RynekInstalacyjny.pl

Współpraca pomp ciepła z turbinami wiatrowymi i panelami fotowoltaicznymi – aspekty energetyczne i ekonomiczne

Cooperation of heat pumps with wind turbines and photovoltaic cells – energy and economic aspects

Współpraca pomp ciepła powietrze/woda z odnawialnymi źródłami

Współpraca pomp ciepła powietrze/woda z odnawialnymi źródłami

Współpraca pomp ciepła powietrze/woda z odnawialnymi źródłami energii wiatrowej i słonecznej pozwala znacznie ograniczyć koszty eksploatacji budynku związane z ogrzewaniem i przygotowaniem ciepłej wody. Jednak konieczność spełnienia wymagań prawnych w zakresie wykorzystania energii odnawialnej przez nowe budynki nie zawsze idzie w parze z efektami ekonomicznymi, tj. z kosztami inwestycyjnymi i eksploatacyjnymi.

Zobacz także

Panasonic Marketing Europe GmbH Sp. z o.o. Mikrotrigeneracja w Mirai Clinic na terenie zabytkowego obiektu

Mikrotrigeneracja w Mirai Clinic na terenie zabytkowego obiektu Mikrotrigeneracja w Mirai Clinic na terenie zabytkowego obiektu

Panasonic, jako producent gazowych pomp ciepła, zainicjował i współtworzył nowatorski, unikatowy na skalę międzynarodową system mikrotrigeneracji, stworzony w odpowiedzi na wysokie wymagania inwestora...

Panasonic, jako producent gazowych pomp ciepła, zainicjował i współtworzył nowatorski, unikatowy na skalę międzynarodową system mikrotrigeneracji, stworzony w odpowiedzi na wysokie wymagania inwestora dokonującego adaptacji zabytkowego budynku na nowoczesną, specjalistyczną klinikę medyczną. Powstało innowacyjne, ale przede wszystkim niezawodne, samowystarczalne i zrównoważone pod względem środowiskowym źródło energii elektrycznej, ciepła i chłodu, które w ciągu zaledwie kilku lat zacznie przynosić...

Xylem Water Solutions Polska Sp. z o.o. Pompa obiegowa XLplus i ecocirc+ – definicja nowoczesności

Pompa obiegowa XLplus i ecocirc+ – definicja nowoczesności Pompa obiegowa XLplus i ecocirc+ – definicja nowoczesności

Wysokosprawna, energooszczędna, inteligentna i przyjazna dla instalatora elektroniczna pompa obiegowa – zarówno do instalacji nowych, jak i do modernizacji. Takie właśnie są pompy z wirnikiem mokrym Lowara...

Wysokosprawna, energooszczędna, inteligentna i przyjazna dla instalatora elektroniczna pompa obiegowa – zarówno do instalacji nowych, jak i do modernizacji. Takie właśnie są pompy z wirnikiem mokrym Lowara ecocirc XLplus i ecocirc+. Łączą one wysoką sprawność, znakomite parametry hydrauliczne i intuicyjne sterowanie – dzięki zaawansowanym możliwościom komunikacji. Co więcej – taka inwestycja może zwrócić się nawet w ciągu dwóch lat.

Zymetric Pompa ciepła ogrzewa polski rynek

Pompa ciepła ogrzewa polski rynek Pompa ciepła ogrzewa polski rynek

Pompa ciepła to efektywny energetycznie system, wykorzystywany na potrzeby centralnego ogrzewania i przygotowania ciepłej wody użytkowej, ale też – chłodzenia pomieszczeń. Te intuicyjne urządzenia pojawiają...

Pompa ciepła to efektywny energetycznie system, wykorzystywany na potrzeby centralnego ogrzewania i przygotowania ciepłej wody użytkowej, ale też – chłodzenia pomieszczeń. Te intuicyjne urządzenia pojawiają się w coraz to większej ilości domów, starych i nowych. To głównie rozwiązania proekologiczne, prosty montaż, serwis i obsługa, a także możliwości dofinansowań przekonują, że zakup właśnie takiego źródła ciepła może być strzałem w dziesiątkę!

Dostępność energii wiatru oraz promieniowania słonecznego w Polsce jest zmienna [1]. Zależy od miejsca jej pozyskiwania w danym regionie Polski, od aktualnej pory roku, dnia i godziny. Badania i analizy [2, 3] pokazują, że aby osiągnąć wymagane przepisami niskie wartości zapotrzebowania na nieodnawialną energię pierwotną do przygotowania ciepłej wody i ogrzewania budynku mieszkalnego, konieczne jest wykorzystanie odnawialnych źródeł energii, zwłaszcza takich jak energia słoneczna i wiatrowa.

 

W artykule:

  • O korzyściach ekonomicznych wynikających ze współpracy pomp ciepła powietrze/woda z odnawialnymi źródłami energii wiatrowej i słonecznej

  • Wyniki analizy lokalizacji odnawialnych źródeł energii w wybranych regionach Polski

  • Zapotrzebowanie na energię elektryczną do napędu pompy ciepła

  • Pokrycie przez OZE zapotrzebowania na energię elektryczną dla pompy ciepła

Połączenie w jednym budynku instalacji wykorzystujących obydwa te rodzaje OZE zapewnia korzyści wynikające z ich wzajemnej komplementarności.

Jesienią i zimą, kiedy możliwości wykorzystania energii słonecznej znacznie się zmniejszają, turbiny wiatrowe, ze względu na zwykle występującą w tym czasie wietrzną pogodę, wytwarzają znacznie więcej energii elektrycznej niż ogniwa fotowoltaiczne.

Sytuacja zmienia się w miesiącach letnich, kiedy ogniwa generują o wiele więcej energii ze względu na dłuższy dzień i dużo większe natężenie promieniowania słonecznego.

Wykorzystanie turbin wiatrowych o pionowej osi obrotu oraz ogniw fotowoltaicznych znajduje zastosowanie w budownictwie o niskim zapotrzebowaniu na energię.

Istotą takiego budownictwa [4, 5] są rozwiązania charakteryzujące się znacznym zakresem redukcji potrzeb energetycznych, pokrywanych głównie z wykorzystaniem energii odnawialnej. Dotyczy to zarówno biernego, jak i aktywnego sposobu ich wykorzystania.

Głównym celem budownictwa o niskim zapotrzebowaniu na energię jest osiągnięcie znacznego ograniczenia zapotrzebowania na nieodnawialną energię pierwotną, niezbędną do pokrywania potrzeb tych budynków związanych przede wszystkim z ogrzewaniem, wentylacją i przygotowaniem ciepłej wody użytkowej.

Prąd elektryczny wytworzony dzięki współpracy turbin wiatrowych i ogniw fotowoltaicznych może w znacznym stopniu pokryć zapotrzebowanie na energię elektryczną niezbędną do napędu sprężarkowej pompy ciepła [6], stanowiącej jedyne źródło zaopatrujące budynek w ciepło. Zastosowanie w takim układzie systemu opartego na sprężarkowej pompie ciepła [7, 8], napędzanej głównie energią elektryczną z odnawialnych źródeł energii, przyczynia się do zmniejszenia zapotrzebowania na nieodnawialną energię pierwotną i umożliwia osiągnięcie wymaganej niskiej wartości jednostkowego wskaźnika EPH+W, zapotrzebowania na nieodnawialną energię pierwotną do ogrzewania i przygotowania ciepłej wody.

Lokalizacja wybranych miast

Rys. 1. Lokalizacja wybranych miast, dla których przeprowadzono analizę [źródło: PN-EN 12831:2006 Instalacje ogrzewcze w budynkach. Metoda obliczania projektowego obciążenia cieplnego]

Moc turbiny wiatrowej

Rys. 2. Moc turbiny wiatrowej (5 kW) w zależności od prędkości wiatru [źródło: http://blitzmann.com/turbiny-wiatrowe, dane techniczne i katalogi (dostęp 1.06.2017)]

Zgodnie z Warunkami Technicznym 2017 [9] wskaźnik EPH+W dla budynków wielorodzinnych osiąga wartość graniczną wynoszącą 85 kWh/(m2 rok). Natomiast współczynnik nakładu nieodnawialnej energii pierwotnej dla zasilania z sieci elektroenergetycznej wynosi 3,0 [9], wpływając niekorzystnie na ostateczny wynik EPH+W.

