Rok 2022 to niestety rok znaczących podwyżek cen energii. Choć dotyczą one wszystkich jej nośników, to jednak szczególnie wysoka okazała się dynamika wzrostu cen gazu. W zaistniałej sytuacji naturalne jest, że wielu użytkowników poszukuje rozwiązań mających na celu złagodzenie skutków wspomnianych zmian. Dywersyfikacja źródeł energii to nie tylko rozsądne działanie w skali makro, ale także właściwy kierunek dla gospodarstw domowych. Bardzo dobrym przykładem takiego działania jest zastosowanie hybrydowej instalacji grzewczej opartej na kotle gazowym i powietrznej pompie ciepła.
Z tekstu dowiesz się:
- czym jest współczynnik COP pompy ciepła,
- jak w praktyce działa instalacja pompy ciepła w połączeniu z kotłem gazowym.
Zastosowanie pompy ciepła do celów grzewczych to efektywne rozwiązanie pozwalające na wykorzystanie darmowej energii odnawialnej. Są to jednak urządzenia cechujące się, szczególnie w wariancie powietrze-woda, dość zmienną sprawnością. W tym tekście wyjaśniamy, od czego ona zależy, a także podpowiadamy, jak w praktyce działa połączenie sił pompy ciepła i kotła gazowego.
Współczynnik COP pompy ciepła – co to jest?
Współczynnik efektywności pompy ciepła COP zależy od różnicy temperatur ΔT pomiędzy temperaturą w systemie grzewczym a temperaturą źródła ciepła. Im jest ona niższa, tym większe są oszczędności użytkownika. O ile jednak ma on wpływ na temperaturę tzw. górnego źródła – instalacji grzewczej, to w przypadku dolnego źródła jest zgoła inaczej. Z tego powodu nawet pomimo zastosowania najbardziej optymalnej instalacji ogrzewania podłogowego należy liczyć się z tym, że spadek temperatury zewnętrznej będzie powodował stopniowe obniżanie się współczynnika COP pompy ciepła powietrznej.
Działa to również w drugą stronę, dlatego w pewnych warunkach temperaturowych współczynnik COP pompy ciepła znajduje się na bardzo dobrym poziomie, wynoszącym np. 4 lub 5. W tym właśnie tkwi duży potencjał na oszczędności w przypadku gdy pompa ciepła zostanie zastosowana w jednej instalacji z kotłem gazowym.
Przez większość sezonu grzewczego pojawiają się temperatury zgoła inne niż te powodujące siarczyste mrozy. W latach 1971-2000 na terenie Krakowa (III strefa klimatyczna, obejmująca największy obszar Polski) liczba godzin przypadająca na temperaturę -5ºC wynosiła około 550. Tymczasem temperatura +5 stopni to już około 3300 godzin. Różnica jest, jak widać, znacząca. Najlepsze wartości współczynnika COP pompy ciepła powietrznej przypadają właśnie na temperatury dodatnie, wtedy przy COP wynoszącym 4 użytkownik kotła gazowego uzyskuje wymierne korzyści wynikające z zastosowania dodatkowej pompy ciepła. Taki współczynnik oznacza, że pobierając zaledwie 1 kWh energii elektrycznej, pompa ciepła przekaże do budynku aż 4 kWh energii cieplnej. 3 kWh będą pochodziły wprost z energii zawartej w powietrzu zewnętrznym. Średnia cena prądu w taryfie G11 po tegorocznych podwyżkach wyniesie w sierpniu około 80 groszy za 1 kWh. W przypadku gazu będzie to około 28 groszy. Dostarczenie 4 kWh energii cieplnej w wyniku spalenia gazu byłoby zatem zdecydowanie droższe niż 80 gr, i to przy założeniu, że mowa o kotle wysokiej sprawności.
Dzięki zastosowaniu hybrydowej instalacji kotła gazowego z pompą ciepła i ogrzewaniem podłogowym inwestor może przez większą część sezonu grzewczego ogrzewać dom w tańszy sposób.
Pompa ciepła z kotłem gazowym – jak to wygląda w praktyce?
Pompa ciepła w jednej instalacji z kotłem gazowym kondensacyjnym to dobrze zgrane połączenie, ponieważ obydwa te urządzenia są przystosowane do w pełni zautomatyzowanej pracy. Każde z nich może zostać w odpowiednim momencie wyłączone oraz włączone, czego nie można powiedzieć o kominku czy kotle węglowym. Praca układu hybrydowego powinna być zarządzana przez odpowiedni system automatyki sterującej. Przykładem takiego systemu jest np. rozwiązanie marki Vaillant, oparte na regulatorze systemowym sensoCOMFORT VRC 720. Regulator ten oferuje kilka możliwych trybów pracy z kotłem gazowym, opartych na tzw. punkcie biwalentnym, punkcie alternatywnym czy punkcie trójwartościowym – strategii triVAI.
Na szczególną uwagę zasługuje zwłaszcza ostatni tryb, ponieważ w najlepszy sposób pozwala on na zoptymalizowanie kosztów zakupu energii. W ramach tej strategii regulator sprawdza, które źródło energii należy wykorzystać, aby było najbardziej opłacalne do pokrycia zapotrzebowania na ciepło w funkcji ogrzewania centralnego. Stosownych obliczeń dokonuje na podstawie spodziewanego COP pompy ciepła, a także danych wprowadzonych przez samego użytkownika. Dane te dotyczą sprawności kotła gazowego (dla kotła kondensacyjnego przyjmowana jest wartość 0,9), a także kosztów zakupu 1 kWh prądu oraz gazu. Oprócz tego dla prądu możliwe jest także uwzględnienie czasów obowiązywania niskiej oraz wysokiej taryfy, jeżeli umowa z zakładem energetycznym przewiduje właśnie taką formę rozliczenia. Dzięki tak obszernemu zestawowi danych automatyka Vaillant pozwala osiągnąć bardzo wysoką efektywność systemu grzewczego.
Regulacja to jednak nie wszystko. Ważne jest także, aby cały układ kotłowni został wykonany według odpowiednich schematów producenta, tak aby zawierał wszystkie niezbędne komponenty. Należy mieć przy tym świadomość, że wymagają one odpowiedniej ilości przestrzeni. Konieczny jest np. montaż bufora wody grzewczej, a w przypadku realizacji funkcji c.w.u. także przez pompę ciepła – odpowiedni zasobnik przystosowany do współpracy z takim urządzeniem. Zasobnik o odpowiednio dużej pojemności oraz powierzchni wężownicy grzewczej. O ile bowiem kocioł gazowy może swobodnie współpracować z zasobnikiem dedykowanym dla pompy ciepła, to w drugą stronę najczęściej nie jest to możliwe.
Bezpieczeństwo energetyczne to nie tylko wyzwanie dla dużej energetyki na szczeblu krajowym, ale także korzystny kierunek, w którym może podążać każdy posiadacz domowej kotłowni. Zainwestuj w hybrydową instalację grzewczą z pompą ciepła i ciesz się większą elastycznością i niższymi rachunkami za gaz!
