Kontynuując analizę porównawczą pomp ciepła i kolektorów słonecznych, zostanie przeprowadzona analiza ekonomiczna kosztów przygotowania i komfortu c.w.u. z uwzględnieniem rocznego współczynnika pokrycia przez pompę ciepła i kolektor słoneczny.

Przy szacowaniu kosztów eksploatacyjnych przygotowania c.w.u. przez pompę ciepła i kolektor słoneczny ważnych jest kilka zagadnień, między innymi:
– rozpatrywany przypadek projektowy,
– dostępność źródła ciepła, roczny współczynnik pokrycia energii na c.w.u.,
– komfort c.w.u. (dobowe dostępne ilości),
– wysokość kosztów przygotowania ciepłej wody,
– nakłady inwestycyjne (omówione w cz. 1 artykułu – GLOBEnergia 3/2010);

Rozpatrywany przypadek projektowy

Przykład domku jednorodzinnego, rodzina pięcioosobowa, potrzeby dzienne c.w.u. 300 litrów.
Dedykowana c.w.u. pompa ciepła powietrze–woda z wbudowanym zasobnikiem o pojemności 300 litrów, 2 kolektory słoneczne z zasobnikiem biwalentnym o pojemności 300 litrów.

Dostępność źródła ciepła, roczny współczynnik pokrycia energii na c.w.u.

Rozkład średnich temperatur powietrza w poszczególnych miesiącach roku w Polsce z ostatnich kilkudziesięciu lat pozwala określić, w jakich miesiącach pompa ciepła dedykowana przygotowaniu c.w.u. jest w stanie w 100% pokryć zapotrzebowanie na c.w.u.
Oferowane w Polsce pompy ciepła dedykowane c.w.u. pracują efektywnie w zakresie temperatur od +5 (6) do +35 (40) – bez systemu rozmrażania parownika gazem gorącym lub grzałką elektryczną.

Średnie temperatury powietrza oraz uzyskiwane przy nich efektywności COP pozwalają nam pracować z pompą ciepła jako jedynym i efektywnym źródłem ciepła przez okres 8 miesięcy, czyli od początku kwietnia do końca października, niezależnie od tego, czy mamy dzień, czy też noc, czy bardziej, czy mniej pochmurny dzień.

 

Kolektor słoneczny według danych wybranego producenta [4]:
2 płyty kolektora słonecznego o:
•    powierzchni całkowitej – 2,7 m2, czynnej absorbera – 2,4 m2,
•    mocy 0 – 2000 W,
•    współczynniku konwersji  h0 – 0,804,
•    współczynniku strat ciepła a1 – 3,36 W/(m2K),
•    współczynniku strat ciepła a2 – 0,018 W/(m2K).

Z przeprowadzonych na rynku europejskim analiz oraz dostępnych danych dotyczących usłonecznienia, nasłonecznienia, natężenia promieniowania wiemy, że pokrycie rocznego zapotrzebowania na c.w.u. takiego układu będzie wahało się na poziomie 40–50% przy korzystnych warunkach pogodowych, średnim komforcie c.w.u., korzystnym dobowym rozkładzie zapotrzebowania na c.w.u. i kontrolowanych nakładach inwestycyjnych.

Podsumowanie
Z przeprowadzonej analizy wynika, że stosowanie kolektorów słonecznych nie jest w polskich warunkach zawsze najtańszym źródłem c.w.u. w skali całego roku.

Artur Karczmarczyk
Stiebel Eltron Sp. z o.o.

Cały artykuł w wydaniu 1/2011 GLOBEnergia:

kolektor słoneczny a pompa ciepla