Współpraca instalacji korzystających z odnawialnych źródeł energii wiatrowej i słonecznej z pompą ciepła czerpiącą także z zasobów energii odnawialnej pozwala na znaczne ograniczenie kosztów eksploatacji budynku związanych z ogrzewaniem i przygotowaniem ciepłej wody oraz zmniejszenie wartości jednostkowego wskaźnika EPH+W przy zachowaniu ekonomicznej opłacalności, w odniesieniu do początkowych nakładów na takie rozwiązanie oraz dbałości o nasze środowisko.

Celem badań opisanych w artykule było przeprowadzenie analiz statycznych, w warunkach ustalonych (na podstawie skryptu obliczeniowego przygotowanego w programie MATLAB), poszczególnych wariantów doboru turbin wiatrowych o pionowej osi obrotu i wielkości ogniw fotowoltaicznych zasilających sprężarkową pompę ciepła dla niskoenergetycznych budynków mieszkalnych zlokalizowanych w wybranych regionach Polski (rys. 1).

Analizy dotyczyły przede wszystkim oceny wpływu dobranych instalacji wiatrowych i fotowoltaicznych na jakość energetyczną budynku, uwzględniały także aspekty ekonomiczne związane z wybranymi instalacjami.

Założono, że w wyniku zastosowania właściwie dobranych wydajności źródeł korzystających z energii odnawialnej osiągnięte zostaną korzystne efekty w postaci wysokiej jakości energetycznej budynku oraz że taki dobór pozwoli na pokrycie w znacznym zakresie zapotrzebowania pompy na energię elektryczną przy zachowaniu korzystnej efektywności ekonomicznej rozwiązania.

Założenia do analizy

W celu przeprowadzenia analizy niezbędne było przyjęcie kilku założeń zestawionych w tab. 1. Moc dostarczana przez siłownię wiatrową zależy od prędkości wiatru (rys. 2) dla turbiny o pionowej osi obrotu [11] i mocy nominalnej 5 kW osiąganej przy prędkości 12 m/s.

Wyniki analizy lokalizacji odnawialnych źródeł energii w wybranych regionach Polski

Na podstawie danych obejmujących prędkości wiatru z typowych lat meteorologicznych [12, 13, 14, 15] oraz zależności mocy turbiny wiatrowej od prędkości wiatru otrzymano wyniki symulacji generowanej rocznie ilości energii elektrycznej. Została ona obliczona z zależności:

(1)

gdzie:

Eturbiny – sumaryczna ilość energii elektrycznej wytworzonej przez turbiny wiatrowe w ciągu roku, kWh;

P(ws) – moc turbiny wiatrowej przy danej prędkości wiatru w danej godzinie, w ciągu roku, kWh;

n – liczba turbin wiatrowych.

Energia elektryczna generowana przez ogniwa fotowoltaiczne jest zależna od chwilowego całkowitego natężenia promieniowania słonecznego. Na podstawie danych meteorologicznych ilość generowanej energii została obliczona z zależności:

(2)

gdzie:

Eogniwa – sumaryczna ilość energii elektrycznej wytworzonej przez ogniwa fotowoltaiczne w ciągu roku, kWh;

I(orient) – całkowite natężenie promieniowania słonecznego na powierzchni o orientacji N, NE, E, SE, S, SW, W, NW oraz pochyleniu do poziomu 30°, 45°, 60°, 90° (N_30, NE_30, ...), Wh/m2;

Iteor – natężenie promieniowania słonecznego w warunkach laboratoryjnych – 1000 W/m2;

Pog – moc nominalna ogniwa fotowoltaicznego, W;

A – sumaryczna powierzchnia zespołu kolektorów, m2;

η – współczynnik wydajności – wskaźnik uwzględniający poziom strat energii na instalacji fotowoltaicznej obliczany jako 100-proc. poziom wszystkich strat, uśredniony w skali całego roku obliczeniowego, wynoszący 0,8.

W wyniku przeprowadzonej symulacji i analizy dla wariantu I (turbiny wiatrowe) otrzymano oszacowanie ilości energii wytworzonej przez turbiny w wybranych lokalizacjach. Szczegółowe wyniki symulacji zostały przedstawione na rys. 3, który obrazuje ilość energii elektrycznej wytworzonej przez turbiny wiatrowe (4×5 kW).

Największy efekt energetyczny w postaci rocznie wytworzonej energii elektrycznej oszacowano dla Suwałk, natomiast najmniejszy dla Zakopanego.

Zestawienie energii wytworzonej

Rys. 3. Zestawienie ilości energii wytworzonej rocznie przez turbiny wiatrowe w danej lokalizacji (wariant I); rys. opracowanie autora (M. Knapik)

Dla wariantu II, w którym zakładano równoległą współpracę turbiny wiatrowej (o mocy znamionowej 2×5 kW) i ogniw fotowoltaicznych (o mocy znamionowej 10 kW), wyniki symulacji ilości energii elektrycznej wytworzonej w poszczególnych miesiącach przedstawiono na rys. 4.

Zestawienie ilości energii

Rys. 4. Zestawienie ilości energii wytworzonej rocznie przez turbiny wiatrowe i ogniwa fotowoltaiczne dla wybranej lokalizacji w Polsce (wariant II); rys. opracowanie autora (M. Knapik)

Wyniki te są mniej korzystne w porównaniu do wariantu I, opartego wyłącznie na turbinach wiatrowych. Najkorzystniejszy pod względem wielkości sumaryczny efekt energetyczny współpracy ogniw fotowoltaicznych i turbin wiatrowych ponownie uzyskano dla Suwałk, natomiast najmniejszy dla Zakopanego.

Wariant III to symulacja i ocena ilości energii wytworzonej przez układ ogniw fotowoltaicznych o całkowitej mocy znamionowej 20 kW. Instalacja fotowoltaiczna o założonej mocy nominalnej 20 kW wymaga około 130 m2 powierzchni dachu [16].

Wykres wytworzonej energii

Rys. 5. Zestawienie ilości energii wytworzonej rocznie przez ogniwa fotowoltaiczne w danej lokalizacji (wariant III); rys. opracowanie autora (M. Knapik)

Na rys. 5 przedstawiono wyniki obliczeń ilości energii elektrycznej wytworzonej przez ogniwa fotowoltaiczne w poszczególnych miesiącach roku referencyjnego.

Największą sumaryczną ilość energii elektrycznej wytworzonej rocznie przez ogniwa fotowoltaiczne uzyskano dla Krakowa i Łodzi, natomiast najmniejszy roczny efekt energetyczny uzyskano w odniesieniu do Suwałk.

Zapotrzebowanie na energię elektryczną do napędu pompy ciepła

Rys. 6. Moc cieplna oddawana przez pompę ciepła o mocy znamionowej 11 kW oraz zapotrzebowanie
na energię elektryczną do jej napędu w zależności od temperatury zewnętrznej [źródło: Narowski P.G., Metodyka wyznaczania klimatycznych warunków obliczeniowych.

Rys. 6. Moc cieplna oddawana przez pompę ciepła o mocy znamionowej 11 kW oraz zapotrzebowanie na energię elektryczną do jej napędu w zależności od temperatury zewnętrznej

Moc grzewcza dostarczana przez pompę ciepła typu powietrze/woda [7, 8, 17, 18] zmienia się wraz z temperaturą zewnętrzną, podobnie jak zapotrzebowanie na energię elektryczną do napędu sprężarkowej pompy ciepła (rys. 6).

Na podstawie danych producenta [17] oraz danych meteorologicznych opracowano wykres zapotrzebowania na energię cieplną do celów grzewczych [10] i przygotowania ciepłej wody użytkowej [19] dla każdej godziny roku referencyjnego. Obliczono je według zależności:

 (3)

gdzie:

QCO – zapotrzebowanie na energię do celów grzewczych w ciągu roku, kWh;

θśr.pom – średnia temperatura wszystkich pomieszczeń w budynku, °C;

θe(i) – temperatura zewnętrzna w danej kolejnej godzinie roku, °C;

ΦPr(i)– zapotrzebowanie na energię do pokrycia strat ciepła budynku w danej godzinie roku, kWh;

θPr – projektowa temperatura zewnętrzna zgodna z daną strefą klimatyczną Polski, °C;

QSOL(i) – zyski ciepła od nasłonecznienia w danej godzinie roku [20], kWh;

QINT(i) – wewnętrzne zyski ciepła w danej godzinie roku [20], kWh.

