Dom bez rachunków? Czy to w ogóle możliwe? Jeszcze nie tak dawno wydawało się, że to tylko pobożne życzenia. Obecnie, wykorzystując dostępną technologię opartą na odnawialnych źródłach energii, dom bez rachunków jest na wyciągnięcie ręki.
Jak sprawdzi się instalacja fotowoltaiczna?
Najbardziej dostępnym sposobem zamiany domu na ZEROKOSZTOWY jest wykorzystanie połączenia fotowoltaiki oraz pompy ciepła.
Pompy ciepła stają się coraz bardziej dostępnym i popularnym źródłem ciepła. Jest to uniwersalne urządzenie służące do ogrzewania budynku, podgrzewania ciepłej wody użytkowej, a latem pompa ciepła może zastąpić klimatyzację i chłodzić budynek. Wszystko ekologicznie, czysto i bezobsługowo. W nowopowstałych budynkach takie urządzenia stały się już standardem.
Pompy ciepła zasilane są prądem elektrycznym, ale ich wydajność jest nawet pięciokrotnie wyższa niż zwykłych pieców elektrycznych. Zasilanie elektryczne to ogromna zaleta tych urządzeń i klucz do stworzenia domu bez kosztów – pompę ciepła możemy bowiem zasilić prądem z własnej elektrowni fotowoltaicznej. W takim układzie ogrzewanie domu mamy za darmo (posiadając własny prąd).
Decydując się na nowoczesne rozwiązania już na etapie budowy domu, możemy zaoszczędzić np. na budowie komina (nie jest wymagany przy pompie ciepła), kosztach przyłącza gazowego, budowy kotłowni pod inne paliwa (ekogroszek, gaz itp.), kosztów zakupu klimatyzatorów (pompa ciepła chłodzi latem). Oszczędzone w ten sposób pieniądze mogą w niektórych przypadkach pokryć całość kosztów zakupu pompy ciepła !
Jak to wszystko działa?
Powietrzne pompy ciepła (powietrze/woda) jak sama nazwa wskazuje – pobierają ciepło z powietrza i oddają je do wody. Zasada działania jest bardzo prosta i opiera się o kilka podstawowych procesów fizycznych. W jedynym zamkniętym cyklu obiegu czynnika chłodniczego np. R32 następuje:
pobranie darmowego ciepła z powietrza zewnętrznego,
sprężenie czynnika -> nagły wzrost temperatury czynnika (skutek sprężania),
oddanie ciepła sprężonego czynnika na skraplaczu do obiegu wody (urządzenie wewnętrzne),
rozprężenie czynnika -> nagły spadek temperatury (skutek rozprężania),
ponowne pobranie ciepła z powietrza zewnętrznego.
Zatem można stwierdzić że pompa ciepła wykorzystuje darmowe ciepło z powietrza zewnętrznego. Pompy ciepła działają nawet przy temperaturach dochodzących do -28°C.
Poniżej pokazano przykład zastosowania pompy ciepła i odpowiednio dobranej instalacji fotowoltaicznej.
Założenia:
Budynek mieszkalny jednorodzinny, wybudowany w 2017 roku, spełniający Warunki Techniczne 2017,
Powierzchnia ogrzewana budynku: 150 m2,
Roczne zużycie energii elektrycznej: ok. 3500 kWh/rok,
Temperatura ciepłej wody użytkowej: 45°C, 5 osób.
Obliczona maksymalna strata ciepła takiego budynku w temperaturze -20°C (dla trzeciej strefy klimatycznej Polski) wynosi około 7,5 kW, zatem aby utrzymać temperaturę w budynku źródło ciepła nie powinno być mniejszej mocy grzewczej. Zalecana moc pompy ciepła: 8 kW.
Takich dni, szczególnie w ostatnich latach jest bardzo mało, ale mimo wszystko trzeba być przygotowanym na takie ewentualności.
Pompy ciepła, podobnie jak kotły gazowe, czy piece węglowe także są podzielone na klasy energetyczne. Wiąże się to ostatecznie ze zużyciem energii i kulturą pracy. Pompy z wyższą klasą energetyczną zużyją mniej energii, aby uzyskać taką samą ilość ciepła. Efektywność pracy pompy określa także współczynnik COP. Wartość tego współczynnika określa stosunek uzyskanej energii cieplnej do energii pobranej z gniazdka, czyli im jest większy – tym więcej ciepła za darmo zyskujemy z powietrza.
Znając wartość parametru energii pierwotnej (EP) budynku (kWh/(m2*rok) można bardzo łatwo określić roczne zapotrzebowanie na ciepło budynku. Wystarczy przemnożyć parametr EP powierzchnią ogrzewaną. W tym przypadku roczne zapotrzebowanie na energię cieplną takiego budynku wynosi ok. 12600 kWh/rok. Uwzględniając współczynnik efektywności COP pompy ciepła dla średniej temperatury sezonu grzewczego (Lublin ok. 2,5°C) otrzymamy roczne zapotrzebowanie na energię elektryczną potrzebną do pracy pompy, wynoszącą w tym przypadku ok. 4600 kWh/rok.
Zatem łączna zużyta energia elektryczna (wraz ze zużyciem gospodarstwa wynoszącym 3500 kWh/rok) wyniesie ok. 8100 kWh/rok.
Wiedząc jakie mamy zapotrzebowanie energetyczne można już bardzo łatwo dobrać instalację fotowoltaiczną. Montując instalację o mocy 9,5-10kW, będziemy w stanie pokryć potrzeby energetyczne przykładowego domu, domu który nie będzie obciążeniem dla domowego budżetu, domu ZEROKOSZTOWEGO.
