Kocioł na ekogroszek czy pompa ciepła – koszty ogrzewania

Tematem artykułu jest analiza porównawcza zużycia energii w budynkach jednorodzinnych, które różnią się źródłem ciepła. Jeden budynek ogrzewany jest za pomocą pompy ciepła z gruntowym pionowym wymiennikiem ciepła, natomiast drugi ogrzewany jest kotłem spalającym ekogroszek.

W obydwu analizowanych budynkach znajduje się niskotemperaturowy system ogrzewania podłogowego. Analizowane domy znajdują się w okolicach Olsztyna w IV strefie klimatycznej. Świadectwo charakterystyki energetycznej sporządzono za pomocą programu Audytor OZC 6.8 Pro. Wyniki obliczeń porównano z rzeczywistymi wynikami zużycia energii dla okresu grzewczego 2015/2016 oraz 2016/2017.

Koszty ogrzewania – metody badań

W badaniach zastosowano następujące metody:

  • spisywano liczbę worków z ekogroszkiem wykorzystanym w każdym miesiącu dla dwóch okresów grzewczych,
  • spisywano dane dotyczące ilości zużycia energii przez pompę ciepła, sporządzono świadectwa charakterystyki energetycznej dla analizowanych budynków przy użyciu programu Audytor OZC 6.8 Pro, według metodologii (Dz. U. poz. 888 z 2014).
  • przeprowadzono analizę otrzymanych wyników za pomocą programu arkusza kalkulacyjnego Excel.

Charakterystyka porównywanych obiektów

  • Budynek pierwszy

Pierwszy analizowany budynek ogrzewany jest kotłem na paliwo stałe, jakim jest ekogroszek. Powierzchnia użytkowa budynku wynosi 221,6 m2, zaś kubatura 606,4 m3. Budynek jest parterowy, niepodpiwniczony, posiada również poddasze użytkowe i garaż na dwa miejsca parkingowe. Na parterze oraz na poddaszu analizowanego budynku znajduje się po 10 pomieszczeń o sumarycznej powierzchni: parter 126,10 m2 oraz poddasze 95,50 m2.

Wskaźnik zapotrzebowania na energię użytkową (EU) do celów ogrzewania, przygotowania ciepłej wody użytkowej oraz wentylacji wynosi 95,4, zaś dla całego budynku 21 140 kWh/rok. Wskaźnik ten określa, jaką ilość energii należy dostarczyć do budynku, nie uwzględniając przy tym sprawności systemu wytwarzania, magazynowania oraz dystrybucji ciepła, a także rodzaju wykorzystywanego paliwa i zużycia energii przez urządzania pomocnicze.

Kocioł na paliwo stałe służy do ogrzewania za pomocą instalacji centralnego ogrzewania, która wyposażona jest w wodne ogrzewanie podłogowe, jak i do przygotowania ciepłej wody użytkowej. W budynku pracuje także powietrzna pompa ciepła ze zbiornikiem o pojemności 200 dm3, która służy jako dodatkowe źródło ciepła do przygotowania ciepłej wody użytkowej w okresie letnim. Ciepła woda przygotowywana jest centralnie, zaś przewody instalacji są izolowane.

W budynku zastosowano system wentylacji naturalnej. Wskaźnik zapotrzebowania na energię końcową (EK) wynosi 149,8, zaś dla całego budynku 33 195 kWh/rok. Z uwagi na fakt, iż w okresie grzewczym ciepło wytwarzane jest ze spalania węgla oraz nie jest wykorzystywane ciepło ze źródeł odnawialnych, wskaźnik zapotrzebowania na energię końcową jest o 12 055 kWh/rok większe w porównaniu z energią użytkową.

Porównując wskaźnik energii końcowej ze wskaźnikiem energii użytkowej, można uzyskać poziom sprawności systemu wytwarzania, przesyłu i akumulacji ciepła dla analizowanego budynku wynosi 64%. Tabela 1 przedstawia zestawienie wyników obliczeń świadectw charakterystyki energetycznej dla analizowanych budynków.

Budynek drugi

Drugim analizowanym obiektem jest budynek parterowy ogrzewany pompą ciepła glikol-woda. Powierzchnia użytkowa budynku wynosi 211,48 m2, zaś kubatura 518,1 m3. Poddasze budynku jest nieużytkowane, budynek nie jest podpiwniczony, zamieszkany przez 4 osoby. Z uwagi na fakt, iż budynek posiada poddasze nieużytkowe wskaźnik zapotrzebowania na energię użytkową (EU) wynosi 85,8.