Typowy rozbiór wody

Rys. 7. Typowy rozbiór ciepłej wody użytkowej w budynku wielorodzinnym (dla 20 osób); rys. opracowanie autora (M. Knapik)

Na rys. 7 przedstawiono wyniki obliczeń typowego rozbioru c.w.u. w budynku wielorodzinnym zamieszkiwanym przez 20 osób (układ z zasobnikami ciepłej wody, bez pełnej akumulacji ciepła). Temperatura docelowa przygotowania c.w.u. wynosi 55°C.

Zapotrzebowanie na energię do przygotowania c.w.u. obliczono z zależności:

   (4)

gdzie:

QCWU – zapotrzebowanie na energię do przygotowania ciepłej wody użytkowej, kWh;

qCWU(i) – jednostkowe zużycie ciepłej wody w danej godzinie (rys. 7) przez wszystkich mieszkańców budynku, dm3/h;

ρ5st – gęstość wody w temperaturze 5°C, kg/m3;

Cpw – ciepło właściwe wody, kJ/(kg K);

Tw – docelowa temperatura ciepłej wody użytkowej, °C;

Qstr(i)– strata energii cieplnej zasobników ciepłej wody użytkowej wynikająca z różnicy temperatur między zasobnikami c.w.u. a otoczeniem (20°C), w danej chwili, kWh;

Qak – oszczędność energii cieplnej związana z akumulacją ciepła w zasobnikach w ciągu roku, kWh;

Qcyr – straty ciepła związane z cyrkulacją ciepłej wody użytkowej, wynoszące 25% energii dostarczanej do zasobnika [21], kWh.

Rys. 8. Zapotrzebowanie na ciepło do ogrzewania i przygotowania ciepłej wody użytkowej budynku
zlokalizowanego w Kołobrzegu, w poszczególnych miesiącach roku; rys. opracowanie autora (M. Knapik)

Rys. 8. Zapotrzebowanie na ciepło do ogrzewania i przygotowania ciepłej wody użytkowej budynku zlokalizowanego w Kołobrzegu, w poszczególnych miesiącach roku; rys. opracowanie autora (M. Knapik)

Zapotrzebowanie pompy ciepła

Rys. 9. Zapotrzebowanie pompy ciepła na energię elektryczną, na podstawie danych dla Kołobrzegu; rys. opracowanie autora (M. Knapik)

Wyniki obrazujące zapotrzebowanie na ciepło do celów grzewczych oraz przygotowania ciepłej wody użytkowej zestawiono na rys. 8.

W ciągu roku średnie zapotrzebowanie na energię dla analizowanego budynku wynosi 5000 kWh. Poza sezonem grzewczym ciepło jest wykorzystywane do przygotowania ciepłej wody użytkowej.

Na podstawie otrzymanych wyników miesięcznego zapotrzebowania na ciepło (rys. 8) w okresie jednego roku oraz danych producenta pompy ciepła [17], na rys. 9 porównano miesięczne zapotrzebowanie na energię elektryczną do napędu pompy ciepła w zależności od miesięcznego zapotrzebowania obiektu na energię cieplną.

Zarówno wydajność pompy ciepła, jak i zapotrzebowanie na energię cieplną zależą od temperatury zewnętrznej.

Efektywność systemu z pompą ciepła czerpiącą energię z powietrza zewnętrznego znacząco się obniża wraz ze spadkiem temperatury zewnętrznej.

Całkowite roczne zapotrzebowanie na energię elektryczną do napędu pompy ciepła zostało obliczone według zależności:

 (5)

gdzie:

QEL – zapotrzebowanie na energię elektryczną do napędu pompy ciepła, kWh;

QEL(i) – jednostkowe zapotrzebowanie na energię elektryczną do napędu pompy ciepła w zależności od temperatury zewnętrznej, kWh;

n – liczba pomp ciepła.

Na podstawie rys. 8 i rys. 9 można oszacować SPF (sezonowy współczynnik efektywności) pompy ciepła, wynoszący 2,6.

SPF jest uśrednioną wartością współczynników COP ustalonych dla różnych wartości temperatury. Oblicza się go według algorytmu uwzględniającego jej przeciętne zmiany w sezonie grzewczym.

Pokrycie przez OZE zapotrzebowania na energię elektryczną dla pompy ciepła

Na podstawie analizy wyników obliczeń dotyczących wariantowych przypadków (rys. 8 i rys. 9) można stwierdzić, że pozyskiwana z instalacji energia elektryczna nie jest w stanie pokryć w całości zapotrzebowania na energię elektryczną konieczną do napędu sprężarkowej pompy ciepła. Pozwala jednak na ograniczenie zapotrzebowania na energię elektryczną pobieraną z sieci, obniżając tym samym wielkość zapotrzebowania na nieodnawialną energię pierwotną.

Wielkość rocznego zapotrzebowania na „zewnętrzną” energię elektryczną potrzebną do napędu pompy ciepła zmienia się w zależności od zastosowanego wariantu instalacji energii odnawialnej oraz lokalizacji budynku (rys. 10).

Wyniki analizy i obliczeń statycznych w warunkach ustalonych przeprowadzonych w programie MATLAB jednoznacznie wskazują, że zastosowanie turbin wiatrowych istotnie zmniejsza zapotrzebowanie na energię elektryczną pobieraną z sieci.

Wyjątkiem jest Zakopane, które charakteryzuje się odwrotnym trendem niż w pozostałych przypadkach – zapotrzebowanie jest najmniejsze w przypadku zastosowania wyłącznie ogniw fotowoltaicznych.

Przy zachowaniu wystarczającej efektywności energetycznej w odniesieniu do proponowanych wariantowych rozwiązań systemów energii odnawialnej stopień pokrycia energią odnawialną zapotrzebowania na energię elektryczną do napędu pompy ciepła sięga 58% rocznego zapotrzebowania na energię elektryczną.

Wyniki obliczeń EPH+W

Tabela 2. Wyniki obliczeń EPH+W z uwzględnieniem odnawialnych źródeł energii

Wyniki obliczeń stopnia pokrycia zapotrzebowania na energię zestawiono na rys. 11.

Rys. 10. Roczne zapotrzebowanie pompy ciepła na dostarczaną z sieci energię elektryczną w zależności od
zastosowanego wariantu; rys. opracowanie autora (M. Knapik)

Rys. 10. Roczne zapotrzebowanie pompy ciepła na dostarczaną z sieci energię elektryczną w zależności od zastosowanego wariantu; rys. opracowanie autora (M. Knapik)

Rys. 11. Stopień pokrycia energią odnawialną zapotrzebowania na energię elektryczną pompy ciepła,
na podstawie danych dla wybranych miast; rys. opracowanie autora (M. Knapik)

Rys. 11. Stopień pokrycia energią odnawialną zapotrzebowania na energię elektryczną pompy ciepła, na podstawie danych dla wybranych miast; rys. opracowanie autora (M. Knapik)

Wyniki te pozwalają w znacznym stopniu obniżyć zapotrzebowanie na EPH+W w celu dostosowania się do obowiązujących przepisów. Efektywność ekonomiczna jest w tym aspekcie drugorzędna, gdyż w pierwszej kolejności budynek musi spełniać wymagania przepisów.

Wyniki zapotrzebowania na EPH+W zestawiono w tab. 2.

Wyniki obliczeń wskaźnika zapotrzebowania na energię pierwotną EPH+W jednoznacznie wskazują, że układ z pompą ciepła zasilany energią elektryczną z sieci elektroenergetycznej bez wspomagania przez odnawialne źródła energii nie spełnia wymagań dotyczących granicznej wartości wskaźnika EPH+W dla budynków wielorodzinnych.

W roku 2021, gdy zmienią się wymagania co do granicznej wartości wskaźnika EPH+W, udział energii odnawialnej w całkowitym bilansie energii budynku będzie musiał zostać zwiększony.

