Grzejniki do pompy ciepła

Grzejniki płytowe mogą być z powodzeniem zastosowane do ogrzewania pompą ciepła, jednak przy zakupie trzeba mieć na uwadze kilka faktów.
  • grzejnik niskotemperaturowy - to każdy grzejnik w instalacji wodnej zasilany wodą o temperaturze niższej niż 75 st. Celsjusza. Jego moc jest niższa od mocy katalogowej dla parametrów w/g normy 75/65/20 (temp. zasilania/temp. powrotu/ temp. pomieszczenia).
  • sprawność pompy ciepła  (współczynnik COP) określa ile energii cieplnej otrzymamy z 1kW energii elektrycznej. Np. COP 4 oznacza że z 1kW zużytej  energii elektrycznej, otrzymamy 4kW mocy grzewczej. Współczynnik COP zależy od różnic temperatur między dolnym i górny źródłem.
  • źródło dolne - środowisko skąd pompa pobiera (pompuje) energię cieplną. Dla pomp solankowych (z odwiertu) temperatura to około 5 stopni C. Dla pomp powietrznych to temperatura powietrza na zewnątrz budynku.
  • źródło górne - instalacja grzewcza, najczęściej podłogowa (lub grzejnikowa) o temperaturze około 30-40 stopni, a także zasobnik ciepłej wody (40-50 st. C)
  • moc pompy zależy od temperatury dolnego źródła. Im zimniej na zewnątrz tym moc popy powietrznej jest niższa, dlatego w pompach powietrznych stosuje się grzałki elektryczne, które wspomagają ogrzewanie domu.
Naczelna zasada dla instalacji grzewczej z pompą ciepła - zawsze tak dobieramy układ grzewczy, aby różnica temperatur między dolnym źródłem a górnym była jak najmniejsza, ponieważ czym mniejsza różnica temperatur tym współczynnik COP jest wyższy, rzadziej załączają się grzałki elektryczne, a ogrzewanie domu jest tańsze.

Przykład: pompa powietrzna Vitocal 200


Na powyższym wykresie widać jak ważny jest dobór punktu pracy instalacji z pompą ciepła i dlaczego dla pomp powietrznych powinien być to zakres temperatur zasilania 30-40 stopni. 
Wynika to z tego, że dla instalacji pracującej na parametrze 55 st. C (grzejniki lub podgrzewanie ciepłej wody użytkowej), różnica temperatur jest zbyt wysoka, aby w czasie mroźnych dni z temperaturą poniżej -15 st. C pompa ciepła mogła w ogóle działać.
Z tego powodu powietrze pompy ciepła są zawsze wyposażone w grzałkę elektryczną. Grzałka taka wspomaga ogrzewanie ciepłej wody użytkowej oraz zwiększa moc pompy ciepła w mroźne dni gdy COP i moc końcowa pompy spada. Przy dużych mrozach grzałki elektryczne są głównym pożeraczem energii elektrycznej, a koszt ogrzewania rośnie kilkukrotnie.
Na wykresie widać także jak spada sprawność pompy ciepła gdy spada temperatura powietrza na zewnątrz (dolnego źródła). 

Dobór grzejników a koszty ogrzewania pompą ciepła

Na podstawie powyższych informacji obliczmy koszty ogrzewania dla grzejników dla 3 różnych temperatur w układzie grzewczym dla miesiąca stycznia przy założeniach:
  • Dom o powierzchni 150 m2 z zapotrzebowaniem na ciepło na poziomie 75W/m2 przy temperaturze -20 st.C.
  • średnia temperatura dobowa w miesiącu styczniu 0 st. C  czyli zapotrzebowanie na moc wyniesie: 5,6kW
  • brak silnych mrozów które spowodowały by uruchomienie grzałki.
  • cena energii: taryfa G11: 70 groszy za kWh z uwzględnieniem opłat przesyłowych i innych.
Grzejniki 75/65/20 pracujące na parametrach  55/45/20 np. grzejniki ze starej instalacji dla pieca olejowego, stałopalnego luba gazowego z komorą otwartą. Jeżeli temperatury będą utrzymywały się w okolicach zera, to COP pompy ciepła będzie wynosił około 2,1 czyli zużyjemy 1984 kWh energii elektrycznej co będzie kosztowało 1388 zł. Współczynnik korekcyjny dla grzejników wynosi 1,96 co oznacza, że moc grzejników spadnie o połowę w stosunku do starego pieca i w takim przypadku przy każdym spadku temperatury poniżej grzejniki będą za małe aby ogrzać dom. Potrzebne będzie dodatkowe źródło ciepła o mocy 6 do 12kW aby grzejniki mogły nagrzać pomieszczenia do 20 st.C

Grzejniki przewymiarowane na 55/45/20 w takich samych warunkach zapewnią odpowiednią moc przy parametrach zasilania na poziomie 40-45 st. C co spowoduje, że COP pompy wyniesie około 3 czyli zużyjemy 1388,8 kWh za 971 zł . Pompa ciepła będzie mogła pracować przy mrozach do -15st. C a ewentualny brak mocy uzupełni grzałka elektryczna.

Grzejniki przewymiarowane na  45/35/20 w takich samych warunkach (0 st. C. na zewnątrz zapewnią odpowiednią moc przy parametrach zasilania na poziomie 35 st. C co spowoduje, że COP pompy wyniesie około 3,7 czyli zużyjemy 1125,94 kWh za 788 zł . Pompa ciepła będzie mogła pracować przy mrozach do -20 st. C a ewentualny brak mocy uzupełni grzałka elektryczna.

Wnioski:
  • jeżeli w domu posiadamy grzejniki dobrane do starego pieca stałopalnego, olejowego, gazowego (75/65/20) a dom w tym czasie nie był docieplony, pompa powietrza typu split wymaga zamontowania większych grzejników ponieważ nie będzie można dogrzać domu gdy temperatury spadną poniżej zera. Koszty ogrzewania będą wysokie nawet przy lekkiej zimie.
  • jeżeli zależy nam na maksymalnej redukcji kosztów ogrzewania grzejniki powinny być dobrane na temperatury 45/35/20,
 Zostaw swoją ocenę jeśli uważasz, że to wartościowy poradnik - dzięki temu wiemy, jakie treści są najbardziej przydatne i że warto nad nimi pracować.

Przydatne linki:
Ostatnia aktualizacja: czerwiec 2022