ANALIZA OGRZEWANIA BUDYNKU JEDNORODZINNEGO ZA POMOCĄ POWIETRZNEJ POMPY CIEPŁA WSPÓŁPRACUJĄCEJ Z INSTALACJĄ FOTOWOLTAICZNĄ Autor: Paulina Kapica ( Rynek Energii 1/2019) Słowa kluczowe: ochrona powietrza, ogrzewanie budynków jednorodzinnych, pompy ciepła, panele fotowoltaiczne, ekonomia Streszczenie. Zanieczyszczenia w wyniku tzw. niskiej emisji mają miejsce głównie w sezonie grzewczym. Sposobem na rozwiązanie tego problemu jest modernizacja istniejących wysokoemisyjnych źródeł ciepła na źródła niskoemisyjne oraz uwzględnienie ich zastosowania na etapie planowania instalacji budynków jednorodzinnych. W pracy przestawiono zastosowanie bez emisyjnego źródła ciepła - powietrznej pompy ciepła, jako sposób walki ze smogiem i propozycję modernizacji istniejących instalacji centralnego ogrzewania. Dokonano analizy pracy powietrznej pompy ciepła w przypadku zainstalowania jej w Krakowie dla wybranych rodzajów budynków i oszacowano koszty eksploatacji. Zaproponowano współpracę powietrznej pompy ciepła z instalacją fotowoltaiczną o mocy 9,8 kwp, w celu sprawdzenia możliwości obniżenia kosztów ogrzewania. W efekcie wykazano korzyści ekonomiczne płynące ze współpracy powietrznej pompy ciepła z systemem fotowoltaicznym. 1. WSTĘP Wzrost skali zanieczyszczenia powietrza zmusza do podjęcia działań prowadzących do obniżenia emisji szkodliwych substancji. Pomysłem na walkę ze smogiem jest rządowy program Czyste Powietrze, realizowany w latach 2018 2029. Program ten zakłada finansowe wsparcie gruntownej termomodernizacji budynków oraz wymiany, zakupu i montażu niskoemisyjnych źródeł ciepła tj. efektywniejszych energetycznie kotłów na paliwa stałe (węgiel lub biomasę), węzłów cieplnych, systemów ogrzewania elektrycznego, pomp ciepła oraz gazowych kotłów kondensacyjnych. Odbiorcami programu mają być osoby fizyczne będące właścicielami jednorodzinnych budynków mieszkalnych oraz osoby realizujące plan budowy budynku jednorodzinnego [3]. Oprócz programu Czyste Powietrze istnieją również inne programy dotyczące wsparcia termomodernizacji i instalacji odnawialnych źródeł energii, prowadzone m.in. przez Wojewódzkie Fundusze Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej (WFOŚiWG) w wybranych województwach. Przykładem rozwiązania wpisującego się w politykę walki ze smogiem jest zastosowanie w budynkach jednorodzinnych pompy ciepła. Zastosowanie jej w celu ogrzewania domu eliminuje całkowicie emisje pyłów i innych zanieczyszczeń. Urządzenia wchodzące w skład pompy ciepła są zasilane przez prąd elektryczny, który może pochodzić z sieci elektroenergetycznej, np. instalacji fotowoltaicznej. Współpraca instalacji pompy ciepła z instalacją fotowoltaiczną może być korzystna nie tylko ze względów środowiskowych, ale również ekonomicz-
nych, co postanowiono przedstawić w niniejszej pracy. 2. ZASTOSOWANIE INSTALACJI POMPY CIEPŁA I ANALIZA JEJ PRACY Pompy ciepła jako swoje dolne źródła mogą wykorzystywać wodę gruntową, grunt lub powietrze. Zastosowanie powietrza jako dolnego źródła powoduje, że oczekiwane roczne współczynniki efektywności są mniejsze niż w przypadku pozostałych źródeł. Z kolei użycie wody gruntowej lub gruntu jako dolnego źródła wymaga wykonania specjalnych kolektorów gruntowych, sond gruntowych lub studni głębinowych. Wiąże się to z poświęceniem pewnej powierzchni działki na ich instalację oraz większym nakładem inwestycyjnym. W przypadku istniejącej zabudowy jednorodzinnej inwestor nie zawsze może przeznaczyć teren na wykonanie instalacji kolektorów gruntowych. W takiej sytuacji jedynym możliwym dolnym źródłem jest powietrze. W artykule postanowiono rozważyć przypadek, w którym jedynym rozwiązaniem jest wykorzystanie powietrznej pompy ciepła. Analizę pracy takiej pompy przeprowadzono dla Krakowa. Podczas