  • Wyniki podane w tab. 2 wskazują, że zastosowanie turbin wiatrowych (wariant I) pozwala na spełnienie wymagań WT 2017. Wyjątkiem jest Zakopane, charakteryzujące się przeciętnymi warunkami wiatrowymi.
  • Współpraca turbin wiatrowych i ogniw fotowoltaicznych (wariant II) również pozwala w zdecydowanej większości na spełnienie wymagań granicznej wartości EPH+W. Zwiększenie udziału ogniw fotowoltaicznych kosztem turbin wiatrowych wpływa negatywnie na tę wartość.
  • Wariant III, czyli zastosowanie ogniw fotowoltaicznych o nominalnej mocy 20 kW, spełnia wymagania co do wartości EPH+W tylko w Kołobrzegu. W pozostałych lokalizacjach wymagania te nie są spełnione. Ma to związek z zapotrzebowaniem na energię do celów grzewczych (spośród wybranych lokalizacji Kołobrzeg charakteryzuje się najniższym zapotrzebowaniem na energię do celów grzewczych) oraz niską sprawnością ogniw fotowoltaicznych.

Stopień pokrycia zapotrzebowania na energię elektryczną dla pompy ciepła jest wynikiem zależności pomiędzy warunkami meteorologicznymi a lokalizacją danego regionu i wynikającego z tego zapotrzebowania na ciepło do ogrzewania.

Wartość stopnia pokrycia zapotrzebowania na energię obliczono z zależności:

  (6)

gdzie:

SPZnE – stopień pokrycia zapotrzebowania na energię elektryczną dla pompy ciepła, %;

QOZE – energia elektryczna generowana przez odnawialne źródła energii, kWh;

QC – całkowite zapotrzebowanie na energię elektryczną do napędu pompy ciepła, kWh.

Odnawialne źródła energii pracują w układzie otwartym. Okresowe nadwyżki energii elektrycznej, występujące szczególnie w okresie letnim, są magazynowane w sieci. W przypadku braku produkcji energii w danym okresie jest ona odbierana z sieci.

Analiza ekonomiczna poszczególnych wariantów analizowanych systemów

W celu przeprowadzenia analizy efektywności ekonomicznej poszczególnych rozważanych wariantów oraz porównania ich z przypadkiem źródła ciepła korzystającego wyłącznie z energii nieodnawialnej (przyjęto gaz ziemny) konieczne było przyjęcie dodatkowych założeń, zestawionych w tab. 3.

Gaz ziemny jest wprawdzie paliwem kopalnym, a więc nieodnawialnym, ale jego niekorzystne oddziaływanie na środowisko w wyniku spalania jest ograniczone, gdyż nie występuje w tym wypadku m.in. emisja pyłów oraz benzo(a)pirenu. Zastosowanie gazu ziemnego jako paliwa do celów grzewczych pozwala na łatwe przygotowanie odpowiedniej ilości ciepła przy małym nakładzie pracy człowieka [27].

Założenia do analizy

Tabela 3. Założenia do analizy ekonomicznej

Z drugiej strony, gaz ziemny charakteryzuje się wyższymi kosztami eksploatacyjnymi niż ogrzewanie paliwami stałymi lub pompą ciepła, ale niższymi niż w przypadku ogrzewania energią elektryczną i olejem opałowym.

Ilość spalanego paliwa zależy również od sprawności całego systemu ogrzewania i przygotowania ciepła. Najwyższą sprawnością charakteryzują się kondensacyjne kotły gazowe, które odbierają dodatkowo ciepło kondensacji pary wodnej ze spalin [28].

Ilość spalanego paliwa gazowego w ciągu roku obliczono z zależności:

 (7)

gdzie:

VGAZU – ilość spalanego gazu w danym okresie, m3;

EC – zapotrzebowanie na energię do celów grzewczych i ciepłej wody użytkowej, kWh;

W – średnia wartość opałowa gazu typu E [24], 35,5 MJ/m3;

η – sprawność całkowita systemu uwzględniająca sprawność wytwarzania ciepła z nośnika energii, sprawność akumulacji ciepła w zasobnikach c.w.u. oraz sposób dystrybucji z uwzględnieniem cyrkulacji c.w.u., wynosząca 0,52 [20].

Analizę ekonomiczną przeprowadzono dla dwóch skrajnych regionów zlokalizowanych w I i V strefie klimatycznej Polski.

Miesięczne zużycie gazu

Rys. 12. Miesięczne zużycie gazu na cele grzewcze i przygotowania ciepłej wody użytkowej dla analizowanego budynku zlokalizowanego w wybranych miastach; rys. opracowanie autora (M. Knapik)

Na rys. 12 przedstawiono miesięczne zużycie gazu dla Kołobrzegu i Zakopanego w budynku o analizowanych cechach.

Na podstawie danych zawartych na rys. 9 i rys. 12 przeprowadzono analizę ekonomiczną rozważanych wariantów wykorzystania energii odnawialnej dla analizowanego budynku zlokalizowanego w Kołobrzegu i Zakopanem. Uwzględniono koszty eksploatacyjne wynikające z rocznego kosztu paliwa gazowego oraz nakłady inwestycyjne. Jako czas życia projektu przyjęto 15 lat, kierując się okresem gwarancji udzielanym przez wytwórców ogniw fotowoltaicznych z uwzględnieniem dodatkowych 5 lat po gwarancji.

Założono, że jednostkowy koszt energii elektrycznej za kWh oraz paliwa gazowego za 1 m3 będzie się zwiększał o 1% w stosunku do roku poprzedniego.

Nakłady inwestycyjne i koszty eksploatacyjne w analizowanym okresie, przedstawione na rys. 13 i rys. 14, zostały obliczone według zależności:

 (8)

gdzie:

KE(i+1)– koszty eksploatacyjne danego systemu w następnym roku, zł/rok;

KE(i)– koszty eksploatacyjne danego systemu w danym roku, zł/rok;

i – przyjęty czas analizy, i ∈ <1,15>.

  (9)

gdzie:

KSYS(i) – koszty inwestycyjne i eksploatacyjne w danym roku analizy, zł;

KISYS – koszty inwestycyjne analizowanego wariantu, zł;K

ESER – koszty serwisowe (roczne) analizowanego wariantu, zł;

KESELL(i) – przychód ze sprzedaży energii elektrycznej do sieci w danym roku analizy, zł;

KE(1) – koszty eksploatacyjne w pierwszym roku analizy, zł;

i – przyjęty czas analizy, i ∈ <1,15>.

Koszty analizowanych wariantów

Rys. 13. Koszty inwestycyjne i eksploatacyjne analizowanych wariantów przez okres 15 lat dla Kołobrzegu; rys. opracowanie autora (M. Knapik)

Koszty analizowanych wariantów

Rys. 14. Koszty inwestycyjne i eksploatacyjne analizowanych wariantów przez okres 15 lat dla Zakopanego; rys. opracowanie autora (M. Knapik)

Podsumowanie analizy ekonomicznej stanowi tab. 4, w której zestawiono wartość SPBT (wyrażoną w latach), czyli prosty czas zwrotu, rozumiany jako stosunek nakładów inwestycyjnych do wartości rocznych korzyści pomniejszonych o koszty serwisowania instalacji (wartość uśredniona z 15 lat).

Podsumowanie analizy ekonomicznej

Tabela 4. Podsumowanie analizy ekonomicznej – wskaźnik SPBT (prosty czas zwrotu); rys. opracowanie autora (M. Knapik)

Analiza ekonomiczna nie uwzględnia dotacji, np. z białych certyfikatów, które w znaczącym stopniu mogłyby poprawić efekt ekonomiczny (w szczególności w przypadku turbin wiatrowych).

Najkorzystniejsze efekty ekonomiczne odnotowano dla wariantu III, tj. systemu opartego na współpracy pompy ciepła z ogniwami fotowoltaicznymi. Dla wariantu tego okres zwrotu wynosi od 7 do 8 lat.

Wariant I, oparty na współpracy pompy ciepła z turbinami wiatrowymi, jest poza zakresem opłacalności ze względu na bardzo duże koszty inwestycyjne oraz niewspółmierną do poniesionych kosztów produkcję energii elektrycznej pochodzącej z turbin wiatrowych.

