koszty ogrzewania domu pompą ciepła 2012-2015
TRANSCRIPT
Koszty ogrzewania domu pompą ciepła
w latach 2012-2015
Koszty eksploatacyjne gruntowej pompy ciepła o mocy grzewczej 10 kW
Porównanie zużycia energii elektrycznej i kosztów eksploatacji: 2012-2015
Efekty optymalizacji pracy układu ogrzewania i wentylacji mechanicznej
Wydanie 1/2016
20.01.2016
www.eko-blog.pl www.vaillant.pl
2
Charakterystyka domu jednorodzinnego
z gruntową pompą ciepła
Pompę ciepła typu solanka/woda zastosowano w budynku jednorodzinnym
Dolne źródło ciepła stanowią sondy gruntowe o łącznej długości 220 metrów.
Charakterystyka budynku
Rok budowy: 2011
Powierzchnia ogrzewana: 210 m2
Strefa klimatyczna: III (-20 oC)
Liczba mieszkańców: 4 os.
Przeszklenie: okna 3-szybowe
Izolacja cieplna ścian: styropian 20 cm
Izolacja cieplna stropodachu: wełna 30 cm
Dla budynku dokonano podsumowania kosztów ogrzewania
i podgrzewania ciepłej wody użytkowej w latach 2012-2015.
3
System grzewczo-wentylacyjny – ogólny opis
i tryb eksploatacji w domu jednorodzinnym
System Opis
Zasilanie energią
budynku
Energia elektryczna 100% dla całego budynku (brak gazu ziemnego)
Kominek: użytkowany sporadyczne (nie wliczane w bilans)
Źródło ciepła
Pompa ciepła solanka/woda o mocy grzewczej 10 kW pracująca w trybie
monowalentnym (bez grzałki elektrycznej)
Sondy pionowe o długości łącznej 220 mb (grunt piaszczysty/skalisty)
System grzewczy
Ogrzewanie podłogowe 100% (brak grzejników)
Temperatury robocze maksymalne na zasilaniu (przy -20 oC): 32÷33 oC
Średnia temperatura wewnętrzna w sezonie grzewczym: 21÷22 oC
Tryb obniżony w nocy i podczas nieobecności mieszkańców: - 1 K
Ciepła woda
użytkowa
Podgrzewacz pojemnościowy: 300 litrów
Instalacja solarna: 2 kolektory płaskie o łącznej powierzchni brutto: 5 m2
Nastawa temperatury wody użytkowej (dla pompy ciepła): 48oC
Cyrkulacja ciepłej wody użytkowej: praca taktowana łącznie ok. 5 h/dzień
Wentylacja
i chłodzenie
Wentylacja mechaniczna z rekuperacją ciepła, centrala 600 m3/h, wentylatory
z silnikami prądu stałego. Przeciętna wydajność: lato 60÷80%, zima 40÷50%
Chłodzenie pasywne poprzez chłodnicę na powietrzu nawiewanym
(pompa obiegowa w obiegu solanki przez sondy gruntowe). Wykorzystanie
w ciągu roku (2015): ok. 60 dni
4
Dane źródłowe dla określenia zużycia
energii elektrycznej w roku 2015
Bilans zużycia energii elektrycznej został dokonany na podstawie danych:
o rachunki miesięczne za zakup energii elektrycznej: 9101 kWh w roku 2015
o czas pracy sprężarki w poszczególnych miesiącach: dane z regulatora pompy ciepła
o czas pracy instalacji solarnej w poszczególnych miesiącach: dane z regulatora
o czas pracy centrali wentylacyjnej: dane z rzeczywistej nastawy pracy
o czas pracy chłodzenia naturalnego: dane z rzeczywistej nastawy pracy
Pozostałą część bilansu zużycia energii elektrycznej stanowi zużycie przez wyposażenie
domu (AGD, RTV, oświetlenie, żaluzje i bramy, inne wyposażenie)
5
Bilans zużycia energii elektrycznej 2015
Miesiąc Ogrzewanie Wentylacja Chłodzenie Woda użytkowa Wyposażenie Suma 2015
I 375 50 0 95 259 779
II 410 80 0 95 389 974
III 409 80 0 85 437 1011
IV 175 95 0 75 494 839
V 40 100 0 90 271 501
VI 0 130 15 16 286 447
VII 0 120 60 9 381 570
VIII 0 120 65 16 246 447
IX 44 95 0 48 390 577
X 246 80 0 78 475 879
XI 285 60 0 92 473 910
XII 454 75 0 118 520 1167
Suma
2015
2438 1085 140 817 4621 9101
26,8% 11,9% 1,5% 9,0% 50,8% 100%
W okresie całego roku 2015, zużycie energii elektrycznej wyniosło 9101 kWh
Zużycie energii elektrycznej ze względu na rodzaj odbiorników (kWh/m-ąc):
6
Wykres struktury zużycia energii
elektrycznej w roku 2015
Zestawienie zużycia energii elektrycznej w domu jednorodzinnym:
Zu
życie
en
erg
ii
ele
ktr
yczn
ej, k
Wh
/m-ą
c
Suma 2015:
9101 kWh/rok Wyposażenie domu (50,8%)
Ciepła woda użytkowa (9,0%)
Chłodzenie pasywne (1,5%)
Wentylacja mechaniczna (11,9%)
Ogrzewanie budynku (26,8%)
Rok 2015
7
Trendy zużycia energii elektrycznej
w ciągu roku 2015
Rok 2015
Zużycie energii elektrycznej przez wyposażenie domu stanowi 50,8% całkowitego rocznego
zużycia energii. Na pozostałą część (ogrzewanie domu, zasilanie centrali wentylacyjnej,
podgrzewanie wody użytkowej oraz chłodzenie pasywne) przypada 49,2% rocznego zużycia
energii w domu – najwięcej bo 26,8% całości przypada na ogrzewanie budynku.
