Jak oszczędzać energię z wykorzystaniem pompy ciepła?

Jak dobrać odpowiednią moc grzewczą pompy ciepła?

 

Dobór odpowiedniej mocy powietrznej pompy ciepła jest kluczowy dla efektywnego i oszczędnego funkcjonowania tego systemu grzewczego. Aby to zrobić, musimy określić projektowe obciążenie cieplne naszego budynku, czyli straty ciepła, które występują w skrajnych warunkach pogodowych. Te skrajne warunki to zazwyczaj minimalne temperatury powietrza, jakie mogą wystąpić na danym obszarze. W Polsce, ze względu na różnice klimatyczne, mamy pięć stref o minimalnych temperaturach od -16˚C do -24˚C.

 

Moc i efektywność pompy ciepła zależą od temperatury powietrza na zewnątrz. Im niższa temperatura, tym niższa wydajność pompy ciepła. Jednak większość okresu grzewczego w Polsce charakteryzuje się temperaturami powyżej minimalnych, co powoduje, że obciążenie cieplne budynku jest znacznie mniejsze. W praktyce, temperatury poniżej -10˚C występują tylko przez kilka dni w roku.

 

W celu określenia optymalnej mocy pompy ciepła dla naszego budynku, ustala się tzw. punkt biwalentny. Jest to graniczna temperatura zewnętrzna, przy której pompa ciepła jest w stanie pokryć straty ciepła budynku bez wsparcia zewnętrznego źródła ciepła. Poniżej tej temperatury, pompa ciepła współpracuje z innym, konwencjonalnym źródłem ciepła, np. kotłem grzewczym lub grzałką elektryczną.

 

Dobrze dobrany punkt biwalentny powinien mieścić się w zakresie od -6 do -12˚C i zależy od strefy klimatycznej, w jakiej znajduje się budynek. Im chłodniejsza strefa, tym niższa temperatura punktu biwalentnego. Ważne jest, aby unikać zbyt wysokiego punktu biwalentnego, ponieważ wtedy pompa ciepła będzie przez większość czasu pracować z mniejszą wydajnością i współpracować z energochłonnym źródłem ciepła. To z kolei skutkuje wyższymi rachunkami za prąd, których można by uniknąć, wybierając urządzenie o większej wydajności cieplnej. Właściwie dobrane parametry pompy ciepła przyczynią się do oszczędności energii oraz zmniejszenia kosztów związanych z ogrzewaniem budynku.

 

Zużycie energii elektrycznej a instalacja c.o. i izolacja budynku

 

Rodzaj instalacji centralnego ogrzewania ma istotny wpływ na zużycie energii elektrycznej przez pompę ciepła. Wysoka różnica między temperaturą powietrza na zewnątrz a temperaturą zasilania instalacji c.o. powoduje większe zapotrzebowanie na energię elektryczną do ogrzewania budynku.

W nowych budynkach coraz częściej stosuje się instalacje ogrzewania podłogowego, które pozwalają na efektywną pracę pompy ciepła nawet w bardzo niskich temperaturach. Temperatura zasilania w tego typu instalacjach jest zazwyczaj niższa, wynosząca około 40-45˚C.

W przypadku starszych budynków, warto zwrócić uwagę na rodzaj instalacji c.o. i ocieplenie elewacji. Często spotyka się klasyczne grzejniki lub mieszane instalacje, łączące grzejniki z ogrzewaniem podłogowym. Efektywność pracy pompy ciepła w takim przypadku zależy od powierzchni i ilości grzejników w pomieszczeniach. Im większa powierzchnia grzejników, tym niższa wymagana temperatura zasilania, co prowadzi do mniejszego zużycia energii elektrycznej przez pompę ciepła. Wiele istniejących budynków, poza wymianą grzejników, może wymagać jedynie ocieplenia i wymiany okien, co pozwala na obniżenie temperatury zasilania i poprawę wydajności pompy ciepła. Dostępne na rynku zaawansowane konstrukcje pomp ciepła, wykorzystujące wielostopniowy wtrysk pary lub czynnik chłodniczy R290, znacząco zwiększają ich wydajność, szczególnie w połączeniu z klasycznymi grzejnikami.

 

Jednak, jeśli budujemy nowy dom i planujemy zastosowanie pompy ciepła, najlepszym wyborem jest instalacja ogrzewania płaszczyznowego, czyli np. ogrzewania podłogowego. Dzięki temu rozwiązaniu zapewniamy optymalne zużycie energii elektrycznej przez pompę ciepła, co przekłada się na oszczędności i bardziej ekologiczne funkcjonowanie całego systemu grzewczego.

