Ogrzewanie pompą ciepła czy na ekogroszek?

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.

Ogrzewanie pompą ciepła czy na ekogroszek? Oto jest pytanie…

Tak jak zapowiedzieliśmy w poprzednim artykule pt. „Kocioł na ekogroszek czy pompa ciepła – koszty ogrzewania?”, dziś przedstawimy analizę porównawczą obliczeń energii końcowej według świadectwa energetycznego z wynikami rzeczywistego zużycia dla analizowanych budynków

Budynek ogrzewany kotłem na paliwo stałe

W przypadku budynku ogrzewanego kotłem na ekogroszek wyniki zapotrzebowania na energię według świadectwa energetycznego w okresie grzewczym 2015/2016 są większe o 22 329 kWh w porównaniu do rzeczywistego zużycia, zaś w okresie grzewczym 2016/2017 wyniki zapotrzebowania na energię według świadectwa energetycznego są większe – 17 384 kWh. Porównanie rzeczywistego zużycia energii w budynku ogrzewanym kotłem na ekogroszek z wynikami według świadectwa energetycznego w dwóch okresach grzewczych przedstawia rys. 1a oraz rys. 1b.

Porownanie-kosztow-ogrzewania-Wesolowski236-1

Rys. 1a. Porównanie rzeczywistego zużycia energii w budynku ogrzewanym ekogroszkiem z wynikami według świadectwa energetycznego – 2015/2016 (źródło: obliczenia Audytor OZC 6.8 Pro); Rys. 1b. Porównanie rzeczywistego zużycia energii w budynku ogrzewanym ekogroszkiem z wynikami według świadectwa energetycznego – 2016/2017 (źródło: obliczenia Audytor OZC 6.8 Pro).

Przyczyną różnic rzeczywistego zużycia energii i zużycia według świadectwa energetycznego jest małe zużycie energii ciepłej w budynku. Rozbieżności w zużyciu energii, mianowicie dużo mniejsze zużycie energii z obliczeń rzeczywistych w stosunku do obliczeń ze świadectwa energetycznego, uwarunkowane są dbałością właściciela budynku oraz nadzorem w wykonywaniu izolacji dachu, ścian, unikaniu mostków cieplnych czy zagęszczeniu wełny mineralnej. Z wymienionych wyżej uwarunkowań wypływają oszczędności zużycia opału. Natomiast z uwagi na trójkę małych dzieci w domu nie było możliwości zmniejszenia temperatury w ciągu dnia i oszczędności z tego tytułu.

Ilość zużycia energii użytkowej uzależniona jest od strat ciepła, które spowodowane są przenikaniem ciepła poprzez przegrody budowlane. Niemniej jednak na straty ciepła przez przenikanie nie można mieć wpływu, ponieważ analizowany budynek jest budynkiem istniejącym. Inną kwestią różnic pomiędzy wynikami świadectwa energetycznego i rzeczywistych zużyć jest ta, że do obliczeń rzeczywistego zużycia energii nie uwzględnia się niższej temperatury wewnątrz budynku w czasie nieobecności domowników oraz intensywności i czasu wietrzenia pomieszczeń, co jest przyczyną zmiany zapotrzebowania na energię cieplną. Wobec tego w zależności od sposobu eksploatacji budynku, a także warunków atmosferycznych, rzeczywiste zużycie energii jest inne od zużycia energii według świadectwa energetycznego.

Ogrzewanie pompą ciepła

W przypadku budynku ogrzewanego pompą ciepła rzeczywiste wyniki zużycia energii elektrycznej poprzez sprężarkę w okresie grzewczym 2015/2016 wynosiły 14 674 kWh/dziewięć miesięcy. Ciepło, które jest wyprodukowane przez pompę ciepła stanowi sumę energii pobranej z gruntu 14 674 kWh oraz energię elektryczną ze sprężarki równą 5755 kWh. Energia końcowa obliczona z programu Audytor OZC 6.8 Pro wynosi 12 820 kWh/dziewięć miesięcy. Porównując energię końcową obliczoną z programu do energii końcowej z pomiarów rzeczywistych, energia końcowa z obliczeń rzeczywistych jest o 1854 kWh wyższa, czyli o 12% (rys. 2a). Rozpatrując poszczególne miesiące, najwyższa różnica przypada na marzec i kwiecień o około 700 kWh. W okresie grzewczym 2016/2017 energia końcowa z obliczeń rzeczywistych jest o 2401 kWh większa, czyli o 15% (rys. 2b). Różnice te spowodowane mogą być poprzez niekorzystanie z pomocniczego źródła ciepła, jakim jest kominek, a także temperatury utrzymujące się w granicach 0ºC. W pozostałych miesiącach okresu grzewczego średnie różnice wynoszą około 325 kWh, co również jest wynikiem niekorzystania z kominka oraz wskazuje na różne ilości przygotowania ciepłej wody użytkowej.

