Pompy ciepła optymalne w budynkach o niemal zerowym zużyciu energii w Finlandii.
Przeprowadzony w Finlandii projekt badawczy ”HP4NZEB – Heat Pump Concepts for Nearly Zero Energy Buildings” pokazuje, że stosowanie indywidualnych pomp ciepła w budynkach o niemal zerowym zużyciu energii jest bardziej opłacalne od korzystania z ogrzewania z sieci ciepłowniczej. Dotyczy to wszystkich typów pomp ciepła – również powietrznych. Wyniki projektu podkreślają rolę pomp ciepła, jako opłacalnego, ekologicznego i efektywnego energetycznie źródła ciepła.
W projekcie przeanalizowane zostało roczne zużycie energii pierwotnej budynku oraz koszt cyklu życia instalacji grzewczej. Ogrzewanie z sieci ciepłowniczej porównano z instalacją wykorzystującą pompy ciepła. W projekcie wzięto pod uwagę trzy różne rodzaje budynków: typowy fiński dom wolnostojący, nowy budynek mieszkalny oraz wyremontowany apartament z 1960 roku. Badaniom zostały poddane rozwiązania wykorzystujące gruntowe oraz powietrzne pompy ciepła, w tym pompy ciepła typu powietrze-woda, powietrze-powietrze, a także pompy ciepła wykorzystujące powietrze wyrzutowe. Wszystkie badane koncepcje miały pewne wspólne wartości w zakresie efektywności energetycznej np. oświetlenie LED, wodny system ogrzewania. Poziom odniesienia dla nowych budynków, o niemal zerowym zużyciu energii, został zdefiniowany w projekcie o nazwie FInZEB. Poziom zalecany przez projekt FInZEB został osiągnięty przez wszystkie typy pomp ciepła badane w projekcie HP4NZEB. Biorąc pod uwagę wyremontowany apartament z 1960 roku, wszystkie instalacje z pompą ciepła osiągają niższy poziom zapotrzebowania na energię pierwotną niż w przypadku sieci ciepłowniczej, która została użyta, jako poziom odniesienia.
Rys.1 Udział urządzeń grzewczych stosowanych w nowych budynkach jednorodzinnych w Finlandii, [Źródło danych: Rakennustutkimus RTS OY]
Symulacje badanych obiektów wraz z instalacjami pozwoliły również zwrócić uwagę na konieczność wykorzystania chłodzenia w budynkach o niemal zerowym zużyciu energii, w celu zapewnienia komfortowych warunków środowiska wewnętrznego w ciągu roku. Pompy ciepła wnoszą wartość dodaną do inwestycji, ponieważ mogą one odpowiadać również za chłodzenie obiektu. Badania wykazały, że najbardziej opłacalna i efektywna ze wszystkich typów instalacji była gruntowa pompa ciepła. Badania pozwoliły również na obalenie stereotypu, że temperatura zewnętrzna w Finlandii jest zbyt niska, aby osiągnąć dobrą wydajność i efektywność powietrznych pomp ciepła. Wyniki badań w zakresie skuteczności stosowania pomp ciepła powietrze-woda w założonych warunkach przewyższyły pierwotne założenia zespołu projektowego.
W przypadku nowego budynku mieszkalnego zarówno gruntowe pompy ciepła, jak i pompy ciepła powietrze-woda osiągają odpowiednią wartość energii pierwotnej, bez żadnych dodatkowych źródeł. W przypadku gruntowej pompy ciepła zapotrzebowanie na energię pierwotną osiągnęło wartość 95, 7 kWh / (m² * rok), dla pompy ciepła powietrze- woda było to 98, 4 kWh / (m² *rok). Natomiast dla ogrzewania z ciepłowni to 107, 6 kWh / (m² * rok). Przy zastosowaniu pompy ciepła w budynku jednorodzinnym jest możliwe uzyskanie klasy energetycznej budynku B, a przy dodatkowym zastosowaniu na dachu budynku fotowoltaiki klasy energetycznej A.
Patrząc na obliczone koszty cyklu życia w okresie 25 lat pompy ciepła są bezkonkurencyjne. Koszt rozwiązania z gruntową pompą ciepła wynosił 173 € / m² oraz w przypadku pompy ciepła powietrze-woda 183 € / m². W przypadku zastosowania sieci ciepłowniczej koszty wyniosły 225 € / m².
Rys.2 Całkowite, jednostkowe koszty życia LCC dla badanych rozwiązań grzewczych w projekcie HP4NZEB.
Projekt zrealizowany w Finlandii pokazuje, że pompy ciepła są bardzo korzystnym rozwiązaniem przy realizacji koncepcji budynków o niemal zerowym zużyciu energii. Największą ich zaletą jest możliwość stosowania zarówno do ogrzewania, przygotowywania c.w.u. jak również do chłodzenia pomieszczeń. Jak dodaje przewodniczący komitetu sterującego projektem, dyrektor wykonawczy Stowarzyszenia Pomp Ciepła SULPU, Jussi Hirvonen: „Projekt pozwolił solidne udowodnić, że gdy w życie wejdzie wymóg UE, aby wszystkie nowe budynki były budynkami o niemal zerowym zużyciu energii, pompy ciepła będzie najprawdopodobniej jednym z najlepszych rozwiązań grzewczych". Kraje wysoko rozwinięte, a wśród nich Finlandia już od lat doceniają ich potencjał. W Polsce rynek tych urządzeń wciąż jest jeszcze w początkowej fazie rozwoju. Badacze dowiedli również, że stosowanie powietrznych pomp ciepła przy finlandzkim klimacie jest możliwe i opłacalne ekonomicznie. Polska, ze swym łagodniejszym klimatem, powinna brać przykład z tego kraju. Czynnikiem decydującym jest tutaj odpowiedni dla danego budynku dobór mocy grzewczej oraz mocy chłodzenia budynku.
Źródło: PORT PC
