Połączenie pompy ciepła z instalacją fotowoltaiczną niesie ze sobą szereg korzyści. Samo urządzenie cechuje się wysoką efektywnością energetyczną i dzięki temu wyjątkowo niskimi kosztami eksploatacji. Jeżeli do tego uwzględni się zasilanie pompy ciepła energią elektryczną z własnej instalacji PV, to koszty jej pracy mogą być bliskie zeru. To znaczy, że do opłacenia pozostają koszty stałe (około 250 zł/rok). Należy jednak starannie dobrać moc instalacji fotowoltaicznej dla pompy ciepła, ale także dla innych potrzeb budynku o ile powalają na to warunki zabudowy paneli fotowoltaicznych.

1. Jaka instalacja fotowoltaiczna do pompy ciepła?
 Jak można określić roczne zużycie energii elektrycznej przez pompę ciepła?
 Ile paneli fotowoltaicznych należy dobrać dla pompy ciepła o danej mocy?
 Czy możliwe są zerowe rachunki za energię elektryczną?
Wydanie 1/2019
30.04.2019
eko-blog.pl vaillant.pl

2. 2
 Zastosowanie wysokoefektywnego źródła ciepła jakim jest pompa ciepła w połączeniu
z własnym źródłem energii elektrycznej pozwala budynkom osiągać standard zero-,
a nawet plusenergetyczny. Oznacza to, że w okresie jednego roku całkowita ilość
zużywanej energii może być równa ilości energii wytwarzanej we własnym źródle. Jest nim
najczęściej instalacja fotowoltaiczna współpracująca z siecią elektroenergetyczną. Sieć
pełni funkcję magazynu nadwyżek energii, odbieranej w okresach zwiększonych potrzeb.
Pompa ciepła i fotowoltaika = zerowy bilans
energetyczny budynku

3. 3
 Pierwszym zadaniem dla ustalenia jaką moc instalacji fotowoltaicznej należy dobrać dla
danej pompy ciepła, będzie ustalenie ile energii elektrycznej będzie przez nią zużywanej.
W budynku już wyposażonym w pompę ciepła można tego dokonać na podstawie statystyk
z regulatora, odrębnego licznika energii pompy ciepła, a także na podstawie rachunków za
zakup energii elektrycznej o ile można oszacować udział energii zużywanej przez pompę.
Ile energii zużywa pompa ciepła?
kWh

4. 4
Metody ustalenia rocznego zużycia energii
elektrycznej przez pompę ciepła
Budynek istniejący z wymianą
starego kotła na pompę ciepła
Budynek istniejący
z pompą ciepła
Budynek projektowany
z pompą ciepła
Na podstawie rachunków za
paliwo, przy założeniu
sprawności starego źródła ciepła
Na podstawie obliczeń
cieplnych budynku (audyt
energetyczny)
Na podstawie statystyki
zużycia energii z regulatora
pompy ciepła
Na podstawie wskazań
licznika energii, o ile jest
odrębny dla pompy ciepła
Na podstawie licznika
ogólnego energii, oddzielając
zużycie na cele ogólne i na
pracę pompy ciepła
Na podstawie projektu
budynku i jego obliczeń
cieplnych (charakterystyka
cieplna)
 W zależności od rodzaju inwestycji, istnieje kilka sposobów na określenie rocznego
zużycia energii elektrycznej przez pompę ciepła. Kluczowe są tutaj jak najdokładniej
obliczone potrzeby cieplne budynku (energia użytkowa w obrębie budynku).

5. 5
 Informacja o zużyciu energii elektrycznej przez pompę ciepła jest łatwo dostępna
w karcie produktu (wymaganej przez dyrektywę ErP). Należy jednak zaznaczyć, że jest to
wyłącznie wartość wyznaczana dla ściśle określonych warunków eksploatacji opisanych
w dyrektywie ErP i nie powinna służyć do obliczania kosztów eksploatacji w specyficznych
indywidualnych warunkach danego budynku, sposobu użytkowania i warunków klimatu
Zużycie energii elektrycznej przez pompę ciepła
na podstawie karty produktu (ErP)?
 Wartością tą można się
posłużyć dla ogólnych
celów kontrolnych, na ile
odczytana lub obliczona
ilość energii zużywanej
przez pompę ciepła jest
zbliżona do wartości
zawartych w karcie
produktu.

6. 6
Licznik energii zużywanej przez pompę ciepła
– jako funkcja regulatora pompy ciepła
 Nowoczesne regulatory pomp ciepła, a także regulatory nadrzędne systemu grzewczego
posiadają zwykle w standardzie licznik zużywanej energii elektrycznej. Taka statystyka
może posłużyć jako podstawa dla doboru wielkości instalacji fotowoltaicznej. Funkcja
licznika energii jest dostępna dla użytkownika. W razie wątpliwości można zasięgnąć
porady np. podczas wizyty instalatora, czy serwisanta.

