Ogrzewanie domu pasywnego pompą ciepła – czy warto?
Kilkanaście dni temu dostałem pytanie od Czytelnika, który zastanawia się nad sensem budowy domu w standardzie domu pasywnego. Pytanie było dość szczegółowe i choć już na DrewnoZamiastBenzyny.pl udzieliłem dość ogólnej odpowiedzi, to chciałbym tu przytoczyć je w całości i odnieść się do niego ponownie. Bo tu chodzi nie tyle o samą budowę domu niskoenergetycznego, tylko raczej o to, czy ma sens ogrzewanie domu pasywnego pompą ciepła.
Jestem w trakcie budowy domu pasywnego. „Projektowałem” ten dom przez ok. rok czasu ujmując w nim wszelkie aspekty budownictwa pasywnego z elementami domu autonomicznego (m.in. odzysk ciepła jak i samej wody szarej). Cały czas ważniejsza jednak była kwestia „buduję dom dla siebie” a nie dla spełnienia pasywności, stąd powstał dom parterowy o mało korzystnym współczynniku kształtu A/V. Dziś jestem w miejscu, w którym zastanawiam się nad sensem takiego (pasywnego) budownictwa w kontekście ogrzewania.
Dom o pow. uż. ok. 145m2, obciążeniu cieplnym na poziomie ok. 18W/m2 oraz zapotrzebowaniu 10kWh/m2/rok (wyliczenia asolta z FM). Dom z izolacją . od środka. Podłoga też wywrócona do góry nogami, bo chudziak 12cm wylewany jest na 30cm styropianie, na to wylewka 7cm. Zatem w podłodze dość dużo materiału tzw. akumulacyjnego. Ściany działowe też akumulacyjne, bo z SILKI.
Chcę skorzystać z dofinansowania nfosigw na instalację PV + PC (40%), stąd ogrzewanie podłogowe wodne, zasilane pompą ciepła o mocy 5kW (Panasonic Aquarea 5kW monoblock). Pompa zasilać będzie również CWU dla 4 osób.
I teraz pytanie. Mając obciążenie cieplne na poziomie ok. 2,5kW + zasilanie zasobnika CWU 300L dla 4 osób, to czy pompa 5kW nie jest przewymiarowana? Czy to jest ekonomicznie optymalna inwestycja w tego typu budynek ? A może jednak odebrać kilka centymetrów izolacji, aby system jednak pracował nieco częściej i nieco z większą mocą ? Obawiam się też, że w takim domu jaki obecnie buduję będę częściej włączał ogrzewanie niż powinienem ze względu na braki w odczuciu promieniowania.
A może zainwestować w PC P-W 3,2kW, która zapewni 100% pokrycia c.o. i prawie 100% dla cwu. W skrajnych warunkach wodę w zasobniku mogę ogrzewać grzałką odciążając pompę ciepła, która i tak w skrajnych warunkach pogodowych (poniżej -15°C) grzejąc wodę do 50°C nie osiąga zbyt wysokiego COP’a.
Będę wdzięczny za komentarz, w szczególności na temat zasadności budowy tak energooszczędnego budynku.
Od dawna byłem zwolennikiem budowy domów energooszczędnych, nawet i pasywnych, jeśli tylko jest to możliwe. Zgadzam się z podejściem, że dom ma być dla mnie, a nie ja dla domu, więc oszczędność energii nigdy nie była dla mnie celem samym w sobie — to raczej środek do poprawy komfortu przebywania w tym domu i zmniejszenia kosztów eksploatacji.
Bo docieplenie ścian czy wymiana okien na lepsze to nie tylko zmniejszenie strat ciepła i kosztów ogrzewania. To także lepszy komfort cieplny. Wewnętrzna powierzchnia ściany z grubszą warstwą izolacji ma wyższą temperaturę. To nie tylko zabezpiecza przed kondensacją pary wodnej, ale też zmniejsza odczucie chłodu w pokoju.
Jednak ogrzanie domu pasywnego jest nietrywialne, bo w takim domu rozwiązania tradycyjne nie bardzo chcą się sprawdzać.
Tu widzimy dom o powierzchni prawie 150 m² i obciążeniu cieplnym rzędu 2,6 kW. To oznacza, że ogrzać go można (przy dużych mrozach) źródłem ciepła o mocy 2,6 kW. Żeby sobie uświadomić jak niewielka jest to moc, dość napisać, że typowa suszarka do włosów dostępna w polskim sklepie ma moc ok. 1,8-2 kW.
Czyli ten dom można ogrzać przez większą część sezonu grzewczego przy użyciu jednej suszarki do włosów!
Montowanie w takim domu instalacji wodnego centralnego ogrzewania wydaje mi się być trochę strzelaniem z armaty do komara. Jaki będzie koszt takiej instalacji, wraz ze źródłem ciepła?
