Rzeczywiste koszty ogrzewania pompą ciepła

i całkowite koszty eksploatacji domu

Rzeczywiste koszty eksploatacji gruntowej pompy ciepła

Struktura zużycia energii elektrycznej w domu jednorodzinnym

Porównanie zużycia energii elektrycznej i kosztów eksploatacji: 2013/2012

Wydanie 1/2014

19.01.2014

www.eko-blog.pl www.vaillant.pl

2

Charakterystyka domu jednorodzinnego

Pompa ciepła została zastosowana w przykładowym 2-kondygnacyjnym

budynku jednorodzinnym. Podstawowa charakterystyka budynku:

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 pierwszym sezonie eksploatacji 2012. W bieżącym

opracowaniu podsumowano dane za rok 2013 i porównano dane z 2 lat.

Zestawienie zużycia energii elektrycznej i kosztów eksploatacji w roku 2012

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 jedynie 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: 35/30oC

Średnia temperatura wewnętrzna w sezonie grzewczym: 21,0÷22,5 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 30÷40%

Chłodzenie pasywne poprzez chłodnicę na powietrzu nawiewanym

(pompa obiegowa w obiegu solanki przez sondy gruntowe). Wykorzystanie

w ciągu roku (2013): 38 dni

4

Dane źródłowe dla określenia zużycia

energii elektrycznej

Bilans zużycia energii elektrycznej został dokonany na podstawie danych:

o rachunki miesięczne za zakup energii elektrycznej: 9460 kWh za cały rok 2013

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 2013

Miesiąc Ogrzewanie Wentylacja Chłodzenie Woda użytkowa Wyposażenie Suma 2013

I 566 65 0 85 575 1291

II 692 70 0 75 257 1094

III 662 80 0 56 485 1283

IV 231 100 0 39 334 704

V 98 110 0 34 413 655

VI 31 110 25 36 200 402

VII 0 130 50 33 349 562

VIII 0 120 55 22 265 462

IX 115 115 0 46 283 559

X 139 100 0 46 513 798

XI 369 70 0 68 378 885

XII 455 65 0 58 187 765

Suma

2013

3358 1135 130 598 4239 9460

35,5% 12,0% 1,4% 6,3% 44,8% 100%

W okresie całego roku 2013, zużycie energii elektrycznej wyniosło 9460 kWh

Zużycie energii elektrycznej ze względu na rodzaj odbiorników (kWh/m-ąc):

6

Wykres zużycia energii elektrycznej w roku

2013 według rodzajów systemów

Zestawienie zużycia energii elektrycznej w domu jednorodzinnym:

Zu

życie

en

erg

ii

ele

ktr

yczn

ej, k

Wh

/m=

ąc

Suma 2013:

9460 kWh/rok

Wyposażenie domu

Ciepła woda użytkowa

Chłodzenie pasywne

Wentylacja mechaniczna

Ogrzewanie budynku

Rok 2013

7

Trendy zużycia energii elektrycznej

w ciągu roku 2013

kWh Wyposażenie domu

Ciepła woda użytkowa

Chłodzenie pasywne

Wentylacja mechaniczna

Ogrzewanie budynku

Rok 2013

Suma 2013:

9460 kWh/rok

Zestawienie zużycia energii elektrycznej w domu jednorodzinnym:

Zu

życie

en

erg

ii

ele

ktr

yczn

ej, k

Wh

/m=

ąc

8

Koszty zakupu energii elektrycznej

w roku 2013 według rodzajów systemów

Koszty, zł/rok brutto

Zestawienie kosztów zakupy energii elektrycznej w domu jednorodzinnym:

9

Wykres zużycia energii elektrycznej w roku

2013 według rodzajów systemów… (3/3)

Suma 2013:

9460 kWh/rok

Wskaźnik zapotrzebowania na energię końcową Ek wynikający z ogrzewania,

wentylacji, chłodzenia i podgrzewania ciepłej wody użytkowej (z pominięciem

energii dla zasilania wyposażenia domu), wyniósł 24,9 kWh/m2rok.