Podsumowanie

  • Artykuł przedstawia wyniki statycznej analizy przypadku w warunkach ustalonych, pozwalających na ocenę efektów energetycznych i ekonomicznych zastosowania turbin wiatrowych oraz ogniw fotowoltaicznych w układzie źródła ciepła w postaci powietrznej pompy ciepła typu powietrze/woda na przykładzie wielorodzinnego budynku mieszkalnego.
  • Do analizy wykorzystano skrypt obliczeniowy napisany w programie MATLAB oraz dane meteorologiczne (rok referencyjny) dla wybranych miast polskich. Wyniki analizy pozwalają na wysunięcie kilku wniosków.
  • Najkorzystniejsze warunki dla lokalizacji turbin wiatrowych spośród wybranych do badań regionów ma północno-wschodnia część Polski. W przypadku ogniw fotowoltaicznych jest to Polska centralna i południowa.
  • Najkorzystniejszy efekt energetyczny pod względem ilości pozyskanej energii zapewnia wariant I, oparty na współpracy pompy ciepła z turbinami wiatrowymi. Jednak z drugiej strony wariant ten wiąże się z niekorzystnym efektem ekonomicznym.
  • Zastosowanie równoległej współpracy ogniw fotowoltaicznych i turbin wiatrowych o pionowej osi obrotu zapewnia korzystniejsze rezultaty w postaci ilości pozyskiwanej energii względem wariantu opartego wyłącznie na ogniwach fotowoltaicznych. Wyjątkiem jest tutaj Zakopane, które charakteryzuje się odwrotnymi wynikami.
  • Najlepszy efekt ekonomiczny uzyskano dla wariantu III, tj. współpracy pompy ciepła z ogniwami fotowoltaicznymi, przy którym inwestycja zwraca się po ok. 8 latach użytkowania.
  • Porównanie systemu z pompą ciepła typu powietrze/woda wspomaganą instalacjami energii odnawialnej z tradycyjnym źródłem w postaci kondensacyjnego kotła gazowego (rys. 13 i rys. 14) jednoznacznie wskazuje na środowiskowe i ekonomiczne zalety zastosowania systemów z pompą ciepła (wariant II i III).
  • Na podstawie przyjętych założeń początkowych dla analizowanego przypadku budynku o niskim zapotrzebowaniu na energię instalacje odnawialnych źródeł energii o nominalnej mocy 20 kW są w stanie rocznie pokryć do 58% całkowitego zapotrzebowania na energię elektryczną do napędu sprężarkowej pompy ciepła (w zależności od wariantu).
  • Wyniki obliczeń wskaźnika zapotrzebowania na energię pierwotną EPH+W (tab. 2) jednoznacznie wskazują, że układ z pompą ciepła zasilany energią elektryczną z sieci elektroenergetycznej bez wspomagania przez odnawialne źródła energii nie spełnia wymagań dotyczących granicznej wartości wskaźnika EPH+W dla budynków wielorodzinnych.
  • Wyniki obliczeń granicznej wartości EPH+W dla wariantu I pozwalają na spełnienie wymagań obowiązujących przepisów. Wyjątkiem jest Zakopane, charakteryzujące się niekorzystnymi warunkami wiatrowymi.
  • Współpraca turbin wiatrowych i ogniw fotowoltaicznych (wariant II) również w zdecydowanej większości pozwala na spełnienie wymagań granicznej wartości EPH+W. Zwiększenie udziału ogniw fotowoltaicznych kosztem turbin wiatrowych wpływa negatywnie na wartość EPH+W.
  • Wariant III, czyli zastosowanie ogniw fotowoltaicznych o nominalnej mocy 20 kW, spełnia wymagania co do wartości EPH+W tylko w przypadku Kołobrzegu. W pozostałych lokalizacjach wymagania te nie są spełnione. Ma to związek z zapotrzebowaniem na energię do celów grzewczych oraz niską sprawnością ogniw fotowoltaicznych. W związku z obniżeniem granicznej wartości EPH+W w roku 2021 udział energii z OZE w całkowitym bilansie energetycznym budynku musi zostać zwiększony.
  • Przy uwzględnieniu możliwych do pozyskania dotacji wspomagających rozwój odnawialnych źródeł energii porównanie wysokości poniesionych nakładów oraz uzyskanych efektów w postaci obniżenia kosztów eksploatacji może wypaść znacznie lepiej. Podobnie będzie w przypadku doboru instalacji korzystających z energii odnawialnej o większej mocy nominalnej (wariant III, ogniwa fotowoltaiczne).
  • Należy zwrócić szczególną uwagę, że opłacalność poszczególnych wariantów w dużym stopniu zależy od lokalizacji budynku w danym regionie Polski. Efektywność ekonomiczna może ulec zmianie w razie zastosowania instalacji energii odnawialnej o większej mocy znamionowej. Dlatego każdy przypadek różniący się lokalizacją systemu i mocą źródeł energii odnawialnej należy analizować i optymalizować indywidualnie.

Literatura

  1. Olczak P., Olek M., Dostępność energii promieniowania słonecznego dla wybranych miejsc w Polsce, „Energetyka w odsłonach: ochrona środowiska, logistyka, OZE, technika, finanse, bezpieczeństwo”, 2016, s. 207–222.
  2. Knapik M., Analiza i wybór źródła grzewczego przygotowującego ciepłą wodę z wykorzystaniem energii odnawialnej, „Rynek Instalacyjny“ nr 9/2016, s. 36–38.
  3. Jadwiszczak P., Nowe wymagania, jakim powinny odpowiadać budynki. Możliwość spełnienia wymagań EP, „Rynek Instalacyjny“ nr 4/2014, s. 20–26.
  4. Feist W., Münzenberg U., Thumulla J., Podstawy budownictwa pasywnego, 2009.
  5. Rylewski E., Energia własna, 2002.
  6. Knapik M., Analysis of the possibility to cover energy demand from renewable sources on the motive power of the heat pump in low-energy building, E3S Web of Conferences 17, 00039, 2017.
  7. Wojtas K., Sprężarkowa pompa ciepła jako alternatywne źródło ciepła w budynku (cz. 1), „Polski Instalator“ nr 3/2011, s. 40–44.
  8. Wojtas K., Sprężarkowa pompa ciepła jako alternatywne źródło ciepła w budynku (cz. 2), „Polski Instalator“ nr 4/2011, s. 40–44.
  9. 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.).
  10. PN-EN 12831:2006 Instalacje ogrzewcze w budynkach. Metoda obliczania projektowego obciążenia cieplnego.
  11. http://blitzmann.com/turbiny-wiatrowe, dane techniczne i katalogi (dostęp 1.06.2017).
  12. Narowski P.G., Dane klimatyczne do obliczeń energetycznych w budownictwie, „Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja“ nr 11/2006.
  13. Budzyński K., Narowski P.G., Czechowicz J., Przygotowanie zbiorów zagregowanych danych klimatycznych dla potrzeb obliczeń energetycznych budynków, Ministerstwo Infrastruktury, 2004, na podstawie danych źródłowych Instytutu Meteorologii i Gospodarki Wodnej.
  14. EN-ISO 15927-4 Hygrothermal performance of buildings. Calculation and presentation of climatic data. Part 4: Data for assessing the annual energy for cooling and heating systems, 2003.
  15. Narowski P.G., Metodyka wyznaczania klimatycznych warunków obliczeniowych dla instalacji ogrzewczych z uwzględnieniem dynamiki cieplnej budynków, praca doktorska, Politechnika Warszawska, 2001.
  16. Powierzchnia dachu potrzebna pod instalację fotowoltaiczną [online], www.solaris18.blogspot.com (dostęp 15.10.2017).
  17. Daikin, dane techniczne i katalogi (dostęp 19.04.2017).
  18. PN-EN 15316-4-2:2008 Heating systems in buildings. Method for calculation of system energy requirements and system efficiencies. Part 4-2: Space heating generation systems, heat pump systems.
  19. PN-90/B-01706:1992 Instalacje wodociągowe. Wymagania w projektowaniu.
  20. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury i Rozwoju z dnia 27 lutego 2015 r. w sprawie metodologii wyznaczania charakterystyki energetycznej budynku lub części budynku oraz świadectw charakterystyki energetycznej (DzU 2015, poz. 376, z późn. zm.).
  21. Bednarczyk A., Kulesza L., Wpływ cyrkulacji w instalacji c.w.u. na bilans energii tej instalacji, konferencja „Air&Heat – Water&Energy”, 2011, poster.
  22. Taryfa dla energii elektrycznej na 2017 rok, PGE, 2017.
  23. Wysokość cen referencyjnych według rozporządzenia Ministra Energii z dnia 24 marca 2017 r. w sprawie ceny referencyjnej energii elektrycznej z odnawialnych źródeł energii w 2017 r. oraz okresów obowiązujących wytwórców, którzy wygrali aukcje w 2017 r. (DzU 2017, poz. 634).
  24. Taryfa dla gazu ziemnego E na 2017 rok, PGNiG, 2017.
  25. Koszty montażu i eksploatacji instalacji fotowoltaicznej [online], www.solaris18.blogspot.com (dostęp 15.10.2017).
  26. Cennik usług serwisowych kotłów gazowych [online], www.unitherm.pl (dostęp 15.10.2017).
  27. Kowalik M., Boryca J., Halusiak B., Analiza wpływu cen gazu ziemnego i energii elektrycznej na koszty ogrzewania za pomocą 2-funkcyjnego kotła gazowego w budownictwie wielorodzinnym, „Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja“ nr 3/2013, s. 96–100.
  28. Śnieżyk R., Dostawa ciepłej wody zasilanej gazowym kotłem kondensacyjnym, „Rynek Instalacyjny“ nr 5/2014, s. 76–80.