kalkulacji doboru mocy powietrznej pompy ciepła założono, że powierzchnia ogrzewana zabudowy jednorodzinnej wynosi 120 m 2 oraz posłużono się wymaganym uśrednionym zapotrzebowaniem wybranych budynków na moc grzewczą (tab.1). Moce dobranych pomp ciepła oraz ich inne najważniejsze parametry przedstawiono w tab.2. W celu oszacowania rocznego zużycia energii elektrycznej przez wybrane pompy ciepła na potrzeby ogrzewania budynków posłużono się metodą stopniogodzin [5] oraz danymi meteorologicznymi z 2017r. dla Krakowa [6]. Przyjęto, że sezon grzewczy rozpoczyna się 1 października, a kończy się 31 marca. Założono, że pompa ciepła na potrzeby ogrzewania pracuje przez 2325 h w ciągu roku, czyli średnio 15 h/dzień w sezonie grzewczym. Wykres zużycia energii elektrycznej do zasilania wybranych pomp ciepła dla danych temperaturowych z 2017r. (rys.1) wskazuje, że najwyższe zużycie energii elektrycznej ma miejsce od grudnia do lutego. Tabela 1. Zapotrzebowanie mocy do ogrzewania dla danych budynków [4] Rodzaj zabudowy Zapotrzebowanie mocy do ogrzewania, W/m 2 Domy pasywne <25 Nowy budynek wg EnEv 2009 30-50 Budynek wg EnEV 2004 40-60 Budynek wg przepisów oszczędzania ciepła 1995 50-60 Budynek wybudowany od 1980 z normalną izolacją 70-90
Zużycie energii elektrycznej [kwh/dzień] Tabela 2. Dane techniczne dobranych pomp ciepła Rodzaj zabudowy Moc dobranej pompy, kw * Pobór mocy elektrycznej, COP * [-] kw * Domy pasywne 3,10 0,84 3,67 Nowy budynek wg EnEv 2009 5,01 1,27 3,96 Budynek wg EnEV 2004 5,92 1,48 4,01 Budynek wg przepisów oszczędzania ciepła 6,47 1995 1,79 3,61 Budynek wybudowany od 1980 z normalną 9,2** izolacją 2,75 3,35 * wg EN14511 A2/W35 ** regulacja mocy grzewczej w zakresie 5-11,6 kw Z kolei najmniejsze występuje w marcu oraz październiku. Pobór energii elektrycznej przez powietrzną pompę ciepła jest zatem uzależniony nie tylko od jej mocy, ale również od panującej temperatury powietrza i jego wilgotności, co wpływa na wartość współczynnika COP. Im niższa jest wartość temperatury zewnętrznej tym większy jest pobór, zaś im wyższa - tym pobór jest mniejszy. Z wykresu zamieszczonego na rys.1. wynika także, że zużycie energii elektrycznej jest największe przy ogrzewaniu budynku z normalną izolacją, a najmniejsze dla domu pasywnego. 190 180 170 160 150 140 130 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 (Dom pasywny) (Nowy budynek EnEv2009) (Budynek EnEv2004) (Budynek wg przepisów oszczędzania ciepła 1995) (Budynek wybudowany od 1980r. z normalną izolacją) 0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360 Dzień Rys. 1. Zużycie energii elektrycznej do zasilania wybranych pomp ciepła dla rozważanych budynków w sezonie grzewczym Szczególną uwagę zwraca różnica między zużyciem energii elektrycznej przez pompę zainstalowaną w budynku wybudowanym od 1980r. z normalną izolacją, a w budynku wg przepisów oszczędzania ciepła 1995. Zabudowy jednorodzinne posiadające ulepszoną izolację
(budynki wg przepisów oszczędzania ciepła z 1995) zużywają niemal dwukrotnie mniej energii niż budynki z normalną izolacją (wybudowane od 1980r.). Tabela 3. Zużycie energii elektrycznej w sezonie grzewczym do ogrzewania budynku za pomocą wybranej pompy ciepła Objaśnienia: Miesiąc Zużycie energii elektrycznej do zasilania pompy ciepła, kwh/miesiąc 1 2 3 4 5 Styczeń 1046 1581 1842 2228 3796 Luty 839 1268 1477 1787 3044 Marzec 294 445 518 627 1067 Październik 182 275 321 388 661 Listopad 335 506 589 713 1214 Grudzień 952 1439 1676 2027 3454 suma: 3648 5514 6423 7770 13236 1-pompa ciepła zainstalowana w domu pasywnym, 2-pompa ciepła zainstalowana w nowym budynku wg EnEv2009, 3-pompa ciepła zainstalowana w budynku wg EnEv2004, 4-pompa ciepła zainstalowana w budynku wg przepisów oszczędzania ciepła 1995, 