Pompa ciepła kontra biomasa
Trwa dyskusja dotycząca dofinansowywania kredytów hipotecznych na budowę budynków energooszczędnych z Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej. Dlatego najwyższy czas, żeby spojrzeć na energooszczędność budynków szerzej, całościowo. Jakkolwiek analitycy z NFOŚiGW wyliczą kryteria domów energooszczędnych, to na architektów spadnie obowiązek optymalizowania budynków, tak żeby kwalifikowały się do dotacji.
Największy wpływ na energooszczędność ma architektura budynku, jego zwartość, izolacyjność, orientacja, detal, czyli szczelność, jakość wykonania, wybór odpowiednich materiałów, całokształt techniczny i przestrzenny. Poniższe analizy ilustrują na czym polega Zintegrowane Projektowanie Energetyczne Budynków.
Już teraz Fundusz finansuje helioaktywne systemy poboru energii, czyli kolektory słoneczne oraz ogniwa fotowoltaiczne. Dlaczego by nie finansować helioaktywnych (solarnych) budynków? Oczywiście, każdy budynek w jakimś stopniu jest Aktywny Słonecznie, ale niektóre są bardziej, a inne mniej, wystarczy postawić gdzieś poprzeczkę. Na przykład jeśli więcej niż 50 proc. zysków energetycznych w pełnych miesiącach sezonu grzewczego pochodzi bezpośrednio od słońca. Można to zweryfikować na podstawie zwykłej charakterystyki energetycznej, wykonywanej na etapie koncepcyjnym powstawania dzieła architektonicznego.
Z moich wyliczeń wyciągam wniosek, że wyłącznie budynki ogrzewane biomasą (ściślej – ogrzewane słońcem, a dogrzewane biomasą) powinny być dofinansowywane. Niezwykle popularna dzisiaj pompa ciepła jest genialnym urządzeniem, ale w moim przekonaniu najlepiej sprawdza się tylko w określonych sytuacjach. Na przykład jeśli budynek i tak musi mieć pale, to umieszczenie w tych palach rurek z glikolem, czyli zrobienie sondy, praktycznie nic nie kosztuje. Pompa fenomenalnie sprawdza się do chłodzenia w krajach takich jak Hiszpania. Połączenie pompy ciepła i ogniwa fotowoltaicznego sprawia, że pompa ma lepszą sprawność chłodzenia, kiedy słońce mocniej świeci, czyli jest swoistym perpetum mobile, mimo że bardzo kosztownym. Naturalne chłodzenie nocne, akumulowanie nocnego chłodu w masie budynku, jego architekturze, oraz projektowanie budynku tak, aby się nie przegrzewał jest o niebo tańsze, ale to jest osobny temat, a każda sytuacja jest inna, więc wymaga indywidualnego rozpatrzenia.
W każdym razie pomp ciepła nie powinno się stosować w naszym klimacie do ogrzewania domów jednorodzinnych. Jeżeli ktoś się na to decyduje to nie ze względu na ekologię, czy ekonomiczność, ale ze względu na modę, wygodę, albo prestiż.
Aby wyraźnie i obrazowo przedstawić jak można „zepsuć” energooszczędny budynek helioaktywny za pomocą instalacji pompy ciepła, przygotowałam symulację.
W moim wzorcowym projekcie zastosowano zwykły kominek na biomasę, ale może być też kocioł na biomasę z zamkniętą komorą spalania, oraz sezonowo mechaniczną wentylację z odzyskiem ciepła. W takiej wersji rocznie potrzebne jest 2,5 m³ biomasy na ogrzewanie i ciepłą wodę, czyli koszt około 480 zł rocznie, do tego dodajmy roczny koszt energii pomocniczej dla rekuperacji i otrzymujemy koszt eksploatacji rzędu 700 zł/rok. Ilość drewna, lub innej biomasy 2,5 m³ rocznie, jest tak mała, że można przyjąć, że w kominku będzie się rozpalało 2 lub 3 razy w tygodniu, a jedynie podczas największych mrozów – codziennie. Projektowana pojemność cieplna budynku sprawia, że nie trzeba pilnować ognia, ani palić na okrągło. Masa akumulacyjna „trzyma” ciepło, w domu nie ma nagłych wahań temperatur. Uważam, że tak mała ilość zapotrzebowania na „paliwo” sprawia, że palenie drewnem w kominku jest komfortowe. Nie jest uciążliwym obowiązkiem, tylko przyjemnością.
W tym samym projekcie jeśli zastosujemy wentylację grawitacyjną i pompę ciepła. Koszt ogrzewania i ciepłej wody wyniesie 2920zł/rok.
Efekt wszelkich porównań zależy od tego co z czym zestawimy. Jeżeli porównujemy zwykły budynek zaopatrzony w kocioł na gaz ze zwykłym budynkiem zaopatrzonym w pompę ciepła, porównanie jest korzystne dla pompy. W przypadku domów energooszczędnych, czyli dobrze zaizolowanych, zwartych i zorientowanych na południe, pompa ciepła w porównaniu z ogrzewaniem biomasą nie ma racji bytu. Kosztuje wielokrotnie więcej pod każdym względem, zarówno, zakupu instalacji jak i eksploatacji. Poza tym pompa teoretycznie według niektórych źródeł powinna chodzić 50 lat, ale specjaliści od pomp przyznają, że podobnie jak lodówka – jeśli pochodzi 20 lat to już będzie dobrze.