7. 7
 W przypadku planowanej inwestycji – zastosowania
pompy ciepła dla budowanego bądź modernizowanego
domu, należy określić zapotrzebowanie ciepła dla celów
grzewczych (QCO) oraz podgrzewania ciepłej wody
użytkowej (QCWU).
 Drugą potrzebną wartością będzie efektywność
średnioroczna SCOP pompy ciepła. Od niej zależeć
będzie ile energii elektrycznej (EEL) będzie musiała
zużyć pompa ciepła dla wytworzenia wymaganej
ilości ciepła (QCO + QCWU).
Prognozowane zużycie energii dla pompy
ciepła w budowanym i modernizowanym domu
QCO+QCWU
SCOP
EEL =
QCO+QCWU
EEL
Zapotrzebowanie
ciepła
Energia
elektryczna
SCOP

8. 8
 Zapotrzebowanie ciepła dla celów grzewczych (QCO) będzie ściśle zależne od standardu
energetycznego budynku – w szczególności od izolacji cieplnej przegród, rodzaju okien
i drzwi, a także rodzaju wentylacji (grawitacyjna, mechaniczna). Szczegółowe obliczenia są
prowadzone zgodnie obowiązującymi normami, za pomocą specjalistycznego
oprogramowania komputerowego. Szacunkowo, jednostkowe potrzebny cieplne budynku
można określić według zestawienia w tabeli:
Zapotrzebowanie ciepła budynku (QCO)
w zależności od standardu energetycznego
Standard energetyczny budynku Wskaźnik QCO (kWh/m2rok)
Dom budowany do 1967 r. 240÷350
Dom z lat 1967–1985 r. 240÷290
Dom z lat 1985–1992 r. 160÷200
Dom z lat 1993–1997 r. 120÷160
Dom budowany od 1998 r. 90÷120
Dom niskoenergetyczny WT 2017 50÷60
Dom niskoenergetyczny WT 2021 30÷45
Dom pasywny < 15
Przykład:
Budynek o powierzchni ogrzewanej 140 m2 zbudowany wg standardu warunków
technicznych WT 2017  potrzeby cieplne QCO = 140  50 = 7.000 kWh/rok

9. 9
 Zapotrzebowanie ciepła dla podgrzewania wody
użytkowej jest zależne od wymagań mieszkańców.
Na podstawie dziennego zużycia ciepłej wody można
obliczyć dzienne potrzeby cieplne i tym samym roczne
(można odjąć dni przewidywanej nieobecności w domu na
czas np. urlopów itp.)
Zapotrzebowanie ciepła dla podgrzewania
ciepłej wody użytkowej (QCWU)
V·cw·(tcwu - tz)
3600
Dzienna ilość
podgrzewanej
wody (dm3)
Ciepło właściwe
wody = 4,19 kJ/kgK
Temperatura wody
podgrzanej
Temperatura wody
wodociągowej
(można przyjąć 10 oC)
Przykład: dzienna ilość wody = 200 dm3 ( 200 kg), temperatura wody
podgrzanej 45 oC, zimnej 10 oC  dzienne potrzeby ciepła QCWU = 8,15 kWh/d
roczne potrzeby ciepła (340 dni) QCWU = 2.770 kWh/rok
QCWU = [kWh/d]
Charakter
potrzeb
Zużycie wody
V (dm3/os.dzień)
Niskie 30
Przeciętne 50
Wysokie 70

10. 10
Jak ustalić średnioroczną efektywność SCOP
pompy ciepła?
 Niemiecka wersja językowa
 4 strefy klimatyczne: od -10 do -16 oC
 5 rodzajów pomp ciepła
 55 producentów i dostawców
Kalkulator SCOP
BWP (DE)
https://www.waermepumpe.de/normen-technik/jazrechner/
 Polska wersja językowa
 5 stref klimatycznych: od -10 do -24 oC
 5 rodzajów pomp ciepła
 22 producentów i dostawców
Kalkulator SCOP
PORT PC (PL)
http://portpc.pl/kalkulator-scop/
 Efektywność średnioroczną pracy pompy ciepła SCOP można oszacować korzystając
z kalkulatora on-line. Dostępny jest on w wersji polskojęzycznej na stronie PORT PC
(Polska Organizacja Rozwoju Technologii Pomp Ciepła), która została stworzona na bazie
wersji niemieckojęzycznej dostępnej na stronie BWP (Bundesverband Wärmepumpe e.V.)
 Wersja oryginalna (BWP) zawiera zwiększoną liczbę modeli pomp ciepła i podlega
częstym aktualizacjom (obecnie zgodna z VDI4650 Blatt 1 z 03.2019). Ograniczeniem dla
stosowania na potrzeby polskich warunków są zdefiniowane łagodniejsze warunki klimatu
w Niemczech z temperaturą zewnętrzną obliczeniową od -10 do -16 oC.