5-pompa ciepła zainstalowana w budynku wybudowanym od 1980r. z normalną izolacją. Niższe zużycie energii wiąże się z zainstalowaniem pompy o stosunkowo mniejszej mocy, co w następstwie przekłada się na niższe koszty zakupu urządzenia oraz jej późniejszej eksploatacji. Jest to cenna informacja, ponieważ skłania ona do zwrócenia uwagi jak ważna jest odpowiednia izolacja budynku. Dlatego przed dokonaniem wymiany źródła ciepła warto zastanowić się nad wykonaniem termomodernizacji budynku. W pozostałych przypadkach zużycie energii stopniowo maleje w zależności od rodzaju technologii budowy budynku. Sumaryczne zużycie energii elektrycznej do zasilania pompy ciepła w poszczególnych miesiącach w sezonie grzewczym przedstawiono w tabeli (tab.3). Pobór energii elektrycznej z sieci elektroenergetycznej do napędu pompy ciepła, wiąże się z wyższym rachunkiem za zużycie energii elektrycznej dla danych gospodarstw domowych. Szacunkowy miesięczny koszt z tytułu ogrzewania powietrzną pompą ciepła (przy cenie taryfy G11 wynoszącej średnio 0,55 zł/kwh [7]) waha się od 167 do 607 zł/miesiąc w zależności od rodzaju budynku. Uwzględniając zapowiadany średnioroczny wzrost cen energii elektrycznej na poziomie 2,6% rocznie [5], obliczono roczne opłaty wynikające ze zużycia energii przez pompę i przedstawiono je na rysunku (rys.2).
Opłata za zużycie energii elektrycznej do zasilenia pompy ciepła [zł] 14000 12000 Dom pasywny Nowy budynek EnEv2009 Budynek EnEv2004 Budynek wg przepisów oszczędzania ciepła 1995 Budynek wybudowany od 1980r. z normalną izolacją 10000 8000 6000 4000 2000 5 10 15 20 25 Rys. 2. Roczny koszt zasilania wybranych pomp ciepła przez 25 lat na cele ogrzewania wybranych budynków. Rok 3. WSPÓŁPRACA POMPY CIEPŁA Z INSTALACJĄ FOTOWOLTAICZNĄ Jak wspomniano pobór energii elektrycznej niezbędnej do pracy pompy ciepła wiąże się ze zwiększeniem rachunków gospodarstwa domowego. Z uwagi na wspomniany, prognozowany wzrost cen energii elektrycznej rachunki z roku na rok mogą być coraz większe, mimo stałego zużycia. Sposobem na zmniejszenie rachunków za zużywaną energię elektryczną jest jej własna produkcja za pomocą m.in. instalacji fotowoltaicznej. Pompa ciepła współpracująca z instalacją fotowoltaiczną może być przez nią zasilana pod warunkiem synchronizacji godzin pracy pompy z czasem pracy systemu fotowoltaicznego. Energia generowana przez instalację fotowoltaiczną może być wówczas bezpośrednio zużywana na zasilanie sprężarki, jak również innych urządzeń znajdujących się w gospodarstwie domowym. Niestety w Polsce największa ilość promieniowania słonecznego pozwalającego na produkcję energii występuje latem, a najmniejsza zimą. Dlatego podczas sezonu grzewczego system fotowoltaiczny nie może w pełni pokryć zapotrzebowania na energię niezbędną do zasilania pompy ciepła. Zaś generowana latem energia nie jest w pełni zużywana. Alternatywnym rozwiązaniem jest pobór różnicy wymaganej energii z sieci elektroenergetycznej podczas sezonu grzewczego oraz oddanie do sieci nadwyżek energii wyprodukowanej latem. Ustawa o odnawialnych źródłach energii z dn. 20 lutego 2015r. (oraz jej nowelizacje) wprowadza system półrocznego bilansowania [9]. W jego myśl w danym półroczu odbywa się rozliczenie z tytułu różnicy między ilością energii pobranej z sieci elektroenergetycznej, a ilością energii wprowadzonej do systemu. Cena odkupu, którą reguluje ustawa stanowi 100 % średniej ceny sprzedaży energii elektrycznej na rynku konkurencyjnym w poprzednim kwartale, ogłoszonej przez Prezesa URE [9,10]. Energia uwzględniana przy odkupieniu stanowi jedynie energię czynną, której wartość wynosi około 0.17 zł/kwh [11]. Dlatego istotne jest, aby jak największą ilość wyprodukowanej energii można było zużyć na potrzeby gospodarstwa domowego.