 

Jak zoptymalizować pompę ciepła, aby zużywała jak najmniej energii?

 

Po instalacji pompy ciepła, należy od razu przejść do jej ustawień.

• Sterowanie pogodowe – wybór trybu sterowania temperaturą zasilania instalacji c.o. ma kluczowe znaczenie dla efektywnego działania pompy ciepła. Optymalnym rozwiązaniem jest zastosowanie sterowania pogodowego, gdzie temperatura zasilania jest dostosowana do aktualnych warunków atmosferycznych zewnętrznych, określanych przez tzw. krzywą grzewczą. Dzięki zastosowaniu krzywej grzewczej, pompa ciepła działa bardziej precyzyjnie i dostosowuje swoje działanie do warunków zewnętrznych. Gdy jest chłodniej, zapewnia wyższą temperaturę zasilania, a w cieplejsze dni obniża ją, oszczędzając energię elektryczną. Umożliwia to bardziej ekonomiczne i wydajne ogrzewanie budynku, co przekłada się na niższe rachunki za energię i mniejszy wpływ na środowisko.
• Ustawienie optymalnych wartości temperatur zasilania – jest to istotne, ale może być skomplikowane ze względu na wiele zmiennych, takich jak typ odbiorników ciepła, inercja instalacji oraz charakterystyka budynku. Te parametry mogą się różnić, a instalator nie zawsze jest w stanie dokładnie określić optymalne wartości podczas pierwszego uruchomienia pompy ciepła. Dlatego użytkownik powinien dokonać doregulacji na podstawie obserwacji działania instalacji c.o.
• Pierwszym krokiem jest obserwacja pracy pompy obiegowej w instalacji c.o. Jeśli nie ma zaworu mieszającego, częste włączanie i wyłączanie pompy może wskazywać na zbyt wysoką temperaturę wody grzewczej w instalacji. W przypadku obecności zaworu mieszającego, częste zamykanie zaworu może świadczyć o nadmiernie wysokiej temperaturze zasilania. Jeśli zauważymy jedną z tych sytuacji, powinniśmy stopniowo obniżyć temperaturę zasilania w sterowniku pompy ciepła i monitorować, czy temperatura w pomieszczeniach nie spada. Jeśli temperatura w pomieszczeniach zacznie spadać, oznacza to, że temperatura zasilania jest za niska. Wtedy stopniowo podnosimy temperaturę zasilania, aż osiągniemy pełny komfort cieplny w pomieszczeniach.
• Dopasowanie temperatury w pomieszczeniach – jednym ze sposobów na zmniejszenie rachunków za energię elektryczną w instalacji z pompą ciepła jest obniżenie temperatury w pomieszczeniach. Ogrzewając nasze domy do 20-21˚C zamiast 23-24˚C, możemy znacząco obniżyć koszty związane z ogrzewaniem. To prosta i skuteczna metoda, która przyczynia się do oszczędności energii i redukcji rachunków. Oczywiście, w niektórych miejscach, takich jak łazienki, zaleca się utrzymanie nieco wyższej temperatury na poziomie 24˚C ze względu na komfort użytkowników. Jednak w pozostałych pomieszczeniach, takie obniżenie temperatury może być korzystne dla naszego portfela i dobrostanu. Dlatego warto rozważyć tę prostą, ale skuteczną metodę oszczędzania energii w naszych domach, szczególnie w połączeniu z efektywną pompą ciepła.
• Zarządzanie energią – inteligentne zarządzanie energią daje użytkownikom większą kontrolę nad zużyciem energii w budynku, pozwalając na korzystanie z własnych zasobów energii w sposób inteligentny i ekonomiczny. Dzięki temu można zmniejszyć wpływ na środowisko, zwiększyć niezależność energetyczną i zmniejszyć koszty związane z ogrzewaniem.

 

Poszukujesz najlepszej powietrznej lub gruntowej pompy ciepła? Sprawdź, co oferują hurtownie instalacyjne współpracujące z Instal-Konsorcjum!

 

Autor: Małgorzata Buchkovska

 

Przeczytaj także: 

• Pompy ciepła w gospodarstwie rolnym – jakie niosą za sobą korzyści, a jakie wady? 
• Czy pompy ciepła nadają się do budynków zabytkowych i kamienic? 

 

 

 

 

Zapraszamy także na tematyczne e-szkolenie IK