Niemcy opracowali pompę ciepła wykorzystującą dwa źródła energii cieplnej

Fraunhofer ISE i Viessmann wspólnie opracowali pompę ciepła zdolną do korzystania z dwóch niezależnych źródeł ciepła. Rozwiązanie ma się nadawać do zastosowania w budynkach wielorodzinnych w centrach miast.

Wśród różnych rodzajów pomp ciepła najbardziej zyskały na popularności w ostatnich latach powietrzne pompy ciepła. Wynika to m.in. z łatwej dostępności powietrza jako źródła ciepła dla urządzenia.

Powietrze nie jest jednak źródłem doskonałym, gdyż wykazuje dużą niestabilność temperaturową w ciągu roku. Spadająca zimą do wartości minusowych temperatura powoduje, że do wytworzenia określonej ilości ciepła potrzeba znacząco większej konsumpcji energii elektrycznej niż w sytuacji, gdy temperatury są dodatnie.

REKLAMA

Bardziej stabilnym źródłem ciepła może być grunt. W przypadku głębokich odwiertów (około 100 m) temperatura dolnego źródła jest w miarę stała – oscyluje w granicach 8 st. C.

Jedna pompa, dwa źródła energii

Fraunhofer ISE i Viessmann postanowili połączyć zalety powietrza i geotermii – zaprojektowali pompę ciepła, która może korzystać z obu źródeł. W ramach projektu „LowEx in the Building Stock” badacze zainstalowali opracowane urządzenie w styczniu 2022 roku w budynku z 30 lokalami mieszkalnymi. Znajduje się on w Karlsruhe w Niemczech.

Wieloźródłowa pompa ciepła została połączona z kotłem gazowym, jednak – jak tłumaczą autorzy nowego rozwiązania – gaz ma być wykorzystywany w roli biwalentnego źródła zasilania w najbardziej ekstremalnych warunkach, zwłaszcza w celu stałego zapewnienia ciepłej wody użytkowej o wysokiej temperaturze dla ponad 100 mieszkańców budynków. Oprócz wspomnianych urządzeń na dachu bloku zamontowano instalację fotowoltaiczną o mocy 60 kWp.

REKLAMA

Zadowalające wyniki

Fraunhofer ISE podał, że w ciągu pierwszych 6 miesięcy eksploatacji systemu (luty–lipiec 2022) temperatura źródła dolnego, z którego energię pobierała pompa, wyniosła średnio 8 st. C. We wspomnianym okresie współczynnik COP (współczynnik wydajności cieplnej) został obliczony na poziomie 3,2. Zamontowany kocioł gazowy odpowiadał za 31 proc. całkowitej ilości ciepła dostarczonej do budynku.

Cały system – wieloźródłowa pompa ciepła z piecem gazowym oraz fotowoltaiką – zapewniły redukcję emisji CO2 dla badanego okresu o 42 proc.

Wykorzystanie geotermii umożliwia ustabilizowanie sumarycznej temperatury źródła dolnego w ciągu całego roku, a jej połączenie z powietrzem pozwala na znacząco płytsze odwierty, co – jak podkreślają Fraunhofer ISE i Viessmann – jest szczególnie istotne w przypadku budynków wielorodzinnych znajdujących się w centrach miast.