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

• Main Authors: Paweł OBSTAWSKI, Michał CHABERSKI
• Format: Article
• Language: Polish
• Published: Rzeszow University of Technology
• Series: Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture
• Subjects: wymiennik gruntowy, centralne ogrzewanie, ciepła woda użytkowa
• Online Access: http://doi.prz.edu.pl/pl/pdf/biis/717
• ISSN: 2300-5130; 2300-8903

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.