Pompa ciepła nie zawsze musi pracować sama. Ten układ może zmniejszyć zużycie prądu
Rosnące rachunki za utrzymanie budynków sprawiają, że energia odnawialna przestaje być ciekawostką, a zaczyna być realnym sposobem na oszczędności. Nic dziwnego, że coraz więcej inwestorów wybiera kolektory słoneczne (solary). W pewnym momencie pojawia się jednak intrygujące pytanie: czy da się połączyć solary z pompą ciepła? To dwa różne światy i dwie odmienne zasady działania — a mimo to mogą ze sobą współpracować. Tylko czy taka kombinacja faktycznie się opłaca… i kiedy może okazać się strzałem w dziesiątkę?
- Jak działają kolektory i pompy ciepła
- Jak połączyć kolektory z pompą ciepła?
- Solary i pompa ciepła: zalety i wady
Jak działają kolektory i pompy ciepła
Żeby lepiej zrozumieć, na czym polega połączenie tych dwóch rozwiązań w jeden układ, warto najpierw przyjrzeć się temu, jak działają osobno. Zarówno kolektory słoneczne, jak i pompy ciepła wykorzystują energię odnawialną, ale robią to w zupełnie inny sposób.
Kolektory słoneczne to relatywnie proste instalacje, których zadaniem jest zamiana promieniowania słonecznego na ciepło. Uzyskana energia trafia do absorbera z wypełnieniem w postaci specjalnego czynnika, gdzie jest gromadzona, a następnie przekazywana do instalacji przygotowania ciepłej wody. Dzięki temu system może wspierać podgrzewanie ciepłej wody użytkowej dla domowników przez większą część roku.
Drugim rozwiązaniem są pompy ciepła. To urządzenia, które „zbierają” energię cieplną z otoczenia i za pomocą sprężarki podnoszą jej parametry, aby mogła zasilać ogrzewanie w budynku. Pompa ciepła może korzystać z energii zgromadzonej w powietrzu, gruncie albo wodzie. O tym, jak opłacalna i wydajna będzie w praktyce, decydują m.in. parametry techniczne, sposób montażu oraz dopasowanie do potrzeb domu.
Oczywiście taki opis jest dużym skrótem, ale dobrze pokazuje, do czego oba systemy mogą służyć. W teorii kolektory i pompa ciepła mogą się uzupełniać, tworząc jeden, przemyślany układ oparty na odnawialnych źródłach energii.
Jak połączyć kolektory z pompą ciepła?
Połączenie kolektorów słonecznych z pompą ciepła jest jak najbardziej możliwe, jednak wymaga przemyślanego projektu i dobrego dopasowania elementów instalacji. W praktyce stosuje się kilka sprawdzonych wariantów, które można dobrać do potrzeb domu i istniejącego systemu. Najpopularniejszym rozwiązaniem jest wspólna praca na rzecz zasobnika ciepłej wody użytkowej. Ten schemat wybiera się najczęściej, bo jest relatywnie prosty w wykonaniu i potrafi dać realne oszczędności. Kolektory podgrzewają wodę w zasobniku, a pompa ciepła uruchamia się dopiero wtedy, gdy temperatura spadnie poniżej ustalonej wartości. Dzięki temu można ograniczyć czas pracy pompy i zmniejszyć pobór prądu w całym układzie.
Drugi wariant hybrydowy zakłada dodatkowe wsparcie dla centralnego ogrzewania. Taki układ jest bardziej złożony i wymaga staranniejszego sterowania, ale w określonych sytuacjach może być pomocny. Energia z kolektorów trafia do obiegu CO, podnosząc temperaturę wody w instalacji i odciążając pompę ciepła. W polskim klimacie efektywność tego rozwiązania bywa jednak ograniczona, bo kolektory osiągają najlepsze uzyski latem, gdy budynek zazwyczaj nie potrzebuje dogrzewania.
Solary i pompa ciepła: zalety i wady
Połączenie technologii solarnej z pompą ciepła potrafi przynieść kilka istotnych korzyści. Najważniejsza z nich to obniżenie kosztów eksploatacji pompy ciepła. W układzie hybrydowym urządzenie pracuje krócej, a tym samym pobiera mniej energii elektrycznej.
Kolejnym plusem jest efektywniejsze wykorzystanie zasobnika ciepłej wody użytkowej w dniach z mocnym nasłonecznieniem. To rozwiązanie szczególnie dobrze sprawdza się tam, gdzie zużycie CWU jest wysokie. Zwykle im większe zapotrzebowanie na ciepłą wodę, tym bardziej opłacalne staje się łączenie kolektorów z pompą ciepła. Warto też pamiętać, że sama eksploatacja pomp ciepła bywa czasem źródłem pewnych kłopotów użytkowych.
Na korzyść takiej instalacji działa również większa niezależność od wahań cen energii i od dostawców paliw. Trzeba jednak uczciwie zaznaczyć, że to rozwiązanie ma też słabsze strony. Najbardziej odczuwalną jest wyższy koszt inwestycji: poza kolektorami i pompą konieczny jest także bardziej rozbudowany system automatyki sterującej. Dodatkowo solary osiągają najwyższą wydajność latem, dlatego w kontekście centralnego ogrzewania nie będą szczególnie pomocne.
O tym, czy połączenie kolektorów z pompą ciepła się opłaci, przesądzają konkretne warunki i sposób użytkowania budynku. Taki system ma najwięcej sensu przy dużym zużyciu ciepłej wody użytkowej. Instalację kolektorów trzeba dopasować do możliwości dachu i najlepiej zaplanować ją po stronie południowej. Przy dobrze przygotowanym projekcie zestaw solarów z pompą ciepła może zwrócić się w dłuższej perspektywie. Natomiast gdy zapotrzebowanie na CWU jest niewielkie, łączenie obu rozwiązań może nie mieć ekonomicznego uzasadnienia.