Galeria zdjęć

Tytuł
przejdź do galerii

Komentarze

Powiązane

Tomasz Lenarczyk Opłacalność pompy ciepła. Analiza przypadku

Opłacalność pompy ciepła. Analiza przypadku Opłacalność pompy ciepła. Analiza przypadku

Kluczowym elementem są sprawności średnioroczne pomp, czyli uzyskiwane przez cały sezon grzewczy. Wpływ na nie mają m.in.: temperatury zewnętrzne, temperatury pracy instalacji, jej dopasowanie do urządzenia...

Kluczowym elementem są sprawności średnioroczne pomp, czyli uzyskiwane przez cały sezon grzewczy. Wpływ na nie mają m.in.: temperatury zewnętrzne, temperatury pracy instalacji, jej dopasowanie do urządzenia grzewczego, liczba włączeń i wyłączeń, straty postojowe i kominowe czy jakość paliwa. Dlatego zastosowane urządzenia zostały opomiarowane – pompę ciepła wyposażono w oddzielne liczniki energii elektrycznej i cieplnej.

dr inż. Ryszard Śnieżyk Gazowe pompy ciepła

Gazowe pompy ciepła Gazowe pompy ciepła

Zasada pracy gazowej pompy ciepła opiera się na lewobieżnym obiegu termodynamicznym. Dzięki pracy mechanicznej, niezbędnej do napędu sprężarki, zwiększana jest temperatura w górnym źródle ciepła. Do napędu...

Zasada pracy gazowej pompy ciepła opiera się na lewobieżnym obiegu termodynamicznym. Dzięki pracy mechanicznej, niezbędnej do napędu sprężarki, zwiększana jest temperatura w górnym źródle ciepła. Do napędu sprężarek wykorzystuje się najczęściej energię elektryczną – to rozwiązanie nazywane jest w dalszej części artykułu „klasyczną pompą ciepła”.

Waldemar Joniec Pompy ciepła. Niestandardowe zastosowania i nowe urządzenia

Pompy ciepła. Niestandardowe zastosowania i nowe urządzenia Pompy ciepła. Niestandardowe zastosowania i nowe urządzenia

Udział pomp ciepła w instalacjach ogrzewania budynków będzie wzrastał. Decyduje o tym powszechny dostęp do energii zasilającej te urządzenia oraz energii, którą czerpią one z powietrza, gruntu i wód, a...

Udział pomp ciepła w instalacjach ogrzewania budynków będzie wzrastał. Decyduje o tym powszechny dostęp do energii zasilającej te urządzenia oraz energii, którą czerpią one z powietrza, gruntu i wód, a także ciepła odpadowego. Coraz lepsze perspektywy rysują się też przed gazowymi pompami ciepła z uwagi na budowę biogazowni oraz spadek cen gazu ziemnego i jego potencjalnie dużą podaż ze złóż łupkowych.

Redakcja RI Gazowe pompy ciepła – technologie i wydajności

Gazowe pompy ciepła – technologie i wydajności Gazowe pompy ciepła – technologie i wydajności

Na rynku dostępnych jest wiele urządzeń wykorzystujących różne technologie, ale określanych wspólnym mianem „pomp ciepła”. Niezależnie od zastosowanych rozwiązań pompy ciepła łączy fakt, że czerpią energię...

Na rynku dostępnych jest wiele urządzeń wykorzystujących różne technologie, ale określanych wspólnym mianem „pomp ciepła”. Niezależnie od zastosowanych rozwiązań pompy ciepła łączy fakt, że czerpią energię z dolnego źródła i przekazują ją (pompują) do źródła górnego. Dolnym źródłem może być powietrze, woda albo grunt, a górne to instalacja c.o. lub c.w.u. Nawet w chłodnym powietrzu i chłodnej wodzie jest dużo energii - problem w tym, jak ją zmusić do przepływu w odwrotnym kierunku, niż się to odbywa...

Waldemar Joniec Dobór i eksploatacja pomp ciepła. Współczynniki COP, SPF i JAZ

Dobór i eksploatacja pomp ciepła. Współczynniki COP, SPF i JAZ Dobór i eksploatacja pomp ciepła. Współczynniki COP, SPF i JAZ

Zarówno projektant, jak i inwestor przy wyborze pompy ciepła nie mogą stawiać sobie pytania, jaką pompę ciepła by chcieli, ale jaką mogą w danych warunkach zastosować. Sukces, czyli oszczędna, tania eksploatacja,...

Zarówno projektant, jak i inwestor przy wyborze pompy ciepła nie mogą stawiać sobie pytania, jaką pompę ciepła by chcieli, ale jaką mogą w danych warunkach zastosować. Sukces, czyli oszczędna, tania eksploatacja, zależy bowiem nie tyle od samego urządzenia, ile od wyboru właściwej koncepcji całego systemu ogrzewania budynku.

Waldemar Joniec Wydajność pracy instalacji z gruntowymi pompami ciepła

Wydajność pracy instalacji z gruntowymi pompami ciepła Wydajność pracy instalacji z gruntowymi pompami ciepła

W Polsce brakuje wytycznych i standardów dotyczących wyboru i wykonywania dolnych źródeł dla gruntowych pomp ciepła. Branża korzysta z wytycznych niemieckich, austriackich i szwajcarskich. Duża liczba...

W Polsce brakuje wytycznych i standardów dotyczących wyboru i wykonywania dolnych źródeł dla gruntowych pomp ciepła. Branża korzysta z wytycznych niemieckich, austriackich i szwajcarskich. Duża liczba zmiennych i tym samym ryzyko uzyskania z wymienników gruntowych niedostatecznej ilości energii dla pomp ciepła zmuszają do bardzo starannego projektowania i budowy takich instalacji.

Paweł Ślęzak Pompa ciepła z kominkiem i klimatyzacją

Pompa ciepła z kominkiem i klimatyzacją Pompa ciepła z kominkiem i klimatyzacją

W ostatnich 20 latach bardzo rozwinęła się technika budowy układów sprężarkowych, a od około 5 lat możliwości zastosowania pomp ciepła i ich wydajności są znacząco większe. Dostępność nowych układów automatyki...

W ostatnich 20 latach bardzo rozwinęła się technika budowy układów sprężarkowych, a od około 5 lat możliwości zastosowania pomp ciepła i ich wydajności są znacząco większe. Dostępność nowych układów automatyki i sterowania oraz urządzeń do łączności (komputerów, tabletów i smartfonów) pozwala na jeszcze łatwiejszą obsługę systemu grzewczego i wentylacyjnego przez użytkownika. Rozwój techniki sprawił, że firmy wykonawcze już dziś mogą realizować nawet bardzo nietypowe instalacje z pompami ciepła.

dr inż. Małgorzata Smuczyńska Rynek pomp ciepła w Polsce

Rynek pomp ciepła w Polsce Rynek pomp ciepła w Polsce

Polska jako kraj członkowski UE zobowiązana jest do implementacji do prawodawstwa krajowego wymogów unijnych, między innymi dyrektywy 2009/28/WE w sprawie promowania stosowania energii ze źródeł odnawialnych....

