Pompy ciepła w istniejących budynkach cz. 2

Wyniki pracy powietrznych oraz gruntowych pomp ciepła w budynkach bez termomodernizacji
Dom w Saksonii (Niemcy) z pompą ciepła typu solanka/woda
Dom w Saksonii (Niemcy) z pompą ciepła typu solanka/woda
Fot. © Bundesverband Wärmepumpe (BWP) eV.

W drugim artykule poświęconym rezultatom badań pracy instalacji z pompami ciepła w budynkach istniejących, prowadzonych przez wiele lat w niemieckim Instytucie Fraunhofera ISE, omówione zostały m.in. wyniki programów monitoringu pracy powietrznych oraz gruntowych pomp ciepła, ich efektywność w warunkach rzeczywistych oraz wpływ systemów zasilania i rozprowadzania ciepła na działanie urządzeń.

Jak dobrze działają pompy ciepła w istniejących budynkach?

Na pytanie: „jak dobrze działa pompa ciepła?”, można odpowiedzieć, biorąc pod uwagę różne kryteria. „Jak dobrze” rozumiane jest najczęściej jako „jak efektywnie”. Efektywność pomp ciepła wyznaczana jest w pierwszej kolejności w laboratoriach dla określonych warunków pracy. W ten sposób uzyskiwane są tzw. współczynniki COP (ang. Coefficient of Performance). Dzięki tym wartościom możliwe jest porównanie w sposób znormalizowany różnych modeli pomp ciepła.

 

 

Dzięki współczynnikom COP możliwe jest również obliczenie tzw. sezonowych współczynników efektywności (SCOP), używając przy tym konkretnych planowanych parametrów działania instalacji. Dzięki tym wskaźnikom można oszacować np. oczekiwane koszty roczne działania przyszłej instalacji.

Ostatnim sposobem wyznaczania efektywności pomp ciepła są pomiary w rzeczywistych warunkach przez określony czas (najczęściej jeden rok). I to właśnie te wartości, nazywane najczęściej SPF (Seasonal Performance Factor), mówią o rzeczywistej efektywności uzyskanej dla konkretnej instalacji.

Efektywność pomp ciepła w warunkach rzeczywistych

Instytut Fraunhofera ISE przebadał w ciągu ostatnich 20 lat ok. 300 instalacji pomp ciepła w rzeczywistych warunkach działania, obliczając jednocześnie ich efektywność. Na rys. 1 przedstawiono wyniki dwóch projektów dotyczących istniejących budynków (w odróżnieniu od budynków nowo budowanych). Projekty te zostały przeprowadzone z ok. 10-letnim przesunięciem czasowym. Z tego powodu poprawę wartości ich średniej efektywności, np. dla gruntowych pomp ciepła z 3,3 na 4,1, można częściowo wytłumaczyć rozwojem technologicznym pomp ciepła. Innym powodem jest odmienny standard energetyczny badanych budynków.


Rys. 1.  Średnie wartości oraz przedziały uzyskanych wartości efektywności instalacji pomp ciepła w dwóch projektach monitoringowych realizowanych w istniejących budynkach

Budynki analizowane w ramach pierwszego projektu w większości nie zostały poddane termomodernizacji, a w 90% z nich rozprowadzenie ciepła w pomieszczeniach realizowane było za pomocą grzejników. Wszystkie budynki badane w ramach drugiego projektu miały wprawdzie pomiędzy 15 a 150 lat, ale niektóre z nich poddane były wcześniej częściowej lub całkowitej termomodernizacji. Efektywność w obydwu projektach obliczana była z uwzględnieniem dwóch trybów pracy pompy ciepła – ogrzewania pomieszczeń oraz przygotowania ciepłej wody użytkowej. W bilansowaniu uwzględniano również energię elektryczną potrzebną do ewentualnej pracy grzałek elektrycznych.

