Ciepła woda użytkowa(c.w.u.) jest w dzisiejszych czasach jednym z podstawowych mediów bez których większość z nas nie wyobraża sobie życia. Jej przygotowanie na przestrzeni lat odbywało się w różny sposób, a ostatnie kilkanaście to pojawienie się nowoczesnych technologii opartych o ekologiczne źródła energii, w tym tak modne ostatnio OZE. I właśnie porównaniu przygotowania c.w.u. z ich wykorzystaniem postanowiliśmy poświęcić niniejszy materiał. Analizę porównawczą kosztów jej przygotowania w ciągu całego roku przeprowadziliśmy dla:
- Powietrznej pompy ciepła dedykowanej wyłącznie do przygotowania c.w.u,
- Kolektorów solarnych,
- Gazowego kotła kondensacyjnego + zasobnik,
- Kotła pelletowego + zasobnik.
Odniesienie analizy do całego roku, ma dać odpowiedz dotyczącą rzeczywistych kosztów. Internet jak również materiały niektórych producentów urządzeń grzewczych, pełne są różnego rodzaju porównań i zestawień, niemniej jednak w większości przypadków operuje się w nich wartościami które nie do końca odpowiadają na pytanie: ile faktycznie będzie kosztowało przygotowanie c.w.u. w skali roku. Prezentowane koszty są odnoszone np. do ogrzania 1m3 wody; dobowego przygotowania określonej ilości wody itp. Próba transformacji takich częściowych wyników w celu oszacowania pełnych rocznych kosztów przygotowania c.w.u. może się skończyć dla inwestora nie miłą niespodzianką.
Zacząć zatem należy od odpowiedzi na pytania:
- czy dane urządzenie (system) pracujący w oparciu o wybraną technologię jest w stanie zabezpieczyć przygotowanie c.w.u. przez cały rok ?
- jeżeli nie, to jakim stabilnym źródłem wesprzeć pracę takiego systemu, aby zapewnić ciągły dostęp do c.w.u. o wymaganych parametrach ?
Powietrzna pompa ciepła do przygotowania c.w.u.
Pompy tego typu wykorzystują energię odnawialną powietrza. Układ dokonujący konwersji energii cieplnej wykorzystuje do napędu energię elektryczną. Efektywność tych urządzeń jest wyrażana współczynnikiem COP, który określa stosunek pomiędzy oddaną mocą cieplną, a pobraną energią elektryczną. Współczynnik COP zmniejsza się wraz ze spadkiem temperatury dolnego źródła ( dla tego typu pomp jest nim powietrze zewnętrzne), i od poprawnego ustalenia jego wartości z uwzględnieniem różnych warunków pracy będzie zależało, czy przeprowadzona analiza kosztów ogrzewania potwierdzi się, czy nie. Kardynalnym błędem jaki jest popełniany to przyjęcie maksymalnej wartości współczynnika COP dla całego okresu grzewczego. Konsekwencją takiego podejścia jest znaczna rozbieżność w oczekiwaniach co do wysokości kosztów przygotowania c.w.u. inwestora, a tym co wychodzi w rzeczywistości. Do obliczeń wybraliśmy pompę ciepła o współczynniku COP 3,3 przy A15W15-55, wykonując dodatkową analizę jego wartości w poszczególnych okresach roku. Wybrana pompa ciepła nie może obsłużyć samodzielnie przygotowania c.w.u. przez cały rok, i dlatego uwzględniono okresowe wsparcie jej pracy przez kocioł c.o. podłączony do dodatkowej wężownicy znajdującej się w zbiorniku. W ocenie kosztów uwzględniono dwa typy kotła: kondensacyjny gazowy, oraz pelletowy. Dodatkowo przeprowadziliśmy obliczenia dla sytuacji w której zamiast wsparcia kotłem grzewczym, uruchamia się grzałki elektryczne zamontowane w zbiorniku.
Pompa ciepła zapewni samodzielnie przygotowanie c.w.u. przez 95% roku.
Zestaw solarny
Do obliczeń wybraliśmy zestaw wyposażony w próżniowe kolektory solarne. Zestaw jest wyposażony w grupę pompową pobierającą 25 W energii elektrycznej na godzinę. Na podstawie obliczeń wynika iż kolektory tego typu( jak również i inne) nie mogą być jedynym źródłem przygotowania c.w.u, gdyż ich praca jest w stanie pokryć ok. 45% rocznego zapotrzebowania. Zatem w tym przypadku również uwzględniono wykorzystanie jako wsparcia, kotła c.o. podłączonego do dodatkowej wężownicy znajdującej się w zbiorniku zestawu. Porównano zastosowanie kotła kondensacyjnego gazowego i kotła pelletowego. W tym wypadku również przeprowadzono obliczenia uwzględniające wariant z zastosowaniem grzałki elektrycznej w jaką wyposażono zbiornik.
Gazowy kocioł kondensacyjny z zasobnikiem
Do obliczeń wybrano kocioł kondensacyjny o sezonowej efektywności energetycznej na poziomie 96%. Praca tego układu pokrywa w 100% zapotrzebowanie na c.w.u.
