Pompa ciepła do basenu – działanie i koszt

Basen w domu – czym ogrzać wodę?

Aktywność fizyczna w wodzie niesie za sobą wiele korzyści zdrowotnych, nie tylko wpływa pozytywnie na nastrój, ale również poprawia kondycję i ogólną sprawność. Nie dziwi zatem fakt, że również w naszych warunkach klimatycznych coraz więcej osób decyduje się na basen czy to w domu, czy w ogrodzie. Za tym ostatnim przemawia również fakt, że klimat w Polsce zmienia się, jak podkreślają bowiem klimatolodzy (monografia „Climate Change in Poland”), w przyszłości czeka nas coraz więcej dni z uciążliwymi upałami, a znacznie mniej takich, w których temperatura będzie spadać poniżej zera. Tak więc, biorąc pod uwagę, że od maja do września (a czasem nawet i do października) jest ciepło, wybudowanie domowego basenu to pomysł godny rozważenia.

Często jednak, na drodze do realizacji tego marzenia, stoją wysokie wydatki związane z całym przedsięwzięciem. Okazuje się bowiem, że koszt średniej wielkości basenu na świeżym powietrzu do domu jednorodzinnego, to ok. 45.000 – 55.000 zł (nie wliczając w to takich udogodnień jak: natryski czy zadaszenie). Do tego oczywiście, doliczyć trzeba koszty związane z użytkowaniem basenu, bowiem sama jego budowa to zazwyczaj jedynie 60 proc. wydatków, jakie poniesiemy decydując się na taką inwestycję. Pozostałe 40 proc. (średnio w sezonie jest to ok. 2.000 zł – 2.500 zł) stanowią opłaty związane z m.in. preparatami dezynfekującymi, filtrem, odkurzaczem dna, akcesoriami czyszczącymi wodę, zakupem przesłony basenowej oraz kosztami oświetlenia basenu i jego ogrzewania. O ile bowiem ze względu na stabilne warunki, łatwe jest ogrzewanie wody w basenach krytych, o tyle już, więcej trudności w utrzymaniu komfortowej temperatury przysparzają baseny zewnętrzne.

Systemy grzewcze do ogrzewania basenu ogrodowego

Obecnie na rynku dostępne są różne systemy do podgrzewania wody basenowej, które różnią się między sobą zarówno efektywnością grzania, jak i ceną jednorazowego zakupu urządzenia oraz kosztami eksploatacji. Łączy je jednak możliwość znacznego wydłużenia okresu korzystania z basenu ogrodowego. Mowa tu przede wszystkim o:

• wymiennikach ciepła, które jak sama nazwa wskazuje służą wymianie energii pomiędzy jego dwoma nośnikami. Można więc zamontować je tylko wtedy, gdy istnieje możliwość podłączenia ich do centralnego ogrzewania (instalacji kolektorowej, pieca gazowego, czy pompy ciepła). Wśród zalet podgrzewania wody wymiennikami ciepła wymienia się ich stosunkowo niską cenę i koszty eksploatacyjne, łatwą obsługę, dużą moc i możliwość wykorzystania nadmiaru ciepła, które pochodzi z pieca CO. Natomiast do wad tego rozwiązania należy stosunkowo długi czas podgrzewania wody i krótka żywotność najtańszych modeli. Ponadto w przypadku chlorowanej wody najlepiej postawić na wymiennik z tytanu, czy stali nierdzewnej;
• elektrycznych podgrzewaczach wody o bardzo prostej konstrukcji (przepływająca przez nie woda ogrzewana jest przez grzałkę elektryczną), które doskonale sprawdzają się zwłaszcza w przypadku niewielkich basenów i wanien SPA. Do zalet tego rozwiązania należą: niska cena urządzenia, prosty montaż i obsługa, precyzyjna regulacja temperatury oraz szybkie podgrzewanie wody. Natomiast wady elektrycznych podgrzewaczy to: wysoki koszt eksploatacji, regularne kontrolowanie działania grzałki (wszystko po to, aby upewnić się, że ich praca nie jest zaburzona zawartym w wodzie wapniem i silną chemią basenową);
• basenowych kolektorach słonecznych, ogrzewanie wody przy wykorzystaniu kolektorów słonecznych znajduje zastosowanie nie tylko w domach, ale i w basenach. Dzięki temu, że urządzenia wykorzystują OZE, są one obecnie jedną z najbardziej ekologicznych (brak emisji zanieczyszczeń) i w dłuższej perspektywie czasowej, także ekonomicznych propozycji na podniesienie temperatury wody basenowej. Instalacja solarna może być zamontowana na dachu lub na ziemi przy basenie. Samo jej działanie polega natomiast na ogrzewaniu wody poprzez tłoczenie jej za pomocą specjalnej pompy do kolektorów słonecznych. Główne zalety tego rozwiązania to szybkie podgrzewanie wody i wygodne sterowanie, wysoki stopień uzysków do poniesionych nakładów finansowych, długie okresy gwarancyjne (do kilkunastu lat), możliwość wspomagania centralnego systemu ogrzewania oraz wykorzystania nadmiaru ciepła do podgrzewania c.w.u. Największą wadą kolektorów słonecznych jest natomiast to, że ich wydajność zależy od stopnia i długości czasu nasłonecznienia. Ponadto wymagają one wymiennika ciepła dla oddzielenia wody basenowej od kolektorów oraz większej powierzchnia zabudowy w porównaniu do pompy ciepła;
• absorberach basenowych – przeznaczonych do współpracy z basenami sezonowymi, ze względu na cenę stanowiącymi atrakcyjną alternatywę dla tradycyjnych kolektorów słonecznych (może być ona dwu-, a nawet trzykrotnie niższa, podczas gdy sprawność pracy w korzystnych warunkach okresu letniego – porównywalna). Przystosowane są one do bezpośredniego przepływu wody basenowej, w związku z tym, nie ma konieczności montażu dodatkowych wymienników ciepła. Do ich zalet należy brak obudowy i przeszklenia (co podwyższa ich sprawność), niski koszt inwestycji i wytworzenia ciepła, bezawaryjność i długa żywotność, a także prosty układ hydrauliczny oraz brak konieczności demontażu na zimę. Wśród głównych wad tego rozwiązania wymienia się natomiast stosunkowo krótki okres pracy i wydajność uzależnioną od nasłonecznienia oraz większą powierzchnię zabudowy niż w przypadku kolektorów słonecznych.

Pompa ciepła do basenu – to możliwość podgrzewania wody niemal przez całą dobę

Jeszcze jednym sposobem przynoszącym największe zyski ciepła, przy stosunkowo niskich temperaturach są pompy ciepła do basenu. Te nowoczesne i ekologiczne urządzenia stosowane do ogrzewania i chłodzenia pomieszczeń oraz podgrzewania c.w.u., swoje zastosowanie znalazły również przy podgrzewaniu wody w basenie. Wszystko dzięki temu, że stanowią one najkorzystniejsze rozwiązanie wszędzie tam, gdzie oczekiwana jest komfortowa i stabilna temperatura woda basenowej. Bowiem niezależność od nasłonecznienia pompy ciepła typu powietrze-woda, zapewnia dowolnie długi czas pracy i tym samym, osiągnięcie wskazanej przez użytkowników temperatury wody w basenie.

Orientacyjny przebieg temperatury wody w basenie zewnętrznym bez podgrzewania wody i z wodą podgrzewaną przez pompę ciepła wody basenowej i instalację solarną. Źródło: hewalex.pl

Poprawnie dobrana pompa ciepła do basenu jest obecnie jednym z najtańszych pod względem eksploatacji źródłem grzewczym, pozwalającym na kąpiel niezależnie od temperatury powietrza (nawet przy niskich temperaturach i całkowitym zachmurzeniu). Co istotne, nie wymaga obsługi i doskonale sprawdza się w przypadku grzania wody w często używanych basenach ogrodowych. Zwłaszcza, tych o większych rozmiarach, w przypadku których stanowi najbardziej opłacalne rozwiązanie. Pobiera ona bowiem niewielkie ilości energii elektrycznej, co oznacza tanie ogrzewanie basenu przez wiele lat.

Jaka działa pompa ciepła do basenu?

Pompa ciepła, to urządzenie, które w prosty sposób można podłączyć do istniejącego już obiegu wody. Natomiast istota działania pompy ciepła polega na wykorzystaniu zasobów energii naturalnej (jej źródłem może być powietrze, grunt, czy woda). W ten sposób, jeśli jest ona prawidłowo zainstalowana, pozyskuje ok. 75 proc. energii. Natomiast pozostałą część zapotrzebowania na ciepło należy uzupełnić energią elektryczną, co jest szczególnie korzystne zwłaszcza w połączeniu z fotowoltaiką.

Natomiast pobieranie energii cieplnej z powietrza atmosferycznego i oddawanie go do wody, w przypadku pompy ciepła do basenu możliwe jest dzięki podłączeniu urządzenia do instalacji basenowej. Woda z basenu tłoczona jest do pompy ciepła za pomocą pompy cyrkulacyjne w kierunku tytanowego wymiennika ciepła, w którym następuje przekazanie energii cieplnej z powietrza. Natomiast już po uzyskaniu odpowiedniej temperatury, woda tłoczona jest z powrotem do zbiornika basenowego. Przy czym im bliżej basenu zainstalowana jest pompa ciepła, tym mniejsze są straty ciepła.

Źródło: elno.pl

Jaka moc pompy ciepła do basenu?

W celu prawidłowego dopasowania systemu grzewczego do ogrzewania basenu, bardzo ważne jest zarówno dobranie wielkości pompy ciepła, jak i określenie systemu jej pracy (a więc czy będzie ona funkcjonować samodzielnie, czy też może z innym urządzeniem grzewczym). Kolejną ważną kwestią jest również dobór mocy cieplnej pompy ciepła do basenu, którą oblicza się uwzględniając m.in.

• zabudowę basenu, a więc czy będzie on odkryty czy kryty lub przykryty folią;
• izolację basenu (w tym izolację ścian);
• temperaturę wody basenowej odpowiadającej użytkownikom (im wyższa, tym też większe zapotrzebowanie);
• czas eksploatacji basenu w ciągu roku (a więc, czy jego użytkowanie będzie sezonowe, czy całoroczne).

źródło: ekosed.pl

Moc pompy ciepła basenowej powinna być odpowiednio dopasowana do parametrów zbiornika. Przy czym nie można również zapominać, że kluczowe znaczenie mają także jego rozmiary, ponieważ moc urządzenia musi równomiernie rozprowadzać ciepło na całej powierzchni basenu. Należy tu podkreślić, że konieczność jej precyzyjnego doboru do powierzchni akwenu wynika z faktu, że straty ciepła przez odparowywanie są największe. I tak w przypadku:

• pompy ciepła do basenu 10 m3 – najlepiej sprawdzają się mini pompy ciepła do basenu o mocy 2,5 – 3 kW, która doskonale pasują do małych basenów naziemnych (rozporowych, stelażowych typu Bestway/Intex);
• pompy ciepła do basenu 15 m3 – który również jest stosunkowo niewielkim zbiornikiem. W związku z tym, dobrać do niego można pompę ciepła o niedużej mocy. Przy czym nie jest tu też konieczne przeprowadzenie specjalistycznych obliczeń projektowych. W zupełności bowiem wystarcza skorzystanie z nomogramów udostępnianych przez producentów, z których wynika, że pompa ciepła do basenu 15 m3 powinna posiadać moc w zakresie 3,30 kW – 4,50 kW (zarówno w przypadku zbiornika nieodkrytego, jak i przykrywanego folią solaryczną);
• pompy ciepła do basenu 20 m3 – również w tym przypadku moc urządzenia da się dopasować w oparciu o nomogram. Należy jednak uwzględnić, że basen tej wielkości posiada już podwyższone wymagania pod względem czasu tzw. pierwszego podgrzewania wody, a więc wtedy gdy nieckę wypełnia świeża woda (na początku sezonu lub też po wymianie wody). Wówczas to jej podgrzewanie (w zależności od występujących warunków otoczenia), wiąże się z koniecznością nieprzerwanej pracy pompy ciepła do basenu przez okres kilku dni (czas ten uzależniony jest od m.in. masy wody w basenie i parametrów źródła ciepła). Szacuje się, że pompa ciepła do basenu 20 m3 powinna mieć moc od 4,80 kW do nawet 6,60 kW (urządzenia o najwyższych parametrach dedykowane są przede wszystkim zbiornikom pozbawionym przykrycia izolacyjnego);
• pompa ciepła do basenu 30 m3 – z uwagi na większe wymagania cieplne, do zbiornika o tej wielkości, potrzebne będzie wykorzystanie pompy ciepła o większej mocy. Często urządzenia o wyższych parametrach wyposażone są w różne usprawnienia (w tym m.in. funkcje diagnostyczne, system automatycznej pracy, czy też wzmocniony wymiennik ciepła o długiej żywotności). W celu utrzymania wysokiej efektywności ogrzewania wody przez cały sezon (jak i również poza nim), najlepiej w przypadku pompy ciepła do basenu 30 m3 sprawdza się urządzenie o mocy 7 kW – 9,60 kW;
• pompy ciepła do basenu o większych rozmiarach – ze względu na dużą powierzchnię zbiornika (co nie tylko podnosi koszt inwestycji, ale i późniejsze wydatki związane z jego eksploatacją), należy też uwzględnić m.in. bardziej rozbudowany system elementów doprowadzających wodę (wraz z rurami czy kształtkami), czy opcjonalny bypass. Większa musi być też moc urządzenia, która dla basenu o wymiarach 40 – 45 m3 powinna wynosić 8,60 – 12,5 kW, natomiast w przypadku zbiornika powyżej 50 m3 – 18,2 kW – 26,0 kW.

Pompa ciepła do basenu – cena

Pompa ciepła do basenu dobierana jest w zależności od wielkości powierzchni lustra i głębokości zbiornika, najlepiej z pomocą nomogramu przygotowanego przez producenta urządzenia, które w zależności od mocy może wynosić 2.000 – 15.000 zł. I tak w przypadku:

• pomp ciepła do basenu 10 m3 – znajdują się takie oferty jak np. pompa ciepła Eco Mini o mocy 2,5 kW, która doskonale pasuje do małych basenów naziemnych w cenie 2.210 zł brutto lub też Mini pompa ciepła 2,5 kW (baseny do 10.000 l) Gre w cenie 3.189 brutto;
• pomp ciepła do basenu 15 m3 – dostępne są np. takie opcje jak: pompa ciepła Steinbach mini do wody basenowej o mocy grzewczej 3,9 kW w cenie 2.560 zł brutto, basenowa pompa ciepła 4,2 kW NEO R32 w cenie 3.000 zł brutto, czy też pompa ciepła do basenu ogrodowego 4,2kW ECO, kosztująca 2.799 zł brutto;
• pomp ciepła do basenu 20 m3, gdzie w ofercie znajduje się np. mini pompa ciepła 5,5 kW (baseny do 30.000 l) Gre w cenie 5.056 zł czy pompa ciepła Habitat et Jardin o mocy 6,1 kW w cenie 6.890 zł brutto;
• pomp ciepła do basenu 30 m3 – gdzie wśród dostępnych na rynku modeli znajdują się takie z nich jak: pompa ciepła Hydro PRO 7,5kW w cenie 4.650 zł brutto, czy FAIRLAND Pompa ciepła do basenu Comfortline Inverter o mocy 7.0 kW w cenie 4.979 zł brutto;
• pomp ciepła do basenu o większych rozmiarach – w tym przypadku w ofercie znajdują się m.in. takie modele jak pompa ciepła do basenu Hydro Pro 11KW 55 m3 BYPASS w cenie 6.999,99 zł brutto, pompa ciepła do basenu Inverter 16KW 85m3 BYPASS kosztująca 9499,99 zł brutto, czy pompa ciepła DURA-V 20 KW do basenu, za którą przyjdzie nam zapłacić 14.500 zł brutto.

Ile kosztuje podgrzewanie wody w basenie?

Jak już wiemy, basenowe pompy ciepła to urządzenia korzystające w większości z darmowej energii odnawialnej, co sprawia, że mogą one osiągać wysoką efektywność COP, nawet powyżej 6 – 7 (wówczas z 1 kW zużywanej energii elektrycznej, wytwarzane jest nawet 6 – 7 kW ciepła). Ponadto do obliczenia zużycia energii elektrycznej przez pompę ciepła do basenu należy też doliczyć energię pompy filtracyjnej bez której urządzenie to nie zadziała, musi być w niej bowiem obieg, by grzała (w instalacji hydraulicznej pompa ciepła znajduje się pomiędzy filtrem, a ewentualnym urządzeniem uzdatniającym wodę basenową).

W porównaniu z innymi urządzeniami, koszt eksploatacji basenowej pompy ciepła basenowej wygląda następująco:

Koszt podgrzania wody w basenie (przy pompie ciepła PCWB 10,0 kW i COP = 5,0, dobrych warunkach nasłonecznienia, czasie użytkowania basenu 4 h/dzień i lustrze wody przykrytym 20 h/dzień oraz zapotrzebowaniem ciepła: 40 kWh/dzień, dane 2020 rok). Źródło: hewalex.pl

Jak ograniczyć pobór energii elektrycznej przez pompę ciepła do basenu?

Pierwszą ważną kwestią w przypadku ograniczenia poboru energii elektrycznej jest oczywiście dobranie pompy ciepła do basenu o odpowiedniej mocy. Warto również pamiętać, że najwięcej energii elektrycznej pompa ciepła do basenu ogrodowego zużywa na początku sezonu, kiedy na samym starcie musi dogrzać wodę do pożądanej temperatury (osiągnięcie temperatury 26 stopni Celsjusza trwa przeciętnie od 3 do 5 dni, a pompa ciepła pracuje wówczas ze 100% wydajnością). Ponadto koszt ogrzewania basenu, za pomocą pompy ciepła zależy też od strat ciepłej wody wynikających z promieniowania i konwekcji (unoszenia) ciepła oraz jej parowania na powierzchni basenu (~70 proc). Przy czym intensywność ta zależy głównie od:

• różnicy temperatur wody i powietrza;
• ruchu powietrza (wiatr) i wody (gładkie/wzburzone lustro wody);
• wilgotności powietrza.

Tak więc, efektywnym sposobem na ograniczenie zużycia prądu przez pompę jest dobrze wykonana izolacja basenu, która pozwoli ograniczyć utratę ciepła. Można to osiągnąć stosując przykrycia basenowe w momentach, gdy nie jest on użytkowany (sprawdza się tu zadaszenie czy różnego rodzaju osłony w postaci m.in. folii solarnej, rolety, czy innego przykrycia lustra wody). Dzięki czemu można zmniejszyć nawet kilkakrotnie odparowanie wody z lustra stanowiące główny udział w stratach cieplnych niecki basenowej. Warto też pomyśleć o zabezpieczeniu basenu od spodu i boku, dzięki czemu basenowa pompa ciepła nie będzie się uruchamiała tak często. Wówczas wystarczy podłożyć pod zbiornik zwykły styrodur, zaś boki zbiornika zabezpieczyć specjalistyczną piankę poliuretanową.

Czynniki od których zależy koszt utrzymania pompy ciepła do basenu

Koszt eksploatacji pompy ciepła do basenu zależy od wielu czynników, które można podzielić na stałe i zmienne.

Czynniki stałe odpowiedzialne za koszt eksploatacji pompy ciepła do basenu

Głównym czynnikiem jest tutaj wielkość zbiornika, od której zależy moc pompy ciepła basenowej oraz docelowa temperatura wody, która nie może być wyższa niż 40 stopni Celsjusza.

Współczynnik COP a efektywność pracy pompy ciepła do basenu

Ponadto, decydując się na pompę ciepła, należy nie tylko kierować się jej mocą, ale i współczynnikiem efektywności COP (ang. Coefficient Of Performance), który wskazuje, w jakim stopniu urządzenie wykorzystuje ciepło pozyskane z otoczenia, w stosunku do zużytego prądu. Tutaj warto pamiętać o tym, że przy niskich temperaturach pompa ciepła do basenu pracuje dłużej i tym samym pobiera też więcej prądu.

Wszystko przez to, że współczynnik COP jest zmienny – jest tym wyższy, im wyższa jest temperatura powietrza. Dla przykładu, jeśli wartość COP wynosi 6 przy temperaturze powietrza 26 stopni Celsjusza, a pompa ciepła pobiera 1 kW mocy, to wówczas oddaje ona 6 razy więcej mocy grzewczej, czyli 6 kW. Natomiast, kiedy temperatura powietrza spada do około 15 stopni Celsjusza, to współczynnik COP maleje do wartości 4,0 – 4,3. Co jednak ważne, cały czas są to korzystne parametry zapewniające niskie koszty ogrzewania wody w basenie.

Pompa ciepła do basenu – inwerterowa czy zwykła?

Koszt utrzymania pompy ciepła do basenu zależy również od rodzaju pompy ciepła, a mianowicie, czy będzie to pompa ciepła klasyczna czy inwerterowa. Ze względu jednak na wielki skok w technologii ogrzewania basenów, który nastąpił w ciągu ostatnich kilku lat coraz więcej osób zastępuje pompy ciepła z włączaniem/wyłączaniem na inverter. Ponieważ nie tylko zapewniają one lepszą obsługę, ale wyróżniają się licznymi zaletami związanymi z ich znacznie cichszą i oszczędniejszą pracą (pomimo tego, że pompa ciepła z inwerterem jest droższa, to zużywa mniej prądu).

Czynniki zmienne odpowiedzialne za koszt eksploatacji pompy ciepła do basenu

W tym przypadku najważniejszym czynnikiem jest czas użytkowania pompy ciepła basenowej, który zależy od pogody. Jednak nie tylko jest to sama temperatura. Wpływ bowiem na to mają również takie czynniki jak:

• miejsce, w którym znajduje się basen (czy jest dobrze nasłoneczniony i czy stoi na terenie gdzie często wieją wiatry);
• to, czy często (i czy w ogóle) nakładane jest na niego przykrycie basenowe utrzymujące temperaturę wody (nawet zwykła folia solarna dodatkowo dogrzewa zbiornik);
• to, czy basen w ogrodzie wkopany jest w ziemię, czy może jest to basen stelażowy (wówczas jego ściany są wychładzane przez wiatr);
  dobre zaizolowanie od dna i ścian.

Pompa ciepła do basenu – czy warto?

Pompa ciepła do basenu to wiele korzyści. Wśród największych zalet tego rozwiązania najczęściej wymienia się:

• wysoki komfort i niskie koszty korzystania z wody basenowej;
• szczególnie wysoką efektywność pracy COP;
• prosty i szybkie montaż – bezpośrednie podłączenie wody;
• małą powierzchnię zabudowy urządzenia (zwykle wprost przy basenie);
• łatwy demontaż urządzenia po sezonie;
• estetyczną i odporną na warunki zewnętrzne obudowę pompy ciepła;
• szybkie podgrzewanie wody (przy bardzo różnych temperaturach) do optymalnej temperatury, będącej na poziomie 24 – 28 stopni Celsjusza;
• cichą pracę tego urządzenia, a także to, że po zainstalowaniu nie wymaga obsługi;
• to, że idealnie nadaje się zwłaszcza do grzania wody w często używanych basenach ogrodowych, o większych rozmiarach;
• prosty układ hydrauliczny;
• możliwość przedłużenia sezonu pływania;
• to, że pompa ciepła basenowa to rozwiązanie na cały rok;
• nieprzerwane działanie, niezależnie od warunków pogodowych (na jej efektywność, jak w przypadku kolektorów słonecznych, nie ma wpływu zachmurzone niebo);
• niskie straty ciepła latem, gdy inwestor dodatkowo stosuje pokrywy na basen;
• wysoki komfort – zapewnienie wymaganej temperatury wody basenowej (możliwość jej regulacji);
• brak emisji CO2 do atmosfery;
• pracę w temperaturze nawet od – 5 do 43 stopni Celsjusza;
• to, że w przypadku niektórych modeli możliwe jest automatyczne rozmrażanie (jeśli nastąpi zjawisko szronienia).

Pompa ciepła do basenu – wady

Pompa ciepła do basenu to nie tylko same zalety. Wśród wad tego rozwiązania wymienia się m.in.

• krótsze okresy gwarancyjne w porównaniu do kolektorów słonecznych;
• większe niż w przypadku instalacji solarnej zużycie energii elektrycznej (praca sprężarki);
• szumy powietrza (jednak gdy otoczenie jest bardzo ciche);
• bardziej złożona budowa w porównaniu z instalacją solarną (obieg chłodniczy itd.);
• konieczny demontaż pompy w okresie zimowym.