej wody użytkowej jest specjalnym rodzajem pompy ciepła, generującym energię wyłącznie w celu podgrzania wody, nie zaś – jak w przypadku tradycyjnych pomp – całego domu. Urządzenia te pobierają ciepło z powietrza z wewnątrz lub zewnątrz budynku, by następnie oddać je wodzie, zgromadzonej w zasobniku.

Urządzenia te działają na zasadzie przekazywania ciepła z powietrza do czynnika roboczego. W pierwszej kolejności powietrze zasysane jest przez parownik, gdzie dochodzi do zetknięcia się powietrza z czynnikiem, który – dzięki niskiej temperaturze wrzenia – zamienia się w gaz. Ten zostaje następnie zassany przez sprężarkę, gdzie gwałtownie wzrasta jego temperatura i ciśnienie. Później czynnik przekazywany jest do skraplacza, pełniącego funkcję wymiennika ciepła. W tym momencie następuje oddanie ciepła i ogrzanie wody.

Alternatywa dla innych źródeł ogrzewania wody

W znacznej większości domów woda użytkowa podgrzewana jest przez kocioł (na paliwa stałe lub gaz), którego zadaniem jest ogrzewanie budynku. Takie rozwiązanie cechuje szereg wad, dających się we znaki użytkownikom. Po pierwsze, znacznie wzrastają wtedy koszty ogrzewania wody – zwłaszcza gdy do ogrzewania domu wykorzystujemy drogie paliwa, takie jak np. pellet. Po drugie – sposób ten jest niewygodny podczas sezonu letniego, w którym nie zachodzi potrzeba ogrzewania domu. Na niekorzyść takiego rozwiązania przemawia także dużo większa szkodliwość dla środowiska. Dlatego też właściciele kotłów, poza sezonem grzewczym, do podgrzania c.w.u., coraz częściej wybierają pompy, kolektory słoneczne lub grzałki elektryczne. Nie bez znaczenia pozostają również niższe koszty ogrzewania, czym zajmiemy się w dalszej części artykułu.

Pompa ciepła czy kolektory do przygotowania c.w.u.?

Pompy ciepła do przygotowania c.w.u. traktuje się jako główną konkurencję dla kolektorów słonecznych. Największą zaletą tego drugiego rozwiązania są wręcz zerowe koszty podgrzewania wody przy intensywnym nasłonecznieniu. Zastosowanie akumulatora i przetwornicy umożliwia zaś ogrzewanie wody nawet w przypadku awarii sieci energetycznej.

Na korzyść pomp przemawia dużo łatwiejszy sposób montażu, ograniczający się w zasadzie do wyprowadzenia przewodów powietrznych. Dokonując instalacji, nie musimy się także martwić o ułożenie budynku względem stron świata i jego zacienienie. W przypadku pomp interesuje nas wyłącznie temperatura powietrza, co uniezależnia nas od warunków pogodowych i pory dnia, które musimy brać pod uwagę, instalując kolektory.

Dużą zaletą pomp do c.w.u jest też możliwość zastosowania dużo mniejszego zbiornika na wodę niż w przypadku kolektorów. Te bowiem muszą mieć zapewnioną możliwość odbioru energii także w warunkach, gdy z ciepłej wody nie korzystamy. Może nam się więc to dać we znaki szczególnie wtedy, gdy planujemy delegację bądź urlop.

Dlaczego warto?

Największą zaletę pomp do ciepłej wody, w porównaniu do tradycyjnych kotłów, stanowi ich bezobsługowość. Pompa, pobierając ciepło z powietrza, pozwala nam zapomnieć w okresie letnim o potrzebie dostarczania paliwa do pieca, czyszczenia go czy rozpalania.

Ogrzewanie wody pompą ciepła uznawane jest także za najbezpieczniejszy sposób ogrzewania (zarówno budynku, jak i wody). W związku z tym, że pompy nie wykorzystują przy swojej pracy paliw stałych, nie musimy obawiać się zaczadzenia czy wybuchu. Duży plus stanowi również łatwość montażu i możliwość wykorzystania pompy do schładzania pomieszczeń w domach – co wytłumaczymy w dalszej części na przykładzie konkretnego typu pompy. 