Produkcja energii elektrycznej z instalacji fotowoltaicznej (kwh/dzień) Redukcja kosztów energii elektrycznej poprzez zastosowanie systemu fotowoltaicznego zależy od wielkości instalacji fotowoltaicznej i zainstalowanej mocy pompy ciepła. W przypadku zabudowy jednorodzinnej o dwuspadowym dachu, o powierzchni 170 m 2 i kącie nachylenia równym 45 º, przy założeniu, że pod zabudowę systemu fotowoltaicznego zostanie wykorzystana połowa dachu, możliwe jest zainstalowanie systemu o mocy około 15 kwp (w zależności od technologii wybranych modułów fotowoltaicznych i powierzchni ich zabudowy). W Polsce najpopularniejszymi instalacjami fotowoltaicznymi domów jednorodzinnych są te o mocy 3, 5 i 10 kwp. Mając to na uwadze przeprowadzono analizę produkcji energii elektrycznej dla instalacji o mocy 9.8 kwp, wykorzystującej 35 modułów fotowoltaicznych 280 Wp Mono: NURJ280 firmy Sharp, skierowanych na południe pod kątem 45 º, a jej wyniki przestawiono w postaci wykresu (rys.3). 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360 Dzień Rys. 3. Przewidywana produkcja energii elektrycznej z instalacji fotowoltaicznej w ciągu roku dla Krakowa, przy usytuowaniu instalacji na południe pod kątem 45º Energia generowana przez taką instalację wynosi łączenie około 10 MWh w ciągu roku. Do obliczenia zysków energii elektrycznej z instalacji posłużono się danymi technicznymi producenta [12] oraz danymi meteorologicznymi zamieszczonymi na stronie Ministerstwa Inwestycji i Rozwoju [13]. Porównanie kalkulacji energii wyprodukowanej w sezonie grzewczym z energią zużytą na potrzeby ogrzewania pomaga ustalić ilość przewidywanego poboru energii elektrycznej z sieci (tab.4.). Współpraca pompy ciepła z systemem fotowoltaicznym pozwala na pełne pokrycie zapotrzebowania na energię w październiku i w marcu oraz oddanie nadwyżek energii do sieci (wyjątek stanowi jedynie pompa ciepła zainstalowana w budynkach wybudowanych od 1980r. z normalną instalacją).
