Jak określić dobowe i roczne koszty ogrzewania domu pompą ciepła?

Artykuł sponsorowany.

Montaż bądź modernizacja instalacji ogrzewania pod pompę ciepła nasuwa kilka pytań. Jaki jest koszt ogrzewania pompą ciepła? Ile prądu zużywa? Razem z ekspertem marki Vaillant przybliżymy ten temat i sprawdzimy, od czego zależą odpowiedzi na powyższe pytania, a także co możemy zrobić, aby przy montażu pompy ciepła koszty ogrzewania malały, a nie rosły.

Z tekstu dowiesz się:

• jak wyliczyć zapotrzebowanie energetyczne domu,
• jak obliczyć koszt dobowy,
• jak wyliczyć koszty roczne,
• co jest najważniejsze przy doborze pompy ciepła.

Czy ogrzewanie domu powietrzną pompą ciepła się opłaca? Aby odpowiedzieć na to pytanie, warto przyjrzeć się kwestiom związanym z wyliczaniem zapotrzebowania energetycznego, a także sprawdzić dzienny i roczny koszt ogrzewania domu. Takie obliczenia pozwolą precyzyjnie wybrać urządzenie, które w najbardziej wydajny i ekonomiczny sposób ogrzeje budynek.

Koszt ogrzewania pompą ciepła – zacznij od wyliczenia zapotrzebowania

Pytanie o dobowy koszt ogrzewania pompą ciepła nie zawsze niesie za sobą taka samą odpowiedź, bowiem zależy on od kilku czynników, które wpływają na zużycie energii.

Pierwszym z nich jest typ budynku, który najczęściej określamy poprzez zapotrzebowanie ciepła w kWh/(m² na rok) lub projektową moc grzewczą w W/m². Dla budynku nowo wybudowanego jest to od 70 do 100 kWh/m² na rok lub 40-55W/m².  Wartości te odnajdziemy w projekcie domu i będą one dla nas pomocne w dalszej części wyliczeń.

W celu określenia zużycia musimy przyjąć jeszcze kilka założeń. Kolejnym jest oczekiwana temperatura w pomieszczeniu. Standardowo jest to 21°C, jednak niektórzy użytkownicy wymagają wyższej temperatury. Nasze wyliczenia przeprowadzimy dla temperatury 21°C; zwiększając temperaturę o kolejny stopień należy dodawać około 3-5% do ceny całkowitej.

Sprawność pompy ciepła zależy między innymi od temperatury zasilania, a więc od rodzaju instalacji. Ogrzewanie podłogowe pracujące z temperaturą do 35 °C ma wyższą sprawność niż ogrzewanie grzejnikowe z parametrem projektowym 55°C.

Przeanalizujmy dwa przypadki z zainstalowaną pompą ciepła Vaillant aroTHERM PLUS VWL 75/6 oraz VWL 105/6, której COP znajdziemy poniżej w tabeli:

Oprócz wartości COP mamy jeszcze wartość SCOP, czyli uśrednionego COP dla całego okresu grzewczego, dla danej strefy klimatycznej. COP będziemy wykorzystywać w obliczeniach dobowych, a SCOP w rocznych. Wartość SCOP podana jest w karcie produktu.

Licząc roczne koszty ogrzewania, musimy zwrócić również uwagę na lokalizację budynku. W naszym kraju wyróżniamy V stref klimatycznych. I strefa, czyli najcieplejsza, zlokalizowana jest na północy kraju, natomiast V – najzimniejsza, zlokalizowana jest na Suwalszczyźnie oraz Podhalu. Oczywiście koszt ogrzewania powietrzną pompą ciepła będzie inny w I i V strefie, ponieważ ilość dni z niskimi temperaturami jest odpowiednio większa. W obliczeniach przyjmiemy jednak ogólnoeuropejski podział, w którym cała Polska znajduje się w klimacie chłodnym.

Dobowe koszty ogrzewania pompą ciepła – jak je wyliczyć?

Mając już dane wyjściowe, możemy przeanalizować pierwszy przypadek, czyli klasyczny, nowo wybudowany dom (70 kWh/m² na rok, 40 W/m²) o powierzchni 150 m², z ogrzewaniem podłogowym. Wyliczenia zostaną wykonane dla dnia, w którym temperatura na zewnątrz wynosi 2°C. Z danych meteorologicznych wynika, że jest to najczęściej występująca temperatura w okresie grzewczym dla ostatnich lat w Krakowie.

Zapotrzebowanie budynku przy -20°C (jest to temperatura projektowa, dla której liczymy zapotrzebowanie w III strefie) to 150 m² × 40 W/m² = 6000 W. Zapotrzebowanie zmniejsza się liniowo, a więc zgodnie z proporcją, zapotrzebowanie dla +2°C to 6000 W × ((21-2))/(21-(-20)) = 2780 W = 2,78 kW. Mnożąc tę wartość przez 24 godziny (zakładamy, że temperatura była stała przez całą dobę) otrzymujemy 66,72 kWh. Jest to wartość, jaką musimy dostarczyć do budynku. COP pompy ciepła Vaillant to 55/6 dla tych warunków i temperatury zasilania 35°C (w rzeczywistości temperatura ta może być niższa i zależy od naszej instalacji i podłogi) jest równe 4,1, a więc wartość, którą wyliczyliśmy, musimy podzielić przez 4,1, co daje 66,72 kWh/4,1= 16,27 kWh. Obecnie (wliczając 23% podatku) koszt 1 kWH prądu w taryfie G11 to około 79 groszy. Przemnażając zużycie przez koszt energii otrzymujemy wartość 12,86 zł. Korzystając z ogrzewania grzejnikowego, COP pompy ciepła spada do 2,6, a więc 66,72/2,6= 23,66 kWh. Mnożąc to przez 79 groszy otrzymujemy koszt ogrzewania pompą ciepła w wysokości 20,27 zł.