Zapotrzebowanie na energię użytkową do celów ogrzewania, przygotowania ciepłej wody użytkowej oraz wentylacji dla całego budynku wynosi 18 144,9 kWh/rok i nie jest zależne od zastosowanego źródła energii. Jako źródło ciepła dla instalacji ogrzewania oraz zaopatrzenia w ciepłą wodę użytkową budynek wykorzystuje pompę ciepła glikol-woda o mocy 10,9 kW. Pompa ciepła pobiera ciepło, które zgromadzone jest w gruncie przez dwie sondy pionowe wykonane z rury PE. Sonda składa się z dwóch par przewodów, które są konstrukcji U-kształtnej.

Długość każdej sondy wynosi 105 metrów, zaś odległość między nimi 10 metrów. Wspomagającym źródłem ciepła jest kominek, który używany jest w zależności od życzenia użytkowników budynku. Wentylacja budynku jest naturalna. Wskaźnik zapotrzebowania na energię końcową (EK) dla analizowanego budynku wynosi 76,7, zaś dla całego budynku 16 220,5 kWh/rok.

Dzięki zastosowaniu odnawialnych zasobów energii jako źródła ciepła dla budynku zapotrzebowanie na energię końcową jest niższe o 1 924,4 kWh/rok w porównaniu z zapotrzebowaniem na energię użytkową do celów ogrzewania, przygotowania c.w.u. oraz wentylacji. Dowodzi to o wysokim poziomie sprawności systemu wytwarzania, przesyłu i akumulacji ciepła dla celów centralnego ogrzewania i przygotowania c.w.u., która wynosi 112%.

Wyniki badań

Zużycie energii przez budynek ogrzewany kotłem na ekogroszek określono na podstawie ilości zużytego ekogroszku w okresie od 20 września 2015 r. do 21 kwietnia 2016 r. oraz od 23 września 2016 r. do 15 maja 2017 r. Wykorzystano ekogroszek firmy Pionier z oferty MPEC Olsztyn o wartości opałowej 22-26 MJ/kg, workowany po 25 kg. Zużycie węgla w okresie grzewczym 2015/2016 wynosi 2300 kg o łącznym koszcie 1610 zł, zaś w okresie grzewczym 2016/2017 – 3200 kg, o łącznym koszcie 2240 zł.

Porownanie zuzycia ciepla Wesolowski235wykres1

Rys. 1. Zestawienie zużycia ekogroszku w poszczególnych miesiącach (źródło: dane uzyskane od właściciela budynku p. Pawła Krycha).

W przypadku budynku ogrzewanego pompą ciepła zmierzono ilość ciepła pobranego z gruntu w poszczególnych miesiącach oraz ilość zużycia energii przez sprężarkę pompy ciepła. Oszacowano w ten sposób energię końcową z sumy energii pobranej z gruntu oraz ilości energii zużytej przez sprężarkę. W tabeli 2 oraz 3 przedstawiono zastawienie wyników energii końcowej wytworzonej przez pompę ciepła.

Porownanie zuzycia ciepla Wesolowski235wykres2

Rys. 2. Zestawienie zużycia ekogroszku w poszczególnych miesiącach (źródło: dane uzyskane od właściciela budynku p. Pawła Krycha).

W następnym artykule przedstawimy analizę porównawczą obliczeń energii końcowej według świadectwa energetycznego z wynikami rzeczywistego zużycia dla analizowanych budynków.

dr inż. Maciej Wesołowski, Piotr Gburzyński

Literatura:

1. Leśniak W. i in., „Pompy ciepła – ekologiczne źródło energii odnawialnej”, Wydawnictwo Uniwersytetu Ekonomicznego we Wrocławiu, 2012.

2. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 3 czerwca 2014 r. w sprawie metodologii obliczania charakterystyki energetycznej budynki i lokalu mieszkalnego lub części budynku stanowiącej całość techniczno-użytkową oraz sposobu sporządzania i wzorów świadectw ich charakterystyki energetycznej. (Dz. U. poz. 888 z 2014).

Fot. Przykładowa instalacja z kotłem na paliwo stałe.

Prenumerata Magazynu Instalatora

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

Ta strona korzysta z ciasteczek (cookies) Więcej informacji

Ustawienia plików cookie na tej stronie są włączone na "zezwalaj na pliki cookie", aby umożliwić najlepszy z możliwych sposób przeglądania. Jeśli w dalszym ciągu chcesz korzystać z tej strony, bez zmiany ustawienia plików cookie lub kliknięciu przycisku "Akceptuję", a następnie użytkownik wyraża zgodę na to.

Zamknij