Przed dokonaniem analizy ekonomicznej współpracy pompy ciepła z systemem fotowoltaicznym przygotowano prognozowane zestawienie produkcji energii przez instalację fotowoltaiczną, ilość oddanej energii oraz ilość pobranej energii z sieci w ciągu najbliższych 25 lat (tab.5). Przy oszacowaniu produkowanej energii elektrycznej przez instalację fotowoltaiczną uwzględniono straty mocy paneli fotowoltaicznych zgodnie z podaną gwarancją producenta[12]. Tabela 4. Pobór energii z sieci elektroenergetycznej po dokonaniu bilansu między energią zużytą przez pompę ciepła, a energią wyprodukowaną przez instalację fotowoltaiczną w sezonie grzewczym Miesiąc Epv kwh/mc Zużycie energii elektrycznej przez pompę ciepła, kwh/miesiąc Pobór energii elektrycznej z sieci elektroenergetycznej, kwh/miesiąc 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 Styczeń 368 1046 1581 1842 2228 3796 677 1212 1474 1860 3428 Luty 490 838 1268 1477 1787 3044 348 777 987 1296 2554 Marzec 739 294 445 518 627 1068-445 -295-221 -113 328 Październik 674 182 275 321 388 661-492 -399-353 -286-13 Listopad 414 334 506 589 713 1214-80 91 175 298 800 Grudzień 497 951 1438 1676 2027 3454 455 942 1180 1531 2958 suma*: 1480 3023 3815 4985 10068 Epv energia elektryczna wyprodukowana przez instalację fotowoltaiczną w danym miesiącu *- suma nie uwzględnia nadwyżek energii 1 -pompa ciepła zainstalowana w domu pasywnym, 2 -pompa ciepła zainstalowana w nowym budynku wg EnEv2009, 3 -pompa ciepła zainstalowana w budynku wg EnEv2004, 4 -pompa ciepła zainstalowana w budynku wg przepisów oszczędzania ciepła 1995, 5 -pompa ciepła zainstalowana w budynku wybudowanym od 1980r. z normalną izolacją. Dane z tabeli (tab.5) pozwoliły na ustalenia rocznych kosztów zasilania pompy ciepła dla rozważanych budynków, które są różnicą między kosztami pobranej energii z sieci, a energią oddaną. Prognozowane koszty w ciągu najbliższych lat przedstawiono na wykresie (rys.4). Porównując koszty ogrzewania pompą ciepłą współpracującą z instalacją fotowoltaiczną z kosztem ogrzewania w przypadku użycia jedynie samej pompy widać znaczącą poprawę mniejsze koszty rachunków za energię elektryczną. W pierwszym roku użytkowania pompy ciepła współpracującej z instalacją fotowoltaiczną koszt ogrzewania wynosi 0-375 zł/miesiąc. Jednak należy tutaj także uwzględnić koszt poniesiony na montaż instalacji fotowoltaicznej. Szacunkowy koszt elementów tworzących instalację rozpatrywaną w artykule zamieszczono w tabeli (tab.6). Na jej podstawie oszacowano, że miesięczny koszt z tego tytułu wyniósłby
ok. 104 zł/miesiąc (przy założeniu 25-letniego okresu spłaty bez odsetek). Okazuje się, że w ostateczności suma kosztów poniesionych w wyniku ogrzewania zabudowy jednorodzinnej pompą ciepła współpracującą z instalacją fotowoltaiczną (uwzględniająca stworzenie systemu fotowoltaicznego) przynosi znaczne oszczędności w porównaniu do zasilania pompy ciepła jedynie z sieci elektrycznej. Tabela 5. Zestawienie energii wyprodukowanej przez instalację fotowoltaiczną, energii oddanej i pobranej z sieci Rok Energia wyprodukowana przez instalację fotowoltaiczną, kwh/rok Energia oddana do sieci 1, kwh/rok Energia pobrana z sieci, kwh/rok 1 2 3 4 5 1 10694 7561 1525 3114 3930 5135 10370 2 10617 7507 1535 3135 3957 5170 10441 3 10540 7452 1545 3156 3983 5205 10511 4 10462 7398 1556 3177 4010 5239 10582 5 10385 7343 1566 3198 4037 5274 10652 6 10308 7288 1576 3219 4063 5309 10722 7 10231 7234 1587 3241 4090 5344 10793 8 10143 7171 1599 3265 4121 5384 10874 9 10065 7117 1609 3286 4147 5419 10944 10 9988 7062 1619 3307 4174 5454 11014 11 9911 7008 1630 3328 4201 5489 11085 12 9834 6953 1640 3349 4227 5524 11155 13 9757 6899 1650 3371 4254 5558 11226 14 9680 6844 1661 3392 4281 5593 11296 15 9602 6790 1671 3413 4308 5628 11367 16 9525 6735 1682 3434 4334 5663 11437 17 9448 6680 1692 3455 4361 5698 11508 18 9371 6626 1702 3476 4388 5733 11578 19 9294 6571 1713 3498 4414 5768 11649 20 9206 6509 1724 3522 4445 5808 11729 21 9128 6454 1735 3543 4472 5843 11800 22 9051 6400 1745 3564 4498 5878 11870 23 8974 6345 1756 3585 4525 5912 11941 24 8897 6291 1766 3606 4552 5947 12011 25 8820 6236 1776 3628 4578 5982 12082 1 - energia wyprodukowana przez instalację fotowoltaiczną i oddana do sieci poza sezonem grzewczym 1-pompa ciepła zainstalowana w domu pasywnym, 2-pompa ciepła zainstalowana w nowym budynku wg EnEv2009, 3-pompa ciepła zainstalowana w budynku wg EnEv2004, 4-pompa ciepła zainstalowana w budynku wg przepisów oszczędzania ciepła 1995, 5-pompa ciepła zainstalowana w budynku wybudowanym od 1980r. z normalną izolacją.
