Pompy ciepła dla starych budynków. Da się to zrobić

Pompy ciepła to dość drogie urządzenia, które cieszą się dużą popularnością w szczególności w domach jednorodzinnych. Tego typu źródło ciepła najłatwiej zastosować w nowych budynkach, które są dobrze izolowane i korzystają z ogrzewania podłogowego. W przypadku starszych nieruchomości, bazujących w dodatku na ogrzewaniu grzejnikami, instalacja pomp ciepła stanowi większe wyzwanie.

Naukowcy z Instytutu Fraunhofera, Uniwersytetu we Freiburgu i Instytutu Technologii w Karlsruhe zaprezentowali pracę, w której przygotowali rozwiązania, które można zastosować nawet w starych budynkach wielorodzinnych, które powstawały kilkadziesiąt lat temu.

Badania prowadzono w odniesieniu do danych z Niemiec. 62 proc. budynków było budowanych przed pierwszymi przepisami dotyczącymi termoizolacji, czyli przed 1977 r. i stanowią one obecnie ok. 2/3 zużycia energii w sektorze. Pompy ciepła pozwalają na redukcję emisji CO2, jeśli są stosowane w systemach o niskim zużyciu energii. Pompy ciepła zyskują popularność w przypadku budynków jedno- i dwu rodzinnych, ale w wielopiętrowych budynkach są rzadkością.

- Wyzwanie leżą zarówno w wyższej mocy cieplnej wymaganej od generatora ciepła, jak i w lokalizacji budynków, które często znajdują się w gęsto zabudowanych dzielnicach. Ponadto grzejniki i systemy ciepłej wody użytkowej w budynkach wielorodzinnych często wymagają wysokich temperatur zasilania - wyjaśnia Jeannette Wapler z Fraunhofer ISE.

Badacze starali się opracować nowe rozwiania, które byłyby dedykowane budynkom wielorodzinnym. Jednym z nich są wieloźródłowe systemy pomp ciepła, które opracowano we współpracy z firmą Viessmann. Projekt ten zakłada korzystania jednocześnie z dwóch źródeł ciepła - powietrza i gruntu. Ma być to odpowiedź na trudności z wykonywaniem głębokich odwiertów na potrzeby gruntowych pomp ciepła i stosunkowo niskiej efektywności pomp powietrze-woda do ogrzewania budynków o nie najlepszej izolacji.

Innym rozwiązaniem mają być systemy hybrydowe. Chodzi tu o połączenie pomp ciepła z systemami bazującymi na paliwach kopalnych. Jeden z projektów zakładał zaopatrzenie w ciepło pięciu bloków, w których znajduje się 160 mieszkań. Fotowoltaika na dachu ma zasilać pompy ciepła, a dodatkowe źródło ogrzewania stanowią kotły gazowe. Inna koncepcja dotyczy wykorzystania ciepła geotermalnego jako uzupełnienia pracy pomp ciepła. Kolejny projekt zakłada wsparcie systemu kolektorami PVT, które służą do ogrzewania wody i produkcji energii elektrycznej.

- Demonstracyjne budynki wielorodzinne w tym projekcie dowiodły możliwości doposażenia takich budynków w pompy ciepła i technologie o niskim zużyciu energii. Dla uzyskania optymalnej pracy ważne jest uwzględnienie różnych czynników, w tym systemów dystrybucji ciepła i ilości miejsca w piwnicy budynku ogrzewanego. Podczas modernizacji należy wykonać też bilans instalacji grzewczej i sprawdzić, czy można obniżyć temperaturę zasilania np. przez wymianę poszczególnych grzejników - zauważa dr inż. Manuel Lammle, kierownik projektu w INATECH.