Zużycie
energ
ii e
lektr
ycznej, k
Wh/m
-ąc
Wyposażenie domu
Ciepła woda użytkowa
Chłodzenie pasywne
Wentylacja mechaniczna
Ogrzewanie budynku
Suma 2015:
9101 kWh/rok
50,8%
26,8%
9,0%
11,9% 1,5%
8
Trendy zużycia energii elektrycznej
w latach 2012-2015
Rok 2012 Rok 2013 Rok 2014 Rok 2015
Zestawienie zużycia energii elektrycznej w domu jednorodzinnym:
kW
h/m
-ąc
Wyposażenie domu: 4449
Ciepła woda użytkowa: 523
Chłodzenie pasywne: 147
Wentylacja mech.: 1125
Ogrzewanie budynku: 3461
Suma 2012:
9705 kWh/rok
Wyposażenie domu: 4239
Ciepła woda użytkowa: 598
Chłodzenie pasywne: 130
Wentylacja mech.: 1135
Ogrzewanie budynku: 3358
Suma 2013:
9460 kWh/rok
Wyposażenie domu: 4687
Ciepła woda użytkowa: 667
Chłodzenie pasywne: 90
Wentylacja mech.: 1025
Ogrzewanie budynku: 3055
Suma 2014:
9524 kWh/rok
Wyposażenie domu: 4621
Ciepła woda użytkowa: 817
Chłodzenie pasywne: 140
Wentylacja mech.: 1085
Ogrzewanie budynku: 2438
Suma 2015:
9101 kWh/rok
9
Wykres zużycia energii elektrycznej w latach
2012-2015 według rodzajów systemów
Udział zużycia energii elektrycznej związany z ogrzewaniem
domu obniżał się w każdym kolejnym roku. Rok 2015 należał
dodatkowo do bardzo ciepłych – także w okresie letnim, gdzie
chłodzenie pasywne było wykorzystane przez ponad 60 dni
Większa intensywność korzystania z ciepłej wody
w 2015 roku, zwiększyła zużycie energii elektrycznej
dla jej podgrzewania
Ciepła woda użytkowa
Chłodzenie pasywne
Wentylacja mechaniczna
Ogrzewanie budynku Wyposażenie domu
10
W 2015 roku znacznie obniżyło się zużycie energii elektrycznej dla ogrzewania budynku
(-20,2% w stosunku do roku 2014). Powodem były: kolejny sezon grzewczy (wysuszenie
przegród), „ciepłe” zimy, korekta krzywej grzewczej (dopasowanie do budynku)
Porównanie zużycia energii elektrycznej
w latach 2012-2015
kWh/rok
-20,2%
+55,6%
-1,4%
Suma 2014:
9524 kWh/rok
Suma 2015:
9101 kWh/rok
+22,5%
-4,4%
+5,9%
11
Największy udział w kosztach eksploatacji (51%) – po stronie wyposażenia domu
(AGD, w tym gotowanie, pranie, prasowanie, itd.), RTV, oświetlenie, bramy, rolety, itd.).
Koszty użytkowania całego wyposażenia domu zużywającego energię elektryczną
wynoszą 2738 zł brutto.
Koszty eksploatacji w roku 2015
zł/rok
udział
2015
2014
5.382 zł/rok 5.611 zł/rok
12
Porównanie całkowitych kosztów miesięcznych zakupu energii elektrycznej
Porównanie miesięcznych kosztów
eksploatacji – w latach 2012-2015
2012: 6.159,- 2013: 5.927,- 2015: 5.382,-
Największe różnice w kosztach eksploatacyjnych występują dla miesięcy:
II, III, XI, XII. Jest to związane ze zróżnicowaniem pogody w tych miesiącach
dla poszczególnych lat. Przykładowo marzec 2013 roku z bardzo niskimi temperaturami
zewnętrznymi zwiększył znacznie potrzeby grzewcze budynku (800 zł/m-ąc), a z kolei
„ciepły” styczeń 2015 roku zmniejszył koszty ogrzewania do 459 zł/m-ąc.