Koszt ogrzewania przy współpracy pompy ciepła z instalacją pv [zł/rok] 12000 11000 10000 9000 8000 7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0 (Dom pasywny) (Nowy budynek EnEv2009) (Budynek EnEv2004) (Budynek wg przepisów oszczędzania ciepła 1995) (Budynek wybudowany od 1980r. z normalną izolacją) 0 5 10 15 20 25 Rys. 4. Szacowany roczny koszt ogrzewania budynków przy użyciu powietrznej pompy ciepła współpracującej z instalacją fotowoltaiczną w ciągu 25 lat. Rok Tabela 6. Szacunkowy koszt instalacji fotowoltaicznej o mocy 9,8 kw SKŁADOWA KOSZT, zł Moduły fotowoltaiczne 15 408 Inwerter 5 169 System mocowania 1 600 Transport 1 400 Okablowanie 2 600 Montaż 5 000 RAZEM 31 177 4. PODSUMOWANIE Powietrzna pompa ciepła ma przewagę nad konkurencyjnymi metodami, gdyż jest uniwersalnym sposobem modernizacji źródeł ciepła w istniejących już zabudowach jednorodzinnych, która nie wymaga wykonywania specjalnej instalacji dolnego źródła. Na podstawie przeprowadzonej analizy zużycia energii elektrycznej w ciągu sezonu grzewczego przez powietrzne pompy ciepła (dobrane w zależności od rodzaju budynków i ich ociepleń) można zauważyć, że przed wymianą źródła ciepła wskazana jest termomodernizacja budynku. Poprawienie izolacji w budynkach budowanych od 1980r. z normalną izolacją prowadzi do zmniejszenia zużycia energii elektrycznej przez powietrzną pompę ciepła o niemal połowę. Zapewnia nie tylko niższy koszt eksploatacji, ale również mniejszy nakład inwestycyjny, bowiem cena zakupu pompy ciepła rośnie wraz z mocą grzewczą pompy. Przedstawione koszty ogrzewania domów jednorodzinnych w skali roku wynikające z zastosowania powietrznej pompy ciepła (dla warunków pogodowych panujących w Krakowie)
wahają się w zakresie od 167 do 607 zł/miesiąc. Sposobem na ich obniżenie jest współpraca powietrznej pompy ciepła z systemem fotowoltaicznym. Energia produkowana przez instalację fotowoltaiczną o mocy 9,8 kwp pozwala na pokrycie zapotrzebowania w dwóch miesiącach w sezonie grzewczym (wyjątek stanowią domy wybudowane od 1980r.). Ponadto system półrocznego bilansowania energii pozwala na odsprzedaż wytworzonych nadwyżek energii, co w ostateczności wpływa na znaczące obniżenie kosztów ogrzewania. Z przeprowadzonych kalkulacji wynika, że współpraca pompy ciepła z instalacją fotowoltaiczną o mocy 9,8 kwp może obniżyć roczny koszt ogrzewania o 38% w przypadku domu pasywnego, 44% w przypadku nowego budynku wg EnEV2009, 42% dla budynku wg EnEv2004, 35% dla budynku wg przepisów oszczędzania ciepła 1995 oraz o 20% dla budynku wybudowanego od 1980r. z normalną izolacją. Przy określeniu wysokości procentowego obniżenia kosztów oprócz miesięcznego kosztu ogrzewania uwzględniono koszt ponoszony z tytułu wykonania systemu fotowoltaicznego. Wykazano, że połączenie pompy ciepła z instalacją fotowoltaiczną pozwala na uzyskanie niższych kosztów eksploatacji oraz efektu ekologicznego w postaci ograniczenia emisji zanieczyszczeń. Należy wspomnieć, że wymiana źródła ciepła i wykonanie instalacji fotowoltaicznej jest kosztownym przedsięwzięciem. Niemniej jednak koszty poniesione na zakup i montaż zarówno pompy ciepła, jak i instalacji fotowoltaicznej mogą być częściowo dofinansowane przez programy wsparcia lub w ramach ich działania mogą