W każdym zwykłym budynku, nawet najgorzej zaprojektowanym, wbrew wszelkim zasadom energooszczędnego projektowania, jeśli zamontuje się bardzo drogą pompę ciepła, uzyskuje się dobre parametry zapotrzebowania na energię do ogrzewania Q. Dlatego, dużo ważniejszy powinien być współczynnik realnego zapotrzebowania na energię pierwotną EP. Porównanie tego samego domu, ale ze zmniejszoną izolacyjnością ścian U=0,3 pokazuje jak bardzo można za pomocą pompy manipulować wskaźnikami zapotrzebowania na energię.
Wystarczy w zwykłym domu, przeciętnie ocieplonym, zamontować pompę ciepła, a uzyskamy Q<50 czyli dom niskoenergetyczny. Gdyby tylko parametr zapotrzebowania na ciepło był brany pod uwagę przy dotacjach, wszyscy po prostu zamiast projektować domy energooszczędne, kupowali by pompy ciepła. Nie ważne, że koszt ogrzewania jest 5 razy wyższy niż w prawdziwym domu energooszczędnym, projektowanym kompleksowo, ważne, że dostanie się dotację.
Trzeba przyznać, że zastosowanie pompy i rekuperacji jednocześnie w tym samym modelowym domu daje podobne efekty kosztów eksploatacyjnych co w pierwszej, najlepszej wg mnie wersji, ale jest dużo droższe na etapie budowy. Zwłaszcza, że większość z nas i tak chce mieć w domu kominek, więc po co dokupywać drogą pompę, skoro w domu niskoenergetycznym jest zbędna? Zwykły kominek w zupełności wystarcza. Chyba, że koniecznie chcemy mieć dom teoretycznie prawie zeroenergetyczny Q=4, nawet jeśli praktycznie, eksploatacja kosztuje więcej niż dom ogrzewany drewnem i rekuperowany, i na pewno ten koszt będzie stale, w tempie logarytmicznym rósł wraz ze wzrostem cen energii elektrycznej.
Jako dopełnienie całej analizy przedstawiam symulację dla domu modelowego, ale bez rekuperacji, czyli tradycyjny dom, ogrzewany drewnem, tylko lepiej izolowany. Jak widać sama izolacja domu nic znacząco nie zmienia. Dopiero kompleksowy projekt obejmujący izolacyjność, szczelność, helioaktywność i rekuperację, daje najlepszy efekt, taki jak na pierwszej ilustracji. Konkluzja jest taka, że jeśli dom jest mocno zaizolowany, nie opłaca się wentylować go grawitacyjnie przez cały rok. Poza tym rekuperacja praktycznie zastępuje system rozprowadzenie ciepła w budynku, podczas gdy kominek zastępuje tradycyjny kocioł grzewczy. Więc w podobnej, a może mniejszej cenie, uzyskujemy dużo bardziej sprawny układ. Jego cena również zależy od optymalnego projektu. Wykwalifikowany architekt wie, jak zaprojektować dom, aby instalacje były sprawniejsze oraz mniej awaryjne.
Do symulacji założyłam, że energia elektryczna kosztuje 0,44 zł/kWh, prognozy wzrostu ceny energii elektrycznej są jednoznaczne. Nie byłoby nic złego w pompach, gdybyśmy mieli gwarancję, że kiedyś w Polsce energia elektryczna będzie produkowana wyłącznie z odnawialnych źródeł energii, ale do tego czasu, ogrzewanie prądem jest co najmniej kontrowersyjne.
Podstawowe pytanie na jakie należy odpowiedzieć to – czy chcemy wspierać budowanie zwykłych domów z pompami ciepła, czy też chcemy wspierać budowanie domów energooszczędnych, helioaktywnych, projektowanych kompleksowo za pomocą Zintegrowanego Projektowania Energetycznego Budynków, takich które kosztują tyle samo, a „palą” znacznie mniej? Wykonanie projektowej charakterystyki energetycznej budynku zajmuje audytorowi jeden dzień roboczy. Jeden dzień, który da pełen obraz o tym jaki będzie projektowany dom, jakie będzie życie mieszkańców przez następne 100 lat użytkowania.
Myślę, że wykładanie państwowych pieniędzy na wysokosprawne instalacje tj. pompy ciepła tylko oddala nas od świadomego projektowania zgodnego z ekologią. Takie działanie niczego nie rozwiązuje. Daje tylko złudzenie, że jest lepiej.
Koszt realizacji budynku energooszczędnych również nie jest bez znaczenia. Byłoby niedopuszczalne dofinansowywanie rezydencji kosztującej 2 miliony złotych, budowanej dla 4 osób. Za taką samą cenę można by zbudować niskoenergetyczne osiedle socjalne.
