Pompa ciepła i fotowoltaika, Ekonomiczne ustawienia pod podłogówkę, fotowoltaike i taryfę G11

https://youtu.be/gmBSx2uCQFs



Pompy ciepła są bardzo chętnie montowane wraz z instalacjami fotowoltaicznymi co nie dziwi ponieważ jest to obecnie w większości przypadków najtańsze ogrzewanie. Pomimo ogromnej inwestycji w perspektywie kilkunastu lat jest to bardzo opłacalny rodzaj ogrzewania, a sowite dotacje do pomp ciepła oraz fotowoltaiki czynią go jeszcze bardziej opłacalnym źródłem ciepła. Co ważne, nie jesteśmy narażeni na ogromne wahania cen opału jakie ostatnio obserwowaliśmy. Dobrze dobrana wielkość instalacji fotowoltaicznej pozwoli na regulowanie tylko opłat stałych. Jednak w wielu przypadkach fotowoltaika nie jest w stanie pokryć całościowo potrzeb energetycznych domu włącznie z ogrzewaniem. Dziś pokaże wam prosty sposób na podniesienie sprawności powietrznych pomp ciepła, zmniejszenie częstotliwości taktowania pompy oraz zwiększenie autokonsumpcji energii z PV.
Technologia pomp ciepła pomimo że na świecie znana już ponad 100 lat, to nadal wielu ludzi nie wie jak ustawić pompę aby jej zużycie prądu było jeszcze niższe. Dzięki prostym ustawieniom zyskamy sporo prądu i przedłużymy żywotność pompy ciepła.



Aby lepiej zrozumieć w jaki sposób zmusić pompę ciepła do oszczędniejszej pracy przybliżę zasady działania pomp ciepła.

Jak działa pompa ciepła
Pompy ciepła wykorzystują proste zasady fizyki. Gazy rozprężając się ulegają ochłodzeniu, natomiast gaz sprężany nagrzewa się. Dlatego głównym wyposażeniem pompy ciepła jest sprężarka i wymienniki ciepła, parownik i skraplacz.

W parowniku zimne rozprężone gazy (np. minus kilkadziesiąt stopni) są podgrzewane przez powietrze, glikol lub wodę . Następnie gazy są sprężane przez sprężarkę w wyniku czego ich temperatura osiąga kilkadziesiąt stopni. Taki gorący gaz trafia do skraplacza gdzie oddaje ciepło do źródła górnego, czyli naszej podłogówki lub kaloryferów. W ten prosty sposób można przenosić ciepło z otoczenia nawet w mroźne dni.


Co to jest COP?
Parametr COP jest to tzw. współczynnik efektywności pracy pompy ciepła. Określa współczynnik zużytej energii elektrycznej do wytworzonej energii cieplnej.
Przykładowo COP 4 mówi nam, że na wyprodukowanie 4 kW energii cieplnej zużyto 1kW energii elektrycznej. Grzałka ma COP1 wiec z jednego kWh prądu wytworzy maksymalnie 1kWh energii cieplnej.


Jak podnieść COP i zużywać mniej prądu i ograniczyć taktowanie pompy ciepła?

Aby zrozumieć na czym polega oszczędność, przypomnę że powietrzne pompy ciepła zużywają najmniej prądu, jeśli różnica temperatur pomiędzy dolnym źródłem czyli powietrzem na zewnątrz, a górnym źródłem, czyli temperaturą wody do jakiej grzeje pompa jest najmniejsza.

Przykładowo pompa zużyje mniej więcej tyle samo prądu, gdy przy temperaturze na zewnątrz -10 C zagrzeje wodę do 25C lub przy temperaturze powietrza 0C zagrzeje wodę do 35C. W obu przypadkach różnica temperatur wynosi 35C

Jednak krzywa grzewcza działa w ten sposób, że im chłodniej na zewnątrz, tym do wyższej temperatury grzeje wodę.
Wtedy różnica temperatur pomiędzy dolnym, a górnym źródłem może wynosić ponad 60 stopni Celsjusza. A to bardzo drogo kosztuje, a COP pompy spada poniżej 2.


Korzystnym czynnikiem jest to, że w dzień temperatury są zazwyczaj wyższe niż w nocy, przez co pompa zużyje znacznie mniej energii elektrycznej na wyprodukowanie takiej samej ilości ciepła. Współczynnik COP będzie znacznie wyższy. Innym czynnikiem zmniejszającym zużycie prądu jest niskotemperaturowa instalacja podłogowa z gęsto ułożonymi rurkami. Jednak na to wpływ mamy w momencie budowy domu. Później oszczędności uzyskamy wykorzystując bezwładność cieplną podłogówki i wyższe temperatury dolnego źródła.

Pompy ciepła posiadają zaawansowane sterowniki, a wśród wielu funkcji jest harmonogram tygodniowy.

Ustawiłem PC w ten sposób że w najmroźniejsze miesiące pracuje cały czas, ale w nocnych godzinach na odchyłce -4C lub -2C. Czym bliżej południa i rośnie temperatura oraz produkcja prądu z fotowoltaiki to odchyłka co kilka godzin rośnie na plus o 2C, aby na noc znów powoli spadać. Unikać należy dużych zmian w odchyłce temperatury i obciążyć tak pompę aby jak najrzadziej się wyłączała.
W cieplejszych miesiącach , np Październik, listopad, marzec, kwiecień w godzinach nocnych pompa jest wyłączona. Czym cieplejszy okres i mniejsze potrzeby energetyczne budynku tym nocna przerwa w pracy pompy jest dłuższa.

Grzanie wody użytkowej także wymusiłem w godzinach popołudniowych, kiedy mamy wyższe temperatury na zewnątrz i prąd z bezpośredniej produkcji z Fotowoltaiki. Uzyskałem to ustawiając wyższe temperatury CWU w godzinach kiedy jest najcieplej na zewnątrz. Jednak harmonogram nie nadaje się do pomp gruntowych oraz jest mniej efektywne przy instalacji z kaloryferami.

Powyższe ustawiania pozwoliły mi na znaczne ograniczyć prądożerność i taktowania pompy ciepła. Jesienią i wiosną pompy taktuja czyli mają kilka startów na godzinę co znacznie skraca żywotność sprężarki. Pomocny w ograniczeniu taktowania jest też duży bufor ciepła.


Przy okazji powiem, że jeżeli ktoś zmienia ogrzewanie z kaloryferów na podłogowe, to powinien ułożyć rurki jak najgęściej, np co 10 cm, a nie 15 cm jak się kiedyś praktykowało. Czym gęściej ułożymy rurki i czym większą powierzchnią będziemy oddawali ciepło, tym temperatura wody grzewczej może być niższa np 28 C zamiast 36C zachowując tą sama temperaturę w pomieszczeniu. Uzyskamy wyższe COP a co za tym idzie niższe zużycie prądu.
Ile mnie realnie kosztuje grzanie pompa ciepła mówię w innych filmach na kanale.

Posiadając Instalacje fotowoltaiczną największe oszczędności uzyskamy zużywając na bieżąco prąd z własnej produkcji, ponieważ nie poniesiemy straty wynikającej z systemu opustów czyli dla instalacji o mocy do 10 kW za 1 kWh oddany do sieci prosument może odebrać 0,8 kWh.
Zmuszając pompę do intensywniejszej pracy w trakcie dnia dodatkowo nie tracimy na rozliczeniu energii z fotowoltaiki.


Gorzej sytuacja wygląda dla rozliczających się w systemie net-billingu.
Ja posiada dwie instalacje PV, pierwsza 7,3 kWp i druga 2,3kWp. Mniejsza instalacje przez część dnia jest zacieniona wiec nie uzyskuje pełnej sprawności. Sumarycznie 10 kWp za ostatnie 12 miesięcy dało produkcję 9848 kWh i gdybym całość przekazał do wirtualnego magazynu to mógłbym odebrać 7878,4 kWh. Gdybym był w nowym systemie rozliczanym kwotowo, to zgromadziłbym na subkoncie kwotę 4 713,47 zł. Ta kwota wystarczyłaby na prąd do pompy ciepłą, ale na potrzeby bytowe na cały rok już by mi nie wystarczyło.





Dochodzi jeszcze jedna ważna kwestia, Fotowoltaika w słoneczne dni powoduje wzrost napięcia w sieci i po osiągnięciu 253V falowniki muszą się wyłączyć. Dlatego ważne jest aby pompa ciepłą przez cały rok grzała wodę w trakcie dnia, bo to i taniej i dodatkowo obniży napięcie w sieci.
Inne urządzenia , jak pralki, zmywarki też posiadają programatory. Posiadając fotowoltaikę powinniśmy korzystać z tych urządzeń w trakcie własnej produkcji prądu. Dogadując się z sąsiadami aby używali prądożernych urządzeń w trakcie słonecznego dnia unikniemy wyłączenia fotowoltaiki, co powoli robi się dużym problemem.
W filmie Fotowoltaika wyłącza sią przez wysokie napięcie. Sposoby na wysokie napięcie w sieci



Rachunki za prąd można obniżyć np. zmieniając taryfę na dwustrefową jak G12 czy G13 w Tauronie. Jednak obecnie przy limitach tańszego prądu różnica pomiędzy taryfami wielostrefowymi a G11 jest znikoma.

Należy wziąć pod uwagę jeszcze kilka aspektów:
1) to, że w taryfie G12 stawka nocna jest niższa, ale to koniec kalkulacji - do tego dochodzą inne składniki taryfy
2) zmieniając taryfę z G11 na G12 wzrasta nam cena dziennego poboru energii - trzeba brać pod uwagę proporcje dziennego zużycia energii do nocnego
3) sezon grzewczy nie trwa cały rok - najczęściej nieco ponad pół roku. Zmieniając taryfę z G11 na G12 wzrasta koszt dziennego poboru energii PRZEZ CAŁY ROK.
4) po przekroczeniu limitu limitu 2000 kWh będziemy płacić między 0,94 - 1,03 zł netto.


Ja jednak pozostałem przy taryfie G11 ponieważ posiadam instalacje fotowoltaiczna o mocy 10kWp która produkuje 100% prądu na potrzeby pompy ciepła i domu.


Napiszcie mi jak wy ustawiacie pompy ciepła, czy może zostawiliście ją na ustawieniach instalatora. Napiszcie też jakie rachunki płacicie, czy jesteście zadowoleni z pompy ciepła i jakie SCOP udało wam się uzyskać. Czekam też na propozycje nowych filmów, jaka tematyka was interesuje.