Pompa ciepła do wody użytkowej a klasyczna pompa ciepła

Prawie każda klasyczna pompa ciepła, przeznaczona do ogrzewania budynku, umożliwia także podgrzewanie wody użytkowej. Taką instalację cechuje również efektywna praca w przypadku bardzo niskich temperatur, ze względu na pobieranie ciepła z wód gruntowych lub gleby, które utrzymują niemalże stałą temperaturę roczną.

Pompy powietrze/woda należy zaś traktować wyłącznie jako uzupełnienie całego układu, w którym występuje drugie źródło ciepła, ogrzewające wodę podczas mrozów.

Rodzaje pomp c.w.u. – z zasobnikiem lub bez

W pierwszej kolejności należy wyróżnić pompy z zasobnikiem, lub bez.

Pompy ze zintegrowanym zasobnikiem wyposażone są w stojący zbiornik na wodę, zazwyczaj o pojemności ok. 150-200 l. Często wyposażone są również w dodatkową wężownicę, do której można podłączyć kocioł lub grzałkę elektryczną, stanowiące dodatkowe sposoby ogrzewania. W tym wypadku należy zadbać o to, by zasobnik posiadał odpowiednia pojemność.

Licząc zapotrzebowanie na ciepłą wodę, powinniśmy wziąć pod uwagę m.in. takie czynniki jak nawyki całej rodziny oraz pojemność wanny. O ile zużycie wody na prysznic dla jednej osoby wynosi ok. 50 l, tak ilość ta może ulec nawet potrojeniu, w przypadku kąpieli w wannie. Uwzględnić należy także potencjalne zużycie wody podczas codziennych czynności, takich jak mycie rąk czy zmywanie naczyń. Mały zasobnik może więc okazać się w takim przypadku całkowicie niewygodny. Nie powinniśmy zapominać też o czasie przygotowania wody, który w przypadku pomp ciepła będzie dłuższy, niż w przypadku kotła. Wynika to z mocy cieplnej obu urządzeń, która wynosi ok. 1-4 kW przy wykorzystaniu pompy i aż ponad 20 kW w przypadku kotła.

Dużą zaletę przy wyborze pompy ze zintegrowanym zbiornikiem stanowi prostota montażu. Instalacja całości wymaga bowiem (w przypadku, gdy pompa pobiera ciepło z zewnątrz) jedynie podłączenia dwóch przewodów powietrznych, podłączenia rur z wodą i sprężarki do gniazdka.

Pompy bez zasobnika stanowią zaś dobre rozwiązanie dla osób, które posiadają już zbiornik wody, lub nie dysponują wystarczającą ilością miejsca do instalacji zasobnika stojącego. W takim wypadku możemy dokupić zasobnik wiszący lub o mniejszej pojemności. W tym miejscu należy przypomnieć sobie powyższe rozważania na temat zapotrzebowania na wodę. Musimy być bowiem świadomi, że zasobnik o zbyt małej pojemności będzie mógł okazać się kłopotliwy – szczególnie w przypadku licznej rodziny.

Decydując się na pompę bez zasobnika, należy zwrócić także uwagę na sposób podłączenia. W przypadku pomp, przeznaczonych do podłączenia z wężownicą oddzielnego zbiornika, powinniśmy zwrócić uwagę na jej powierzchnię. Gdyby okazało się, że jest ona zbyt mała, wymiana ciepła mogłaby okazać się zbyt mało intensywna, by zapewnić odpowiednio wysoką temperaturę wody. Problem ten nie występuje w pompach wyposażonych we własny wymiennik ciepła, w którym woda ze zbiornika jest ogrzewana i następnie wraca do niego.

Rodzaje pomp c.w.u. – skąd pobieramy ciepło?

Dobierając pompę, powinniśmy zastanowić się nad miejscem, z którego ta będzie pobierać powietrze. Będzie to bowiem determinować sposób montażu. Pod tym względem możemy wyróżnić trzy typy pomp ciepła do c.w.u.