Kocioł pelletowy z zasobnikiem
Do obliczeń wybrano kocioł kondensacyjny o sezonowej efektywności energetycznej na poziomie 94% . Praca tego układu pokrywa w 100% zapotrzebowanie na c.w.u.
Ustalenie zapotrzebowania na energię niezbędną do przygotowania c.w.u.
Jest to jeden z najbardziej dyskusyjnych etapów w sytuacji kiedy brak jest historii zużycia wody na podstawie liczników. W takiej sytuacji można podeprzeć się wymaganiami wynikającymi z przepisów. Założenia zawarte w nich mogą być na wyrost przy czym w tego typu analizach zawsze lepiej zawyżyć zużycie i koszty, niż przyjąć bardzo optymistyczne wartości i być nieprzyjemnie zaskoczonym. W analizie porównawczej, relacja pomiędzy poszczególnymi paliwami będzie taka sama bez względu ilość zużytej wody, a celem analizy jest odpowiedz na pytanie czym najtaniej podgrzewać wodę. Do naszych obliczeń wykorzystano założenia: Rozporządzenia Ministra Infrastruktury z dnia 14 stycznia 2002 r. w sprawie określenia przeciętnych norm zużycia wody – na podstawie którego przyjęto ilość wody przypadającą na mieszkańca. Zgodnie z wytycznymi rozporządzenia jest to 100l/dobę, co przy czterech osobach przebywających we wspólnym gospodarstwie domowym daje 400l/dobę. Dyskusyjną wartością jest ilość wody ciepłej, jaką należy wyodrębnić z całego zużycia. Szacunki mówią o 40 – 50 litrach/osoba, do analizy przyjęto wyższą wartość.
Zapotrzebowanie na energię cieplną przez instalację obliczono zgodnie z normą EN 15316 – 1 :2017.
Wynosi ono dla analizowanego przypadku: QW = 15,29 GJ/rok
pozostałe dane zastosowane w analizie:
-
- cena energii elektrycznej – 0,60 pln/kWh (taryfa W11 – listopad 2018),
-
- cena pelletu – 950 pln/tona ( średnia na podstawie cen dostępnych w Internecie – listopad 2018),
- cena gazu – 2,4 pln/m3 (taryfa W3 – listopad 2018).
Jak wynika z powyższego zestawienia, najniższe koszty przygotowania c.w.u. uzyskamy łącząc ze sobą urządzenia wykorzystujące OZE przez dłuższą część roku z tymi zasilanymi paliwami tradcyjnymi. Najwyższe koszty to wykorzystanie jednego typu paliwa, lub włączenie urządzeń OZE pracujących przez mniejszą część roku.
W zależności od indywidualnych taryf energii elektrycznej i gazu, lub np. ceny zakupu pelletu, roczne koszty przygotowania c.w.u dla konkretnych przypadków mogą mieć inną kolejność. Z dość dużą ostrożnością należy również podchodzić do rozwiązań opierających się wyłącznie o energię elektryczną np. system solarny + grzałki elektryczne w sytuacji kiedy zużycie c.w.u będzie większe od przyjętego do niniejszej analizy. Niestety tego typu sposób przygotowanie c.w.u. jest często forsowany przez sprzedawców bez odpowiedniego przygotowania merytorycznego, którzy bagatelizują problem wykorzystania grzałek elektrycznych. Fakty natomiast są takie iż podgrzanie odpowiedniej ilości wody do celów higieniczno gospodarczych, to nie przygotowania czajnika wody na herbatę, i inwestor musi mieć świadomość związanych z tym kosztów, dlatego min wykonano analizę dla całego roku.
Jak widać rozpiętość potencjalnych rachunków w skali roku jest znaczna i dlatego warto przed przystąpieniem do inwestycji zwrócić się do niezależnych specjalistów o przeprowadzenie analizy skrojonej pod Nasze wymagania i potrzeby. Tego typu opracowanie może wykonać projektant instalacji grzewczej w Naszym domu, można zwrócić się o nią do biura projektowego w którym kupujemy projekt domu, lub też można poszukać osób zajmujących się efektywnością energetyczną, których jest już nieco na rynku. Na podstawie takiego opracowania można dopiero wybrać konkretne urządzenia i systemy jakie zostaną zainstalowane w budynku. Nie wszystko co sprawdza się lub nie, u kogoś z rodziny lub znajomego, musi przynieść taki sam efekt w przypadku Naszego domu. W przypadku dodatkowych pytań zapraszamy do kontaktu z ekspertami dostępnymi pod adresem email: kontakt@oszczędnybudynek.pl
Powyższy materiał jest opracowaniem autorskim i podlega ochronie zgodnie z Ustawą z dnia 4 lutego 1994r. o prawie autorskim i prawach pokrewnych. Jego powielanie i rozpowszechnianie bez zgody autora jest zabronione.
Opracowanie: MW zespół oszczędnybudynek.pl
