Pompa ciepła, kocioł gazowy czy kocioł węglowy 5. klasy – porównanie

Przygotowaliśmy zestawienie porównawcze trzech źródeł ciepła: pompy ciepła typu powietrze-woda, kotła gazowego i kotła na węgiel klasy 5.

Coraz więcej mówi się o problemie smogu w Polsce, szczególnie po kilku mroźnych dniach, w których normy dopuszczalnych stężeń były przekroczone np. o 3126 proc. w Rybniku, Skale k. Krakowa 20-krotne i były wyższe nawet niż w Pekinie – to są rekordy, ale przekroczone normy jakości powietrza w wielu obszarach występują przez większość sezonu grzewczego – nie jest to tak medialne, jeśli mamy “tylko” 200-300 proc. przekroczonej normy, a takie wartości są na porządku dziennym w wielu miastach i miejscowościach podczas sezonu grzewczego.

W Paryżu, gdy poziom zanieczyszczeń przekroczy 80 mikrogramów, ogłasza się alarm. Na Węgrzech i w Czechach stan alarmowy jest przy 100 mikrogramach. W Belgii przy 70., a w Polsce przy 300! Trzeba informować o zagrożeniu smogiem.

REKLAMA

Mamy najgorsze powietrze w Unii Europejskiej, 33 miasta z 50 o najbardziej zanieczyszczonym powietrzu w UE znajdują się w Polsce.

Zanieczyszczenie powietrza w europejskich miastach według „Financial Times”.  Źródło:” Financial Times”.

To tyle tytułem wstępu – teraz czas na rozwiązania.

To dobrze, że wreszcie więcej mówi się o jakości powietrza, zaczynają pojawiać się różne pomysły na walkę ze smogiem np. uchwały antysmogowe, programy walki z niską emisją, ale w ostatecznym rozrachunku to osoba budująca dom czy mająca dość szuflowania do pieca musi sama zmierzyć się z tematem wyboru źródła ciepła, aby zapewnić ciepło swojej rodzinie, a przy okazji nie zrujnować budżetu domowego. Mamy nadzieję, że z poniższego zestawienia dowiesz się więcej o technologiach różnych źródeł ciepła, sprawności, a także o tym, jak oszczędzać pieniądze.

Wybór nie jest ławy, każdy producent stara się podawać jak najlepsze parametry, ceny paliw rosną w różnym tempie, różna jest żywotność i funkcje urządzeń. To, co doradzono jako najtańsze rozwiązanie, za kilka lat okazuje się, że jest najdroższe – przykład kotłów olejowych, które po wzrostach cen paliw stały się bardzo drogie w eksploatacji i były masowo demontowane.

Często przy decyzji o wyborze źródła ciepła nie bierzemy pod uwagę kosztów globalnych związanych z np. czasem, jaki trzeba przeznaczyć na obsługę urządzenia, magazynowania opału, czyszczenie i ustawianie parametrów pracy, na przeglądy czy też na to, co jest bezcenne, czyli na jakość powietrza, którym oddychamy w miejscu naszego zamieszkania.

Bierzemy pod lupę 3 źródła ogrzewania, które najczęściej są porównywane na etapie budowy domu czy zmianie źródła ogrzewania na bardziej ekologiczne lub tańsze – czyli pompa ciepła powietrze-woda, kocioł gazowy i kocioł węglowy 5. klasy.

Pompa ciepła typu powietrze-woda. Fot. Solsum

Kocioł gazowy. Fot. Immergas.

Kocioł węglowy 5. klasy. Fot. Malejka.

W porównaniu pomijamy piece węglowe starego typu, tzw. „kopciuchy”, ponieważ ogrzewanie nimi nie jest ani tanie ze względu na niską sprawność sięgającą do 30 proc., a z ekologią, wygodą, energooszczędnością także nie mają nic wspólnego. Dodatkowo należy pamiętać, że ze względu na zmiany przepisów dotyczących jakości paliw, dyrektyw dotyczących energooszczędności czy walki ze smogiem stopniowo będą „wygaszane”, a montaż kopciucha w nowobudowanym domu pozostawmy bez komentarza.

