Pompa ciepła w stuletnim domu - czy to w ogóle ma sens?

Czy warto montować pompę ciepła w starym budynku?

Wielu właścicieli domów sprzed kilkudziesięciu lat, planując wymianę pieca, słyszy ten sam argument: pompa ciepła sprawdzi się wyłącznie w nowym, dobrze ocieplonym budynku. Tymczasem praktyka pokazuje, że to uproszczenie nieznajdujące potwierdzenia w rzeczywistych danych eksploatacyjnych. Niemiecki instytut Fraunhofer ISE w ramach projektu badawczego WP-QS im Bestand przeanalizował 77 realnie działających instalacji w istniejących budynkach, z czego sześć poddano pogłębionej, wieloparametrowej ocenie. Wniosek jest jednoznaczny - sam rok budowy domu nie przesądza o tym, czy inwestycja w pompę ciepła się opłaci.

Domy z XIX wieku kontra budynki z lat 90.

Badane obiekty pochodziły z bardzo różnych okresów - od 1826 do 1995 roku. Co ważne, naukowcy nie opierali się na papierowych wyliczeniach projektowych, lecz na rzeczywistym zużyciu energii zmierzonym podczas codziennej eksploatacji instalacji. Dzięki temu wyniki pokazują, jak systemy grzewcze zachowują się w praktyce, a nie jak powinny działać w teorii.

Sezonowy współczynnik efektywności SPF przyjmował wartości od 3,0 do 5,1. Co zaskakujące, najwyższy wynik nie trafił się w najmłodszym budynku, lecz w domu z 1826 roku, wyposażonym w gruntową pompę ciepła i poddanym wcześniej gruntownej termomodernizacji. Z kolei budynek z 1995 roku, teoretycznie najlepiej przygotowany pod kątem energetycznym, osiągnął w tej grupie najsłabszy rezultat - SPF na poziomie zaledwie 3,0.

Co naprawdę wpływa na efektywność - temperatura obiegu

Dane z badania pokazują wyraźnie, że to temperatura pracy instalacji grzewczej, a nie metryka budynku, ma decydujące znaczenie dla efektywności pompy ciepła. Najlepsze rezultaty notowano przy stosunkowo niskich średnich temperaturach zasilania - w przedziale 32-36 stopni Celsjusza.

Dobrym przykładem jest dom z 1950 roku, w którym jedyną modernizacją była wymiana okien. Mimo zapotrzebowania na ciepło sięgającego 145 kWh/m² rocznie, zainstalowana tam pompa powietrze-woda współpracująca z grzejnikami osiągnęła SPF 3,5 przy średniej temperaturze obiegu wynoszącej jedynie 42 stopnie. To lepszy rezultat niż w nowszym i lepiej ocieplonym budynku z 1987 roku, gdzie zapotrzebowanie na ciepło wynosiło tylko 53 kWh/m² rocznie, a SPF osiągnął jedynie 3,3 - głównie z powodu niższej sprawności zastosowanego urządzenia.

Montaż ma znaczenie - nawet najlepszy budynek tego nie naprawi

Szczególnie pouczające jest zestawienie dwóch gruntowych pomp ciepła pracujących w podobnie starych, zmodernizowanych domach z lat 1826 i 1850. Pierwsza instalacja, współpracująca z ogrzewaniem podłogowym i grzejnikami, osiągnęła imponujący SPF 5,1 i pokrywała niemal całe zapotrzebowanie budynku na ciepło. Druga, mimo zbliżonych warunków startowych, uzyskała wynik znacznie gorszy - 3,8.

Przyczyną różnicy okazały się błędy wykonawcze w instalacji hydraulicznej, w tym zamienione miejscami przyłącza przy podłączeniu do bufora ciepła. Taki błąd zaburzał przepływ czynnika grzewczego i generował niepotrzebne straty temperatury. Wniosek jest prosty - nawet najlepiej dobrane urządzenie nie zrekompensuje niedopracowanego projektu i montażu instalacji.

Stary budynek, dobry wynik - przykład z 1875 roku

Warto zwrócić uwagę na przypadek domu z 1875 roku o powierzchni 360 m², w którym zakres wcześniejszych prac modernizacyjnych był minimalny. Mimo to zainstalowana pompa powietrze-woda osiągnęła SPF na poziomie 4,0, choć stwierdzono tam również problemy z hydrauliką, między innymi skomplikowane prowadzenie przewodów wokół zasobnika ciepłej wody. Pokazuje to, że nawet przy niedoskonałym wykonaniu instalacji można uzyskać satysfakcjonującą efektywność, jeśli pozostałe parametry systemu - zwłaszcza temperatura pracy - są odpowiednio dobrane.

Co to oznacza w praktyce dla osób planujących modernizację

Wyniki badania mają konkretne przełożenie na decyzje inwestorów rozważających wymianę starego źródła ciepła na pompę ciepła w budynku z dużym stażem. Przede wszystkim obalają mit, jakoby głęboka termomodernizacja była warunkiem koniecznym do osiągnięcia dobrej efektywności. W badanej grupie wysokie wyniki uzyskano zarówno w domach po kompleksowym remoncie, jak i w tych, gdzie prace ograniczyły się do wymiany okien.

Znacznie ważniejsze okazują się trzy czynniki:

• prawidłowy dobór urządzenia pod kątem realnych parametrów pracy instalacji,
• obniżenie temperatury systemu grzewczego wszędzie tam, gdzie jest to możliwe,
• staranne zaprojektowanie i wykonanie instalacji hydraulicznej.

Co ciekawe, w czterech z sześciu szczegółowo analizowanych przypadków dodatkowa grzałka elektryczna w ogóle nie była uruchamiana albo jej udział w bilansie energetycznym był marginalny. To potwierdza, że prawidłowo zaprojektowana pompa ciepła potrafi samodzielnie pokryć zapotrzebowanie na ciepło nawet w starszym budynku, bez wsparcia dodatkowego źródła energii.

Wnioski dla branży i inwestorów

Dla firm instalatorskich i całego sektora OZE płynie z tego jasna wskazówka: zamiast z góry odradzać montaż pompy ciepła w starym domu, warto postawić na rzetelną analizę istniejącego systemu grzewczego, odpowiedni dobór urządzenia oraz dbałość o jakość wykonania instalacji. To właśnie te elementy, a nie rok budowy czy metraż domu, decydują ostatecznie o powodzeniu całej inwestycji.