Pierwszych z nich – pompy pobierające ciepło z wnętrza budynku – to najprostszy pod względem montażu wariant, w którym pompa pobiera ciepło z pomieszczenia, w którym ją umieścimy. Pamiętajmy, że pompa odbiera ciepło z powietrza i zwraca je do otoczenia wychłodzone, o temperaturze o kilka stopni niższej. Z tego też powodu pompy ciepła – zamiast w łazienkach – powinny być montowane w kotłowniach lub pomieszczeniach gospodarczych, w których obniżona temperatura nie będzie nam przeszkadzać.

Stosunkowo popularnym rozwiązaniem jest jednak układanie przewodów powietrznych w taki sposób, by pobierać ciepło z pomieszczeń mieszkalnych. Tak wykonana instalacja sprawia, że uzyskujemy prosty system klimatyzacyjny. System niepozbawiony jednak wad, gdyż ochładzanie powietrza przez pompę doprowadza także do jego wysuszania.

Drugi typ, czyli pompy na powietrze zewnętrzne, stanowią bardzo popularne i wydajne rozwiązanie, ze względu na letnie temperatury, wynoszące od kilkunastu do nawet ponad 30^oC. W tym przypadku do pompy podłącza się dwa przewody powietrzne – jeden, pobierający powietrze z zewnątrz i drugi, służący do oddawania go z powrotem po odebraniu energii. Warto dodać, że w przypadku tego typu pomp pobieranie ciepła jest możliwe także w mniej sprzyjające pory roku. Na rynku znajdziemy bowiem pompy, które są w stanie czerpać ciepło z powietrza o temperaturze nawet do -10^oC. Nie możemy przy tym zapominać, że praca pomp przy niskich temperaturach jest znacznie mniej wydajna.

Pompy na powietrze zewnętrzne i wewnętrzne to ostatnia najwygodniejsza z opcji, wyposażona w ręczną lub automatyczną przepustnicę, pozwalającą wybrać, z którego źródła ma być pobierane powietrze. Praca urządzenia sterowana jest najczęściej za pomocą siłownika i czujnika temperatury na zewnątrz.

Koszty ogrzewania – czy to się opłaca?

Decydując się na pompę, wyposażoną w zasobnik o pojemności ok. 200 l, musimy liczyć się z wydatkiem ok. 6-8 tys. zł. Za urządzenie bez zasobnika zapłacimy mniej o ok. 2000 zł.

W ocenie kosztów wytworzenia energii pomoże nam zaś współczynnik COP, określający ogólną sprawność pomp ciepła. W przypadku, gdy pompa wykorzystuje powietrze o temperaturze 20^oC,  możemy przyjąć, że wartość współczynnika COP wynosi 4. Oznacza to, że do wyprodukowania 4 kWh energii cieplnej, pompa wykorzystała 1 kWh energii elektrycznej, niezbędnej do zasilenia sprężarki. Uśredniając, że cena za 1 kWh energii elektrycznej wynosi 0,60 gr i dzieląc to przez współczynnik COP, dojdziemy do wniosku, że za 1 kWh energii przyjdzie nam zapłacić zaledwie 0,15 gr. To doskonały wynik – należy pamiętać, że im niższa temperatura powietrza, tym niższy osiągamy współczynnik COP. W przypadku, gdy pompa pracuje w temperaturze ok. -10^oC współczynnik COP wynosi od 2 do 3, co oznacza, że konieczne jest zastosowanie dodatkowych źródeł ciepła do ogrzewania wody.  

Pompa do ciepłej wody użytkowej – czy warto?

Według szacunków, obecnie w co dziesiątym nowobudowanym domu na terenie Polski montuje się pompy ciepła, przeznaczone do ogrzewania wody użytkowej. W krajach Europy Zachodniej, na to samo rozwiązanie decyduje się już ponad połowa inwestorów. Od momentu pojawienia się na rynku, pompy ciepła dały się poznać jako jedno z najbardziej energooszczędnych, ekologicznych i wygodnych rozwiązań – zarówno do ogrzewania wody, jak i całego domu.