Jak często działa grzałka w pompie ciepła? Ile kosztuje jej praca?

W większości przypadków systemy grzewcze zasilane pompą ciepła są wyposażone w grzałki elektryczne. Rolą grzałki jest przejęcie funkcji grzewczej od pompy ciepła w momencie wysokiego zapotrzebowania na ciepło, czyli w momencie panowania niskich temperatur otoczenia. Jaki wpływ na efektywność pomp ciepła mają grzałki elektryczne? Czy trzeba obawiać się ich pracy?

Zdjęcie autora: Jakub Król

Jakub Król

Redaktor GLOBENERGIA

Punkt biwalentny

Moment przejęcia funkcji grzewczej przez grzałkę jest nazywany punktem biwalentnym. Dzięki zastosowaniu grzałki możliwe jest ograniczenie maksymalnej koniecznej mocy grzewczej pomp ciepła. Fakt ten jest pozytywny pod względem ekonomicznym (im mniejsza nominalna wydajność grzewcza pompy ciepła tym mniejszy koszt urządzenia). Ponadto stosując mniejszą pompę ciepła współpracującą z grzałką umożliwiamy jej lepszą pracę w momentach występowania małego zapotrzebowania na ciepło w budynku. W przypadku pompy ciepła o mniejszej wydajności nie dochodzi do częstych przerw pracy sprężarki. Częste wyłączenia i załączenia sprężarki mogą zmniejszyć żywotność tego kluczowego elementu pompy ciepła. Co prawda w przypadku inwerterowych pomp ciepła, które są w stanie dostosować moc grzewczą pompy do chwilowego zapotrzebowania problem taktowania pompy ciepła, czyli częstego załączania się pompy ciepła nie jest tak powszechny. Nie zmienia to jednak faktu, że decydując się na mniejszą pompę i grzałkę elektryczną ponosimy mniejsze koszty inwestycyjne z tytułu zakupu pompy ciepła.

Efektywność pompy ciepła vs efektywność grzałki elektrycznej

Najwyższa efektywność, którą jesteśmy w stanie uzyskać w przypadku grzałki elektrycznej jest równa 100 proc. Oznacza to, że z każdej kilowatogodziny energii elektrycznej, grzałka elektryczna może wytworzyć maksymalnie jedną kilowatogodzinę ciepła. Sprawa wygląda zupełnie inaczej w przypadku ogrzewania pompą ciepła. Pompy ciepła dostarczają najczęściej od 3 do 4 kilowatogodzin ciepła na każdą kilowatogodzinę energii elektrycznej. Łatwo zatem dojść do wniosku, że grzałka elektryczna działająca zbyt często będzie negatywnie wpływać na ekonomikę całego systemu grzewczego i jego bilans ekologiczny.

Ile energii zużywa grzałka elektryczna w pompie ciepła?

O niewielkim udziale energii elektrycznej zużywanej przez grzałkę elektryczną świadczą badania monitoringowe przeprowadzone w Niemczech w okresie ostatnich 15 lat. Badania te przytacza Marek Miara z instytutu Fraunhofer ISE w swojej serii “Pompy ciepła w istniejących budynkach”. Badania monitoringowe zrealizowane w czterech projektach, polegały na analizie pracy 266 pomp ciepła w rzeczywistych warunkach działania. W analizie wzięto pod uwagę 117 powietrznych oraz 149 gruntowych pomp ciepła. Dwa z czterech projektów badań monitoringowych zostały przeprowadzone na pompach ciepła w nowych budynkach, a pozostałe dwa na pompach ciepła zainstalowanych w istniejących, starszych budynkach.

Wyniki analizy 266 pomp ciepła w rzeczywistych warunkach działania.
Źródło: PORT PC.
Wyniki analizy 266 pomp ciepła w rzeczywistych warunkach działania.
Źródło: PORT PC.

Na schemacie kolorem niebieskim oznaczono zużycie energii elektrycznej. Badania monitoringowe wskazują, że w przypadku powietrznych pomp ciepła ze 100 jednostek energii elektrycznej powstaje 292 jednostek ciepła, co na schemacie jest reprezentowane przez zieloną powierzchnią. Gruntowe pompy ciepła analizowane w badaniu monitoringowym ze 100 jednostek energii elektrycznej wytworzyły o prawie 100 jednostek ciepła więcej, czyli 382 jednostki ciepła. Na schemacie kolorem pomarańczowym zaznaczono energię elektryczną konieczną do pracy grzałek. Warto zauważyć, że w przypadku powietrznych pomp ciepła udział energii elektrycznej dla grzałek wyniósł jedynie 2,8 proc., a w przypadku gruntowych pomp ciepła 1,2 proc. Jak zauważa Marek Miara, w około połowie wszystkich instalacji nie zanotowano jakiejkolwiek pracy grzałek (bez względu na rodzaj budynków).

Praca grzałek - jakie są koszty?

Jak widzimy na powyższym schemacie udział pracy grzałek w całkowitym zużyciu energii jest niewielki. A jak przekłada się to na koszty eksploatacji?

“Grzałki elektryczne odgrywają jedynie marginalną rolę, a ich udział w całkowitym zużyciu energii elektrycznej nie powinien przekraczać 3 proc.” - dodaje Marek Miara.

Według Marka Miary z instytutu Fraunhofer ISE, grzałki elektryczne w poprawnie działających instalacjach pomp ciepła nie mają znaczącego wpływu ani na efektywność tych instalacji, ani na koszty ich działania.

Źródło: PORT PC.

Zobacz również