Czy termomodernizacja budynku jest niezbędna podczas instalacji pompy ciepła?

Zastanawiasz się, czy pompa ciepła może zapewnić komfortowe warunki cieplne w istniejących budynkach? A może przed jej instalacją konieczna jest kompleksowa termomodernizacja budynku? Na te i wiele innych pytań o termomodernizację i pompy ciepła odpowiadamy w naszym artykule.

Skuteczne i proste działania zamiast kompleksowej termomodernizacji

Podstawowa zasada mówi, że im mniejsze jest zapotrzebowanie na energię cieplną do utrzymania komfortowej temperatury w budynku, tym lepiej. Dlatego wszelkie działania termomodernizacyjne mające na celu redukcję tego zapotrzebowania są rozsądne i pożądane. Obejmuje to wszystkie rodzaje systemów grzewczych, nie tylko pompy ciepła. Niemniej jednak, termomodernizacja często nie jest wymagana przed instalacją systemu grzewczego opartego na pompie ciepła.

Pełna lub częściowa termomodernizacja budynku i jego instalacji czasami nie jest możliwa z różnych powodów w krótkim okresie. Jednak – w wielu przypadkach – nie jest również konieczna do rozważenia instalacji pompy ciepła. Oczywiście, z punktu widzenia efektywności pompy ciepła, im mniejsze straty ciepła występują w budynku, tym lepiej. Korzyści finansowe dla mieszkańców oraz środowiska przy minimalnym zużyciu energii grzewczej są oczywiste.

Przy podejmowaniu decyzji o instalacji pompy ciepła w istniejącym budynku trzeba wziąć pod uwagę wymagane temperatury systemu grzewczego. Warto pamiętać, że w wielu przypadkach starsze systemy grzewcze, zwłaszcza grzejniki, są zwykle przewymiarowane, zgodnie z dawno ustalonymi standardami. Jest to korzystne przy zmianie źródła ciepła na pompę ciepła, ponieważ pozwala to na obniżenie temperatury zasilania i zwiększenie efektywności całego systemu.

Kolejnym istotnym aspektem jest rozważenie ewentualnych działań termomodernizacyjnych, takich jak wymiana stolarki okiennej, która może być wystarczająca do zapewnienia prawidłowego działania pompy ciepła w starszych budynkach, gdzie takie modernizacje były już przeprowadzane podczas wieloletniej eksploatacji.

Warto także rozważyć stosunkowo łatwe i niedrogie metody poprawy efektywności pomp ciepła w istniejących budynkach, jak na przykład wymiana tradycyjnych grzejników na grzejniki niskotemperaturowe. Nowoczesne grzejniki mogą efektywnie przekazywać ciepło przy niższych temperaturach zasilania, co przyczynia się do oszczędności energii.

Tego rodzaju proste kroki mogą stanowić pierwszy etap długoterminowego procesu termomodernizacji, prowadząc do zwiększenia efektywności energetycznej budynku oraz systemu pomp ciepła.

Pompy ciepła – z grzejnikami czy podłogówką?

Jednym z powszechnych przekonań dotyczących pomp ciepła jest twierdzenie, że są one efektywne jedynie w połączeniu z ogrzewaniem płaszczyznowym, takim jak ogrzewanie podłogowe, sufitowe lub ścienne. Teoria ta jest obalona zarówno przez prawa fizyki, jak i przez liczne instalacje pomp ciepła, które skutecznie współpracują z tradycyjnymi grzejnikami.

W badaniach przeprowadzonych przez Instytut Fraunhofera ISE w budynkach jednorodzinnych zaobserwowano, że tylko niewielka liczba pomp ciepła zastosowanych z grzejnikami osiągała średnie temperatury zasilania przekraczające 45°C.

Większość przebadanych instalacji, które skutecznie i efektywnie zapewniały ciepło budynkom, miały średnie temperatury zasilania poniżej 40°C. Dowodzi to, że wyposażenie budynku w standardowe grzejniki nie musi prowadzić do konieczności stosowania „bardzo wysokich” temperatur zasilania.

Zastosowanie odpowiedniej regulacji pogodowej pozwala na utrzymanie niskich temperatur w grzejnikach w zależności od warunków atmosferycznych na zewnątrz budynku, co skutecznie wspomaga efektywność systemu grzewczego.