Proekologia to przede wszystkim oszczędność, pod każdym względem.
Koszty dotyczace pompy ciepla w artykule troche przesadzone. Polecam poczytanie poradnika dotyczacego pomp ciepla powietrze-woda Zobacz poradnik dotyczacy pomp ciepla
https://www.poradnik.sunage.pl/pompy-ciepla-porownanie/
Różne pompy ciepła, różne zapotrzebowanie energetyczne budynku. Ceny pomp też są różne, a wahania w cenach są rzędu kilkudziesięciu tysięcy złotych! Trzeba mieć jakąkolwiek wiedzę, bo bez niej ani rusz. A dobre i stosunkowo pompy ciepła ma np. polski producent http://www.a-pic.pl
2,5 m3 to około 7000 kWh – Uwaga: przy założeniu 100% kominka!!. Zakładając 3000 kWh na CWU na 4 osobową rodzinę to wychodzi 4000 kWh/rok na CO, a więc budynek o mocy obliczeniowej w przybliżeniu 2kW. Jeżeli to dom niskoenergetyczny to ma powierzchnię około 50m2. Taki dom to można grzać kominkiem gdyż źródło ciepła jest w miarę blisko każdej części budynku. Jak mamy to ogrzania 100 i więcej m2 to już sprawa nie jest taka prosta.
Pompy ciepła obecnie to w większości typu powietrze/woda i do tego z technologią interterową. Moc takiego urządzenia rozpoczyna się od 3kW, a do tego start jest z mocą minimalną na poziomie 30%. Idealnie pasują w zapotrzebowanie energii jakie wymagają budynki niskoenergetyczne (nie pasywane).
Spalanie to spalanie – popiół, dwutlenek węgla i inne farfocle powstające ze spalania psują powietrze nam i sąsiadom. Pompa ciepła też wymaga spalania OK, ale emisja na kWh jest o wiele niższa niż w lokalnych paleniskach.
Generalnie nie można porównywać tych dwóch źródeł ciepła – również ze względu na komfort. Przy urządzeniach stałopalnych występują duże wahania temeperatury pomieszczeń, czego nie ma przy ogrzewaniu pompą ciepła. W przypadku kominka potrzebne jest składowanie paliwa, w przypadku pompy ciepła nie. Pompa ciepła pozwala na zdalny nadzór i sterowanie, a kominek nie. Pompa ciepła działa niezależnie od nas, natomiast kominek wymaga dbania o paliwo itd.
Nie ulega wątpliwości, że opalania kominkiem jest przy obecnych cenach paliw jest tańsze od pompy ciepła, jednak zdecydowanie mnie komfortowe.
Przytoczone na początku koszty ogrzewania 700 kominkiem kontra 2900 pompą ciepła to pomyłka. Zakłądając pompę ciepła powietrze/woda typu split spodziewane koszty roczne nie przekroczą 1800 zł (CO + 4 os na CWU).
Ważnym aspektem jest w jaki sposób kominek doprowadza ciepło do budynku – czy jest to rozprowadzenie ciepłego powietrza czy instalacja wodna. Jeżeli instalacja wodna to koniecznie bufor i mieszacz. Pompa ciepła może współpracować z ogrzewaniem podłogowym w sposób bezpośredni bez bufora i zaworu mieszającego.
Pompy ciepła i przyłącza są u nas strasznie drogie, takie przyłącze gazowe: 4000 zł plus projekt przyłącza z 1500 zł – a potrzeba nam energii coraz mniej. Mogłabym tyle na wstępie zapłacić gdyby mój dom palił jak smok bo to gwarantowałoby mi spore oszczędności… a tak? Kiedy samo przyłącze mi się zwróci względem prądu? A koszt kwh z drewna to mniej lub tyle samo co kwh z pompy ciepła… i po co mi nakład wart tyle co opał na 20 lat? Żeby raz nadwa dni nie nahajcować w kominku? Szczelny dom z dużą masą akumulacyjną wolno się wychładza…
Nareszcie ktoś przedstawił obliczenia na konkretnym przykładzie. Na wykresach widać wszystko jak na dłoni. Co na to producenci pomp ciepła? Nadal wciskają kit i porównuję pompy do kotłów na węgiel, a obliczenia robią na tradycyjnych przestarzałych projektach architektonicznych. Tylko holistyczne działanie ma jakikolwiek sens.
Bardzo mnie zaciekawił ten artykuł, bo sam jestem na etapie wybierania źródła ogrzewania domu, ale niestety niewiele się dowiedziałem. Wykresy i sposób przekazania wyników badań w tym artykule są bardzo niejasne dla mnie. W zasadzie skoczyłem na ten artykuł z wielkim głodem, ale pozostałem głodny :(
Panie Janku, to dlatego, że każdy dom jest inny i jest wiele różnych pomp ciepła i wiele różnych kominków i systemów ogrzewania biomasą. Dlatego audyt projektowy wykonuje się indywidualnie, artykuł jest ogólnikowy, przekaz główny – najpierw kalkulować, potem inwestować. Pozdrawiam Aleksandra Poźniak-Wołodźko