Analizę przeprowadzono w ramach projektu badawczego „WP-QS im Bestand” realizowanego przez niemiecki instytut Fraunhofer ISE. W projekcie zbadano łącznie 77 instalacji pomp ciepła w istniejących budynkach. W szczegółowej analizie wybrano sześć obiektów, których wiek wynosił od 1826 do 1995 roku. Badane były zarówno pompy powietrze-woda, jak i gruntowe pompy ciepła.
W przeciwieństwie do analiz opartych wyłącznie na obliczeniach, w tym przypadku zapotrzebowanie na ciepło określono na podstawie rzeczywistego zużycia energii. Szczególną uwagę zwrócono na roczny współczynnik efektywności SPF, temperaturę instalacji grzewczej oraz sposób wykonania i regulacji hydrauliki.
Stary i słabo ocieplony dom, a mimo to SPF 3,5
Jedna z analizowanych instalacji pracowała w domu z 1950 roku o powierzchni 120 m². Budynek miał słaby standard energetyczny – poza wymianą okien większość elementów pozostała w stanie pierwotnym. Zapotrzebowanie na ciepło wynosiło 145 kWh/m² rocznie.
Mimo tego pompa ciepła powietrze-woda współpracująca z grzejnikami osiągnęła SPF 3,5. Średnia temperatura obiegu grzewczego wynosiła 42°C, a maksymalna 59°C. Wynik pokazuje, że także w słabiej zmodernizowanym budynku możliwa jest efektywna praca pompy ciepła przy stosunkowo wysokiej temperaturze zasilania.
Dobry budynek nie zawsze oznacza najwyższą efektywność
Inny przypadek dotyczył domu z 1987 roku o powierzchni 165 m². Niskie zużycie energii wskazywało na dobry standard energetyczny budynku. Pompa powietrze-woda pracowała z grzejnikami, a średnia temperatura obiegu wynosiła zaledwie 33°C.
Mimo korzystnych warunków instalacja osiągnęła SPF 3,3. Jedną z przyczyn był stosunkowo niski współczynnik COP samego urządzenia – 3,7 w punkcie A2/W35.
To pokazuje, że sama termomodernizacja budynku i niska temperatura instalacji nie gwarantują najwyższej efektywności. Znaczenie ma również dobór konkretnej pompy ciepła.
Za wysoka temperatura może ograniczać efektywność
Ciekawy przypadek stanowił dom z 1995 roku. Budynek miał dobry standard energetyczny, jednak pompa ciepła pracowała przy stosunkowo wysokich temperaturach. Średnia temperatura obiegu wynosiła 47°C, a maksymalna 64°C.
Roczny SPF wyniósł 3,0 – mniej niż średnia 3,4 dla analizowanych instalacji. Autorzy badania zwrócili uwagę na zbyt wysoko ustawioną krzywą grzewczą. Jej optymalizacja, a w razie potrzeby zastosowanie grzejników niskotemperaturowych, mogłyby poprawić efektywność systemu.
Pompa ciepła w domu z XIX wieku
Jeszcze ciekawszy przykład stanowił budynek z 1875 roku o powierzchni 360 m². Zakres jego modernizacji był niewielki, a mimo to pompa powietrze-woda osiągnęła SPF 4,0.
Średnia temperatura obiegu wynosiła 36°C. Analiza wykazała również pewne problemy z hydrauliką instalacji, które jednak nie przeszkodziły w osiągnięciu wysokiej efektywności.
Najwyższy wynik: SPF 5,1
Najwyższy wynik wśród sześciu analizowanych instalacji osiągnęła gruntowa pompa ciepła w budynku z 1826 roku. Dom o powierzchni 240 m² został wcześniej poddany kompleksowej modernizacji.
Pompa współpracowała z ogrzewaniem podłogowym i grzejnikami. Roczny współczynnik efektywności wyniósł SPF 5,1, a średnia temperatura obiegu grzewczego zaledwie 32°C. Pompa pokrywała niemal 100 proc. zapotrzebowania budynku na ciepło, mimo że system wyposażono również w kocioł na pellet.
Hydraulika może zepsuć dobry system
Nie wszystkie instalacje wypadły równie dobrze. W budynku z 1850 roku gruntowa pompa ciepła osiągnęła SPF 3,8. Badanie wykazało jednak błędy w wykonaniu hydrauliki, w tym zamienione przyłącza przy podłączeniu bufora.
W efekcie instalacja pracowała przy wyższych temperaturach i nie wykorzystywała w pełni potencjału gruntowego źródła ciepła. Przypadek ten pokazał, że nawet dobrze dobrana technologia może stracić na efektywności z powodu błędów projektowych lub montażowych.
Nie wiek budynku, lecz cały system
Analiza sześciu instalacji prowadzi do jednego głównego wniosku: wiek budynku sam w sobie nie przesądza o efektywności pompy ciepła. Badane były obiekty powstałe między 1826 a 1995 rokiem, a wysokie wartości SPF uzyskano również w budynkach starych i tylko częściowo zmodernizowanych.
Duże znaczenie ma przede wszystkim temperatura pracy instalacji. W analizowanych przypadkach systemy pracujące przy najniższych średnich temperaturach – 32, 33 i 36°C – osiągały wysokie wartości SPF. Istotne są także dobór pompy ciepła, właściwe ustawienie instalacji oraz poprawnie zaprojektowana hydraulika.
Wyniki podważają również tezę, że przed instalacją pompy ciepła konieczna jest zawsze kompleksowa termomodernizacja budynku. Dwa słabiej zmodernizowane obiekty – z 1950 i 1875 roku – osiągnęły odpowiednio SPF 3,5 i 4,0.
Z punktu widzenia inwestora najważniejszy wniosek jest więc prosty: przed montażem pompy ciepła warto analizować nie tylko stan budynku, ale cały system grzewczy – jego temperaturę pracy, hydraulikę, regulację oraz dobór urządzenia.
Źródło: Pompuj ciepło z głową
Dodaj komentarz
Musisz się zalogować, aby móc dodać komentarz.