Analiza ekonomiczna stosowania pomp ciepła powietrznych

W wielu publikacjach naukowych oraz artykułach w czasopismach technicznych poruszane są tematy opłacalności stosowania pomp ciepła na potrzeby centralnego ogrzewania. Tę technologię często porównuje się do ogrzewania typu woda-woda, w której źródłem ciepła jest grunt. To ciekawy pomysł, jednak realizacja projektu jest bardzo kosztowna, a wykonanie całej instalacji jest bardzo czasochłonne. Koszty inwestycyjne są nieporównywalnie większe niż w przypadku pomp ciepła. Omówimy pompy typu powietrze-woda, by przybliżyć temat i zachęcić do rozważenia takiej metody ogrzewania.

Parametry techniczne pompy

W jednorodzinnym, nowoczesnym budownictwie mieszkaniowym, zapotrzebowanie na ciepło jest pokrywane przez ogrzewanie podłogowe, do którego zasilania potrzebujemy temperatury 35-40*C. Ten przedział nie jest przypadkowy. Pozwala on na uzyskanie optymalnych współczynników COP ze sprężarkowej pompy ciepła. Przeprowadzając obliczenia, posiłkujemy się teoretycznym obiegiem Carnot'a - im wyższa jest temperatura dolnego źródła ciepła przy stałej temperaturze górnego, tym wyższa jest efektywność całego obiegu. W praktyce temperatury obu źródeł wyznaczane są przez temperaturę skraplania i odparowania czynnika chłodniczego. Jak wiadomo, zapotrzebowanie na ciepło zależy od temperatury powietrza. Obliczeń zapotrzebowania na ciepło dokonuje się dla maksymalnie niekorzystnych warunków, jakie mogą się pojawić w czasie pracy systemu grzewczego, mamy więc pewność, że pompa ciepła zawsze będzie spełniała swoje zadania. Obliczenia są także zależne od strefy klimatycznej, w jakiej pompa będzie pracowała. Jeśli decydujemy się na zakup pompy typu woda-powietrze, sprawdzamy, jak będzie wyglądał bilans korzyści płynących z wyboru danego rozwiązania.

Najczęściej brane pod uwagę wskaźniki to: czas zwrotu nakładów, wartość bieżąca netto, wskaźnik wartości bieżącej netto, wewnętrzna stopa zwrotu oraz dynamiczny czas zwrotu nakładów. Może to brzmieć skomplikowanie, jednak specjalista z pewnością nam doradzi - mówi nam przedstawiciel firmy Air Engineering z siedzibą w Katowicach i Krakowie.

Wskaźniki efektywności ekonomicznej

Najczęściej spotykane i brane pod uwagę kryterium oceny efektywności ekonomicznej to prosty czas zwrotu nakładów w porównaniu z innymi źródłami ciepła. Określa on czas potrzebny do odzyskania środków, jakie przeznaczyliśmy na daną inwestycję. Liczymy go od momentu uruchomienia tej inwestycji do momentu, kiedy suma korzyści brutto zrównoważy wydatki, czyli poniesione koszty. Jeśli założymy, że roczne korzyści brutto są stałe, kryterium oceny efektywności ekonomicznej wyliczamy w bardzo prosty sposób. To iloraz różnicy poniesionych nakładów inwestycyjnych w porównaniu z innym, równoważnym źródłem ciepła, ze znakiem ujemnym (co wynika z przyjętej konwencji, że wydatki zawsze określamy jako wartość ujemną) oraz rocznego przychodu brutto, który stanowi różnicę w nakładach na energię elektryczną, którą zużywa powietrzna pompa ciepła oraz koszty paliwa dla innych równoważnych źródeł ciepła. Np. Przyjmując że koszty Instalacji wewnętrznej ogrzewania podłogowego są takie same dla obydwu źródeł ciepła i porównując pompę ciepła powietrzną z kotłem gazowym jako źródło ciepła, dla budynku o powierzchni użytkowej 125 m2, moc grzewcza źródła ciepła 9,0 kW, III Strefa klimatyczna zgodnie z normą PN-EN 12831, mamy koszt pompy ciepła powietrzna renomowanego producenta (np. LG, współczynnik sezonowej efektywności energetycznej wynoszący 6,0) 20.000 zł brutto, koszt źródła ciepła kocioł gazowy renomowanego producenta (np. Wiessmann) 12.000 zł brutto. Przez koszt źródła ciepła rozumiemy koszt samego źródła (dla pompy ciepła jednostka zewnętrzna oraz moduł wewnętrzny), armatury, automatyki, zbiornika c.w.u. o pojemności 300 litrów, sprzęt i robocizna. Roczny koszt energii elektrycznej pompy ciepła o mocy 9,0 kW na cele ogrzewania wynosi 2.000 zł brutto, roczny koszt gazu dla kotła gazowego o tej samej mocy wynosi 3.800 zł brutto. Wynika z tego że czas zwrotu nakładów na pompę ciepła w porównaniu z kotłem gazowym wynosi 4-5 lat. Czasy zwrotu dla innych źródeł ciepła wynoszą odpowiednio: - nagrzewnica elektryczna, 1 rok - kocioł olejowy, 1-2 lata - ogrzewanie MPEC, 6-8 lat - kocioł węglowy, 10-12 lat