Analiza koncepcyjna rozwiązania systemu ogrzewania w budynku energooszczędnym

Analiza nakładów inwestycyjnych i eksploatacyjnych
Analiza koncepcyjna rozwiązania systemu ogrzewania w budynku energooszczędnym
Analiza koncepcyjna rozwiązania systemu ogrzewania w budynku energooszczędnym
Rys. Pracownia Projektowa „Słowik”, Zakopane
Ciąg dalszy artykułu...

Analiza nakładów inwestycyjnych i eksploatacyjnych

Koszty inwestycyjne

Nakłady inwestycyjne obejmują koszt wykonania dolnego i górnego źródła ciepła wraz z dodatkowym osprzętem hydraulicznym i elektrycznym w budynku na cele ogrzewania i przygotowania wody użytkowej. Nakłady zestawiono w oparciu o aktualne cenniki producentów urządzeń (I kwartał 2018):

  • w tab. 2 zestawiono nakłady dla wariantu I,
  • tab. 3 – wariantu II,
  • tab. 4 – wariantu III.
Rys. 3. Zestawienie kosztów inwestycyjnych wariantów grzewczych; rys. archiwum autorów (D. Czernik, M. Korzec)
Rys. 3. Zestawienie kosztów inwestycyjnych wariantów grzewczych; rys. archiwum autorów (D. Czernik, M. Korzec)

Porównanie całkowitych nakładów inwestycyjnych w analizowanych wariantach przedstawiono w postaci graficznej na rys. 3.

Najmniejsze nakłady inwestycje zostaną poniesione przy zastosowaniu pompy ciepła powietrze/powietrze, elektrycznych grzejników panelowych i wentylacji mechanicznej z odzyskiem ciepła. Natomiast najwyższe – przy wyborze systemu grzewczego opartego na pompie ciepła z wymiennikiem gruntowym pionowym.

Tabela 2. Nakłady inwestycyjne wariantu I – pompa ciepła typu solanka/woda z wymiennikiem gruntowym pionowym w układzie monowalentnym
Tabela 2. Nakłady inwestycyjne wariantu I – pompa ciepła typu solanka/woda z wymiennikiem gruntowym pionowym w układzie monowalentnym
Tabela 3. Nakłady inwestycyjne wariantu II – pompa ciepła typu powietrze/woda w układzie biwalentnym alternatywnym
Tabela 3. Nakłady inwestycyjne wariantu II – pompa ciepła typu powietrze/woda w układzie biwalentnym alternatywnym
Tabela 4. Nakłady inwestycyjne wariantu III – pompa ciepła powietrze/powietrze, elektryczne grzejniki panelowe, wentylacja mechaniczna z odzyskiem ciepła i kompaktowa pompa ciepła do c.w.u.
Tabela 4. Nakłady inwestycyjne wariantu III – pompa ciepła powietrze/powietrze, elektryczne grzejniki panelowe, wentylacja mechaniczna z odzyskiem ciepła i kompaktowa pompa ciepła do c.w.u.

Koszty eksploatacyjne

Koszty eksploatacyjne w poszczególnych wariantach stanowią:

  • „ w wariancie I i II – koszty zużycia energii elektrycznej na cele c.o. i c.w.u. pobieranej przez pompę ciepła,
  • „ w wariancie III – koszty zużycia energii elektrycznej na cele grzewcze pobieranej przez klimatyzator kanałowy, wentylatory w centrali wentylacyjnej, elektryczne grzejniki panelowe, pompę ciepła do c.w.u.
Rys. 4. Zestawienie kosztów eksploatacyjnych wariantów grzewczych; rys. archiwum autorów (D. Czernik, M. Korzec)
Rys. 4. Zestawienie kosztów eksploatacyjnych wariantów grzewczych; rys. archiwum autorów (D. Czernik, M. Korzec)

Do analizy przyjęto cenę energii elektrycznej zgodnie z grupą taryfową G11. Średnie sprawności eksploatacyjne: pompa ciepła solanka/woda SCOP = 4,9; pompa ciepła powietrze/woda SCOP = 3,5; pompa ciepła powietrze/powietrze SCOP = 3,8. Całkowite zużycie energii cieplnej na ogrzanie budynku w obliczeniowym sezonie grzewczym i na cele c.w.u. w wariancie I i II wynosi ok. 6500 kWh, natomiast w wariancie III ok. 5000 kWh.