zostać udzielone niskoprocentowe pożyczki. PODZIĘKOWANIA Chciałabym serdecznie podziękować dr inż. Tomaszowi Przybylińskiemu za wsparcie edytorskie podczas powstawania artykułu. LITERATURA [1] Chwieduk B.: Analiza energetyczna i ekonomiczna współpracy instalacji fotowoltaicznej z pompą ciepła, Rynek Energii 2017, nr 10. [2] Chwieduk B., Chwieduk D.: Performance analysis of a PV driven heat pump system during a heating seasib in high latitude countries, 12th IEA Heat Pump Conference, 2017. [3] Szymański B.: Instalacje fotowoltaiczne. Teoria i praktyka., wydanie vii, Globenergia, Kraków, 2018. [4] https://unearthed.greenpeace.org/2018/05/02/air-pollution-cities-worst-global-data-worldhealth-organisation/ [5] https://polskialarmsmogowy.pl/polski-alarm-smogowy/aktualnosci/szczegoly,rekordzanieczyszczenia-powietrza-w-polsce-w-styczniu---brzeszcze-gmina-premierszydlo,376.html [6] https://www.mos.gov.pl/czyste-powietrze/ [7] Planungsunterlage Hocheffizienz-Wärmepumpen WOLF http://www.wolfpol-
ska.pl/fileadmin/content/pl/do_pobrania/instrukcje/pompy_ciepla/pompy_ciepla_doku mentacja_projektowa_4800630_0410_pl.pdf [dostęp 03.08.18r.] [8] https://www.ekologia.pl/pogoda/polska/malopolskie/krakow/archiwum [9] http://cena-pradu.pl/ [1] http://www.federacja-konsumentow.org.pl/prosument/index.php/mapa-mysli/19-sprzedaznadwyzek-i-rozliczenia/205-net-metering-rozliczenia-metoda-salda-energii [dostęp 10.08.18r.] [2] Ustawa z dnia 20 lutego 2015r. o odnawialnych źródłach energii http://prawo.sejm.gov.pl/isap.nsf/download.xsp/wdu20170001148/u/d20171148lj.pdf [dostęp 10.08.18r.] [3] https://www.ure.gov.pl [4] https://www.sharp.pl/cps/rde/xchg/pl/hs.xsl/-/html/product-details-solarmodules.htm?product=nurj28 [5] https://www.miir.gov.pl/strony/zadania/budownictwo/charakterystyka-energetycznabudynkow/dane-do-obliczen-energetycznych-budynkow-1/ ANALYSIS OF HEATING SINGLE - FAMILY BUILDING BY USING OF AIR-SOURCE HEAT PUMP (AS HEATING SYSTEM) WHICH COOPERATING WITH PHOTOVOLTAIC INSTALLATION Key words: air pollution, Clean Air Programme, air purity protection, heating of single family buildings, heat pumps, photovoltaic systems, photovoltaic panels, economy Summary. Pollution due to so-called low emissions occurs mainly during the heating season. The way to solve this problem is to modernize the existing high-emission heat sources to low-emission sources and to consider their application at the stage of planning the installation of single-family buildings. The paper presents the use of a non-emission heat source - an air-source heat pump, as a way of combating smog and a proposal to modernize the existing central heating systems. The analysis of air-souce heat pump operation in case of its installation in Kraków for selected types of single - family buildings was made and the operating costs were estimated. It was proposed that the air-source heat pump should work together with a 9. 8 kwp photovoltaic installation to test the feasibility of reducing heating costs. As a result, the economic benefits of cooperation between an air-source heat pump and a photovoltaic system have been demonstrated. Paulina Kapica, specjalista w Instytucie Maszyn Przepływowych im. Roberta Szewalskiego Polskiej Akademii Nauk w Gdańsku, pkapica@imp.gda.pl