Pompy ciepła do c.w.u – czas zwrotu nakładów inwestycyjnych

Ciepła woda użytkowa(c.w.u) jest jednym z podstawowych mediów bez którego trudno wyobrazić sobie codzienne życie. Ostatnie kilkanaście lat przyniosło wiele nowych technologii które pomagają w jej przygotowaniu. Jedną z nich są pompy ciepła dedykowane do przygotowania c.w.u. Są to urządzenia dość proste w instalacji gdyż jako dolne źródło ciepła wykorzystują powietrze, a więc nie wymagają dodatkowych prac i nakładów inwestycyjnych związanych np. z odwiertami geotermalnymi. Nadają się do montażu zarówno w przypadku nowych jak i już eksploatowanych budynków. W ostatnim czasie pojawiają się również próby ich wykorzystywanie w budynkach wspólnot i spółdzielni mieszkaniowych podczas prowadzonych prac modernizacyjnych.

Wbrew temu co twierdzi część producentów i dostawców tych urządzeń inwestycje w zakup i montaż pomp ciepła muszą być rozpatrywane także pod kątem czasu zwrotu nakładów inwestycyjnych. Cena jaką zapłacimy w tym wypadku za podgrzanie wody jest kryterium nadrzędnym, natomiast nie można rozpatrywać tego zagadnienia w oderwaniu od poniesionych nakładów i czasu ich zwrotu. Podejście takie jest obligatoryjnie wymagane min. w sytuacji kiedy inwestor chce skorzystać z dotacji ( na razie dotyczy to inwestorów instytucjonalnych, oraz biznesowych), lub preferencyjnych kredytów na tzw. eko budownictwo. Jeżeli ziszczą się pierwotne założenia do nowego programu dotacyjnego Czyste powietrze( na dzień publikacji materiałów nie są jeszcze znane szczegóły), analizy takie będą musieli przedstawiać również  termomodernizujący swoje domy jednorodzinne(modernizacja instalacji, czy wymiana źródeł ciepła także zawiera się w tym pojęciu). Aby zapobiegać ewentualnym nadużyciom efekt ekologiczny i ekonomiczny jest zawsze sprawdzany po zakończeniu inwestycji kiedy zmodernizowana instalacja jest już eksploatowana.

Jak wspomniałem we wstępie pompy ciepła typu powietrze woda do przygotowania c.w.u  mogą być wykorzystywane zarówno w budynkach nowych jak i modernizowanych. Aby zabezpieczyć system przygotowania c.w.u przed zmiennymi warunkami pracy panującymi w dolnym źródle ciepła najlepiej wybierać modele z dwiema wężownicami, celem podłączenia do jednej z nich stabilnego źródła ciepła takiego jak istniejący w budynku kocioł grzewczy, lub węzeł cieplny. Część z nich jest wyposażona w grzałki elektryczne wspomagające pracę urządzenia przy niższych temperaturach zewnętrznych, lub aby czasowo podnieść temperaturę wody(np. celem dezynfekcji termicznej instalacji). Jeżeli zatem mamy już w budynku źródła ciepła pracujące na potrzeby centralnego ogrzewania należy je wykorzystać również kiedy będzie tego wymagała sytuacja do układu c.w.u ( energia ta jest zdecydowanie tańsza od energii elektrycznej zasilającej grzałkę).

 

ANALIZA KOSZTÓW PRZYGOTOWANIA C.W.U I ZWROTU NAKŁADÓW INWESTYCYJNYCH

Składa się z kilku etapów:

  1. Określenia zużycia c.w.u,
  2. Obliczenia zapotrzebowania na energię do przygotowania c.w.u
  3. Obliczenie sprawności instalacji c.w.u
  4. Określenia nakładów inwestycyjnych,
  5. Obliczenia kosztów przygotowania c.w.u dla poszczególnych wariantów i systemów,
  6. Ocenę opłacalności inwestycji

Od poprawności wykonania pierwszych trzech etapów zależy czy wynik jaki zostanie uzyskany na końcu analizy będzie powiązany z realiami, czy będzie oderwany od rzeczywistości. Ostatnio trafił do mnie inwestor, któremu w jednej z firm sprzedających urządzenia grzewcze obliczono dla 5 osobowej rodziny roczny koszt przygotowania c.w.u przy wykorzystaniu pompy ciepła na poziomie 390 pln – czyli ok. 32,50 pln miesięcznie – wynik kompletnie nie realny. Dlatego poniżej kilka informacji  dotyczących poprawnego wykonania tych elementów analizy.

Obliczenia zużycia c.w.u; zapotrzebowania na energię do jej przygotowania, oraz sprawności instalacji są wykonywane zawsze zgodnie z wymaganiami zawartymi w aktualnych ustawach, , rozporządzeniach i normach.

Określenie zużycia c.w.u

W przypadku określenia zużycia mając do dyspozycji dane pochodzące np. z liczników, możemy je wykorzystać w miejsce tych określanych przez przepisy. Nie dysponując takimi wskaźnikami najbezpieczniej posiłkować się wartościami zawartymi w Rozporządzeniu Ministra Infrastruktury z dnia 14 stycznia 2002r w sprawie określenia przeciętnych norm zużycia wody. Podane w niej wskaźniki odnoszą się do wody zimnej. Jeżeli chodzi o c.w.u to należy przyjąć iż będzie ona stanowiła 40-50% dobowego zużycia wody przypadającej na 1 osobę.

