Impact of the use of the solar installation and a heat pump in a residential building on reduction of conventional energy consumption

This article presents the results of the tests carried out in the Kamieniec Renewable Energy Station near Wrocław during twelve months. On the basis of the tests, the renewable and non-renewable energy consumption balance has been determined for a single-family detached house with a heated surface area of 148.25 m2 which was equipped with a solar collector installation and a heat pump. A brine-water heat pump with a horizontal collector which uses low-temperature heat from the ground is the only source for thermal energy needed for heating a building during the heating season, whereas a flat liquid solar collector installation with a surface area of 5 m2 supports preparation of hot domestic water with the use of heat acquired from solar radiation. Following the calculation of the energy balance, an impact of the application of the solar collector installation with a heat pump on the costs associated with the preparation of hot domestic water and heating of the traditional, energy-saving, and passive building have been also presented. The performed analyses prove that the consumption of conventional energy in a building with the solar collector installation with a heat pump can be reduced by more than 65% per year. The reduction of the conventional energy consumption in the building entails also the reduction of the costs incurred for the preparation of hot domestic water and heating (over 2.9 times lower energy expenses).

---

W artykule przedstawiono wyniki badań przeprowadzonych podczas dwunastu miesięcy 2010 r. w Stacji Energii Odnawialnej Kamieniec, znajdującej się w pobliżu Wrocławia. Na podstawie przeprowadzonych badań określono bilans zużycia energii odnawialnej i nieodnawialnej w budynku mieszkalnym jednorodzinnym o powierzchni ogrzewanej równej 148,25 m2, który został wyposażony w instalację z kolektorami słonecznymi i pompą ciepła. Pompa ciepła typu solanka-woda z kolektorem poziomym, wykorzystująca ciepło niskotemperaturowe z gruntu, jest jedynym źródłem energii cieplnej potrzebnej do ogrzania budynku podczas sezonu grzewczego. Natomiast instalacja kolektorów słonecznych płaskich cieczowych o powierzchni 5 m2 wspomaga przygotowanie ciepłej wody użytkowej wykorzystując ciepło pozyskane z promieniowania słonecznego. Po przeprowadzonym bilansie energetycznym przedstawiono także wpływ zastosowania instalacji z kolektorami słonecznymi i pompą ciepła na koszty związane z przygotowaniem ciepłej wody użytkowej i ogrzania budynku: tradycyjnego energooszczędnego i pasywnego. Z przeprowadzonych analiz wynika, że zużycie energii konwencjonalnej w budynku wykorzystującym instalację słoneczną z pompą ciepła możemy obniżyć o ponad 65% w skali roku. Redukcja zużycia energii konwencjonalnej w budynku pociąga za sobą także zmniejszenie kosztów ponoszonych na przygotowanie ciepłej wody użytkowej i ogrzewanie (ponad 2,9 razy mniejsze wydatki na energię).