Analiza i wybór źródła grzewczego przygotowującego ciepłą wodę z wykorzystaniem energii odnawialnej

Odnawialne źródła energii i c.w.u.
Analiza i wybór źródła grzewczego przygotowującego ciepłą wodę z wykorzystaniem energii odnawialnej
Analiza i wybór źródła grzewczego przygotowującego ciepłą wodę z wykorzystaniem energii odnawialnej
fot. freeimages.com
Ciąg dalszy artykułu...

Odnawialne źródła energii i c.w.u.

Dla zwymiarowania zapotrzebowania na moc i energię do przygotowania ciepłej wody wyznaczono średniodobowe zapotrzebowanie na c.w.u. dla pięciu osób zamieszkujących dom jednorodzinny:

Na podstawie dobowego zapotrzebowania na c.w.u. obliczono średniodobowe zapotrzebowanie na energię użytkową do przygotowania danej ilości ciepłej wody:

 

 

Wyznaczone zostało również średnie zapotrzebowanie na moc na poziomie użytkowania, jaka musi być przewidziana do pokrycia zapotrzebowania na c.w.u.:

 

 

W celu oceny maksymalnego (uśrednionego do jednej godziny) zapotrzebowania na moc potrzebną do podgrzewania wody wyznaczono wielkość godzinowego współczynnika nierównomierności rozbioru ciepłej wody dla pięciu osób:

a następnie obliczono pojemność zasobnika o pełnej akumulacyjności, korzystając ze znanej zależności:

W oparciu o przeprowadzone obliczenia dobrano zasobnik c.w.u. o pojemności 375 dm3.

Obliczone zapotrzebowanie na moc będzie pokrywane tylko w pewnym zakresie przez odnawialne źródła energii, a w przypadku ekstremalnych warunków pogodowych i niewystarczającej mocy instalacji korzystających ze źródeł odnawialnych całkowite zapotrzebowanie na moc do ogrzewania i przygotowania ciepłej wody będzie pokrywane przez kocioł.

Korzystając z danych meteorologicznych dla roku referencyjnego i przyjętych wielkości i charakterystyk kolektorów słonecznych oraz małej siłowni wiatrowej, obliczono średnie wielkości mocy pozyskiwanych z przyjętych instalacji energii odnawialnej.

Wyniki obliczeń dowodzą, że dwie instalacje korzystające z OZE – kolektorów i turbiny wiatrowej – doskonale się uzupełniają:

  • w miesiącach zimowych, gdy ilość energii pozyskiwanej z kolektorów słonecznych jest niska, jej niedobór uzupełniany jest przez turbinę wiatrową, gdyż w tym czasie dominują dni wietrzne;
  • w miesiącach letnich przeważa energia pozyskiwana z kolektorów słonecznych, wówczas tylko niewielkim ich uzupełnieniem jest turbina wiatrowa.
Rys. 2. Zestawienie ciepła wytwarzanego z odnawialnych źródeł energii na podstawie danych roku referencyjnego (dane uśrednione); rys. arch. autora
Rys. 2. Zestawienie ciepła wytwarzanego z odnawialnych źródeł energii na podstawie danych roku referencyjnego (dane uśrednione); rys. arch. autora

Współpracujące odnawialne źródła energii byłyby w stanie niemal w 100% pokryć zapotrzebowanie dla domku jednorodzinnego, co przedstawiono na rys. 2, gdyby w układzie zasobnika ciepłej wody, przewodów instalacji ciepłej wody oraz przewodów układu obiegu pierwotnego systemu solarnego nie występowały straty. W rzeczywistości straty te często sprawiają, że efektywnie do ciepłej wody dostarczane jest niewiele ponad 50% energii pozyskiwanej przez instalację solarną. Trochę lepiej sytuacja wygląda w odniesieniu do energii wytworzonej przez grzałkę elektryczną umieszczoną w zasobniku, zasilaną z małej siłowni wiatrowej.

Dobór kotła

 
Rys. 3. Zestawienie wyników obliczeń zapotrzebowania na energię pierwotną i końcową poszczególnych wariantów doboru źródła podstawowego – kotła; rys. arch. autora
Rys. 4. Zestawienie nakładów inwestycyjnych i kosztów eksploatacyjnych poszczególnych wariantów źródła podstawowego – kotła; rys. arch. autora
Rys. 4. Zestawienie nakładów inwestycyjnych i kosztów eksploatacyjnych poszczególnych wariantów źródła podstawowego – kotła; rys. arch. autora

Analiza wyboru podstawowego źródła w postaci kotła została oparta na obliczeniu zapotrzebowania na energię końcową i pierwotną.

Projektowa moc kotła musi pokryć całkowite zapotrzebowanie na moc w najbardziej niekorzystnych warunkach.

W analizie uwzględniono pięć wariantów doboru kotła (rys. 3).

Dokonując wyboru kotła, nie można pominąć ocen ekonomicznych uwzględniających nakłady inwestycyjne i koszty eksploatacyjne źródła dla danego wariantu. Koszty inwestycyjne i eksploatacyjne kotłów wraz z kosztem napędu urządzeń pomocniczych przedstawiono na rys. 4.