Znamy już koszt ogrzewania nowo wybudowanego domu, co natomiast w sytuacji, jeśli ten sam dom będzie wykonany w innym standardzie np. nie będzie ocieplony, a co za tym idzie, jego zapotrzebowanie nie będzie równe 6 kW a np. 10 kW? Wtedy zapotrzebowanie dla +2°C jest równe 4,63 kW, COP zostanie na tym samym poziomie, jednak musimy zainwestować w pompę o większej mocy. Łączne zużycie to teraz 111,12 kWh, a więc koszt ogrzewania podłogowego to (111,12kWh/4,1) × 0,79zł = 21,41 zł, a koszt ogrzewania grzejnikowego wyniesie (111,12kWh/2,6) × 0,79zł = 33,76 zł.

Inną zmienną może być temperatura zewnętrzna, np. -10°C. W takim wypadku zapotrzebowanie pierwszego budynku będzie równe 4,53 kW a drugiego (nieocieplonego) 7,56 kW. Będziemy musieli dostarczyć odpowiednio 108,72 kWh lub 181,44 kWh w ciągu doby. COP dla tej temperatury spada i równe jest 2,7 dla podłogówki oraz 1,8 dla grzejników. A więc dla lepiej wykonanego budynku dzienny koszt ogrzewania podłogowego to 31,81 zł a grzejników 47,76 zł. W budynku z większym zapotrzebowaniem koszt ten będzie większy aż o 67% i wyniesie 53,08 zł lub 79,6 zł. Należy jednak pamiętać, że takie dni występują w Polsce bardzo rzadko. Średnia temperatura w okresie grzewczym to właśnie +2°C rozpatrywana w pierwszym przypadku. Oczywiście obliczenia mogą być obarczone pewną niedokładnością, wynikającą z uproszczeń i wartości te mogą być inne, jednak jest to zbliżona wartość dla tych założeń.

Jak obliczyć roczny koszt ogrzewania domu pompą ciepła?

W ujęciu rocznym obliczenia będą podobne. Zapotrzebowanie dla nowo wybudowanego budynku to, tak jak zostało wspomniane, 70 kWh/m² na rok, co dla 150 m² daje wartość 10 500 kWh. Wartość SCOP w klimacie chłodnym dla pompy Vaillant aroTHERM PLUS 55/6 jest równa 4,03 dla parametru 35°C oraz 2,98 dla 55°C (grzejniki). Dzieląc zapotrzebowanie przez SCOP, otrzymujemy 10500 kWh/4,03 = 2605,46 kWh i trzymając się przyjętej stawki 79 groszy, otrzymujemy roczny koszt ogrzewania domu na poziomie 2605,46 × 0,79 = 2058 zł. Podobnie dla grzejników (10500 kWh/2,98) × 0,79 zł = 2783 zł.

Wartości te zwiększą się dla budynku nieocieplonego o zapotrzebowaniu 120kWh/m² na rok. Całkowite zapotrzebowanie 150m² ×120 kWh/m² na rok =18 000 kWh. Z ogrzewaniem podłogowym otrzymujemy (18000 kWh/4,03) × 0,79 = 3528 zł, a dla grzejników (18000 kWh/2,98) × 0,79 = 4772 zł.

Co jest najważniejsze w doborze pompy ciepła?

Jak wynika z powyższych rozważań, na cenę ogrzewania wpływają trzy główne czynniki:

• wielkość budynku,
• zapotrzebowanie,
• COP pompy.

Zwróćmy uwagę, że zapotrzebowanie zawsze mnożone jest przez wielkość budynku. Jeśli porównujemy dwa budynki wykonane w tym samym standardzie, większy z nich będzie miał więc większe zużycie. Jakość wykonania budynku wpływa na zapotrzebowanie, dlatego przed zakupem pompy ciepła warto najpierw ocieplić budynek, aby zmniejszyć jego zapotrzebowanie. Budynek o mniejszym zapotrzebowaniu to nie tylko niższy koszt ogrzewania, ale również konieczność wyboru mniejszej pompy (tańszej). Dodatkowo warto wybierać pompy ciepła o wysokim COP. Pompy ciepła Vaillant charakteryzują się wysokim COP zarówno przy wysokich, jak i niskich temperaturach zasilnia oraz temperaturach zewnętrznych. Warto przyjrzeć się całemu wykresowi COP, a więc zarówno przy +7°C na zewnątrz jak i przy -20°C. Jest to szczególnie ważne przy doborze pompy ciepła, ponieważ najwyższe COP chcemy mieć przez jak najdłuższy czas, a nie tylko w czasie dużych mrozów.

Przedstawiony powyżej sposób liczenia kosztów ogrzewania pompą ciepła jest oczywiście uproszczony, jeśli więc potrzebujesz wsparcia, porównania kosztów z innymi źródłami ciepła lub pomocy z doborem pompy ciepła dla konkretnego budynku, skontaktuj się z ekspertami marki Vaillant, którzy przygotują szczegółową symulację i dobiorą najlepsze urządzenie.