W okresie od czerwca 2018 do lipca 2019 roku powietrzne pompy ciepła uzyskały wartości efektywności od 2,5 do 3,8; średnia wyniosła 3,1. Dwa najlepsze wyniki uzyskane w budynkach po pełnej termomodernizacji nie zostały uwzględnione przy obliczaniu wartości średnich. 12 instalacji z gruntowymi pompami ciepła uzyskało średnią 4,1, przy przedziale wartości od 3,3 do 4,7. Najniższy wynik, 1,8, nie został uwzględniony przy obliczaniu średniej. Uzyskane wartości wskazują na dobre działanie pomp ciepła w istniejących budynkach. Znaczenie uzyskanych wyników, zarówno pod względem ekologicznym, jak i ekonomicznym, omówione zostanie w kolejnych odcinkach serii.

Czytaj też: Niezawodność i trwałość instalacji chłodniczych i pomp ciepła  >>

Wpływ temperatur zasilania oraz systemów rozprowadzenia ciepła

Przedstawione wcześniej średnie wartości efektywności badanych instalacji pozwalają jedynie na nakreślenie bardzo ogólnego obrazu działania pomp ciepła. Przykład bardziej dogłębnej analizy przedstawiono na rys. 2. Przedstawia on wyniki badań efektywności 41 instalacji powietrznych pomp ciepła działających w trybie ogrzewania pomieszczeń. Dla każdej instalacji przedstawiono efektywność uzyskaną w zależności od (dziennej) maksymalnej temperatury zasilania. Trzy kolory symbolizują różne systemy rozprowadzenia ciepła: pomarańczowy to budynki z grzejnikami, niebieski to systemy z ogrzewaniem podłogowym, a zielony symbolizuje układy mieszane.


Rys. 2.  Roczne średnie wartości efektywności 41 powietrznych pomp ciepła z różnymi systemami rozprowadzenia ciepła

W pierwszej kolejności zauważyć można generalną zależność – im niższa temperatura zasilania, tym wyższa efektywność. Zasady teoretyczne zostały więc potwierdzone w praktyce. Potwierdzono również drugie ogólne twierdzenie – systemy grzewcze z ogrzewaniem podłogowym osiągają wyższą efektywność niż systemy z grzejnikami.

Interesujący jest jednak fakt, że widoczny rozkład nie jest jednoznaczny. Większość wyników efektywności plasuje się między 3,0 i 4,0. Wartość średnia dla wszystkich instalacji to 3,3. Zarówno systemy z grzejnikami, jak i te z ogrzewaniem podłogowym uzyskały podobne wartości. Inaczej mówiąc, siedem instalacji z grzejnikami pracujących z podobnymi temperaturami zasilania, na poziomie ok. 48°C, osiągnęło efektywność pomiędzy 1,5 i 3,8. To bardzo duży rozstrzał, wskazujący na inne niż tylko temperatura zasilania czynniki wpływające na efektywność.

 

Przykładowo w dwóch instalacjach, które uzyskały „podejrzanie” niską efektywność, ok. 1,5, pracowały pompy ciepła starszej daty, mające jednocześnie niskie wartości współczynnika COP. Decydującym aspektem w tych przypadkach były jednak błędy projektowe i instalacyjne, które spowodowały w konsekwencji wadliwe działanie pomp ciepła i duży udział grzałek elektrycznych.

Przedstawione wyniki wskazują, że temperatura zasilania nie jest aspektem decydującym o efektywności pomp ciepła. Jest to pocieszające dla instalacji, w których stosunkowo wysoka temperatura zasilania jest niezbędna – również w takich instalacjach możliwe jest uzyskanie dobrej efektywności. Wyniki wskazują jednak również, że sam system niskotemperaturowy z ogrzewaniem podłogowym nie gwarantuje uzyskania wysokiej efektywności. W obu przypadkach niezbędne jest fachowe i poprawne planowanie, instalacja i uruchomienie instalacji z pompą ciepła. To one zdecydują o tym, jak efektywnie będzie działać dany system.

Dobre wyniki już dziś

Wyniki badań potwierdzają, że pompy ciepła jako urządzenia grzewcze mogą dobrze działać również w istniejących budynkach. Wynikające z ich pracy korzyści ekologiczne oraz ekonomiczne zostaną omówione dokładniej w kolejnych odcinkach serii. Badane urządzenia działały najczęściej bez problemów technicznych, usterki zdarzały się bardzo rzadko. W ostatnich latach zaobserwować można rozwój technologiczny pomp ciepła, który będzie z pewnością kontynuowany dzięki innowacyjnym rozwiązaniom. Podsumowując, należy stwierdzić, że wyniki uzyskiwane przez pompy ciepła już dziś należy uznać za (co najmniej) dobre.

Chcesz być na bieżąco? Czytaj nasz newsletter!

[pompy ciepła, budynki bez termomodernizacji, termomodernizacja, gruntowe pompy ciepła, efektywność energetyczna]

   10.06.2021

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie



Zaprojektuj niezawodne instalacje w budynku »

Czy wiesz, jakich błędów unikać przy instalacji? »

zawory antyskażeniowe
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


 Jak zapewnić skuteczny monitoring parametrów środowiskowych w pomieszczeniach medycznych »

izolacje w instalacji


 


Czy bezdotykowy design stanie się standardem? »

Jak zminimalizować stratę energii w układach wentylacyjnych »
armatura bezdotykowa
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


Zbliża się zima 100-lecia? Z jakim urządzeniem zaoszczędzisz najwięcej »

oszczednosc energii



O czym dowiesz się na międzynarodowym spotkaniu instalatorów »

Czy wiesz, na której platformie znajdziesz niezbędne narzędzia dla instalatora i dostaniesz 500zł »
 
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


Co zrobić kiedy nie możesz pozbyć się wody z wycieku »

wyciek z rury


 


Jaki wybrać płyn do instalcji w przemyśle spożywczym »

Od czego zacząć, gdy chcesz zabezpieczyć hale przemysłowe przed pożarem »
panele fotowoltaiczne ochrona przed pożarem
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


Jak zabezpieczyć dylatację przed pożarem »

dyletacja

 



Do 77% oszczędności na zużyciu energii »

Z poradnika hydraulika - gdzie kupisz sprawdzony sprzęt »

cichy oszczedny klimatyzator hydraulik
jestem na bieżąco » korzystam z wiedzy »

 


 


Które pompy ściekowe mogą być stosowane na dużej głębokości » Upały dają się we znaki! Co lepsze? Centrala wentylacyjna czy rooftop? »
kanalizacja wentylatory
wiem więcej » poznaj dziś »

 



Poznaj metody na oszczędność wody »

W czym tkwi sedno w projektowaniu instalacji grzewczej »
produkcja studni wodomierzowych
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


Ekspert Budowlany - zlecenia

Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników naszego portalu... dowiedz się więcej »

Co Szperacz wyszperał ;-)

źle wykonana instalacja

Sztywniactwo i niechlujstwo - zobacz i skomentuj »

Dla tych, którzy szukają bardziej elektryzujących wrażeń Szperacz ma dziś coś specjalnego - rozdzielnia w toalecie.

zaślepka


TV Rynek Instalacyjny


 tv rynek instalacyjny
7-8/2021

Aktualny numer:

Rynek Instalacyjny 7-8/2021
W miesięczniku m.in.:
  • - Nowe kotły gazowe
  • - Retencja wód opadowych
Zobacz szczegóły

Bezpłatny newsletter

Mamy dla Ciebie prezent 


Wystarczy,

że zapiszesz się na newsletter,
a otrzymasz link do

e-book

" Kotły na biomasę i biopaliwa "

Zapisuję się »

Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright © 2011 - 2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl