Pompa ciepła - nowoczesna alternatywa dla ogrzewania domu i wody użytkowej

Pompa ciepła, uznawana jest za odnawialne źródło energii, które pobiera ciepło, często o niskiej temperaturze, z otoczenia, podnosi jego temperaturę i oddaje je w postaci ciepła użytkowego w budynku, bądź ciepłej wody. Jej zaletami jest bezobsługowa praca, brak emisji spalin oraz dość tanie koszty ogrzewania w stosunku do innych urządzeń grzewczych. Instalacja pompy ciepła jeszcze kilka lat temu ze względu na wysokie koszty była „dobrem ekskluzywnym”, teraz koszt montażu pompy jest już w zasięgu kieszeni przeciętnego Polaka, jest ona oczywiście droższa niż np. montaż pieca gazowego, ale w miejscach gdzie sieć gazowa nie jest planowana, warto rozważyć taką alternatywę.

Praca pompy ciepła

Pompa ciepła jest urządzeniem niskotemperaturowym, w którym pobierana z otoczenia energia cieplna — nawet przy ujemnych temperaturach doprowadzana jest do wrzenia i parowania za pomocą czynnika chłodniczego. Pompa ciepła to układ zamknięty czterech podstawowych urządzeń jakimi są: wymiennik do pozyskiwania ciepła z otoczenia, sprężarka, wymiennik tzw. źródła górnego oraz zawór rozprężny. Zadaniem tego układu jest pobranie ciepła z gruntu, wody lub powietrza poprzez wymiennik — parownik, doprowadzenie do wrzenia czynnika roboczego znajdującego się w wymienniku (czynnikiem roboczym może być solanka, glikol lub inna substancja charakteryzująca się niską temperatura wrzenia). W wyniku wrzenia w parowniku czynnik roboczy zostaje odparowany, a tym samym oddane zostaje ciepło ze źródła dolnego. Następnie para trafia do serca pompy, czyli sprężarki. Odpowiednią różnicę ciśnień podczas pracy sprężarki reguluje zawór dławiący, natomiast skraplacz stanowi wymiennik ciepła, w którym czynnik roboczy podlega skropleniu i przekazuje energię cieplną do źródła górnego.

Pompa ciepła do swojej pracy potrzebuje energii elektrycznej, którą pobiera z sieci. Nie jest więc w 100 proc. odnawialnym źródłem energii, ale argumentami na obronę jej dobrego „eko — postrzegania” może być fakt, że ilość energii, którą pobiera pompa jest wielokrotnie niższa od pobieranej przez podobnej mocy kocioł elektryczny, ponadto spaliny z elektrowni, która dostarcza zasilanie do pompy są odsiarczane i odpylane przed wprowadzeniem do środowiska.

Rodzaje pompy ciepła

Rozróżniamy różne rodzaje pomp, w zależności od sposobu pobierania ciepła z otoczenia.

Pompa ciepła powietrze — woda. W tym układzie wymiennik pozyskujący ciepło z otoczenia zamontowany jest na zewnątrz budynku, jest to zazwyczaj niewielkie urządzenie niewiele odbiegające wyglądem od znanych wszystkim jednostek klimatyzacyjnych. Czynnikiem roboczym w tym wypadku jest powietrze pobierane z zewnątrz i ogrzewane. Jeśli chodzi o koszty instalacyjne jest to jeden z najtańszych układów pomp ciepła, nie wymaga bowiem prac ziemnych.

Gruntowa pompa ciepła solanka/glikol — woda. W tym wypadku ciepło pobierane jest z gruntu. W zależności od tego, czy dysponujemy dużą czy małą działką wokół domu, możemy zastosować wymiennik gruntowy płaski, bądź pionowy.

W przypadku dużych działek (nie porośniętych drzewami, gdyż ich układ korzeniowy mógłby uszkodzić wymiennik) możemy ułożyć wymiennik poziomo, w postaci kolektora na głębokości około 1,5 m pod powierzchnią gruntu. Powierzchnia działki powinna mieć wówczas powierzchnię około 2,5 x większą niż ogrzewana powierzchnia.

W przypadku mniejszych działek, pozostaje nam zainstalowanie wymiennika pionowego. Wymiennik pionowy wymaga odwiertu na głębokość około 100 m oraz zgody na jego przeprowadzenie (są to dodatkowe koszty, w stosunku do powietrznej pompy ciepła).

W przygotowanym zamkniętym obiegu (pionowym lub poziomym) znajduje się niezamarzający nośnik np. glikol, który przekazuje ciepło do pompy ciepła, a następnie do systemu centralnego ogrzewania. Zaletą tego rozwiązania jest wysoka stabilność pracy w ciągu całego roku.

Pompa ciepła woda — woda. Wymiennik w tym układzie pobiera ciepło skumulowane w wodach gruntowych, bądź przydomowym zbiorniku wodnym. W przypadku wód gruntowych, ten system również wymaga odwiertu, w zależności od głębokości na jakiej znajduje się lustro wód gruntowych oraz pozwolenia ze strony urzędu gospodarki wodnej.

Co powinniśmy wiedzieć o pompie ciepła?

Jak widzimy sposób pobierania ciepła z otoczenia jest różny, w różnych rodzajach pomp. Wspólnym mianownikiem natomiast wszystkich tych instalacji jest sposób przetwarzania ciepła i praca „górnego wymiennika”.

I tutaj przydałoby się kilka słów tytułem wyjaśnienia:

Pompa ciepła, jako niskotemperaturowe źródło ciepła ma inne parametry pracy, niż znane nam standardowe kotły. A mianowicie ciepło użytkowe, to które zadawane jest do instalacji ogrzewania jest dużo niższe niż w tradycyjnym układzie. W przykładowym układzie >piec opalany drewnem — tradycyjne grzejniki< ciepło, które dociera do grzejników ma temperaturę około 50-60 st. C, natomiast ciepło z pompy, które dociera do górnego źródła ciepła, ma temperaturę około 22-25 st. C. W takiej sytuacji, podanie ciepła użytkowego na tradycyjne grzejniki nie da nam komfortu cieplnego, którego byśmy się spodziewali. Tradycyjne emitory ciepła przy tak niskiej temperaturze po prostu nie wchodzą w rachubę. Pompa ciepła zatem, będzie efektywnym źródłem ciepła w domu, który posiada instalację ogrzewania podłogowego, gdyż przy temperaturze przykładowych 22 st. C oddawanej całą powierzchnią podłogi, użytkownicy będą odczuwali komfort cieplny. Drugą istotną sprawą, przy której praca pompy będzie efektywna jest właściwa izolacja budynku, o której pisaliśmy w poprzednich artykułach (Rolnicze ABC 2 nr (317) luty 2017, str. 30).

Pompa może oczywiście pracować w układzie z grzejnikami, lub też w budynku niewłaściwie wyizolowanym, wówczas jednak będzie pracowała z dużo większą mocą, a tym samym pobierze dużo więcej energii elektrycznej, co finalnie przełoży się na naszą kieszeń. A biorąc pod uwagę koszt samej instalacji oraz wysokie (w tym wypadku) koszty eksploatacyjne jej efektywność ekonomiczna pozostanie pod wielkim znakiem zapytania.

Podsumowując: pompa ciepła to właściwy wybór, pod warunkiem, że budynek, który ma ogrzewać posiada instalację ogrzewania podłogowego oraz charakteryzuje się dobrą izolacyjnością.

Ciepła woda użytkowa

Poza opisaną wyżej funkcją ogrzewania, pompa ciepła dostarcza również ciepłą wodę użytkową, charakteryzując się przy tym dość dużą szybkością podgrzewania. Przykładowo podgrzanie 100 litrowego zbiornika wody do temperatury 35 st. C zajmuje około godziny czasu.

W przypadku pompy ciepła, podgrzanie wody użytkowej poza sezonem grzewczym nie wiąże się tak jak często w przypadku tradycyjnego pieca z uzyskaniem dodatkowego ciepła, które jako niepożądane zadać musimy na instalację grzewczą. Poza sezonem grzewczym ustawiamy pompę tak, by grzała nam jedynie wodę użytkową w żądanej przez nas ilości i przedziale czasowym.

