Jakiej mocy pompa ciepła będzie potrzebna dla domu? Jak policzyć?

W ostatnich latach obserwujemy stały wzrost zainteresowania pompami ciepła. Dobór odpowiedniego rozwiązania może być jednak problematyczny — urządzenie o zbyt niskiej i zbyt wysokiej mocy nie pozwoli na niezależność energetyczną i redukcję kosztów ogrzewania. Przygotowaliśmy garść wiedzy na temat mocy pomp ciepła i tego, jak należy je dobierać w zależności od potrzeb.

Jak obliczyć zapotrzebowanie energetyczne domu?

W przypadku nowych budynków zapotrzebowanie energetyczne jest obliczane już na etapie projektowym na podstawie bilansu zysków i strat ciepła. W przypadku istniejącego budynku możesz zamówić usługę audytu energetycznego i zdać się na wiedzę fachowców. Jeśli planujesz wymianę dotychczasowego konwencjonalnego źródła ciepła (np. kotła gazowego), możesz obliczyć zapotrzebowanie na podstawie dotychczasowego zużycia paliwa. Można także zapotrzebowanie energetyczne oszacować, korzystając z danych takich jak wiek budynku, kubatura i rodzaj użytej izolacji, ale metoda ta będzie obarczona największym błędem.

W jaki sposób wybrać pompę ciepła?

Dobór pompy ciepła to też decyzja o rodzaju urządzenia – ma to wpływ nie tylko na początkowy koszt inwestycji i wymaganą ilość miejsca na działce, ale także na odporność na wahania temperatury zewnętrznej i późniejsze rachunki. Gruntowe pompy ciepła są co do zasady droższą inwestycją, ale zajmują niewiele miejsca i odwdzięczają się niższym zużyciem energii. W przypadku nowoczesnego budynku wyposażonego w ogrzewanie podłogowe o niskiej temperaturze zasilania sprawdzi się też powietrzna pompa ciepła jako urządzenie o zazwyczaj niższej mocy.

Moc pompy ciepła

Moc grzewcza urządzenia informuje o tym, jakie zapotrzebowanie cieplne jest w stanie pokryć. Zapotrzebowanie mocy pompy ciepła można poznać dzięki audytowi energetycznemu budynku lub określić w przybliżeniu samodzielnie. Oprócz mocy grzewczej charakteryzuje ją też moc elektryczna (a więc ile energii elektrycznej będzie pobierać sprężarka do pracy) i moc chłodnicza – mająca znaczenie zwłaszcza, jeśli planujesz korzystać z urządzenia również do chłodzenia budynku.

Wydajność pompy ciepła

Wydajność cieplna pompy ciepła jest zdeterminowana przez jej współczynnik COP (coefficient of performance) – informuje on ilości ciepła dostarczonego do układu grzewczego w stosunku do energii elektrycznej pobieranej z sieci. Im jest wyższy, tym niższe będą rachunki za prąd. Dla przykładu współczynnik COP o wartości 4 oznacza, że pobierając 1 kWh energii elektrycznej, pompa ciepła dostarczy 4 kWh energii cieplnej. Powietrzne pompy ciepła charakteryzują się wartością ok. 3, w przypadku gruntowej pompy ciepła (woda-woda i grunt-woda) jest to ok. 4-5. Jak widać, rodzaj pompy ciepła jest skorelowany z jej wydajnością, dlatego taka decyzja pojawia się na samym początku planowania przedsięwzięcia.

Sprawność pompy ciepła

W przypadku pomp ciepła trudno mówić o sprawności – otrzymujemy z niej przecież więcej ciepła niż dostarczyliśmy do układu w postaci energii elektrycznej. Dlatego efektywność pompy ciepła określa się na podstawie sezonowego współczynnika efektywności SCOP (SPF). Określa on stosunek całości ciepła przekazanego przez pompę ciepła do instalacji grzewczej do całości pobranej energii elektrycznej w sezonie grzewczym. Uwzględnia on zatem zmiany temperatury zewnętrznej i innych parametrów oraz pozwala dokładniej oszacować, jak bardzo opłacalnym jest eksploatacja takiego urządzenia. Współczynnik SCOP będzie co do zasady niższy dla powietrznej pompy ciepła, jako że temperatura powietrza podlega dużo większym wahaniom w ciągu roku i może spadać dużo poniżej 0.