Rys. 5. Zestawienie kosztów eksploatacyjnych w ujęciu dwudziestoletnim; rys. archiwum autorów (D. Czernik, M. Korzec)
Rys. 5. Zestawienie kosztów eksploatacyjnych w ujęciu dwudziestoletnim; rys. archiwum autorów (D. Czernik, M. Korzec)

Na podstawie obliczeń na rys. 4 zestawiono koszty eksploatacyjne w poszczególnych wariantach grzewczych. Uzyskano informację, że koszty eksploatacyjne zaproponowanych systemów grzewczych są we wszystkich wariantach zbliżone.

Najniższe koszty ogrzewania budynku i przygotowania wody użytkowej uzyskano w wariancie I, w którym zastosowano pompę ciepła solanka/woda – 1030 zł.

Najwyższymi kosztami wyróżnia się wariant II, w którym zastosowano pompę ciepła powietrze/woda – 1200 zł.

Żeby podjąć decyzję o wyborze najlepszego rozwiązania grzewczego, należy wziąć pod uwagę kryterium inwestycyjne. Inwestycja w pierwszy wariant grzewczy wykorzystujący gruntową pompę ciepłą solanka/woda wypada najbardziej niekorzystnie:

  • przy inwestycji 78 tys. zł koszty eksploatacyjne wynoszą 1030 zł rocznie,
  • natomiast w wariancie III przy inwestycji ok. 30 tys. zł koszty eksploatacyjne to 1150 zł.

Zatem przy różnicy inwestycyjnej 48 tys. zł uzyskujemy oszczędność w kosztach eksploatacji rzędu 120 zł. Tak niewielka kwota nie uzasadnia opłacalności inwestycji w wariant I.

Do dalszej analizy przyjęto 20-letni okres obliczeniowy, przy założeniu jednorazowo poniesionych kosztów inwestycyjnych i corocznych kosztów eksploatacyjnych z przeglądami serwisowymi oraz 4-proc. rocznej stopy dyskontowej.

Na podstawie obliczeń uzyskano informację, że łączny koszt całkowity:

  • wariantu I (pompa ciepła solanka/woda) wynosi ponad 97 tys. zł,
  • wariantu II (pompa ciepła powietrze/woda) ponad 63 tys. zł,
  • wariantu III (pompa ciepła powietrze/powietrze, wentylacja mechaniczna i elektryczne grzejniki panelowe) ok. 49 tys. zł (rys. 5).

Podsumowanie

Dla proponowanych koncepcji grzewczych przeprowadzono obliczenia rocznego współczynnika efektywności SCOP oraz wykonano analizę nakładów inwestycyjnych i eksploatacyjnych. Pod względem inwestycyjnym najbardziej niekorzystnie wypada I wariant grzewczy (ok. 77 tys. zł). Koszt odwiertu w celu wykonania ujęcia dolnego źródła ciepła jest najdroższą pozycją w bilansie inwestycyjnym, porównywalną z zakupem gruntowej pompy ciepła SI 6TU. Dla przyjętych założeń eksploatacyjnych roczne koszty ogrzewania domu i przygotowania c.w.u. wynoszą w tym wariancie 1030 zł.

Zaletą tego rozwiązania jest stabilna temperatura dolnego źródła – nie ulega ono wahaniom pod wpływem zmiennej temperatury zewnętrznej, pompa pracuje bez wspomagania w całym okresie grzewczym.

Mniejszych kosztów inwestycyjnych wymaga wariant II (ok. 42 tys. zł). Założono, że pompa ciepła LAW 6IMR będzie pracować w trybie biwalentnym alternatywnym. Poniżej granicznej temperatury –20°C pracę urządzenia przejmuje grzałka elektryczna o mocy 4 kW. Koszty eksploatacyjne w tym wariancie oszacowano na poziomie ok. 1200 zł rocznie. Rzeczywiste koszty ogrzewania w wariancie II są uzależnione od zmiennej temperatury powietrza zewnętrznego.

