ANALIZA TECHNICZNO-EKONOMICZNA ZASTOSOWANIA GRUNTOWEJ I POWIETRZNEJ POMPY CIEPŁA W BUDYNKU JEDNORODZINNYM – STUDIUM PRZYPADKU

W artykule dokonano analizy techniczno-ekonomicznej zastosowania gruntowej i powietrznej pompy ciepła pokrywających zapotrzebowanie na ciepło budynku jednorodzinnego. Obciążenie cieplne budynku związane ze stratami ciepła przez przegrody zewnętrzne oraz wentylację grawitacyjną obliczono zgodnie z normą PN-EN 12831. W budynku zastosowano niskotemperaturowe ogrzewanie płaszczyznowe w postaci ogrzewania podłogowego, którego rozmiary obliczono zgodnie z normą PN-EN 1264. Kierując się zapotrzebowaniem na ciepło budynku dobrano gruntową pompą ciepła o katalogowej nominalnej mocy grzewczej wynoszącej 13,9 kW, oraz powietrzną pompę ciepła o katalogowej mocy nominalnej wynoszącej 9,4 kW. Założono, że gruntowa pompa ciepła będzie eksploatowana w trybie monowalentnym, natomiast powietrzna pompa ciepła w trybie monoenergetycznym biwalentnym. Praca powietrznej pompy ciepła poniżej temperatury biwalentnej wspomagana będzie grzałką elektryczną o mocy nominalnej równej 6 kW umieszczonej w zasobniku buforowym. W obu przypadkach założono sterowanie instalacji w funkcji temperatury otoczenia (sterowanie pogodowe). Założono, że praca powietrzną pompy ciepła poniżej temperatury otoczenia <-7⁰C (temperatury biwalentnej) wspomagać będzie grzałka elektryczna. Dokonano analiz: kosztów inwestycji, uzyskanych efektów energetycznych oraz kosztów eksploatacyjnych obu rozwiązań. Analizując koszty inwestycji obu rozwiązań, ze względu na koszt wymiennika gruntowego instalacja gruntowej pompy ciepła w porównaniu z powietrzną jest droższa. Zarówno gruntowa jak i powietrzna pompa ciepła wspomagana grzałką elektryczną załączana poniżej temperatury biwalentnej pokrywa zapotrzebowanie na ciepło budynku. Z dokonanych analiz wynika, że koszt eksploatacji gruntowej pompy ciepła jest niższy niż pompy powietrznej. Jednakże analizując koszty inwestycyjne i eksploatacji obu instalacji w okresie 20 lat okazuje się, że bardziej ekonomiczne jest zainstalowanie powietrznej pompy ciepła.

Pełny tekst (pdf)

[1]  Pompy ciepła - Biuletyn OZE. Biuletyn pomp ciepła – Eurobserv’er – 2015.

[2]  Sobieraj M.: Sprężarkowa pompa ciepła systemu powietrze/woda. Konstrukcja i badania. Ciepłownictwo Ogrzewnictwo Wentylacja, 7/2015 str. 269-276.

[3]  PN-EN 12831:2006 Instalacje grzewcze w budynkach. Metoda obliczania projektowego obciążenia cieplnego.

[4]  PN-EN 1264 - Wbudowane płaszczyznowe wodne systemy ogrzewania i chłodzenia - Część 2: Ogrzewanie podłogowe: Obliczeniowa i badawcza metoda określania mocy cieplnej.

[5]  Dimplex Heat_Pump ver_1.110815: Program do analizy zapotrzebowania energetycznego budynku i doboru pomp ciepła.

[6]  Chaberski M.: Pompa ciepła powietrzna czy gruntowa? Analiza techniczno-ekonomiczna dla wybranego obiektu. Praca inżynierska SGGW, Warszawa 2016.