Systemy ogrzewania hybrydowego – kiedy warto łączyć różne źródła ciepła?

Hybrydowy system ogrzewania zapewnia ciepło zimą oraz chłód latem. Łączy on pompę ciepła z kotłem na paliwa kopalne, zapewniając domom jednorodzinnym energooszczędny system HVAC, który można wykorzystywać przez cały rok.  Hybrydowy system grzewczy to nie tylko oszczędność energii, ale także możliwość zmniejszenia rachunków za media, takie jak prąd czy gaz. Stanowi zatem ekonomiczne źródło energii dla domów jednorodzinnych, w których koszty ogrzewania stanowią znaczące obciążenie dla budżetu właścicieli.

Czym jest hybrydowy system grzewczy?

Hybrydowy system grzewczy łączy dwa lub więcej źródeł energii w jedną całość. Najczęściej składa się z pompy ciepła oraz kotła na paliwo kopalne, przeważnie gaz ziemny lub propan-butan, choć może to być także kocioł olejowy lub na pellet. System ten naprzemiennie wykorzystuje każdą z tych dwóch jednostek, w zależności od pory roku, temperatury na zewnątrz i ustawionej wewnątrz oraz wymaganych funkcji, aby zmaksymalizować efektywność energetyczną oraz skutecznie ogrzewać i chłodzić dom przez cały rok. Działanie systemu hybrydowego jest zautomatyzowane: sterownik (regulator pogodowy) przełącza źródła ciepła tak, aby zoptymalizować ogrzewanie pod względem jak największej wydajności oraz oszczędności kosztów. Dokonuje tego na podstawie analizy temperatur oraz aktualnych cen paliw i energii elektrycznej (zależnie od taryfy). Instalacja w systemie hybrydowym może pracować w różnych trybach, zależnie od preferencji użytkownika. Przykładem moga być: tryb ekonomiczny, nastawiony na jak największe zmniejszenie kosztów ogrzewania oraz tryb ekologiczny - z jak najniższą emisją CO₂ na 1 kWh energii cieplnej. Pompa ciepła wykonuje większość zadań jesienią, wiosną oraz podczas łagodniejszej zimy, zapewniając ekonomiczne ogrzewanie domu, gdy temperatury na zewnątrz nie są zbyt niskie (nie występują silne mrozy). Natomiast podczas letnich upałów działa ona jak klimatyzator. Systemy hybrydowe są krokiem w kierunku odejścia od spalania paliw kopalnych na rzecz wykorzystania energii elektrycznej do ogrzewania domów, zwłaszcza w dobie ogromnej popularności fotowoltaiki oraz niestabilnych, przeważnie rosnących cen gazu. Gdy temperatura znacznie spada w chłodniejszych porach roku, system automatycznie przełącza się na kocioł gazowy, który wtedy cały dom. Główną zaletą tego urządzenia jest szybkie i wydajne przekształcanie paliwa w ciepło.

W zależności od ustawień sterownika, tryb pracy systemu hybrydowego może być:

• biwalentny równoległy – kocioł wspomaga pracę pompy ciepła,
• biwalentny alternatywny – kocioł działa na zmianę z pompą ciepła.

Punkt biwalentny (albo temperatura równowagi) to temperatura graniczna, do poziomu której pompa ciepła może efektywnie ogrzewać dom zgodnie z zapotrzebowaniem, bez dodatkowego wspomagania, np. wbudowaną grzałką elektryczną lub właśnie kotłem gazowym. To ważny parametr przy doborze pompy ciepła dla budynku. W Polsce zalecana temperatura punktu biwalentnego dla różnych stref klimatycznych wynosi od -4°C do -11°C. W praktyce najpopularniejsze w Polsce pompy ciepła typu powietrze-woda zapewniają pokrycie około 70-80% zapotrzebowanie domów na energię cieplną. Resztę może pokrywać kocioł na paliwa kopalne.

Kotły gazowe a pompy ciepła oraz systemy hybrydowe

Zrozumienie różnic między tymi systemami może pomóc osobom planującym wybudować własny dom lub zmodernizować istniejący w podjęciu decyzji o wyborze najodpowiedniejszego. Kotły czy też piece to tradycyjne i sprawdzone systemy grzewcze. Spalają paliwa kopalne, takie jak węgiel, pellet, gaz ziemny czy olej, w celu wytworzenia ciepła. Jest ono następnie wykorzystane do podgrzania wody zasilającej system centralnego ogrzewania oraz przygotowania ciepłej wody użytkowej. Jednak kotły wytwarzają tylko ciepło, dlatego właściciele domów zazwyczaj instalują osobny system klimatyzacji, zapewniający komfort latem. Sprawność kotłów gazowych to około 95%, jednak urządzenia te posiadają dłuższą żywotność (ponad 20 lat) niż inne systemy grzewcze, ponieważ ich intensywna eksploatacja ma miejsce tylko przez kilka miesięcy w roku. Ich instalacja jest stosunkowo niedroga, ale musimy pamiętać, że dom musi mieć dostęp do sieci gazu ziemnego lub musi zostać zainstalowana butla z propanem, co jednak zwiększy koszt instalacji. Pompy ciepła realizują funkcję zarówno ogrzewania, jak i chłodzenia, więc oferują posiadanie tylko jednego systemu HVAC, który będzie działał przez cały rok w łagodnym klimacie, jaki występuje na większości obszaru naszego kraju. Pompy ciepła to urządzenia elastyczne, będące w stanie dostosować się do warunków pogodowych. Na przykład, gdy na zewnątrz jest zimno, pompy ciepła pobierają ciepło z gruntu lub powietrza zewnętrznego i przenoszą je do domu. Gdy temperatura otoczenia znacznie wzrośnie, pompa przełącza się na funkcję chłodzenia. Jednak pompy ciepła mają krótszą żywotność niż kotły gazowe (około 15 lat), ponieważ pracują przez cały rok. Ponadto ich wydajność znacząco spada w niskich temperaturach. Gdy temperatury na zewnątrz są bliskie zera, pompy ciepła muszą pracować dłużej, aby dostarczyć ciepło do domu, co może zwiększyć rachunki za energie elektryczną. Są one jednak ogólnie bardziej energooszczędne niż większość innych systemów HVAC. Systemy hybrydowe. Jak wspomnieliśmy wcześniej, stanowią one kombinację pompy ciepła i kotła. Wykorzystują one pompę przy umiarkowanych temperaturach na zewnętrz, zaś kocioł w niższych. Przełączanie pomiędzy tymi 2 źródłami ciepła zależy od tego, które z nich jest bardziej wydajne w danych warunkach pogodowych, co pozwala zaoszczędzić energię potrzebną do uzyskania pożądanej temperatury w domu. Systemy hybrydowe doskonale sprawdzają się w każdym klimacie i działają przez cały rok. Ponadto, ponieważ każdy element działa tylko wtedy, gdy jego wykorzystanie jest optymalne, hybrydowe systemy grzewcze mają szacowaną żywotność od 20 do nawet 25 lat.

Kiedy zainstalowanie systemu hybrydowego ma sens?

Hybrydowe systemy grzewcze najlepiej sprawdzają się w miejscach, w których występują wszystkie cztery pory roku oraz zmienne temperatury na zewnątrz. Jeśli mieszkamy w miejscu, w którym przez większość czasu jest zimno, kocioł gazowy może zapewnić szybkie i efektywne ogrzanie domu. Dla osób mieszkających w cieplejszym lub łagodniejszym klimacie, pompy ciepła mają największy sens, ponieważ działają najlepiej w wyższych temperaturach otoczenia. Systemy hybrydowe są przeznaczone szczególnie dla osób, które mieszkają w okolicach, gdzie występują krańcowe wartości temperatur zewnętrznych. Kocioł gazowy ogrzewa szybko i wydajnie, jeśli jednak nasz dom doświadcza zarówno mrozów zimą, jak i upałów latem, będziemy musieli zainwestować w osobny system klimatyzacji, aby zaspokoić nasze potrzeby. Pompy ciepła zarówno ogrzewają, jak i chłodzą, ale w ekstremalnie niskich temperaturach (a w Polsce nadal zdarzają się silne mrozy) ich praca musi być wspomagana wbudowanymi grzałkami elektrycznymi, co nie zawsze jest najbardziej opłacalnym i energooszczędnym rozwiązaniem. Ze względu na wysokie ceny prądu, wielu właścicieli domów jednorodzinnych niepokoi taka sytuacja, Z pomocą przychodzą hybrydowe systemy grzewcze, wykorzystują najlepsze cechy obu źródeł ciepła, aby poradzić sobie z każdymi warunkami pogodowymi.

Dyrektywy UE oraz programy dotacji

Kotły wykorzystują paliwa kopalne, gaz ziemny czy LPG do wytwarzania ciepła, co negatywnie wpływa na środowisko, ponieważ występuje emisja dwutlenku węgla. Dlatego Unia Europejska dąży do stopniowego odchodzenia od paliw kopalnych na rzecz odnawialnych źródeł energii. Od stycznia 2025 roku dofinansowania unijne do kotłów nie obejmują już samodzielne kotłów na paliwa kopalne, takie jak węgiel, gaz ziemny czy olej. Dotacje można otrzymać tylko na kotły działające w systemach hybrydowych, jednak tylko takich, w których energia z OZE (pomp ciepła czy fotowoltaiki) stanowi znaczący udział. W ślad za tym odpowiednie zmiany wprowadzono w polskim programie Czyste Powietrze, który w nowej odsłonie od 31 marca 2025 nie oferuje już dotacji na kotły gazowe, nawet działające w systemach hybrydowych.

Jak hybrydowy system grzewczy może zaoszczędzić energię i pieniądze?

Zdolność hybrydowego systemu grzewczego do przełączania się pomiędzy kotłem gazowym a pompą ciepła pozwala zaoszczędzić energię i zmniejszyć rachunki. Kocioł nie jest potrzebny przy wysokich temperaturach na zewnątrz (ponieważ wytwarza tylko ciepło), zaś pompa ciepła musi pracować intensywnie w ekstremalnie niskich temperaturach. Zamiast pozwalać zwykłej pompie ciepła wykonywać dodatkową pracę zimą, system hybrydowy pozwala kotłowi wykonywać „ciężką pracę”. Oznacza to, że pompa ciepła nie zużywa niepotrzebnie energii, aby wykonać pracę, którą kocioł mógłby wykonać szybciej i wydajniej. Z drugiej strony, pompa ciepła może ogrzać dom w bardziej energooszczędny sposób niż kocioł, gdy na zewnątrz jest tylko chłodno, a system hybrydowy jej to umożliwia. Wszystkie te przełączenia pomiędzy obydwoma źródłami ciepła nie tylko oszczędzają energię, ale także czas i pieniądze. Pozwalając najlepszemu urządzeniu na ogrzewanie lub chłodzenie domu w najlepszym czasie, system hybrydowy szybciej doprowadza dom do pożądanej temperatury. Nie wspominając już o tym, że mniej zmarnowanej energii z systemów HVAC oznacza mniej zmarnowanych pieniędzy na rachunki za media. A zatem ogrzewanie hybrydowe łączy oszczędność energii, czasu i pieniędzy, czyli oferuje potrójna korzyści dla właścicieli domów.

Pogłębiaj swoją wiedzę, czytaj poradniki

Opracowanie redakcja : (T.H.)

Materiał objęty prawem autorskim. Publikacja w części lub w całości wyłącznie za zgodą redakcji portalu www.ogrzewnictwo.pl