Która taryfa dla pompy ciepła? Analiza różnych wariantów dla domu jednorodzinnego

Podczas rozważania możliwości obniżenia kosztów eksploatacji systemu z pompą ciepła zawsze pojawia się temat wyboru taryfy energetycznej. Podstawową taryfą proponowaną przez operatora jest taryfa G11, charakteryzująca się stałą ceną kilowatogodziny przez całą dobę. Często proponowaną taryfą jest G12W, czyli tzw. 2-strefowa, która zakłada godziny trwania okresu szczytowego (dzień), gdy energia jest droższa, oraz pozaszczytowego (noc), gdy energia jest tańsza. Okres poza szczytem to w tygodniu roboczym godziny 22:00-6:00 oraz 13:00-15:00 i dodatkowo wszystkie godziny weekendu. Wszystkie ceny zostaną wyliczone wg cennika Tauron dla regionu bielskiego w roku 2015.

Rozpoczynając rozważania od charakteru zużycia energii w domu bez pompy ciepła, statystycznie 30% energii elektrycznej zużywane jest niezależnie od obecności mieszkańców przez lodówkę, zamrażarkę i inny osprzęt pracujący 24 h/d. Pozostała ilość energii elektrycznej zużywana jest podczas obecności mieszkańców przez oświetlenie, RTV, AGD, kuchnię elektryczną, czajnik elektryczny, komputer itd. Godziny taryfy 2-strefowej są narzucone przez operatora, dlatego pierwszy z wniosków dotyczy możliwości dostosowania się mieszkańców do programowania zużycia energii w godzinach pozaszczytowych.
W domu, gdzie energia elektryczna nie służy do ogrzewania, zużycie prądu wynosi 2500-3000 kWh rocznie. Oznacza to rachunek w taryfie G11 w wysokości 1522-1810 zł/rok brutto, czyli około 0,6 zł/kWh. Do określenia kosztu w taryfie G12W trzeba poznać udział zużycia energii w odpowiednich taryfach energii np. za pomocą usługi Tauron eLicznik. Na potrzeby artykułu zasymulowano kilka proporcji zużycia energii, a wyniki przedstawia tabela 1.

Aby wybór taryfy 2-strefowej G12W był opłacalny, należy zużywać co najmniej 40% energii elektrycznej poza szczytem (noc). Do analizy zasadności eksploatacji pompy ciepła powietrznej w taryfie G12W wykorzystano wykres COP dla pompy ciepła PCCO SPLIT 13kW w przedziale temperatury powietrza zasilającego -15 do +15°C w funkcji grzania do 35°C (linie niebieskie), 45°C (linie zielone) i 55°C (linie czerwone) (wykres 1). Linie z gwiazdką prezentują koszt wytworzenia kWh ciepła przez pompę ciepła poza szczytem w taryfie G12W, linie z kropką w godzinach szczytu, a linie ciągłe w taryfie G11. Zaznaczone na wykresie czarne punkty i strzałki odpowiadają sytuacji, w której rozpatruje się zasadność ogrzewania nocnego, np. buforowego, do wyższej temperatury z uwzględnieniem dobowej amplitudy temperatur. Zakładając system ogrzewania podłogowego zasilany temperaturą 35°C i nocne obniżenie temperatury o 10°C, okazuje się, że dzięki niższej, nocnej cenie prądu zasadne jest ogrzewanie w tym okresie do 45°C. Natomiast w przypadku nocnego obniżenia temperatury o 15°C uzasadnienia nie znajduje ogrzewanie zarówno do 45, jak i 55°C. Należy zwrócić uwagę, że punktem odniesienia jest taryfa G11 (niebieska linia ciągła), co oznacza wyższą cenę wytworzenia ciepła w godzinach szczytu w taryfie G12W, względem której nocne zasilanie wodą grzewczą o temperaturze o 10°C wyższą zawsze znajduje uzasadnienie ekonomiczne. Teoretycznie, większe znaczenie będzie miał wybór taryfy przy zastosowaniu pompy ciepła gruntowej, co wynika głównie z stabilnej temperatury dolnego źródła, przez co amplituda dobowej temperatury traci na znaczeniu. W praktyce, podobnie jak w domu bez ogrzewania elektrycznego, należałoby podjąć działania mające na celu optymalizację zużycia energii elektrycznej tak, aby je obniżać w okresie szczytu. Oznacza to, że zgodnie z godzinami taryfy korzystnie jest ogrzewać dom w godzinach nocnych. Stoi to w opozycji do komfortu snu, dla którego zazwyczaj zezwala się na okresowe obniżenie temperatury pokojowej. Z drugiej jednak strony pozwala wykorzystać specyfikę ogrzewania podłogowego cechującego się zwiększoną akumulacją ciepła. Dodatkowym aspektem jest zastosowanie zbiornika buforowego. Wspomniany wcześniej wykres udowadniał, że ekonomicznie uzasadnione jest zwiększenie temperatury zasilania do 45°C przy dziennej amplitudzie temperatury nieprzekraczającej 10°C. Mając na uwadze koszt dodatkowego zbiornika lub możliwość zwiększenia jego objętości oraz świadomość, że podniesienie temperatury w buforze o 10°C daje 1,16 kWh ciepła na każde 100 l bufora, to może okazać się, że jego zastosowanie nie znajdzie uzasadnienia ekonomicznego i praktycznego.
Podobnie jak we wstępie, tak i w przypadku elektrycznego ogrzewania znaczenie ma dostosowanie czasu korzystania z energii do godzin obowiązywania taryf. Dlatego przy wyborze taryfy G12W rekomenduje się szczególnie ogrzewanie ciepłej wody użytkowej w godzinach poza szczytem, ponieważ ten tryb ze względu na niższe COP pompy ciepła przy ogrzewaniu do wysokiej temperatury jest szczególnie energochłonny i może konsumować 10-30% pobranej przez pompę ciepła energii elektrycznej (w zależności od zapotrzebowania na c.w.u. i budynku na ciepło).
Zakładając zużycie energii przez pompę ciepła w ilości 5000 kWh/rok, tabela 2 przedstawia symulację kilku proporcji zużycia energii w taryfie dzień i noc.

Jak widać, jeżeli większość energii elektrycznej do zasilania pompy ciepła będzie zużywana poza szczytem to możliwe jest obniżenie kosztów zakupu energii nawet o 15%. Jest to jednak możliwe wyłącznie przy świadomym wykorzystaniu zalet taryfy G12W oraz cech budynku i systemu ogrzewania.

Odpowiedzi udzielił: Robert Kałużny
Inżynier ds. pomp ciepła Hewalex