Chłodzenie

Odpowiednia instalacja pozwala również na wykorzystanie pompy jako naturalnego klimatyzatora, który będzie obniżał temperaturę w pomieszczeniach w upalne dni.

Efektywność pompy ciepła

Współczynnikiem, który określa sprawność działania pompy ciepła jest współczynnik COP, określający stosunek otrzymanej ilości ciepła, do ilości energii, jaką włożyliśmy w jego wyprodukowanie.

Najważniejszym parametrem wpływającym na efektywność pomp ciepła jest temperatura górnego źródła ciepła, która powinna być możliwie najniższa. Efektywność instalacji pompy jest również uzależniona od warunków, w jakich funkcjonuje. Im mniejsza różnica między temperaturami dolnego i górnego źródła, tym bardziej wydajna jest pompa ciepła, a współczynnik COP wyższy.

Reasumując: pompa ciepła to nie wymagające obsługi urządzenie, dzięki któremu ogrzejemy nasz dom, uzyskamy ciepłą wodę użytkową, a nawet schłodzimy pomieszczenia w upalne dni. Pompa dzięki wykorzystaniu naturalnego ciepła z otoczenia jest przyjazna dla środowiska i bezpieczna w obsłudze, a przy tym ekonomiczna i wydajna.

W przypadku instalacji ogrzewania podłogowego lub ściennego i dobrze wykonanej izolacji budynku pompa ciepła to instalacja, nad którą warto się zastanowić.

Możliwości finansowania odnawialnych źródeł energii

WOJEWÓDZTWO WARMIŃSKO-MAZURSKIE

Gdy podejmiemy już decyzję o inwestycji w odnawialne źródła energii, warto rozejrzeć się za możliwościami współfinansowania naszego przedsięwzięcia.

W przypadku mikro, małych i średnich przedsiębiorców (MŚP) takie możliwości znaleźć możemy w Regionalnym Programie Operacyjnym Warmia i Mazury. Obecnie trwają dwa konkursy:

4.1. Wspieranie wytwarzania i dystrybucji energii pochodzącej ze źródeł odnawialnych (konkurs trwa od 31.03.2017 do 25.05.2017 r.) dofinansowanie w wysokości do 85 proc. kosztów kwalifikowalnych uzyskać można na budowę, rozbudowę oraz przebudowę infrastruktury (w tym zakup niezbędnych urządzeń) mające na celu produkcję energii elektrycznej i/lub cieplnej z odnawialnych źródeł energii.

4.2 Efektywność energetyczna i wykorzystanie OZE w MŚP (konkurs trwa od 31.03.2017 do 30.05.2017 r.) tutaj również uzyskać można dofinansowanie do 85 proc. kosztów kwalifikowalnych inwestując w modernizację i rozbudowę linii produkcyjnych i instalacji technicznych w przedsiębiorstwach na efektywne energetycznie, w tym z zastosowaniem OZE oraz m.in. na głęboką, kompleksową modernizację energetyczną budynków w przedsiębiorstwach wraz z możliwością wymiany źródeł ciepła.

Więcej informacji można uzyskać na stronie http://rpo.warmia.mazury.pl/

Oferta dla osób fizycznych z terenu naszego województwa nie jest już tak bogata, jak w przypadku MŚP. Wojewódzki Fundusz Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej w Olsztynie po zakończeniu dwóch edycji programu Prosument na Warmii i Mazurach, gdzie można było uzyskać atrakcyjną pożyczkę z dotacją do 40 proc. zwrotu kapitału z przeznaczeniem właśnie na odnawialne źródła energii, na chwilę obecną w swojej ofercie ma Program EWA Plus.

EWA jest skrótem od nazw trzech linii programu: Energia, Woda i Atmosfera. W ramach tego programu będzie można uzyskać pożyczkę o stałym oprocentowaniu 2 proc. w skali roku, które będzie można wziąć maksymalnie na 5 lat. Pożyczka będzie częściowo umarzalna — jeśli terminowo zostanie spłacone 90 proc. należności i zostanie wykonane zadanie, na które pozyskano środki, reszta na wniosek beneficjenta zostanie umorzona.
Więcej informacji na stronie http://wfosigw.olsztyn.pl/srodki-krajowe/

Poza środkami unijnymi i krajowymi, można jeszcze poszukać instrumentów finansowych, które mają w swojej ofercie banki.