Polska jako kraj członkowski UE zobowiązana jest do implementacji do prawodawstwa krajowego wymogów unijnych, między innymi dyrektywy 2009/28/WE w sprawie promowania stosowania energii ze źródeł odnawialnych. Jej głównym celem jest doprowadzenie do wzrostu wykorzystania OZE w całkowitym zużyciu energii do poziomu 15% w 2020 r. Prognozy rozwoju rynku OZE w Polsce i pozostałych krajach Unii wskazują, że znaczącą rolę w wypełnieniu wymagań dyrektywy może odegrać geotermia, zwłaszcza niskotemperaturowa,...

Waldemar Joniec Rynek pomp ciepłaWyniki i trendy

Rynek pomp ciepłaWyniki i trendy Rynek pomp ciepłaWyniki i trendy

Europejski rynek pomp ciepła w latach 2005–2008 rozwijał się w tempie od 10 do 30% rocznie. Po kryzysie w 2009 r. odnotowano spadek o ok. 12% i niewielkie wzrosty w następnych latach. Jaka jest obecnie...

Europejski rynek pomp ciepła w latach 2005–2008 rozwijał się w tempie od 10 do 30% rocznie. Po kryzysie w 2009 r. odnotowano spadek o ok. 12% i niewielkie wzrosty w następnych latach. Jaka jest obecnie sytuacja tego segmentu rynku i co przyniesie mu przyszłość?

Paweł Lachman Perspektywy rynku urządzeń grzewczych w UE

Perspektywy rynku urządzeń grzewczych w UE Perspektywy rynku urządzeń grzewczych w UE

Po 2015 r. diametralnie zmieni się rynek urządzeń centralnego ogrzewania w Europie. Wymogi ecodesign i oznakowania energetycznego wpłyną na sprzedaż pomp ciepła i kotłów na biomasę, a na rynek nie będą...

Po 2015 r. diametralnie zmieni się rynek urządzeń centralnego ogrzewania w Europie. Wymogi ecodesign i oznakowania energetycznego wpłyną na sprzedaż pomp ciepła i kotłów na biomasę, a na rynek nie będą mogły wejść niskoefektywne urządzenia grzewcze.

Redakcja RI Pompy ciepła w praktyce

Pompy ciepła w praktyce Pompy ciepła w praktyce

Odnawialne i alternatywne źródła energii grzewczej zyskują na popularności, są jednak jeszcze niekiedy traktowane z pewną rezerwą, głównie z powodu braku wiedzy o możliwościach ich praktycznego zastosowania....

Odnawialne i alternatywne źródła energii grzewczej zyskują na popularności, są jednak jeszcze niekiedy traktowane z pewną rezerwą, głównie z powodu braku wiedzy o możliwościach ich praktycznego zastosowania. Do tej grupy nowych technologii należą m.in. pompy ciepła, zwłaszcza urządzenia czerpiące ciepło z powietrza atmosferycznego.

dr inż. Piotr Kubski Energetyczne uwarunkowania określania zasobów energii odnawialnej pobieranej przez pompy ciepła

Energetyczne uwarunkowania określania zasobów energii odnawialnej pobieranej przez pompy ciepła Energetyczne uwarunkowania określania zasobów energii odnawialnej pobieranej przez pompy ciepła

Decyzja Komisji Europejskiej 2013/114/UE z 1 marca 2013 r. ustanawiająca wytyczne dla państw członkowskich dotyczące obliczania energii odnawialnej z pomp ciepła w odniesieniu do różnych ich technologii...

Decyzja Komisji Europejskiej 2013/114/UE z 1 marca 2013 r. ustanawiająca wytyczne dla państw członkowskich dotyczące obliczania energii odnawialnej z pomp ciepła w odniesieniu do różnych ich technologii nawiązuje do wymagań zawartych w załączniku VII poprzedniej dyrektywy (2009/28/WE) w sprawie promowania stosowania energii ze źródeł odnawialnych. Dyrektywa z 2009 r. spowodowała konieczność wprowadzenia do krajowego systemu prawnego ustawy o promocji OZE i rozporządzeń wykonawczych. Jednak mimo że...

Waldemar Joniec Pompy ciepła – nietypowe realizacje

Pompy ciepła – nietypowe realizacje Pompy ciepła – nietypowe realizacje

W Polsce powstaje coraz więcej ciekawych instalacji, w których istotną funkcję pełnią pompy ciepła. Poniżej przedstawiono dwie realizacje – o ile dom w Rybniku można traktować jako dokładną wskazówkę,...

W Polsce powstaje coraz więcej ciekawych instalacji, w których istotną funkcję pełnią pompy ciepła. Poniżej przedstawiono dwie realizacje – o ile dom w Rybniku można traktować jako dokładną wskazówkę, to rozwiązania zastosowane w domu pod Krakowem będą raczej inspiracją do osiągania statusu budynku niskoenergetycznego, a nawet zero- i plusenergetycznego. W artykule opisano jedynie fragment instalacji w domu Galia i rozwiązania te mają charakter eksperymentalny. Przez lata optymalizowano je jednak,...

Paweł Lachman Pompy ciepła w układach hybrydowych

Pompy ciepła w układach hybrydowych Pompy ciepła w układach hybrydowych

Jedną z najszybciej rozwijających się technologii grzewczych są obecnie pompy ciepła typu powietrze/woda i powietrze/powietrze. Związane jest to z wprowadzeniem obowiązku stosowania od 2015 r. klas energetycznych...

Jedną z najszybciej rozwijających się technologii grzewczych są obecnie pompy ciepła typu powietrze/woda i powietrze/powietrze. Związane jest to z wprowadzeniem obowiązku stosowania od 2015 r. klas energetycznych urządzeń grzewczych (najwyższe klasy: A+ i A++). Nie bez znaczenia jest też duży udział energii ze źródeł odnawialnych przekazywany przez pompę ciepła (min. 60% dla sezonowego współczynnika SPF równego 2,5).

Rafał Kowalski Zawory regulacyjne Taconova do równoważenia hydraulicznego w geotermalnych instalacjach pomp ciepła

Zawory regulacyjne Taconova do równoważenia hydraulicznego w geotermalnych instalacjach pomp ciepła Zawory regulacyjne Taconova do równoważenia hydraulicznego w geotermalnych instalacjach pomp ciepła

Geotermalne instalacje pomp ciepła są bardzo popularnymi systemami stosowanymi do ogrzewania budynków mieszkalnych i przemysłowych. Sondy gruntowe czerpią ciepło zmagazynowane w ziemi, a w obiegu między...

Geotermalne instalacje pomp ciepła są bardzo popularnymi systemami stosowanymi do ogrzewania budynków mieszkalnych i przemysłowych. Sondy gruntowe czerpią ciepło zmagazynowane w ziemi, a w obiegu między pompą ciepła a sondą cyrkuluje solanka, która przepływając odbiera ciepło od gruntu. Aby zoptymalizować działanie instalacji, niezbędne jest zapewnienie możliwości regulacji i odcięcia poszczególnych obiegów solanki między rozdzielaczem a sondami gruntowymi.

Waldemar Joniec Energia z hybryd

Energia z hybryd Energia z hybryd

Prognozy specjalistów od ogrzewania są coraz bliższe wizjom futurystów sprzed lat. Do zasilania instalacji ogrzewających budynki wykorzystywane są coraz bardziej złożone układy z wieloma urządzeniami....

Prognozy specjalistów od ogrzewania są coraz bliższe wizjom futurystów sprzed lat. Do zasilania instalacji ogrzewających budynki wykorzystywane są coraz bardziej złożone układy z wieloma urządzeniami. Będą one wykorzystywać różne nośniki energii i w coraz większym stopniu energię odnawialną.

PORT PC Rola pomp ciepła w budynkach o niemal zerowym zużyciu energii

Rola pomp ciepła w budynkach o niemal zerowym zużyciu energii Rola pomp ciepła w budynkach o niemal zerowym zużyciu energii

Osiągnięcie założonych celów polityki klimatyczno-energetycznej UE do 2030 roku oraz wymagania Dyrektywy EPBD (2010/31/UE) w sprawie charakterystyki energetycznej budynków przyczyniają się do wzrostu zainteresowania...