Jak dobrać moc pompy ciepła do potrzeb domu?

Jeśli decydujesz się na dobór mocy pompy ciepła bez znajomości zapotrzebowania energetycznego budynku, trzeba posłużyć się metodą szacunkową. Aby obliczyć zapotrzebowanie mocy grzewczej naszego domu, potrzebujesz współczynnika zapotrzebowania Kc i powierzchni domu. Wartość współczynnika Kc można oszacować na podstawie rodzaju i grubości zastosowanej izolacji termicznej. Przyjmijmy dom jednorodzinny o powierzchni 80 m2, ocieplony styropianem o grubości ok. 10 cm. Jego wsp. zapotrzebowania wyniesie ok. 50 W/m2. Aby otrzymać wstępne zapotrzebowanie pompy ciepła, mnożymy przez siebie obie te wartości: 80 × 50 = 4000 W = 4 kW.

Pompa ciepła jako jedyne źródło ciepła

Jeśli pompa ma być jedynym zasilaniem instalacji grzewczej, to do obliczonej mocy potrzebnej do ogrzania pomieszczeń dodajemy jeszcze moc zapotrzebowaną na podgrzew ciepłej wody użytkowej (c.w.u.). Na potrzeby c.w.u. przyjmuje się 250 W na jednego mieszkańca. Jeśli w domu będą mieszkały 4 osoby, wtedy na potrzeby c.w.u. potrzebne jest 4 × 250 = 1000 W = 1 kW.

Dodając te moce do siebie, 4 kW + 1 kW c.w.u., otrzymujemy zapotrzebowanie na moc równe 5 kW. Dobierzemy więc pompę ciepła o mocy co najmniej 5 kW.

Pompa ciepła jako element układu o dwóch źródłach ciepła

Jeśli pompa ma współpracować z innym źródłem ciepła, do równania wprowadzamy tzw. współczynnik biwalentności Kb. Dla układu zasilanego jedynie pompą ciepłą wynosi on 1, natomiast w przypadku dodatkowego źródła ciepła, kiedy pompa ciepła ma zaspokoić potrzeby w mniejszym stopniu, odpowiednio go zmniejszamy. Jeśli z pompą współpracuje np. wspomagająca grzałka elektryczna, i pompa ma zaspokoić potrzeby grzewcze w 80%, to wtedy Kb = 0,8. Dobór mocy pomp ciepła opiera się na następującym wzorze:

Pg = Kc x pow. budynku x Kb + Pc.w.u.

W naszym przypadku będzie to zatem 50 W/m2 x 80 m2 x 0,8 + 4 × 250 W = 4200 W = 4,2 kW. Potrzebna nam będzie pompa ciepła o mocy co najmniej 4,2 kW. Należy pamiętać, że obliczeniowa moc zapotrzebowana to tylko wartość orientacyjna, a przy wyborze urządzenia powinniśmy też zwrócić uwagę na inne parametry.

Kluczowy parametr

Podstawowym kryterium doboru urządzenia będzie jego moc grzewcza. Niewłaściwe uwzględnienie tego parametru może skutkować albo niedogrzaniem nieruchomości, albo przewymiarowaniem instalacji – co będzie skutkowało poniesieniem większych niż konieczne kosztów inwestycji, a prawdopodobnie szybszym zużyciem urządzeń i wyższymi rachunkami za prąd.

Wiemy, jak możesz skutecznie ogrzać dom pompą ciepła

Dobór mocy pompy ciepła jest dość czasochłonny i skomplikowany. Łatwo o przewymiarowanie systemu lub zaprojektowanie zbyt budżetowej instalacji, która zaoferuje jedynie niską moc grzewczą. Jeśli zależy Ci na rozwiązaniu, które pozwoli na długoterminowe oszczędności i niezależność energetyczną, zaufaj specjalistom. W Satronik przeprowadzimy Cię przez cały proces, dzieląc się ekspercką radą i doświadczeniem, a jednocześnie stawiając Twoje potrzeby na pierwszym miejscu. Nie czekaj — zadzwoń już dziś!