Piec węglowy tzw. “kopciuch” i jego emisja w Nowym Sączu. Fot. Polski Alarm Smogowy.

Jakie jeszcze źródła ogrzewania braliśmy pod uwagę przy tworzeniu zestawienia do porównania:

Drewno – palenie drewnem aby było ekonomicznie uzasadnione, trzeba mieć swój las oraz sporo czasu i siły, brak tutaj ekologii ze względu na spore emisje zanieczyszczeń i dodatkowym minusem jest kompletny brak bezobsługowości.

Pellet – odpady drzewne poddane procesowi granulacji. Wartość opałowa jak drewna  – cena kilka razy wyższa. Reklamowane jako eko, jednak do procesu produkcji zużywane jest bardzo dużo prądu. Zaletą jest czystsza kotłownia w porównaniu do pieca opalanego węglem.

Pompy ciepła gruntowe – wyraźnie droższe w zakupie i montażu ze względu na odwierty niż pompy typu powietrze-woda. Od kilku lat udział pomp gruntowych zmniejsza się właśnie na rzecz wzrostu udziału pomp ciepła typu powietrze-woda, które przez ostatnie lata znacznie poprawiły swoje parametry (pompy powietrze woda stanowiły już 72,6 proc. wszystkich sprzedanych pomp ciepła w Europie w 2015 r. ). Zaleta gruntowych pomp ciepła to stabilniejsze dolne źródło i COP w bardzo niskich temperaturach. Dodatkowo nie we wszystkich regionach Polski jest możliwość dokonywania odwiertów, potrzebne są pozwolenia wodno-prawne.

Ogrzewanie prądem (kotły elektryczne, maty grzejne, panele na podczerwień, piece akumulacyjne elektryczne) – czyste, wygodne, stosunkowo tanie w zakupie, dostępne, wysoka sprawność  97-100 proc., jednak ze względu na koszty eksploatacji (nawet mimo przejścia na tańszą taryfę) ma sens raczej tylko w domach pasywnych. Domy pasywne to budynki z zapotrzebowaniem na energię poniżej 15 kWh/m2. Dla porównania najczęściej nowobudowane budynki (15 cm izolacji ściany zewnętrznej, min. 25 cm izolacji dachu, współczynnik przewodności cieplnej okna – maks. 1, brak mostków cieplnych, powierzchnia 130 m2 będzie posiadał zapotrzebowanie na energię cieplną na CO+CWU (oczywiście uśredniając) na poziomie ok. 110-120kWh/m2.

Domów pasywnych buduje się jak na razie w Polsce stosunkowo niewiele (ok. 100 w całej Polsce do tej pory). Co więcej, od 1 stycznia 2017 r. nie jest możliwe zaprojektowanie i uzyskanie pozwolenia na budowę domu tak, aby ogrzewać dom prądem i jednocześnie spełniać standardy energetyczne – wynika to ze zmian przepisów budowlanych i metod wyliczania współczynnika EP – aby spełnić te nowe wymagania, jeśli chcemy ogrzewać prądem, to w nowobudowanym domu musi być odnawialne źródło energii np. pompa ciepła lub fotowoltaika. 

Ile kosztuje ogrzewanie prądem?

Dla budynku referencyjnego, dla którego porównujemy nasze źródła ogrzewania w dalszej części artykułu, ogrzewanie prądem będzie kosztować ok. 8 372 zł rocznie, czyli aż ok. 3,5 raza więcej niż zwycięzca naszego porównania.

Idealnie byłoby, gdyby źródło ciepła spełnia łącznie poniższe kryteria:

• Dostępność, niskie koszty eksploatacyjne, łatwość  obsługi lub możliwa bezobsługowość, zerowa lub niska emisja, funkcjonalność i wygoda, stosunkowo niskie koszty zakupu, możliwie jak największa niezależność od wzrostów cen paliw lub energii.
• Możliwość walki ze smogiem: nasze 3 porównywane źródła mogą bez problemu zastępować stare piece (o emisji będzie w dalszej części).

Instalację opartą na np. pompie ciepła możemy wpiąć w już istniejący układ grzewczy (gdzie jest zainstalowany np. “kopciuch”, eliminując go zupełnie lub tworząc tzw. układ biwalentny – alternatywny lub równoległy).

Sami chcielibyśmy na etapie budowy otrzymać takie zestawienie, żeby nie popełnić błędów – przekopanie się przez tony stron internetowych, folderów producentów, kart katalogowych, norm, według których podawana jest sprawność i parametry pracy, testów czy rozmowy ze sprzedawcami zajmują bardzo dużo czasu, a żeby rzeczywiście porównać dane ze źródła, trzeba często umieć czytać między wierszami i nie wierzyć we wszystkie parametry bez weryfikacji – krótko mówiąc trzeba zdobyć wiedzę, która kosztuje sporo czasu i wysiłku.

Do obliczeń przyjęliśmy dom o powierzchni 130 m2, posiadający 15 cm izolacji ściany zewnętrznej, min. 25 cm izolacji dachu, współczynnik przewodności cieplnej okna – maks. 1. Dla 3-osobowej rodziny przyjęliśmy średnie zużycie wody 60 l na osobę do wyliczeń ogrzewania CWU, podłogówka. Dom jest zlokalizowany w III strefie klimatycznej. 

Mapa stref klimatycznych Polski brana pod uwagę do obliczeń:

Fot. Solsum.

REKLAMA

Do wyliczeń braliśmy m.in. dane GUS dotyczące cen nośników energii dla gospodarstw domowych od roku 2006. 

Biorąc pod uwagę ostatnie 10 lat, czyli lata 2006-2016, ceny gazu i węgla wzrosły średnio o 60-65 proc., natomiast prądu o 30 proc. – co daje rocznie o 6-6,5 proc. wyższe rachunki dla grzejących gazem i węglem. Mówimy o cenach dla gospodarstw domowych, uśredniając obszar całego kraju.

W wyliczeniach założyliśmy, że instalacje są optymalnie dobrane do zapotrzebowania na ciepło. Często źle dobrany, zbyt mocny kocioł to straty opału, problemy z paleniem, droższy zakup i eksploatacja, dlatego warto znać i mieć dobrze wyliczone projektowe zapotrzebowanie budynku na ciepło i się do niego stosować.

(kliknij, aby powiększyć tabelę)

Źródło: Solsum.

Emisja CO2 i zanieczyszczeń lokalnie i globalnie.

“Ale przecież pompa ciepła pobiera prąd, który jest wytwarzany z węgla i występuje emisja CO2” – zgadza się, mamy tutaj jednak kilka dodatkowych kwestii do uwzględnienia.

Po pierwsze: emisja CO2 wytwarzana w elektrowniach węglowych poprzez filtry i dobrej jakości paliwa jest znacznie niższa niż z domowych kotłowni o niskiej sprawności: patrz wykres niżej.

Po drugie: pompa ciepła nie emituje zanieczyszczeń lokalnie, czyli w miejscu montażu – a to oznacza, że nie trujemy siebie i sąsiadów i nie przyczynia się to do smogu.

Po trzecie: jest możliwość połączenia z fotowoltaiką i emisja CO2 lokalnie i globalnie może być na poziomie zbliżonym do zera – fotowoltaika wytworzy rocznie tyle energii, ile potrzebuje rocznie pompa do swojej pracy.

Emisja globalna – poniżej porównanie emisji CO2 różnych źródeł:

Emisja lokalnie, czyli w miejscu montażu źródła ogrzewania – poniżej:

Źródło: Solsum. 

Koszty eksploatacji różnych źródeł energii (ponad 10 rodzajów) można także porównać tutaj – Kalkulator – po podaniu parametrów budynku, lokalizacji i rodzaju instalacji grzewczej.