Czytaj też: Gazowe pompy ciepła >>>

W wariancie III założono, że klimatyzator kanałowy działający na powietrzu obiegowym będzie źródłem ciepła do granicznej temperatury –16°C. Poniżej tej temperatury ogrzewanie w budynku przejmą elektryczne grzejniki panelowe umieszczone w każdym pomieszczeniu.

W oparciu o uporządkowany wykres temperatury dla miasta Zakopane oszacowano, że procentowy udział grzejników elektrycznych wynosi tylko 1%. Dzięki zastosowaniu wentylacji mechanicznej nawiewno-wywiewnej obniżono projektowe obciążenie cieplne budynku do poziomu 2,5 kW. Do przygotowania c.w.u. przyjęto zasobnik wody użytkowej zintegrowany z powietrzną pompą ciepła DHW300+. Koszty inwestycyjne wykonania tego wariantu wyniosły ok. 29 tys. zł. Natomiast oszacowane koszty eksploatacyjne wyniosły 1150 zł, czyli podobnie jak w wariancie I. Różnica w kosztach inwestycyjnych to 47,5 tys. zł.

W perspektywie 20-letniej (przy uwzględnieniu kosztów serwisowych i inflacji) różnica w kosztach inwestycyjnych wyniesie 48 tys. zł.

Wariant grzewczy III wypada najkorzystniej pod względem inwestycyjnym, zapewnia również niskie koszty eksploatacyjne, zbliżone do kosztów pracy gruntowej pompy ciepła. Jest to przyszłościowe rozwiązanie, które wpisuje się w trend zarówno budownictwa energooszczędnego, jak i pasywnego. Jest to też najprostszy w wykonaniu wariant grzewczy – nie stwarza problemów z ujęciem dolnego źródła ciepła, wykonaniem górnego źródła, podłączeniem okablowania itd.

Na etapie projektowania domu architekt powinien wygospodarować odpowiednią przestrzeń pod stropem w celu rozprowadzenia kanałów wentylacji mechanicznej i ogrzewania elektrycznego.

W tym wariancie nie występują straty związane z transportem i przekazywaniem ciepła do otoczenia, tak jak w przypadku tradycyjnej instalacji hydraulicznej. Przy instalacji z gruntową pompą ciepła lub powietrze/woda popełnione błędy montażowe mogą znacząco obniżyć sprawność cieplną urządzeń grzewczych. W przypadku pompy gruntowej ryzyko wystąpienia błędów montażowych istnieje po stronie pionowego odwiertu, a w przypadku pompy powietrznej np. po stronie lokalizacji jednostki powietrznej.

Zastosowanie ww. rozwiązania grzewczego pozwoliło zakwalifikować budynek do standardu energooszczędnego (patrz tab. 5) – wskaźnik energii końcowej wyniósł 36,8 kWh/(m2 rok), a wskaźnik wykorzystania energii pierwotnej 32,6 kWh/(m2 rok).

Tabela 5. Wybrane wartości sprawności uwzględnione przy sporządzaniu charakterystyki energetycznej dla wariantu III
Tabela 5. Wybrane wartości sprawności uwzględnione przy sporządzaniu charakterystyki energetycznej dla wariantu III

Budowa i oddanie do użytku budynku mieszkalnego jednorodzinnego wyposażonego w trzeci wariant grzewczy ma nastąpić w IV kwartale 2018 roku.

Literatura

1. Dyrektywa 2002/91/WE Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 16 grudnia 2002 r. w sprawie charakterystyki energetycznej budynków (Dz.Urz. L 1 z 4.01.2003).
2. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (DzU nr 75/2002, poz. 690, z późn. zm.).
3. Wytyczne projektowania, wykonania i odbioru instalacji z pompami ciepła, część 1: dolne źródła ciepła, wydanie 1/2013, PORT PC.
4. Pracownia Projektowa „Słowik”, Zakopane.

Chcesz być na bieżąco? Czytaj nasz newsletter!

[energia, budynki niskoenergetyczne, odnawialne źródła ciepła, pompy ciepła]

   24.09.2018

Komentarze

(1)
Marian Winsyk | 17.10.2018, 19:53
Udzielaj informacji w zakresie instalatorstwa.
   1 / 1   

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