Podsumowanie

W analizowanym budynku o niskim zapotrzebowaniu na energię współpracujące dwie instalacje korzystające z odnawialnych źródeł energii dla wspomagania przygotowania c.w.u. nie są w stanie w skali roku całkowicie pokryć zapotrzebowania na energię do przygotowania ciepłej wody użytkowej dla pięcioosobowej rodziny. Jednak zapotrzebowanie to może być pokryte energią odnawialną w ponad 60%, przyczyniając się do wyraźniej poprawy wielkości wskaźnika jednostkowego zapotrzebowania na energię pierwotną EP.

Zastosowanie proponowanych instalacji do wspomagania podgrzewania ciepłej wody w obiekcie o ustalonym zapotrzebowaniu pozwala również istotnie zredukować koszty paliwa.

Mając na uwadze jakość energetyczną obiektu, należy dokonać odpowiedniego wyboru kotła, stanowiącego podstawowe źródło dla ogrzewania oraz przygotowania ciepłej wody.

Z punktu widzenia tej jakości najlepszym wyborem jest kocioł na biomasę – wariant taki charakteryzuje się najniższą wartością wskaźnika EP. Jednak pod względem ekonomicznym kocioł ten nie jest już tak korzystnym rozwiązaniem.

Najmniej kosztowny będzie kocioł węglowy, ale mając na uwadze regulacje prawne ograniczające eksploatację takich kotłów oraz niski komfort użytkowania tego źródła, trudno go uznać za rozwiązanie korzystne.

Wybór kondensacyjnego kotła gazowego to rozsądny kompromis pomiędzy ekonomią a ekologią. Wyboru źródła dokonuje ostatecznie użytkownik, kierując się głównie kryteriami ekonomicznymi i komfortem eksploatacji.

Artykuł powstał na podstawie referatu przygotowanego na II Ogólnopolską Konferencję Naukową OSA, 20–21 kwietnia 2016 r., Kraków

Literatura

1. Feist W., Münzenberg U., Thumulla J., Podstawy budownictwa pasywnego, Polski Instytut Budownictwa Pasywnego, 2009.
2. Rylewski E., Energia własna, Tinta, 2002.
3. www.budownictwopasywne.pl
4. www.passivhaus.de.
5. www.budynkipasywne.pl.
6. Archiwum autora.

Czytaj też: Konfiguracja systemów fotowoltaicznych >>>

Chcesz być na bieżąco? Czytaj nasz newsletter!
   26.09.2016

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie

 


Co osuszy powierzchnię do 80 m² »

osuszanie pomieszczeń


 


Zaprojektuj niezawodne instalacje w budynku »

Czy wiesz, jakich błędów unikać przy instalacji? »

zawory antyskażeniowe
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


 Jak zapewnić skuteczny monitoring parametrów środowiskowych w pomieszczeniach medycznych »

izolacje w instalacji


 


Czy bezdotykowy design stanie się standardem? »

Jak zminimalizować stratę energii w układach wentylacyjnych »
armatura bezdotykowa
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


Skróć czas montażu i uruchomienia układu mieszającego nawet o 50% »

uklad mieszający projektowanie



Jak zadbać o higienę w miejscach publicznych »

Zarejestruj się i zgarnij  pieniądze na kolejne zakupy   »
 
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


Co zrobić kiedy nie możesz pozbyć się wody z wycieku »

wyciek z rury


 


Jaki wybrać płyn do instalcji w przemyśle spożywczym »

Od czego zacząć, gdy chcesz zabezpieczyć hale przemysłowe przed pożarem »
panele fotowoltaiczne ochrona przed pożarem
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


Jak zabezpieczyć dylatację przed pożarem »

dyletacja

 



Do 77% oszczędności na zużyciu energii »

Z poradnika hydraulika - gdzie kupisz sprawdzony sprzęt »

cichy oszczedny klimatyzator hydraulik
jestem na bieżąco » korzystam z wiedzy »

 


Jakich elemntów potrzebujesz do projektu fotowoltaicznego »

alternatywne zrodla energii


 


Które pompy ściekowe mogą być stosowane na dużej głębokości » Upały dają się we znaki! Co lepsze? Centrala wentylacyjna czy rooftop? »
kanalizacja wentylatory
wiem więcej » poznaj dziś »

 


Czy pompa ciepła się opłaca »

alternatywne zrodla energii


 


Poznaj metody na oszczędność wody »

W czym tkwi sedno w projektowaniu instalacji grzewczej »
produkcja studni wodomierzowych
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


Który grzejnik wybrać? Aluminiowy czy stalowy »

grzejniki aluminiowe czy stalowe


 

Ekspert Budowlany - zlecenia

Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników naszego portalu... dowiedz się więcej »

Co Szperacz wyszperał ;-)

źle wykonana instalacja

Sztywniactwo i niechlujstwo - zobacz i skomentuj »

Dla tych, którzy szukają bardziej elektryzujących wrażeń Szperacz ma dziś coś specjalnego - rozdzielnia w toalecie.

zaślepka


TV Rynek Instalacyjny


 tv rynek instalacyjny
11/2021

Aktualny numer:

Rynek Instalacyjny 11/2021
W miesięczniku m.in.:
  • - OZE w budynkach wielorodzinnych
  • - Klimat w pomieszczeniach szkolnych
Zobacz szczegóły

Bezpłatny newsletter

Mamy dla Ciebie prezent 


Wystarczy,

że zapiszesz się na newsletter,
a otrzymasz link do

e-book

" Kotły na biomasę i biopaliwa "

Zapisuję się »

Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright © 2011 - 2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl