Czy można zainstalować pompę ciepła bez wcześniejszej termomodernizacji budynku?

Część 3 serii „Pompy ciepła w istniejących budynkach”

Oczywiście: im mniejsze zapotrzebowanie na energię cieplną wystarczającą do zapewnienia komfortowej temperatury pomieszczeń, tym lepiej. Z tego względu, wszelkie działania termomodernizacyjne zmniejszające to zapotrzebowanie, są działaniami sensownymi i pożądanymi. Dotyczy to wszystkich systemów grzewczych, nie tylko pomp ciepła. Nie zmienia to faktu, iż termomodernizacja często nie jest warunkiem koniecznym dla zainstalowania systemu grzewczego bazującego na pompie ciepła.

Fot. Shutterstock

Należy też wziąć pod uwagę, iż pełna lub częściowa termomodernizacja nie jest czasami z różnych powodów krótkoterminowo możliwa. Na szczęście, nie jest ona również niezbędna, aby rozważyć instalację pompy ciepła. Oczywiście, z perspektywy efektywności pompy ciepła, im mniejsze straty ciepła w budynku, tym lepiej. Zarówno portfel mieszkańców, jak i ekologia profitują z możliwie niskiego zapotrzebowania na energię grzewczą.

Decydującym aspektem przy podejmowaniu decyzji o ogrzewaniu z pompą ciepła są wymagane temperatury systemu grzewczego (omówione dokładniej w poprzedniej części serii). W wielu przypadkach istniejące systemy grzewcze, a w szczególności grzejniki, są znacząco przewymiarowane. Daje to możliwość obniżenia temperatury zasilania przy wymianie ogrzewania na pompę ciepła, a co za tym idzie, na poprawę jej przyszłej efektywności. W wielu przypadkach, w starszych budynkach dokonywano mniejsze lub większe zabiegi termomodenizacyjne (na przykład wymianę okien). Tego typu działania są często wystarczające dla poprawnej pracy pompy ciepła.

Warto również wspomnieć o stosunkowo łatwych do zrealizowania i relatywnie tanich sposobach, które wspomagają efektywność pomp ciepła w istniejących budynkach. Może to być na przykład wymiana pojedynczych grzejników na tak zwane grzejniki niskotemperaturowe. Nowoczesne grzejniki są w stanie przekazać do pomieszczeń tę samą ilość ciepła, jednocześnie potrzebując znacznie niższej temperatury zasilania. Tego typu proste działania mogą być pierwszym krokiem w długoterminowym procesie termomodernizacyjnym. Każdy kolejny krok będzie polepszał nie tylko energooszczędność budynku, ale i efektywność pompy ciepła.

Jednym z największych przesądów dotyczących pomp ciepła jest twierdzenie, że mogą one pracować jedynie z ogrzewaniem płaszczyznowym, a więc podłogowym, sufitowym lub ściennym. Tezie tej przeczą nie tylko prawa fizyki, ale i tysiące instalacji pomp ciepła w sposób skuteczny i efektywny współdziałających z grzejnikami. W badaniach monitoringowych przeprowadzonych w Instytucie Fraunhofera ISE, jedynie niewielka liczba badanych instalacji pomp ciepła w połączeniu z grzejnikami osiągała średnie wartości temperatury zasilania przewyższające 45°C. W większości instalacji, średnie temperatury były poniżej 40°C. Jest to jedynie potwierdzeniem, że grzejniki nie muszą automatycznie prowadzić do „bardzo wysokich” temperatur zasilania.

Czy w istniejących budynkach ogrzewanych pompami ciepła jest ciepło?

Kluczowe pytanie wszystkich mieszkańców dotyczy podstawowej funkcji systemu grzewczego: czy pompy ciepła są w stanie zapewnić odpowiednie temperatury pomieszczeń podczas niskich temperatur zewnętrznych? Podobnie jak w Polsce, pierwsze dwa tygodnie lutego bieżącego roku, należały w Niemczech do bardzo zimnych. Dzięki temu można było sprawdzić jak „radzą sobie” powietrzne pompy ciepła, biorące udział w niemieckim programie monitoringowym, w trudnych warunkach. Najnowsza analiza danych pomiarowych 20 instalacji powietrznych pomp ciepła wykazała, co następuje: średnia temperatura powietrza z analizowanego okresu dla wszystkich instalacji podczas ich pracy wyniosła -3,6°C (dla porównania, w ciągu ostatnich 50 lat jedynie w okresie 5 miesięcy odnotowano w Niemczech średnie temperatury zewnętrzne poniżej -3,5°C). Średnia efektywność pomp ciepła 17 instalacji pomp ciepła (trzy najlepsze instalacje w budynkach w pełni termomodernizowanych nie zostały uwzględnione) wyniosła w tym czasie 2,3. Zakres wyników wynosił od 1,6 do 2,8. Tak więc nawet w tak zimnym okresie, średnio z jednej kilowatogodziny energii elektrycznej pompy zapewniały ponad dwukrotnie więcej ciepła. Warto wspomnieć, że instalacja o najniższej efektywności pracowała w najtrudniejszych warunkach klimatycznych – średnia temperatura zewnętrzna wynosiła -10,2°C. Jedynie w przypadku pięciu instalacji zarejestrowano pracę grzałek elektrycznych. A co najważniejsze, wszystkie instalacje zapewniły pożądany komfort termiczny mieszkańców.

O tym, że pompy ciepła mogą być z powodzeniem stosowane również przy bardzo niskich temperaturach zewnętrznych, świadczy również fakt, że są one powszechnie stosowane w krajach o bardzo srogich zimach, na przykład w Skandynawii. Na rynku pomp ciepła dostępne są produkty, które mogą pracować nawet w temperaturze -25°C bez dodatkowej grzałki elektrycznej.

Jak działa uprzednio zainstalowana pompa ciepła po późniejszej termomodernizacji budynku?

W związku z modernizacją często zadawane jest również następujące pytanie: co się stanie, jeśli najpierw zainstaluje się pompę ciepła, a następnie budynek zostanie poddany termomodernizacji? Czy pompa ciepła będzie wtedy przewymiarowana?

Późniejsza modernizacja gwarantuje przede wszystkim zwiększenie efektywności pompy ciepła. Z zasady pompy ciepła zapewniają wymagane ciepło zarówno podczas niewielkich chłodów, jak i w trakcie mroźnych zim. Oznacza to, że muszą być w stanie reagować bardzo elastycznie w całym okresie grzewczym. Dlatego przewymiarowanie (poza skrajnymi przypadkami) nie stanowi większego problemu technicznego.

Ponadto technologia inwerterowa stosowana w pompach ciepła, która stała się już niemal standardem, umożliwia regulację mocy cieplnej pompy ciepła i dzięki temu elastyczną reakcję na zmieniające się zapotrzebowanie, przy jednoczesnym zachowaniu dobrej efektywności.

Jednoznacznie można więc powiedzieć, że pompy ciepła mogą być sensownie stosowane również w istniejących budynkach. Mimo iż z zasady zawsze lepiej najpierw przeprowadzić termomodernizację, a dopiero w drugim kroku wymienić instalację grzewczą, nie jest to absolutnie konieczne dla zainstalowania pompy ciepła. W większości przypadków dobre rozwiązanie z pompą ciepła można zastosować również w budynkach bez wcześniejszej termomodernizacji lub jedynie z termomodernizacją częściową. Już w tej chwili istnieją firmy instalatorskie specjalizujące się w takich przypadkach. A w przyszłości musi się ich pojawić znacznie więcej.

Co to jednak znaczy “sensownie stosowane”? Dwa najważniejsze kryteria oceny to ekologia i ekonomia. Oba aspekty będą rozpatrywane oddzielnie w kolejnych odcinkach serii. W następnym odcinku przyjrzymy się jeszcze bliżej wynikom badań monitoringowych pomp ciepła w istniejących domach.