Aby sprawdzić, czy jest sens ekonomiczny takiej inwestycji, trzeba byłoby znać wycenę instalatora, który sprzeda pompę ciepła, wszystkie elementy instalacji CO i zmontuje to w jedną, poprawnie działającą całość. Może się okazać, że będzie to np. 50 000 złotych (włącznie z ogrzewaniem podłogowym). Tą wspomnianą suszarką do włosów można ogrzać dom za niecały 1 000 złotych rocznie (10 kWh na każdy m2 rocznie przy powierzchni 145 metrów to ledwie 1 450 kWh energii elektrycznej). Pompa ciepła może obniżyć ten koszt powiedzmy 3-4-krotnie.
Już nawet z tego bardzo zgrubnego obliczenia widać, że to się niespecjalnie chce opłacać.
Ale tak naprawdę samo spojrzenie na koszty energii do ogrzewania jest złudne. Bo przecież dom wymaga ciepła nie tylko do ogrzewania pomieszczeń, ale także do przygotowania ciepłej wody użytkowej. I w domu niskoenergetycznym ciepła woda stanowić będzie bardzo istotną część zapotrzebowania na ciepło.
Tylko, że i to nie uzasadnia budowy instalacji wodnego ogrzewania w domu, który takiej instalacji nie potrzebuje. Ciepło można przecież rozprowadzać z użyciem instalacji wentylacyjnej — z nagrzewnicą w centrali. Można też kupić pompę ciepła działającą tylko na podgrzew ciepłej wody użytkowej.
Z drugiej strony, wodne centralne ogrzewanie jednak jest bardziej przyszłościowe. Docierają do nas przecież informacje, że w Polsce za kilka czy kilkanaście lat może zabraknąć prądu i coraz częściej mogą się zdarzać wyłączenia prądu. Nie chciałbym mieć domu, w którym jedynym źródłem ciepła jest energia elektryczna, bo już i teraz (parę lat temu) były sytuacje, że nawet przez kilka tygodni niektórzy odbiorcy nie mieli dostaw prądu.
Ogrzewanie wodne ma tę zaletę, że jak prąd znacząco podrożeje, możemy sobie zamontować dodatkowo jakiś kocioł centralnego ogrzewania, choćby i kocioł na drewno. Może potrzeba będzie dobudować gdzieś do domu pomieszczenie kotłowni i komin, ale na pewno będzie to wymagać mniejszych prac w środku w domu, niż gdybyśmy chcieli np. demontować wszystkie podłogi, by dopiero wtedy zamontować ogrzewanie podłogowe.
Podsumowując — czy ogrzewanie domu pasywnego pompą ciepła ma sens? Ekonomiczny — raczej nie.
Witam,
Znam czytelnika, który ma budować ten dom i wiem, że chce zastosować PC P-W która kosztuje 10 000zł + instalacja podłogówki a więc 5 razy mniej aniżeli Ty podajesz w odpowiedzi. Jak wówczas będzie wyglądać zasadność budowy takiego domu?
@hermik: 50 000 zł, które podałem, jest za całość, a nie za samą pompę ciepła. Także za montaż, wodne ogrzewanie podłogowe, rozdzielacze, sterowniki i tak dalej. Ile to łącznie ma kosztować?
Zapewne samo położenie podłogówki drugie tyle. Przy tak małym zapotrzebowaniu na ciepło, można pokusić się o adaptację zwykłego klimatyzatora do grzania wody (szczególnie jeśli zimy będą tak ciepłe jak tegoroczna). Wystarczy w Google wpisać Daikin hack 😉
To niech będzie 25000 zł za całość. Jak wtedy będzie to wyglądać?
Patrząc na samo ogrzewanie, to się nigdy nie zwróci. Bo obniży koszty ogrzewania z 1 000 zł rocznie do 250 zł rocznie, czyli roczna oszczędność sięgnie 750 zł. Czyli zwrot z zakupu pompy nastąpi po 33 latach.
Ale sytuacja zmienia się, gdy spojrzymy na przewidywane zużycie ciepła do wytworzenia ciepłej wody użytkowej. To może być rzędu 5 000 – 6 000 kWh rocznie. Więc pompa ciepła do CWU może się już zwrócić dużo szybciej.
Tak, czy siak, dobrze byłoby to rzetelnie policzyć mając przed sobą konkretne wyceny od instalatorów.
Ponoć ogrzewanie podłogowe jest najzdrowsze, najbardziej komfortowe dla organizmu ludzkiego i jeśli się tylko ma taką możliwość, warto rurki w podłodze zamontować.
Jeżeli chodzi o kwestię strzelania z armaty do komara….