11. 11
Efektywność SCOP – standardowe wartości
pomp ciepła powietrze/woda
 Jeżeli z jakichś powodów obliczenia efektywności
SCOP w kalkulatorze będą zbyt trudne do wykonania,
to ostatecznie można przyjąć, że większość nowych
pomp ciepła powietrze/woda uzyskuje w dobrych
warunkach eksploatacji (system niskotemperaturowy)
łączną (CO + CWU) efektywność SCOP = 4,0.
 Oznacza to, że na każdą wytwarzaną 1 kWh ciepła
zużywane jest 0,25 kWh energii elektrycznej.
PRZYKŁAD:
Dom o potrzebach cieplnych: QCO = 7.000 kWh/rok, QCWU = 2.770 kWh/rok
Zużycie energii elektrycznej przez pompę ciepła o efektywność SCOP = 4,0:
QCO+QCWU
SCOP
EEL = = = 2.440 kWh/rok
7.000 + 2.770
4,0

12. 12
 Na każde 1.000 kWh energii elektrycznej zużywanej przez pompę ciepła, wskazany jest
dobór 1 kWp mocy instalacji fotowoltaicznej. W przypadku paneli o mocy nominalnej rzędu
300 Wp oznacza to, że na każde 1.000 kWh energii należy zastosować min. 3 panele.
Jaka moc instalacji PV dla pompy ciepła
– w odniesieniu do zużycia energii (kWh/rok)?
auroPOWER VPV P 305/2 M BWF
0,305 kWp  290÷320 kWh/rok
950÷1.050 kWh/rok  1 kWp
 Znajomość ilości energii zużywanej przez pompę ciepła (rzeczywistej lub obliczonej)
znacznie ułatwia dobór wielkości instalacji fotowoltaicznej. Jeżeli jest to jednak trudne
do określenia, to jest możliwy szacunkowy dobór wielkości instalacji PV w odniesieniu
do mocy grzewczej pompy ciepła.

13. 13
 Zakładając, że pompa ciepła pracuje w korzystnych warunkach i z efektywnością SCOP
około 4,0 oraz, że została dobrana w optymalny sposób, gdzie czas pracy sprężarki wynosi
przeciętnie 1.700÷2.000 h/rok, to można szacunkowo określić wymaganą moc instalacji
fotowoltaicznej dla pokrycia rocznego zużycia energii elektrycznej dla pompy ciepła:
Jaka moc instalacji PV dla pompy ciepła
– w odniesieniu do mocy grzewczej (kW)?

14. 14
 Dobór instalacji PV uwzględnia często także zużycie energii elektrycznej dla innych
potrzeb budynku. Dla typowych potrzeb 4-osobowej rodziny zużycie energii elektrycznej
może wynosić ok. 2.500÷3.000 kWh/rok przy małej ilości urządzeń elektrycznych i niskim
stopniu ich wykorzystania, a przy większej ilości sprzętu może wzrosnąć nawet do ponad
4.000 kWh/rok. W nowych budynkach standardem staje się wentylacja mechaniczna, ale
zużycie energii przed wysokosprawne rekuperatory jest stosunkowo niewielkie bo poniżej
200 kWh/rok na każde 100 m2 powierzchni wentylowanej.
Dobór wielkości instalacji fotowoltaicznej
dla całkowitych potrzeb budynku

15. 15
Czy możliwe są zerowe rachunki za energię
elektryczną?
 Koszty eksploatacyjne dla budynku o zerowym rocznym bilansie energii elektrycznej
powinny obejmować jedynie koszty stałe takie jak składnik stały opłaty sieciowej, opłata
abonamentowa zależna od okresu rozliczeniowego (odczyt licznika) oraz opłata przejściowa.
Wysokości tych opłat zależą od stawek ustalonych dla danej taryfy zakupu energii przez
dystrybutora energii w określonym regionie kraju. Ich wysokość w przypadku podstawowej
taryfy 1-strefowej G11 dla instalacji 3-fazowej, nie powinna przekraczać ok. 20 zł/m-ąc brutto.
Łącznie więc roczne opłaty nie powinny przekroczyć 200÷250 zł/rok.
Dom z zerowym rocznym bilansem energii
200÷250 zł/rok
Dom z pompą ciepła, bez instalacji fotowoltaicznej
2.700 zł/rok
Taryfa G11, cena energii 0,55 zł/kWh brutto

16. Chłodzenie
Ogrzewanie
Energia odnawialna
Kotły gazowe
Kotły olejowe
Pompy ciepła
Kolektory słoneczne
Systemy wentylacji
www.eko-blog.pl www.vaillant.pl