Na Mazowszu inwestycje z zakresu odnawialnych źródeł energii współfinansować można z Regionalnego Programu Operacyjnego Województwa Mazowieckiego, obecnie dla przedsiębiorców (sektor MŚP) dostępne są konkursy:

4.1 Odnawialne źródła energii, typ projektu — Infrastruktura do produkcji i dystrybucji energii ze źródeł odnawialnych (konkurs trwa od 28.04.2017 do 02.08.2017 r.) Dofinansowaniem w wysokości do 80 proc. kosztów kwalifikowanych zostaną objęte projekty polegające na budowie, rozbudowie oraz przebudowie infrastruktury mające na celu produkcję energii elektrycznej i/lub cieplnej. W szczególności inwestycje w budowę/przebudowę instalacji/jednostek wytwórczych energii elektrycznej/ cieplnej przy wykorzystaniu energii wiatru, słońca (fotowoltaika, kolektory słoneczne), biomasy, biogazu, geotermii, pomp ciepła oraz wody (wraz z ewentualnym podłączeniem do sieci dystrybucyjnej/przesyłowej), oraz instalacje do produkcji biokomponentów i biopaliw II i III generacji.

4.2 Efektywność energetyczna, typ projektu — Budowa lub przebudowa jednostek wytwarzania energii elektrycznej i ciepła w kogeneracji (konkurs trwa od 31.03.2017 do 06.06.2017 r.). Dofinansowaniem w wysokości do 80 proc. kosztów kwalifikowanych zostaną objęte projekty polegające na budowie, rozbudowie jednostek wytwarzania energii elektrycznej i ciepła w wysokosprawnej kogeneracji w tym również z OZE; oraz przebudowie jednostek wytwarzania ciepła, w wyniku której jednostki te zostaną zastąpione jednostkami wytwarzania energii w wysokosprawnej kogeneracji.
Więcej informacji na stronie http://funduszedlamazowsza.eu/

Wojewódzki Fundusz Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej w Warszawie posiada również bogatą ofertę preferencyjnych pożyczek dla osób fizycznych prowadzących działalność gospodarczą m.in. na zakup i montaż instalacji odnawialnych źródeł energii oraz termomodernizację budynków z wymianą kotłów. Natomiast dla osób fizycznych Wojewódzki Fundusz Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej w Warszawie przygotował ofertę korzystnych pożyczek:

W ramach konkursu „Ograniczenie emisji zanieczyszczeń do powietrza poprzez zakup i montaż kolektorów słonecznych, zakup i montaż instalacji fotowoltaicznej, zakup i montaż pomp ciepła”.

Na zakup i montaż kolektorów słonecznych — dofinansowanie w formie dotacji do 50 proc. kosztów kwalifikowanych, jednakże nie więcej niż 5 000 zł dla jednego beneficjenta. Istnieje możliwość zwiększenia dofinansowania do 100 proc. kosztów kwalifikowanych w formie pożyczki.

Na zakup i montaż pomp ciepła — dofinansowanie w formie dotacji do 40 proc. kosztów kwalifikowanych, jednakże nie więcej niż 15 000 zł dla jednego beneficjenta; istnieje możliwość zwiększenia dofinansowania do 100 proc. kosztów kwalifikowanych w formie pożyczki.

Na zakup i montaż instalacji fotowoltaicznej — dofinansowanie w formie dotacji do 40 proc. kosztów kwalifikowanych, jednakże nie więcej niż 8 000 zł dla jednego beneficjenta; istnieje możliwość zwiększenia dofinansowania do 100 proc. kosztów kwalifikowanych w formie pożyczki.

Termin naboru na powyższe formy dofinansowania od 09.01.2017 r. do wyczerpania alokacji, nie później niż do 29.09.2017 r. Więcej informacji na stronie http://wfosigw.pl/strefa-beneficjenta/20711/