Załóżmy, że w rurkach pod wszystkimi podłogami będziemy mieć przez cały czas wodę o temperaturze 20 stopni, którą uzyskamy korzystając z ciepła wydzielanego z pryzmy kompostowej (w której co kilkanaście dni zmieniamy materiał).
Czy nadal trzeba się obawiać, że przegrzejemy ten pasywny dom?
@Zmarźlak: woda o temperaturze 20°C nie ogrzeje domu (chyba, że chcemy go ogrzać do temperatury powiedzmy 15°C, wtedy ogrzeje).
Gwiazda internetu, Pan Antoni Huczyński na swoim przykładzie udowadnia, że krioterapia (kąpiele w lodowatej wodzie, nacieranie się śniegiem, temperatura w mieszkaniu poniżej 15 stopni C) jest bardzo korzystna dla zdrowia i sprzyja długowieczności:
http://www.polskieradio.pl/9/1363/Artykul/1371723,Dziarski-dziadek-93-lata-i-pelnia-zdrowia
Oczywiście, jeśli komuś bardzo doskwiera niższa temperatura i potrzebuje więcej ciepła, może sobie zrobić większy kompostownik.
Pragnę tylko zauważyć, że pomieszczenia i wodę użytkową w domu pasywnym najtaniej jest ogrzać z pryzmy kompostowej z różnych bio-odpadów i nie ma tańszej i prostszej metody na zaspokojenie potrzeb energetycznych dla takiego budynku.
Fakt, że nie każdy ma miejsce na działce i potrzebny materiał.
Niestety bez przeprowadzenia własnych badań nie da się na sucho wyliczyć parametrów potrzebnej pryzmy kompostowej.
Ale zamiast zwiększania pryzmy celem uzyskiwania wyższej temperatury w rurkach w najzimniejsze dni, można się dogrzać przywoływaną już suszarką (choć to nie jest chyba najlepszy przykład, bo suszarki przeznaczone są raczej do krótkotrwałej pracy), zwykłą farelką, kominkiem z płaszczem wodnym (kominek w każdym domu pasywnym powinien mimo wszystko być) lub poprzez system dystrybucji gorącego powietrza. Wtedy nadmiar ciepła możnaby poprowadzić do ogrzania szklarenki, garażu lub innego obiektu gospodarczego.
Zakup firmowych pomp ciepła jest nieopłacalny dla pasywnego domu jednorodzinnego. Opłacalność może dać pompa własnej roboty, ale jej wykonanie własnym sposobem jest pracochłonne i skomplikowane.
Producenci nowoczesnych technologii bardzo zachwalają swoje materiały, jakby odkrywali coś nowego. Tymczasem przecież izolacja ścian materiałem zawierającym unieruchomione powietrze nie jest niczym nowym. Kiedyś robiono w ścianach dwu lub więcej warstwowych specjalne luki, aby zamknąć tam powietrze (ściana dwuwarstwowa 2 X 25 cm z luką w środku 1 cm na powietrze, przepuści bowiem mniej ciepła niż jednowarstwowa ściana o grubości 51 cm). Jednak efektywność takiego układu nie była wielka, bo przy sporej przestrzeni owo powietrze i tak się przemieszczało, co istotnie niweczyło jego walory izolacyjne. Chcąc mieć dobry izolator, musimy to powietrze jak najskuteczniej unieruchomić.
Ale już sprasowana i zaimpregnowana słoma unieruchomi nam powietrze znacznie lepiej, piłeczki pingpongowe też powinny (choć te pewnie byłyby najdroższe).
Styropian jest wg wielu obliczeń najtańszy, a pianka poliuretanowa zajmie nam najmniej przestrzeni. Uważajmy jednak, żeby unikać pianki najszczelniejszej – zamknięto komorowej na poddaszach użytkowych z drewnianymi dachami. Mimo, że pianka otwarto komorowa ma nieco gorsze parametry, to mamy dzięki niej lepsze parametry wilgotnościowe dachu.
Jeżeli chodzi o izolację okien, tu znów producenci wymyślają jak najwięcej komór, aby były wypełnione jak najszlachetniejszymi gazami (np. argonem). Tymczasem zwykłe okno nieotwierane wzbogacone o dwie izolacyjne folie okienne (tworzące ścianę z nieruchomego powietrza), może się nierzadko okazać lepszym izolatorem od 'super ekstra’ szczelnego okna otwieranego. Poza tym, najlepsze szczelne okna przepuszczają co najmniej 5 razy więcej ciepła/m2 niż dobrze ocieplona ściana. Jeśli więc założymy na zwykłe, nieotwierane okna na noc okiennice (posiadające w środku materiał z nieruchomym powietrzem) z obu stron, ucieknie nam ciepła znacznie mniej.