Czy pompy ciepła zapewniają odpowiedni komfort cieplny w domach?

Jedno z ważniejszych pytań nurtujących mieszkańców budynków dotyczy podstawowej funkcji systemu grzewczego: czy pompy ciepła są w stanie utrzymać odpowiednie temperatury w pomieszczeniach podczas bardzo niskich temperatur na zewnątrz? Aby odpowiedzieć na to pytanie, warto przeanalizować zebrane dane z niemieckiego programu monitoringowego z zimy 2020 i 2021 roku.

Podobnie jak w Polsce, pierwsze dwa tygodnie lutego 2021 roku były w Niemczech bardzo mroźne. Program monitoringowy pozwolił ocenić, jak pompy ciepła radzą sobie w ekstremalnych warunkach. Analiza danych z 20 instalacji powietrznych pomp ciepła wykazała:

• – Średnia temperatura powietrza podczas pracy pomp ciepła wynosiła -3,6°C. W porównaniu, w ciągu ostatnich 50 lat średnia temperatura zewnętrzna spadła poniżej -3,5°C jedynie przez 5 miesięcy.
• – Średnia efektywność pomp ciepła w 17 z analizowanych instalacji wynosiła 2,3, przy czym wyniki wahały się od 1,6 do 2,8. Trzy najlepsze instalacje w budynkach po pełnej termomodernizacji zostały pominięte.

Podczas bardzo zimnych okresów, średnio z jednej kilowatogodziny energii elektrycznej pompy ciepła w starszych budynkach dostarczały ponad dwukrotnie więcej ciepła.

Warto zauważyć, że nawet przy średniej temperaturze zewnętrznej -10,2°C, najmniej efektywna instalacja była w stanie pracować bez grzałek elektrycznych. Wszystkie badane instalacje zapewniały mieszkańcom oczekiwany komfort termiczny.

Przykłady zastosowania pomp ciepła w krajach o surowych zimach, takich jak Skandynawia, również dowodzą, że mogą one efektywnie działać nawet w warunkach, gdzie temperatura spada do -25°C, bez konieczności użycia dodatkowej grzałki elektrycznej.

Jak działają pompy ciepła po późniejszej termomodernizacji budynku?

W kontekście późniejszej modernizacji często pojawiają się pytania:

• – Co się stanie, jeśli najpierw zainstalujemy pompę ciepła, a później przeprowadzimy termomodernizację budynku?
• – Czy pompa ciepła będzie wtedy przewymiarowana?

Główną zaletą pomp ciepła jest ich elastyczność działania. Późniejsza modernizacja budynku przede wszystkim zwiększa efektywność tego urządzenia. Pompom ciepła niezbędne jest dostarczanie ciepła zarówno podczas łagodnych chłodów, jak i w mroźne zimy. Oznacza to, że muszą one elastycznie reagować przez cały sezon grzewczy. Z tego powodu przewymiarowanie (o ile nie jest skrajne) nie stanowi większego problemu technicznego, zwłaszcza w przypadku pomp ciepła z inwerterową technologią, które mogą regulować moc cieplną sprężarki, zachowując wysoką efektywność.

Należy również pamiętać, że technologia inwerterowa, powszechnie stosowana w nowoczesnych pompach ciepła, umożliwia precyzyjne dostosowanie mocy cieplnej do zmieniającego się zapotrzebowania, co przyczynia się do utrzymania wysokiej efektywności urządzenia.

Istotne jest także zaangażowanie doświadczonego fachowca. Pompę ciepła można z powodzeniem stosować w istniejących budynkach, chociaż zawsze lepiej jest najpierw przeprowadzić termomodernizację, a dopiero potem wymienić system grzewczy. W większości przypadków można osiągnąć dobre rezultaty instalując pompę ciepła nawet bez wcześniejszej termomodernizacji lub przy częściowej modernizacji. Niemniej jednak, nie należy bagatelizować znaczenia termomodernizacji, zwłaszcza w przypadku budynków o wysokim zapotrzebowaniu na energię cieplną, takich jak „wampiry energetyczne” pozbawione odpowiedniej izolacji termicznej.

Artykuł powstał na podstawie publikacji „Pompa ciepła bez termomodernizacji budynku”, która została opublikowana w ramach kampanii Pompuj ciepło z głową realizowanej przez PORT PC.