Jak sprawdziły się przykładowe instalacje pomp ciepła w domach bez termomodernizacji lub z jedynie z częściową termomodernizacją?

Część 6: Dwa przykłady

Nie ma to, jak dobry przykład. Ale jaki przykład jest „dobry” w kontekście pomp ciepła w istniejących budynkach? W znaczeniu „wzorowy” musiałby to być budynek poddany pełnej termomodernizacji. Jednakże taki dom nie stanowi dla pompy ciepła specjalnego wyzwania. W budynkach termomodernizowanych (czyli w stanie, do którego długoterminowo powinny dążyć wszystkie budynki) pompy ciepła pracują z podobną efektywnością jak w budynkach nowobudowanych, a więc bardzo dobrą. W tej części serii przedstawione zostaną przykłady dwóch domów, o których nie można powiedzieć, że są „dobrymi” przykładami pod względem energetycznym. Jednocześnie są to reprezentatywne przykłady budynków niepoddanych pełnej termomodernizacji, a pomimo tego zainstalowane w nich pompy ciepła osiągają dobre wyniki.

Oba budynki nie należą do najmłodszych, jeden z nich wybudowany został przed 48, drugi przed 84 latami. Geograficznie oba usytuowane są w dwóch najzimniejszych strefach klimatycznych w Niemczech. W obydwu zainstalowane zostały pompy, a żaden z nich nie ma instalacji ogrzewania podłogowego, lecz grzejniki.

Przykład pierwszy:

W starszym z przedstawionych domów nie przeprowadzono znaczących prac termomodernizacyjnych. Ani ściany zewnętrzne, ani dach czy piwnica nie zostały docieplone od momentu budowy, czyli od 84 lat. Wymienione zostały jedynie okna i odpowiadają one obecnym standardom termicznym. Nie dziwi więc bardzo wysokie zapotrzebowanie na energię cieplną. W roku, w którym dokonano pomiarów, do ogrzania domu niezbędne było 207 kWh na m². Razem z instalacją powietrznej pompy ciepła, wymieniono również grzejniki. Zainstalowano tak zwane grzejniki konwektorowe z wymuszonym przepływem powietrza. Grzejniki tego typu umożliwiają znaczne obniżenie niezbędnej temperatury zasilania systemu grzewczego. Jest to rozwiązanie szczególnie korzystne dla uzyskania wysokiej efektywności pompy ciepła.

Biorąc pod uwagę wysokie zapotrzebowanie na energię grzewczą, zainstalowana powietrzna pompa ciepła uzyskała bardzo dobrą efektywność na poziomie 3,0. Udział dodatkowej grzałki elektrycznej był marginalny i nie przekroczył 1% całego zużycia energii elektrycznej. Przed wymianą systemu grzewczego, dom ten ogrzewany był bezpośrednio grzejnikami elektrycznymi.  Wymiana na pompę ciepła, przy jednoczesnym braku ingerencji w strukturę domu, przyniosła znaczące korzyści zarówno finansowe, jak również ekologiczne.

Przykład drugi:

W drugim domu gruntowa pompa ciepła z sondami pionowymi zastąpiła przed ponad dziesięcioma latami kocioł grzewczy na olej opałowy. Zarówno ściany, jak i okna są w oryginalnym stanie, a więc ich stan termiczny nie zmienił się od prawie 50 lat. Jedynie przed ok. 30 latami został docieplony dach domu. Średnie zapotrzebowanie na energię cieplną w latach, w których wykonywane były pomiary, wyniosło ok. 100 kWh na m² i jest tym samym trochę niższe od średniego zapotrzebowania budynków w Niemczech.

System grzewczy oparty na pompie ciepła został opomiarowany przed ok. dziesięcioma latami. Pomimo faktu, iż średnia temperatura zasilania w tym systemie ma drugie najwyższe wartości wśród grupy przebadanych gruntowych pomp ciepła i wynosi ok. 45°C, średnia efektywność pompy ciepła od lat kształtuje się na poziomie 3,7, z bardzo niewielkimi odchyłami w poszczególnych latach. Jak w przypadku większości gruntowych pomp ciepła, tak i w tej instalacji nie stwierdzono pracy grzałki elektrycznej. W pomieszczeniach zainstalowane są standardowe grzejniki płaskie i nie zostały one wymienione podczas wymiany systemu grzewczego. Powierzchnia ogrzewana budynku wynosi 170 m². Zgodnie ze słowami właściciela domu, całkowite miesięczne koszty energii elektrycznej zarówno dla pompy ciepła, jak i wszystkich innych urządzeń elektrycznych wynoszą ok. 120 €. Biorąc pod uwagę ok. dwukrotnie większą cenę energii elektrycznej w Niemczech, w warunkach polskich koszty te wynosiłyby ok. 270 PLN.

Oba przedstawione przykłady wskazują wyraźnie, że pompy ciepła są w stanie uzyskiwać dobrą efektywność w budynkach poddanych jedynie niewielkim zabiegom termomodernizacyjnym. W obu przypadkach można śmiało mówić o standardowych instalacjach. Oba domy są reprezentatywne dla dużej ilości podobnych obiektów zarówno pod względem architektonicznym, fizyki budowli, jak i zastosowanych rozwiązań pomp ciepła. W przypadku pierwszego z prezentowanych domów widać wyraźnie, jak duży pozytywny wpływ na uzyskane wyniki ma przeprowadzenie celowych (wymiana grzejników), a zarazem niezbyt kosztownych, zmian systemu grzewczego. Wiele innych przykładów opisanych w raporcie końcowym niemieckiego projektu monitoringowego (Link), daje szeroki obraz działania pomp ciepła w istniejących budynkach.

W następnym odcinku serii postawione zostanie kluczowe pytanie w powiązaniu z rolą pomp ciepła w systemie energetycznym przyszłości: Jak ekologiczna jest praca pomp ciepła w istniejących budynkach?