Układy hybrydowe z pompą ciepła – kiedy warto je rozważyć?

Układ hybrydowy to połączenie dwóch różnych źródeł ciepła opartych na różnych nośnikach energii, a więc na dwóch różnych paliwach. W przypadku pompy ciepła, układem hybrydowym może być jej połączenie z kotłem gazowym - w jednym urządzeniu lub jako dwa odrębne urządzenia. Kiedy warto rozważyć zastosowanie układów hybrydowych?

Zdjęcie autora: Maria Niewitała-Rej

Maria Niewitała-Rej

Redaktor GLOBEnergia

Czy pompa ciepła z grzałką jest urządzeniem hybrydowym?

Na początku wyjaśnijmy co jest a co nie jest układem hybrydowym. Pompy ciepła jako urządzenia posiadają wbudowaną grzałkę elektryczną, która stanowi źródło szczytowe. Mogłoby się więc wydawać, że sama pompa ciepła stanowi już układ hybrydowy. Czy faktycznie tak jest?

Otóż nie, gdyż zarówno pompę ciepła, jak i grzałkę zasila energia elektryczna, a więc ten sam nośnik energii. Mówimy wtedy o układzie monoenergetycznym.

Komentuje Jakub Traczyk z firmy Panasonic

Rodzaje układów hybrydowych

Sam sposób załączania się źródła szczytowego, czy to w formie grzałki elektrycznej, czy innego źródła ciepła opiera się na podobnych założeniach i jest oparty o dwie opcje: równoległą i alternatywną. W układzie alternatywnym, od momentu osiągnięcia granicznej temperatury, budynek ogrzewany jest szczytowym źródłem ciepła. Z kolei w układzie równoległym, przez pewien czas pompa ciepła działa równolegle ze źródłem szczytowym, a dopiero od ustalonej temperatury, która jest wyższa niż w układzie alternatywnym, budynek ogrzewany jest za pomocą kotła lub grzałki. Który z nich jest częściej stosowany?

Częściej wykorzystywany jest system równoległy - czyli pompa i grzałka lub kocioł, które działają w jednym układzie, a przy pewnych warunkach brzegowych działają jednocześnie – równolegle.

Komentuje Jakub Traczyk z firmy Panasonic

Samodzielna pompa ciepła zwykle wystarczy, żeby ogrzewać budynek budynek. Są jednak przypadki, w których lepszym rozwiązaniem jest układ hybrydowy. 

Duże zapotrzebowanie na energię oraz spadające COP

Pierwszym powodem, dla którego warto zastosować układ hybrydowy, jest duże zapotrzebowanie na energię grzewczą budynku.

Przy dużym zapotrzebowaniu szczytowym może się okazać, że grzałka wbudowana w pompę ciepła będzie niewystarczająca, aby pokryć zapotrzebowanie na ciepło w budynku. W takim wypadku pomocne będzie wykorzystanie drugiego źródła ciepła.

Komentuje Jakub Traczyk z firmy Panasonic

Drugim powodem, dla którego warto się zdecydować na układ hybrydowy jest spadające COP pompy ciepła w ujemnych temperaturach. W pompie ciepła jako urządzeniu o charakterystyce spadkowej, wraz z obniżaniem się temperatury zewnętrznej, spada również dostępna moc i wydajność. W tym kontekście istotny jest tzw. punkt biwalencji, który wyznacza moment, w którym moc pompy ciepła przy danych temperaturze i zapotrzebowaniu na ciepło w budynku jest na tyle niska, że powinno się załączyć źródło szczytowe. W przypadku samej pompy ciepła będzie to grzałka, a w układzie hybrydowym, np. kocioł gazowy.

Może się okazać, że w danym przypadku od pewnej ujemnej temperatury zewnętrznej, koszt ogrzewania pompą ciepła będzie mniej korzystny finansowo, niż ogrzewanie kotłem gazowym.

Komentuje Jakub Traczyk z firmy Panasonic

W takiej sytuacji, zamiast grzałki może włączyć się kocioł gazowy, który będzie ogrzewał budynek jako szczytowe źródło ciepła. A jak to wygląda w praktyce? W jakich budynkach opłacalne staje się zastosowanie układu hybrydowego zamiast samodzielnej pompy ciepła?

Aktualnie układy hybrydowe oparte na gazie w nowych domach jednorodzinnych nie mają uzasadnienia ekonomicznego w porównaniu do pompy ciepła. Z kolei układy hybrydowe oparte na gazie w budynkach istniejących mogą mieć zastosowanie. Warto jednak dla danego przypadku przeanalizować zyski takiego zastosowania, ze względu na konieczność ponoszenia podwójnych opłat stałych za gaz i za prąd, które mogą zniweczyć zyski.

Komentuje Jakub Traczyk z firmy Panasonic

W istniejących budynkach z kotłem gazowym wiele osób, które decydują się na pompę ciepła po prostu zostawia kocioł gazowy i korzysta z niego jako szczytowego źródła ciepła. W nowych budynkach zastosowanie układu hybrydowego w postaci dwóch osobnych urządzeń wiązałoby się ze znacznie zwiększonymi kosztami inwestycyjnymi, które przekroczyłyby ewentualne zyski z zastosowania kotła gazowego w kilka najzimniejszych dni w roku. Warto również dodać, że na rynku oferowane są urządzenia różnych producentów, które zamykają kocioł gazowy i pompę ciepła w jednym urządzeniu. Korzyści z ich zastosowania należałoby policzyć na konkretnym przykładzie. Oprócz tego układy hybrydowe z pompą ciepła mogą być również oparte na oleju opałowym oraz promiennikach podczerwieni. Nie mają one jednak uzasadnienia ekonomicznego w porównaniu do pompy ciepła. Ostateczna decyzja o wyborze źródła ogrzewania zawsze jednak należy do inwestora. Warto podkreślić, że do momentu, w którym energia elektryczna nie będzie 2-3 razy droższa niż jest obecnie, pompy ciepła będą najbardziej korzystnym ekonomicznie sposobem ogrzewania budynków.

Materiał powstał na podstawie cyklu Webinarowa Środa

Zobacz również