Osiągnięcie założonych celów polityki klimatyczno-energetycznej UE do 2030 roku oraz wymagania Dyrektywy EPBD (2010/31/UE) w sprawie charakterystyki energetycznej budynków przyczyniają się do wzrostu zainteresowania budownictwem energooszczędnym.

mgr inż. Ireneusz Rzeczkowski, mgr inż. Piotr Skowroński Czy pompa ciepła powietrze/woda korzysta w warunkach polskich z energii odnawialnej?

Czy pompa ciepła powietrze/woda korzysta w warunkach polskich z energii odnawialnej? Czy pompa ciepła powietrze/woda korzysta w warunkach polskich z energii odnawialnej?

Pompy ciepła powietrze/woda bazują na najtańszym i najłatwiejszym do pozyskania źródle ciepła. Biorąc pod uwagę koszty wykonania instalacji, wypadają dużo korzystniej niż np. gruntowe pompy ciepła. Jednak...

Pompy ciepła powietrze/woda bazują na najtańszym i najłatwiejszym do pozyskania źródle ciepła. Biorąc pod uwagę koszty wykonania instalacji, wypadają dużo korzystniej niż np. gruntowe pompy ciepła. Jednak czy takie urządzenia pracujące w Polsce mogą zgodnie z przepisami UE zostać zaklasyfikowane jako wykorzystujące energię z zasobów odnawialnych?

dr inż. Jacek Biskupski Wykorzystanie ciepła odpadowego z rekuperatora do wspomagania pracy pompy ciepła w warunkach miejskich

Wykorzystanie ciepła odpadowego z rekuperatora do wspomagania pracy pompy ciepła w warunkach miejskich Wykorzystanie ciepła odpadowego z rekuperatora do wspomagania pracy pompy ciepła w warunkach miejskich

Możliwość zaspokojenia potrzeb grzewczych domu lub mieszkania za pomocą pompy ciepła istnieje teoretycznie tak długo jak idea tych urządzeń. Pierwszą udaną próbę działania instalacji z powietrzną pompą...

Możliwość zaspokojenia potrzeb grzewczych domu lub mieszkania za pomocą pompy ciepła istnieje teoretycznie tak długo jak idea tych urządzeń. Pierwszą udaną próbę działania instalacji z powietrzną pompą ciepła przeprowadzono w 1945 r. w USA (nie licząc Szwajcarii w latach 30.). Dlaczego pozyskiwanie energii do ogrzewania budynków z otaczającego powietrza nie znalazło szerokiego zastosowania aż przez 70 lat?

Redakcja RI Pompy ciepła - rynek, szkolenia, perspektywy

Pompy ciepła - rynek, szkolenia, perspektywy Pompy ciepła - rynek, szkolenia, perspektywy

Rośnie liczba instalowanych pomp ciepła, zwiększa się jakość projektów i montowanych instalacji. Sprzyjają temu szkolenia dla instalatorów i nowe wymagania dla budynków w zakresie efektywności energetycznej...

Rośnie liczba instalowanych pomp ciepła, zwiększa się jakość projektów i montowanych instalacji. Sprzyjają temu szkolenia dla instalatorów i nowe wymagania dla budynków w zakresie efektywności energetycznej i korzystania z energii odnawialnej. Za kilka lat pompy ciepła mogą być najczęściej stosowanymi urządzeniami do zasilania instalacji c.o. i c.w.u. w nowych obiektach.

dr inż. Natalia Fidorów, dr inż. Małgorzata Szulgowska-Zgrzywa Monitoring temperatury w pionowym odwiercie pompy ciepła

Monitoring temperatury w pionowym odwiercie pompy ciepła Monitoring temperatury w pionowym odwiercie pompy ciepła

Odwierty pionowe są obecnie bardzo często stosowanym rozwiązaniem wymiennika ciepła dolnego źródła dla pomp ciepła typu solanka/woda. W uzasadnieniu stosowania takiego rozwiązania przytaczany jest argument...

Odwierty pionowe są obecnie bardzo często stosowanym rozwiązaniem wymiennika ciepła dolnego źródła dla pomp ciepła typu solanka/woda. W uzasadnieniu stosowania takiego rozwiązania przytaczany jest argument stabilności temperatury gruntu na dużych głębokościach. Jednak przy ciągłym pobieraniu lub dostarczaniu energii do gruntu jego temperatura zacznie się zmieniać.

Michał Dobrzyński Od 1 stycznia obowiązują nowe przepisy unijne dotyczące HFC

Od 1 stycznia obowiązują nowe przepisy unijne dotyczące HFC Od 1 stycznia obowiązują nowe przepisy unijne dotyczące HFC

W majowym numerze "Rynku Instalacyjnego" pisaliśmy, że pilnie potrzebna jest nowa polska ustawa o syntetycznych czynnikach chłodniczych, nad którą prace trwają bodajże od 2008 r. Tymczasem zgodnie z przewidywaniami...

W majowym numerze "Rynku Instalacyjnego" pisaliśmy, że pilnie potrzebna jest nowa polska ustawa o syntetycznych czynnikach chłodniczych, nad którą prace trwają bodajże od 2008 r. Tymczasem zgodnie z przewidywaniami legislacja europejska "zdublowała" nas w tym zakresie – od stycznia br. obowiązuje bowiem rozporządzenie Parlamentu Europejskiego i Rady nr 517/2014 w sprawie fluorowanych gazów cieplarnianych.

Redakcja RI Nowoczesny dom to dom bezprzewodowy

Nowoczesny dom to dom bezprzewodowy Nowoczesny dom to dom bezprzewodowy

2005 rok był przełomem w podejściu do automatyki budynkowej. Opracowanie częstotliwości do stworzonego przez duńską firmą Zynsys protokołu Z-Wave, spowodowało powstanie nowych rozwiązań w automatyce budynkowej,...

2005 rok był przełomem w podejściu do automatyki budynkowej. Opracowanie częstotliwości do stworzonego przez duńską firmą Zynsys protokołu Z-Wave, spowodowało powstanie nowych rozwiązań w automatyce budynkowej, które nie wymagały już tak wielkich nakładów pracy i środków pieniężnych, jak tradycyjne systemy domowej inteligencji.

Waldemar Joniec Instalacje z pompami ciepła - przykłady

Instalacje z pompami ciepła - przykłady Instalacje z pompami ciepła - przykłady

Pompy ciepła w małych układach są coraz powszechniej stosowane w polskim budownictwie mieszkaniowym, zwłaszcza jednorodzinnym. Technologia ta ma także duży potencjał w instalacjach obiektów publicznych,...

Pompy ciepła w małych układach są coraz powszechniej stosowane w polskim budownictwie mieszkaniowym, zwłaszcza jednorodzinnym. Technologia ta ma także duży potencjał w instalacjach obiektów publicznych, handlowych, a nawet przemysłowych. Poniżej zaprezentowano wybrane przykłady zastosowań pomp ciepła w instalacjach średnich i dużych.

Copyright © 2004-2019 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.
Portal Budowlany - rynekinstalacyjny.pl

Ta witryna wykorzystuje pliki cookies do przechowywania informacji na Twoim komputerze. Pliki cookies stosujemy w celu świadczenia usług na najwyższym poziomie, w tym w sposób dostosowany do indywidualnych potrzeb. Korzystanie z witryny bez zmiany ustawień dotyczących cookies oznacza, że będą one zamieszczane w Twoim urządzeniu końcowym. W każdym momencie możesz dokonać zmiany ustawień przeglądarki dotyczących cookies. Nim Państwo zaczną korzystać z naszego serwisu prosimy o zapoznanie się z naszą polityką prywatności oraz Informacją o Cookies. Więcej szczegółów w naszej Polityce Prywatności oraz Informacji o Cookies. Administratorem Państwa danych osobowych jest Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Sp.K., nr KRS: 0000537655, z siedzibą w 04-112 Warszawa, ul. Karczewska 18, tel. +48 22 810-21-24, właściciel strony www.rynekinstalacyjny.pl. Twoje Dane Osobowe będą chronione zgodnie z wytycznymi polityki prywatności www.rynekinstalacyjny.pl oraz zgodnie z Rozporządzeniem Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) 2016/679 z dnia 27 kwietnia 2016r i z Ustawą o ochronie danych osobowych Dz.U. 2018 poz. 1000 z dnia 10 maja 2018r.