Kryzys energetyczny. Pompy ciepła i opłacalność
28 listopada 2022
Rośnie popyt na pompy ciepła. W 2021 roku zainstalowano ich w budynkach 2,2 miliona, jak twierdzi Europejskie Stowarzyszenie Pomp Ciepła, o 34 procent więcej niż w roku poprzednim. Z prognozy stowarzyszenia wynika, że do 2030 roku instalowanych będzie pięć razy więcej pomp ciepła rocznie niż dziś.
Pompy ciepła są już instalowane w większości nowych budynków, a coraz więcej właścicieli starych budynków zastanawia się, czy nie przejść na tę przyjazną środowisku technologię.
Również Heinrich Pfennings chce zrezygnować z ogrzewania gazowego. Dom w Overath koło Kolonii wybudował w 1990 roku, a zatem także i jego ogrzewanie gazowe ma ponad 30 lat. – Dotąd płaciliśmy za gaz 1350 euro rocznie. Ale gaz podrożał i płacimy już 2500 euro. A ceny nadal rosną – mówi Pfennings. Jego dom był dobrze ocieplony; tak, jak pozwalał na to ówczesny stan techniki.
Żeby ogrzać 170 metrów kwadratowych mieszkania i zapewnić ciepłą wodę dla trzech osób, Pfennigs potrzebował dotychczas 21 tysięcy kilowatogodzin (kWh) gazu ziemnego rocznie. To oznacza 123 kWh na metr kwadratowy, czyli tylko połowę tego, ile zużywa się w starszym, nieocieplonym domu. Nowe budynki są dziś znacznie lepiej izolowane i często potrzebują mniej niż 50 kWh na metr kwadratowy rocznie.
Pompa ciepła do starego domu bez ogrzewania podłogowego?
Jakie jest teraz najlepsze rozwiązanie, z którego Heinrich Pfennings mógłby skorzystać? Pompa ciepła wodna, powietrzna czy gruntowa? Czy też taka z dodatkowym ogrzewaniem gazowym na szczególnie mroźne zimowe dni? Rozstrzygnięcie tego dylematu i poszukiwanie firmy, która mogłaby się tym zająć, okazały się trudniejsze niż można było oczekiwać.
Specjaliści od ogrzewania w Niemczech mają jeszcze wciąż niewielkie doświadczenie z pompami ciepła. Pfennings otrzymał więc od różnych handlowców sprzeczne informacje na temat tego, czy pompa ciepła w jego domu ma w ogóle sens. Były dwa obozy. Jedni mówili: „Jeśli nie ma pan ogrzewania podłogowego, może pan zapomnieć o pompie ciepła”. A inni wręcz przeciwnie: „Tak, to może działać”.
Heinrich Pfennings, który jest z wykształcenia informatykiem, zasięgnął języka u sąsiadów, którzy już zdecydowali się na taki krok.
Im niższa temperatura, tym większa efektywność pompy ciepła
Pompy ciepła są bardzo wydajne, gdy mają zagrzać wodę do kaloryferów tylko do niezbyt wysokiej temperatury. – Każdy stopień mniej poprawia wydajność pompy ciepła o 3,5 procent – wyjaśnia DW profesor Werner Schenk, ekspert zajmujący się pompami ciepła na Uniwersytecie Nauk Stosowanych w Monachium.
Aby sprawdzić, czy tak samo działa to również w wypadku jego starych kaloryferów, Heinrich Pfennings przeprowadził podczas ostatniej zimy test i obniżył temperaturę wody w swoim starym ogrzewaniu gazowym.
– Przyjrzałem się, jak dom reaguje na niskie temperatury wody grzewczej. Mój sterownik nie pozwalał mi na obniżenie temperatury poniżej 40 stopni. Ale z tymi 40 stopniami dałem sobie radę również i gdy na zewnątrz było zimno – twierdzi. A to oznaczało dobre przesłanki do zainstalowania pompy ciepła.
Jak wydajne są pompy ciepła?
– Ogrzewanie pompami ciepła w zasadzie sprawdza się także w starym budownictwie – twierdzi Marek Miara z Instytutu Fraunhofera Systemów Energii Słonecznej (Fraunhofer ISE) we Freiburgu, który wraz z kolegami zbadał 60 różnych systemów pomp ciepła stosowanych w Niemczech.
– Pompy ciepła z powietrzem jako źródłem ciepła wytwarzają w starych budynkach średnio około trzech kilowatogodzin ciepła z jednej kilowatogodziny energii elektrycznej – mówi Marek Miara. Nieco bardziej wydajne są pompy ciepła, w których źródłem ciepła są wody gruntowe i ziemia. – Produkują one średnio 3,9 kWh ciepła z jednej kWh prądu – twierdzi ekspert.
Powietrzna pompa ciepła, którą zainstalował Heinrich Pfennings, jest tańsza w zakupie niż na przykład geotermalna pompa ciepła, która wymagałaby jeszcze odwiertów w ziemi. Nowa instalacja grzewcza będzie go kosztować około 31 000 euro, łącznie z montażem, z czego 30 procent zapłaci Pfenningsowi państwo.
Wydajny układ ze zbiornikiem buforowym na wodę grzewczą
Aby pompa ciepła pracowała bardziej oszczędnie, u Pfenningsa ma zostać zainstalowany tak zwany zbiornik buforowy na wodę grzewczą. Zapewni on równomierną pracę pompy ciepła przez dłuższy czas, a sama pompa nie będzie musiała się tak często wyłączać i znowu uruchamiać, co powoduje większe zużycie prądu.
Dla optymalnego funkcjonowania instalacji ważna jest też regulacja systemu grzewczego. W przyszłości zawory na grzejnikach pozostaną na stałe otwarte. Wtedy zimą będą oddawać wystarczająco dużo ciepła nawet przy niskiej temperaturze wody grzewczej, a pompa ciepła będzie pracować wydajniej, bo nie będzie musiała osiągać wysokich temperatur.
Jeszcze taniej z ogniwami fotowoltaicznymi
Zużywając jedną kWh prądu pompa ciepła wyprodukuje Pfenningsowi 4,2 kWh ciepła. Takie liczby pokazuje kalkulator internetowy Stowarzyszenia Producentów Pomp Ciepła. Przy zapotrzebowaniu na ciepło na poziomie 21 tysięcy kWh rocznie, do napędu pompy potrzebnych więc będzie około pięciu tysięcy kWh prądu.
Około 40 procent z tego Heinrich Pfennigs może wytwarzać sam, dzięki niedawno zainstalowanym na dachu ogniwom fotowoltaicznym. Wyposażona w akumulator instalacja może wyprodukować 10 tysięcy kWh prądu rocznie i od wiosny do jesieni pokryć zapotrzebowanie pompy ciepła na energię elektryczną. Ale w miesiącach zimowych, od listopada do stycznia, pompa ciepła będzie potrzebować dodatkowo prądu z sieci.
Niemniej jednak Heinrich Pfennings zaoszczędzi dzięki nowemu ogrzewaniu. Teraz płaci 2500 euro rocznie za ciepło z gazu ziemnego; z pompą ciepła będzie to prawdopodobnie mniej niż 2000 euro. I zaoszczędzi nie tylko pieniądze. Dzięki rezygnacji z gazu zapobiegnie emisji około trzech ton CO2 rocznie. (O ile będzie używał tylko zielonego prądu.)