Porownanie-kosztow-ogrzewania-Wesolowski236-2

Rys. 2a. Porównanie rzeczywistego zużycia energii w budynku ogrzewanym pompą ciepła z wynikami obliczeń energii końcowej uzyskanych z programu Audytor OZC 6.8 Pro (źródło: obliczenia z programu Audytor OZC 6.8 Pro); Rys. 2b. Porównanie rzeczywistego zużycia energii w budynku ogrzewanym pompą ciepła z wynikami obliczeń energii końcowej uzyskanych z programu Audytor OZC 6.8 Pro (źródło: obliczenia z programu Audytor OZC 6.8 Pro).

Wynik energii końcowej otrzymany ze świadectwa energetycznego dla budynku z pompą ciepła, odnoszący się do pełnego roku eksploatacji budynku, wyniósł 16 222 kWh/rok. Przyrównując tę wartość energii do energii z pomiarów rzeczywistych, wynoszącą 14 674 kWh/dziewięć miesięcy w okresie 2015/2016 zauważyć można 10% różnicę oraz 6% różnicę w okresie 2016/2017.

Energia użytkowa (EU) dla budynku ogrzewanego pompą ciepła otrzymana ze świadectwa energetycznego przeliczona na GJ wynosi 65,3 GJ/rok. Porównując energię użytkową do energii końcowej (EK) wynoszącej 58,4 GJ/rok – różnica jest większa o 6,9 GJ. Przyczyną tak niewielkiej różnicy w skali roku jest niewielka strata ciepła poprzez przegrody zewnętrzne budynku, wysokiej efektywności system ogrzewania z pompą ciepła, a także kominkiem na drewno. Sprawność systemu ogrzewania obliczona ze stosunku EU/EK wynosi 112%, co świadczy o wysokiej sprawności wykorzystania energii zmagazynowanej w gruncie z odwiertów, sprawności transportu ciepła oraz jego akumulacji.

Porównanie rzeczywistego zużycia

Przejdźmy teraz do analizy porównawczej rzeczywistego zużycia nieodnawialnej energii w budynku ogrzewanego kotłem na paliwo stałe i rzeczywistego zużycia energii elektrycznej budynku ogrzewanego z pompą ciepła.

Analizując rzeczywiste wyniki zużycia energii końcowej przez budynek zasilany pompą ciepła ze zużyciem energii przez budynek zasilany kotłem na ekogroszek uwzględniany jest okres grzewczy od września 2015 r. do maja 2016 r. – sprężarka w budynku zasilanym pompą ciepła zużyła 14 674 kWh/dziewięć miesięcy, zaś kocioł na ekogroszek 12 637 kWh/dziewięć miesięcy. W ciągu okresu grzewczego 2015/2016 budynek ogrzewany pompą ciepła zużył 2037 kWh więcej energii do ogrzania oraz przygotowania ciepłej wody użytkowej w przeciwieństwie do budynku ogrzewanego kotłem na ekogroszek (rys. 3a).

Porownanie-kosztow-ogrzewania-Wesolowski236-3

Rys. 3a. Porównanie rzeczywistego zużycia energii przez budynek ogrzewany ekogroszkiem z rzeczywistym zużyciem energii przez budynek ogrzewany pompą ciepła (źródło: obliczenia z programu Audytor OZC 6.8 Pro); Rys. 3b. Porównanie rzeczywistego zużycia energii przez budynek ogrzewany ekogroszkiem z rzeczywistym zużyciem energii przez budynek ogrzewany pompą ciepła (źródło: obliczenia z programu Audytor OZC 6.8 Pro).

Spowodowane może to być tym, iż jest to budynek parterowy (tak więc inne są straty ciepła przez przenikanie do gruntu) oraz kwestią osuszania budynku, ponieważ budynek został wybudowany w 2013 roku, co może przekładać się na zwiększenie zużycia energii. Analizując poszczególne miesiące, rzeczywiste zużycie energii przez pompę ciepła oraz kocioł na ekogroszek w okresie od września do lutego jest na zrównoważonym poziomie. Jedynie w marcu i kwietniu budynek z pompą ciepła zużywa więcej energii, co można tłumaczyć tym, że użytkownicy nie korzystali z dodatkowego źródła ciepła, jakim jest kominek. W okresie grzewczym od września 2016 r. do maja 2017 r. zużycie energii w dwóch analizowanych budynkach przebiegało na zrównoważonym poziomie. W przeciwieństwie do poprzedniego okresu – w tym przypadku budynek zasilany kotłem na ekogroszek zużył 2361 kWh energii więcej niż budynek z pompą ciepła (rys. 3b).

W kolejnej części przedstawimy analizę porównawczą poniesionych kosztów energii zużywanej na potrzeby c.o., c.w.u. oraz wentylacji dla analizowanych budynków oraz wyciągniemy wnioski z przeprowadzonych prac.

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).

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