Sprawność

Sprawność jest jednym z najistotniejszych czynników, ponieważ mówi nam, ile Twoich pieniędzy jest zamieniane na ciepło. Przykładowo wydając 1000 zł na opał przy piecu o sprawności 30 proc., 300 zł zamieniane jest na ciepło.

• Sprawność pompy ciepła

W przypadku pompy ciepła sprawność mierzona jest parametrem COP, który określa stosunek uzyskanej energii cieplnej do włożonej energii elektrycznej w konkretnym punkcie pracy układu. COP podawany przez producentów wynosi przykładowo dla pompy o mocy grzewczej 10 kW COP = 4,0-4,70 mierzone zgodnie z normą PN EN14511. Mówi nam to, że przy danych parametrach z 1 kWh dostarczonej do pompy energii elektrycznej otrzymamy 4-4,7 kWh energii cieplnej (sprawność pompy 400-470 proc.), jednak COP wraz ze spadkiem temperatury na zewnątrz spada i wtedy pompa typu powietrze-woda nie będzie osiągała już COP 4-5 lecz np. 3-3,5 i mniej.

Wprowadzono zatem już kilka lat temu współczynnik SCOP – jest to stosunek energii cieplnej uzyskanej, czy też potrzebnej do ogrzania w całym sezonie grzewczym, do energii elektrycznejdostarczonej w całym sezonie grzewczym – warto zwracać na to uwagę, ponieważ nie wszyscy producenci go podają.

Aby obliczenia były jak najbardziej realne, przyjęliśmy zatem sprawność średnioroczną na poziomie 320-350 proc.

• Sprawność kotłów gazowych

Producenci podają sprawność nawet na poziomie 109 proc. i tutaj podobnie sprawność jak w przypadku kotła węglowego czy pompy – kocioł gazowy nie będzie pracował przez cały sezon ze swoją sprawnością nominalną, średnioroczna sprawność takich kotłów kształtuje się na poziomie 80-90 proc.

• Sprawność kotła na węgiel 5. klasy

Tutaj także producenci w kartach katalogowych podają sprawność na poziomie 80 proc. a nawet 90 proc., jednak przez zdecydowaną większość sezonu grzewczego nawet dobrze dobrane mocowo kotły pracują z mocą do 50 proc. Pełną moc uzyskują jedynie w czasie największych mrozów, które w naszym klimacie trwają kilka do kilkunastu dni w sezonie grzewczym, stąd przyjęta średnioroczna sprawność do wyliczeń 50-60 proc.

Źródło: Solsum.

Podsumowanie

Tanie ogrzewanie węglem jest mitem. Najtańszym źródłem ogrzewania w eksploatacji jest pompa ciepła, na drugim miejscu jest kocioł węglowy i na trzecim miejscu kocioł gazowy.

Ogrzewanie, które emituje mało zanieczyszczeń oraz nie angażuje nas osobiście w obsługę, to ogrzewanie gazowe i ogrzewanie pompą ciepła.

Piece węglowe nawet 5. klasy mimo lepszych parametrów i tak emitują do atmosfery sporo zanieczyszczeń i nie są wcale tanie w zakupie ani eksploatacji, ani całkowicie bezobsługowe.

Walka ze smogiem polegająca na wymianie pieców na piece węglowe 5. klasy wydaje się logiczna, jednak nie do końca efektywna i raczej długotrwała. Rozwiązaniami, dzięki którym można skuteczniej walczyć ze smogiem, są pompy ciepła, ogrzewanie elektryczne i ogrzewanie gazowe.

Mamy nadzieję, że zestawienie to przyczyni się do poszerzenia świadomości w zakresie wyboru ekologicznych źródeł ogrzewania oraz przyczyni się do poprawy, jakości powietrza i przyniesie wymierne oszczędności dla gospodarstw domowych.

Link do artykułu na blogu Solsum.

artykuł sponsorowany