Koszty związane z podgrzewaniem ciepłej wody użytkowej stają się coraz bardziej znaczącą składową całkowitych kosztów eksploatacji domu, co widoczne jest zwłaszcza w przypadku nowoczesnych, energooszczędnych budynków o charakterze niskoenergetycznym lub pasywnym. Zmniejszające się straty ciepła przez przegrody domu są rezultatem postępującej technologii budowlanej oraz coraz wyższych standardów techniczno-prawnych dla nowo wznoszonych obiektów. Zapotrzebowanie na ciepłą wodę użytkową zależy głównie od potrzeb higienicznych i komfortu mieszkańców, pozostając stosunkowo stabilnym parametrem w perspektywie ostatnich lat. W efekcie udział ciepła przeznaczonego na podgrzewanie wody użytkowej w ogólnym bilansie cieplnym domu rośnie w miarę zwiększania jego efektywności energetycznej.
Pompy ciepła, specjalnie zaprojektowane do podgrzewania ciepłej wody użytkowej, zyskują coraz większą popularność. Stanowią one kompleksową alternatywę dla tradycyjnych rozwiązań, takich jak konwencjonalne bojlery elektryczne, co znacząco przekłada się na ograniczenie kosztów eksploatacyjnych.
Rysunek 1. Pompa ciepła wody użytkowej potrzebuje tylko około 30% energii elektrycznej dla wytworzenia 100% potrzebnego ciepła. Około 70% energii pochodzi z otoczenia – powietrza.
Koncepcja pompy ciepła do podgrzewania wody użytkowej opiera się na wykorzystaniu zbiornika wodnego, do którego ciepło jest przekazywane poprzez skraplacz pompy ciepła. Moduł pompy ciepła, umieszczony w górnej części urządzenia, pobiera powietrze z wnętrza lub z zewnątrz, korzystając z przewodu wentylacyjnego. Proces odbioru ciepła przez parownik jest możliwy nawet przy temperaturze sięgającej -7°C. Zbiornik wodny może dodatkowo być podgrzewany przez instalację solarną lub kocioł grzewczy, dzięki wbudowanej wężownicy.
Rysunek 2. Budowa pompy ciepła wody użytkowej Vaillant aroSTOR VWL BM 290/3.
Podgrzewacz wody z pompą ciepła
Pompa ciepła do podgrzewania wody użytkowej stanowi zalecaną opcję, zwłaszcza gdy niemożliwe jest efektywne scentralizowane podgrzewanie wody przez cały rok. Ten scenariusz może obejmować kotłownie o dużej mocy, gdzie potrzeby wody użytkowej są niewielkie. Ponadto, w przypadku korzystania z kotła na paliwo stałe, operowanie nim poza sezonem grzewczym staje się nieefektywne ze względu na wysokie straty w czasie uruchamiania i bezczynności. Pompa ciepła do podgrzewania wody użytkowej staje się atrakcyjną alternatywą także przy korzystaniu z kosztownych paliw, takich jak olej opałowy, gaz płynny czy energia elektryczna. Zamiana bojlera na pompę ciepła może skutkować obniżeniem kosztów eksploatacyjnych o około 50-70% w skali roku.
Rysunek 3. Przykładowe roczne koszty podgrzewania wody dla rodziny 4-osobowej w zależności od dobowych potrzeb (standardowe lub podwyższone). Założenia dla obliczeń: temperatura wody 10/55°C, sprawność bojlera 98%, pompy ciepła COP = 3,0. Straty ciepła w układzie wody użytkowej 5%, cena energii elektrycznej (05.2014) w taryfie G11 (enea.pl) 0,533 zł/kWh brutto, 340 dni w roku korzystania z wody użytkowej.
Bojler elektryczny często znajduje zastosowanie po zakończeniu sezonu grzewczego, zwłaszcza gdy kocioł opalany węglem lub drewnem jest wyłączony. Koszty eksploatacji bojlera elektrycznego są jednymi z najwyższych, dlatego też zainstalowanie pompy ciepła do podgrzewania wody użytkowej może przynieść zwrot inwestycji w stosunkowo krótkim okresie, obejmującym kilka lat.