2014: 5.610,-
13
Zużycie energii końcowej
Wskaźnik zużycia energii końcowej Ek w roku 2015
(dla potrzeb ogrzewania, wentylacji i wody użytkowej):
ze świadectwa charakterystyki energetycznej budynku: 26,6 kWh/m2rok
20,4 kWh/m2rok
Wskaźnik zużycia energii jest charakterystyczny dla domów niskoenergetycznych
i poniżej standardu dla tzw. domów 3-litrowych (zużycie 3 litrów oleju opałowego
lub 3 m3 gazu ziemnego = 30 kWh/m2rok)
14
Całkowite koszty zakupu energii elektrycznej
w roku 2015 wyniosły 5382 zł brutto, a więc
o 4,1% mniej niż w 2014 roku (5610 zł brutto)
Całkowity koszt jednostkowy zakupu energii
elektrycznej w 2015 roku w taryfie G11 wyniósł
0,591 zł/kWh, to jest o +0,4% więcej niż rok
wcześniej (0,589 zł/kWh).
W porównaniu do roku 2012, koszt jednostkowy
energii elektrycznej (zł/kWh) w 2015 roku obniżył
się o -7,4%.
Koszt jednostkowy zakupu energii elektrycznej
(PLN/kWh) w latach 2012-2015
Koszt zakupu
energii elektrycznej
PLN/kWh brutto
+0,4%
15
Temperatura zewnętrzna, a zużycie energii…
09.2015 10.2015 11.2015 12.2015 (do 20.12)
Zużycie
dzie
nn
e e
ne
rgii
(kW
h)
Śre
dn
ia te
mp
era
tura
do
bo
wa
(tr
en
d,
oC
)
Sezon grzewczy
5 dni grzewczych
Początek sezonu grzewczego jest zależny od temperatury zewnętrznej, ale także od
nasłonecznienia (zyski słoneczne). W 2015 roku, kilka chłodnych dni z końcem września
(pierwsze przymrozki) spowodowało włączenie systemu grzewczego. Kolejne ciepłe dni
pozwoliły na wyłączenie systemu grzewczego. Od drugiej dekady października temperatura
zaczęła się obniżać (pierwsze opady śniegu) i system grzewczy został włączony na stałe.
12 oC
10
.10
.20
15
16
Podsumowanie i dodatkowe uwagi do sposobu
eksploatacji budynku jednorodzinnego
Na zmniejszenie zapotrzebowania ciepła dla ogrzewania pomieszczeń w sezonie
grzewczym znaczący wpływ mają zyski od nasłonecznienia (duże przeszklenia na stronie
południowej). Pompa ciepła pracowała w 2015 roku 1412 godzin (2014: 1452 godzin).
Odciążenie od pracy poza sezonem grzewczym zapewnia instalacji solarna pracująca
dla potrzeb ciepłej wody użytkowej.
Współczynnik efektywności SCOP, (wartość średnioroczna COP) dla pompy ciepła
wynosi 4,5 w roku 2015 (dane z regulatora pompy ciepła)
Instalacja solarna pokrywa ok. 50% zapotrzebowania ciepła dla wody użytkowej,
jednocześnie zapewniając korzystne warunki dla regeneracji dolnego źródła ciepła poza
sezonem grzewczym.
Układ chłodzenia pasywnego był wykorzystany przez ok. 60 dni w okresie
2 miesięcy: 07-08.2015. Zdecydowane zmniejszenie zysków od nasłonecznienia
i zapotrzebowanie chłodu, zapewniły żaluzje zewnętrzne oraz rolety nad oknami
dachowymi. Temperatura wewnątrz budynku przy najwyższych temperaturach zewnętrznych
(07-08.2015) nie przekraczała 2526 oC, co zapewnia właściwy poziom komfortu cieplnego
przy minimalnych kosztach eksploatacyjnych (85 PLN/rok)
17
Parametry charakterystyczne pracy
pompy ciepła
Pompa ciepła pracowała w 2015 roku 1412 godzin (2014: 1452 godz.). Dla porównania
w pierwszym roku użytkowania domu (2012), pompa ciepła pracowała 1785 godzin,
a zużycie energii elektrycznej dla ogrzewania domu obniżyło się w latach 2015-2012 o 30%.
Średni czas przebiegu (pracy) sprężarki w 2015 roku wyniósł 57 minut w jednym cyklu
załączenia. W miesiącach sezonu grzewczego średni czas pracy sprężarki sięgał 112 minut.
W sezonie letnim, gdy zachodziła konieczność dogrzania wody, średni czas pracy sprężarki
skracał się do 4 minut (wskazana optymalizacja pracy dla jak najrzadszego załączania
pompy ciepła w okresie letnim)
Czas pracy sprężarki (godz./m-ąc) Średni czas przebiegu sprężarki (min./cykl)
Razem:
1412 h/rok
Średnia:
57 min./cykl
Chłodzenie
Ogrzewanie
Energia odnawialna
Kotły gazowe
Kotły olejowe
Pompy ciepła
Kolektory słoneczne
Systemy wentylacji
www.eko-blog.pl www.vaillant.pl