Obliczanie zapotrzebowania na energię do przygotowania c.w.u

Przeprowadzane jest w procedurze ściśle określonej w normie EN15316-1:2017. To co wynika z niej istotnego dla użytkownika/inwestora, to określenie temperatury do jakiej podgrzewana jest woda, a więc = 55st.C, oraz temperatury wody zimnej jaka jest dostarczana do instalacji. Nie przypadkowo zwracam uwagę na ten aspekt, gdyż część dostawców urządzeń grzewczych podaje  niższe temperatury np. 45st.C, manipulując w ten sposób końcowym wynikiem( niższa temperatura = niższe koszty jej uzyskania). Normowe 55st.C wynika z potrzeb bezpieczeństwa użytkowania instalacji w odniesieniu do większości bakterii znajdujących się w wodzie. Musi ona być również przegrzewana okresowo do temperatury 62-65st.C celem pozbycia się bakterii legioneli.

W tym miejscu trzeba również obliczyć i uwzględnić energię do napędu urządzeń pomocniczych, takich jak pompy obiegowe, czy regulatory.

Obliczenie średniej rocznej sprawności instalacji c.w.u

Określenie zapotrzebowania na energię do przygotowania c.w.u, nie daje jeszcze ostatecznego wyniku. Każda instalacja grzewcza ma swoją średnią roczną sprawność na którą składają się sprawności czterech podsystemów. W przypadku c.w.u będzie to: wytwarzanie ciepła, jego akumulacja, przesył do zaworów czerpalnych, oraz wykorzystanie.

Dlaczego to takie ważne? Ponieważ każda nawet nowa instalacja ma określone straty wpływające na sprawność , co wprost oznacza ile dostarczonej/wytworzonej energii zostaje wykorzystane na cele grzewcze. W praktyce instalacja wyposażona w pompę ciepła z COP 3,0 po uwzględnieniu pozostałych jej elementów będzie miała sprawność na poziomie 1,6 – 2,0  a to w istotnej mierze wpływa na rzeczywiste koszty poniesione na ogrzewanie.

Analizę pod kątem oszczędności energii i czasu zwrotu nakładów inwestycyjnych przeprowadzono dla trzech różnych budynków. W tego typu rozważaniach system alternatywny – w tym wypadku pompa ciepła do c.w.u – musimy odnieść do systemu który w budynku pracuje, w przypadku nowych budynków najczęściej będzie to wynikało z projektu lub wstępnych założeń inwestora.

Porównaniu poddano:

  • A – istniejący budynek mieszkalno – usługowy, w którym pracuje gazowy kocioł kondensacyjny, a cwu jest przygotowywane w zasobnikach. Budynek składa się z 12 mieszkań w których na stałe mieszka łącznie przez 35 osób, oraz 10 lokali biurowo/usługowych w których pracuje 40 osób. W analizie założono iż zasobniki c.w.u współpracujące na stałe z gazowym kotłem kondensacyjnym zostaną zastąpione przez pompy ciepła typu powietrze woda z możliwością podgrzewania w nich wody z wykorzystaniem istniejącego kotła.
  • B – nowo budowany dom jednorodzinny – z zaprojektowanym kotłem na pellet i zasobnikiem do przygotowania c.w.u, w którym na stałe zamieszkają 4 osoby. Dla potrzeb analizy zasobnik zostaje zastąpiony przez pompę ciepła typu powietrze woda z możliwością podgrzewania w nim wody z wykorzystaniem zaprojektowanego kotła.
  • C – istniejący budynek jednorodzinny, który ma być poddany termomodernizacji – ogrzewanie ze starego kotła węglowego, c.w.u z zasobnika, w budynku mieszka na stałe 5 osób. Stary zestaw kocioł węglowy z zasobnikiem zostaje zastąpiony nowym kotłem na eko groszek i pompą ciepła do przygotowania c.w.u

Ceny nośników energii:

  • Energia elektryczna – 0,60 pln/kWh
  • Gaz ziemny – 2,4 pln/m3
  • Pellet – 1100 pln/tona
  • Węgiel ekogroszek – 900 pln/tona

Wyniki analizy przedstawia poniższa tabela

 

Zakładając czas technicznego życia pomp ciepła na 12 – 15 lat, we wszystkich analizowanych budynkach inwestycje zwrócą się przed upływem tego czasu, przyjmując nawet dolną granicę czasu ich eksploatacji. Dla tych przypadków można zatem jak najbardziej zarekomendować zastosowanie pomp ciepła do przygotowania c.w.u.

Co z innymi budynkami? Każdy z nich ma swoją specyfikę użytkowania i rozwiązania techniczne jakie zastosowano. Każdy inwestor może mieć dostęp do nośników energii w różnych cenach, a to ma istotny wpływ na  ponoszone koszty. Przy podejmowaniu decyzji nie należy się kierować wyłącznie opiniami innych użytkowników i przyrównywać budynki między sobą, gdyż właśnie takie podejście jest źródłem  popełnienia ewentualnych błędów i inwestycji z których inwestor nie do końca będzie zadowolony. Opinie użytkowników trzeba zawsze połączyć z analizą wykonaną przez specjalistę mającego merytoryczną wiedzę i doświadczenie w wykonywaniu takich opracowań, które wbrew obawom nie są usługami drogimi.

Powyższy materiał jest objęty ochroną prawami autorskimi. Powielanie, kopiowanie i rozpowszechnianie wyłącznie za zgodą autora.

Opracował MW EBDN Project

Podaj dalej Share on Google+0Share on Facebook4Tweet about this on TwitterShare on LinkedIn0Email this to someonePrint this page