Instytut Fraunhofera ISE prowadzi wieloletni projekt monitoringowy pomp ciepła w istniejących domach jednorodzinnych w Niemczech. Badania te wykazały stosunkowo wysokie średnie wartości efektywności badanych pomp ciepła. Dostępne pompy ciepła są w stanie (w większości przypadków) zapewnić bez udziału dodatkowych grzałek elektrycznych wymagane temperatury systemu grzewczego.
Materiał pochodzi z bloga dr inż. Marka Miary „Pompy ciepła w istniejących budynkach„, przygotowanego we współpracy z PORT PC.
Przy analizie danych czekała jeszcze jedna niespodzianka – stosunkowo niskie średnie wartości temperatury zasilania systemu grzewczego. Po dogłębnej analizie „znaleziono” również oczekiwane i przez wielu uważane na konieczne, wysokie temperatury zasilania. Jednakże dotyczyło to jedynie najzimniejszych dni w roku i tylko w przypadku nielicznych instalacji. Liczba tych dni były jednakże niewielka. Efektywność pomp ciepła w tych momentach miała zatem niewielki wpływ na średnią efektywność roczną. Nawet w przypadku budynków bez termomodernizacji, wyposażonych w konwencjonalne grzejniki, wymagana temperatura zasilania wynosiła ok. 55°C. Jednocześnie okazała się wystarczająca dla zapewnienia pożądanego komfortu termicznego mieszkańców. Opisywany fenomen można wyjaśnić na podstawie Rys. 1.
Generalnie, im niższa temperatura zewnętrzna (oś pozioma), tym wyższa temperatura zasilania systemu grzewczego (linia pomarańczowa) i tym niższa efektywność pompy ciepła (linia zielona). Decydujące dla średniej (rocznej) efektywności pompy ciepła jest, przy jakich temperaturach zewnętrznych dostarczane jest ciepło na cele grzewcze (niebieska powierzchnia). W zależności głównie od stanu energetycznego budynku oraz strefy klimatycznej, 75-90% dostarczanej energii cieplnej „wytwarzane” jest podczas umiarkowanie niskich temperatur zewnętrznych. To z kolei ma wpływ na stosunkowo niskie temperatury zasilania systemu grzewczego, a w konsekwencji na dobrą efektywność pomp ciepła.
Podsumowując. Po pierwsze, że pompy ciepła są w stanie w większości przypadków zapewnić wymagane temperatury zasilania również przy niskich temperaturach zewnętrznych. Po drugie, decydującą dla średniej efektywności instalacji z pompą ciepła nie jest najwyższa, lecz średnia wymagana temperatura zasilania. Pompy ciepła są w stanie skutecznie dostarczyć wymagane ciepło również w budynkach starszych, pracując jednocześnie z akceptowalną efektywnością.
Opisywane wnioski potwierdza program monitoringowy przeprowadzony w Szwajcarii. Również w tym projekcie badano pompy ciepła, między innymi w budynkach starszych o różnym poziomie termomodernizacji. Również w badaniach szwajcarskich maksymalne temperatury w budynkach niewyposażonych w ogrzewanie podłogowe osiągały maksymalnie ok. 55°C. Główny wniosek autorów brzmi: „Poprawnie zaplanowane i zainstalowane instalacje z pompami ciepła są w stanie w sposób efektywny zastąpić systemy grzewcze oparte na paliwach kopalnych”.
Na koniec warto dodać, jak dużą wartością byłoby przeprowadzenie podobnego projektu monitoringowego również w Polsce. Zapewniłoby to nie tylko uwzględnienie polskich warunków pogodowych oraz polskiej charakterystyki budynków. Pozwoliłoby również na niezależną ocenę i analizę urządzeń dostępnych w Polsce, w tym pomp ciepła polskich producentów.
dr inż. Marek Miara, Fraunhofer ISE
Jest długoletnim pracownikiem Instytutu Fraunhofera ISE z siedzibą główna we Freiburgu w Niemczech. Obecnie koordynuje w Instytucie wszelkie działania związane z tematem pomp ciepła. Przewodzi międzynarodowym projektem „Heat Pumps in Multi-Family Buildings” (Annex 50) w ramach IEA Heat Pump Technologies Programm. Jest członkiem szeregu gremiów wytycznych VDI (Verband Deutscher Ingenieure), członkiem zarządu niemieckiego „Towarzystwa Chłodu i Technik Klimatyzacyjnych” DKV e.V., członkiem zarządu „Europejskiego Stowarzyszenia Pomp Ciepła”(EHPA), oraz aktywnym członkiem Polskiej Organizacji Rozwoju Technologii Pomp Ciepła (PORT PC).
Autor wielu publikacji naukowych z zakresu pomp ciepła oraz budownictwa energooszczędnego. Prelegent oraz organizator licznych konferencji. Studiował na Politechnice Wrocławskiej oraz Uniwersytecie w Kassel. Brał udział w wielu niemieckich oraz międzynarodowych projektach naukowo-badawczych.