Warto też postawić pytanie, czy lepiej od południa robić jak największe okna, czy raczej jak najmniejsze. W pochmurne śnieżne i deszczowe dni wiele ciepła od strony południowej nie uzyskamy, a przez każdy dodatkowy metr kwadratowy okna będziemy stratni co najmniej pięć razy więcej ciepła niż byśmy tam mieli ścianę. W ile lat nam się zwrócą ekstra drogie, wielkie okna pasywne w naszym klimacie trudno jest wyliczyć (obecnie w literaturze powiela się przede wszystkim wyniki z Niemiec, gdzie klimat jest łagodniejszy od naszego).
Ponoć 1 litr wody ochłodzony o 1 stopień C oddaje ciut ponad 1 Wh energii cieplnej.
Jeżeli będziemy mieć system z ogrzewaniem podłogowym, pryzmą kompostową i buforem ciepła.
Załóżmy, że mamy 2 tysiące litrów wody w systemie, które pryzma ogrzewa nam do 20 stopni C. Czy prawdą jest, że jeśli ta woda przepłynie przez nasz dom i ochłodzi się o 1 stopień, to odda 2 tysiące watogodzin, a jeżeli ochłodzi się o 5 stopni, to odda 10 kWh?
Ile potrzeba nam w domu pasywnym energii, aby przy temperaturze na zewnątrz minus 30 st. C w środku ogrzać 200 metrów sześciennych powietrza do temperatury + 20 st.?
Czy, prawdą jest, że gdybyśmy położyli bardzo gęsto, bardzo cieniutkie rurki nie tylko na podłodze, ale też w ścianach i na suficie, i przepływałaby przez nie duża ilość wody pod odpowiednim ciśnieniem, to temperatura powietrza w środku ciągle dążyłaby do temperatury wody?
@Zmarźlak: rzeczywiście, oddając ciepło w ilości 4,2 kJ (czyli 1,17 Wh), woda ochłodzi się o 1°C. O teoretycznie, jeśli przyjmiemy, że mamy wymiennik ciepła o nieskończenie dużej powierzchni, temperatura w pokoju będzie dążyć do temperatury wody.
W praktyce jest gorzej, bo wymiana ciepła zależy od różnicy temperatur — tym szybsza, im ta różnica większa. A ponieważ pokój cały czas traci ciepło, to może się okazać, że puszczając wodę o temperaturze 20°C osiągniemy równowagę temperatury w pokoju na poziomie 15°C.
Jeżeli ułożymy rurki w podłodze, na ścianach i na suficie bardzo gęsto (kilkadziesiąt metrów bieżących na metr kwadratowy), gdy w mroźny i wietrzny dzień temperatura powietrza w pomieszczeniu nie przekroczy 15 stopni, to odczucie komfortu cieplnego może być i tak większe niż w domu niezaizolowanym ze starymi, nieszczelnymi oknami o wsp. przenikania ciepła 3 W/m2/st.K (1W/m2/st.K dla ścian), gdy na ściennych grzejnikach będzie 80 st. C i powietrze w pomieszczeniu teoretycznie rozgrzeje się bardziej, ale silna konwekcja, zimne przegrody zewnętrzne i nawiewy chłodu z zewnątrz nie będą zbyt komfortowe.
A w domu pasywnym promieniowanie od stosunkowo ciepłej podłogi, ściany i sufitu oraz zminimalizowanie konwekcji swoje zadziałają…
Na jakimś forum czytałem kiedyś, że temperatura 30 st. w podłogówce przy gęsto położonych rurkach bez problemów ogrzewa dom. Uzyskanie takiej temperatury z pryzmy nie powinno stanowić większych problemów.
Dla różnicy temperatur 60 stopni (rekord zimna dla naszego klimatu) dla utrzymania temperatury w domu pasywnym 80 m.kw. w ciągu doby potrzeba dostarczyć ok. 10 kWh ciepła, a niezaizolowany dom potrzebowałby prawie 10 razy więcej energii.
Dzięki Krzysztofie za komentarz.
Tak jak wspomniał hermik, cena instalacji CO + CWU wraz z podłgówką nie przekroczy 25tys. zł. W takiej sytuacji (dzięki CWU – rodzina 4-osobowa) inwestycja w pompę ciepła nie musi być ekonomicznie nie uzasadniona. Nie mniej jednak obawiam się, iż w domie pasywnym będę utrzymywał wyższą temp. tylko dlatego, żeby mieć odczucie ciepła z promieniowania. Może się okazać, że mimo załóżmy 21,5oC jest zimno, ze względu na brak promieniowania. W takiej sytuacji budowa domu pasywnego jest wielce dyskusyjna.