Wskaźnik Ek:

na podstawie zużycia

energii: 24,9 kWh/m2rok

ze świadectwa

charakterystyki

energetycznej budynku:

26,6 kWh/m2rok

10

Porównanie bilansów: rok 2013 i 2012

Porównanie zużycia oraz kosztów

energii elektrycznej:

2013 / 2012

11

Porównanie zużycia energii elektrycznej

– w roku 2012 i 2013

Suma 2012:

9705 kWh/rok

Całkowite zużycie energii elektrycznej w roku 2013 było niższe o około 2,6%

w porównaniu do roku 2012. Widoczne jest wydłużenie czasu trwania okresu

grzewczego w roku 2013. Obniżone zużycie energii przez wyposażenie domu

w 12.2013 skutkiem nieobecności mieszkańców (1,5 tyg.).

Suma 2013:

9460 kWh/rok kWh/m-ąc

-2,6%

Miesiące 2012 Miesiące 2013

12

Struktura zużycia energii elektrycznej w domu jednorodzinnym, w roku 2013

miała charakter porównywalny z rokiem 2012:

Porównanie zużycia energii elektrycznej

– w roku 2012 i 2013

2012 2013

13

Zużycie energii elektrycznej w roku 2013 oraz 2012 według rodzajów

odbiorników w domu jednorodzinnym:

Porównanie zużycia energii elektrycznej

– w roku 2012 i 2013

kWh/rok

-3,0%

+14,3%

-4,7%

+0,9%

-11,6%

Suma 2012:

9705 kWh/rok

Suma 2013:

9460 kWh/rok -2,6%

14

Całkowite koszty zakupu energii elektrycznej wyniosły na podstawie rachunków

w całym roku 2013: 5927 zł brutto (w roku 2012: 6159 zł brutto).

Średnia cena brutto 1 kWh energii elektrycznej wyniosła w roku 2013:

0,6312 zł/kWh (w roku 2012: 0,6346 zł/kWh (różnica 0,5% w cenie))

Porównanie miesięcznych kosztów

eksploatacji – w roku 2012 i 2013

Miesiące (2012, 2013)

zł/m

-ąc b

rutt

o

Suma 2012:

6159 zł/rok

Suma 2013:

5927 zł/rok -3,8%

2013 2012

15

Utrzymanie wysokiego poziomu komfortu

cieplnego i jakości powietrza wewnętrznego

Tryb eksploatacji systemu grzewczo-wentylacyjnego w domu jednorodzinnym

zakłada priorytet uzyskania wysokiego poziomu komfortu cieplnego. Umożliwia

to również zastosowanie wentylacji mechanicznej z odzyskiem (rekuperacją)

ciepła. Dzięki temu nie jest konieczne wietrzenie pomieszczeń poprzez otwieranie

okien, jednocześnie z zapewnieniem maksymalnego poziomu jakości powietrza.

dane z systemu nadzoru

budynku EIB (19.01.2014)

16

Temperatura wewnętrzna w budynku

- zmienność w czasie

W pokojach dziennych w sezonie grzewczym utrzymywana jest przeciętnie

temperatura rzędu 21,5÷22,5 oC. Z uwagi na bezwładności cieplną instalacji

ogrzewania podłogowego, a także akumulację cieplną budynku i fakt

zastosowania pompy ciepła, wprowadzono jedynie różnicę 1 oC w nastawie trybu

tzw. zredukowanego (noc oraz dzień podczas nieobecności mieszkańców).

Histereza zmiany temperatury w pomieszczeniach wynosi przeciętnie 1,5 oC.

Przykład przebiegu temperatury dla 2 bliźniaczych pokoi dziennych (piętro,

pokój nr 2 od strony południowej, pokój nr 3 od strony północnej).

dane z systemu nadzoru budynku EIB dla 8 dni w miesiącu 01.2014

17

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. Pompa

ciepła pracowała w 2013 roku 1774 godzin (2012: 1785 godz.). Odciążenie

od pracy poza sezonem grzewczym zapewnia instalacji solarna pracująca

dla potrzeb ciepłej wody użytkowej.

Współczynnik SCOP efektywności(wartość średnioroczna COP) dla pompy

ciepła wyniósł 4,4 (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 38 dni w okresie

3 miesięcy: 06-08.2013. Zdecydowane zmniejszenie zysków od nasłonecznienia

i zapotrzebowanie chłodu, zapewniły żaluzje zewnętrzne oraz rolety nad oknami

dachowymi. Chłodzenie pasywne również pozytywnie wpływa na regenerację

dolnego źródła ciepła (sond pionowych).

Chłodzenie

Ogrzewanie

Energia odnawialna

Kotły gazowe

Kotły olejowe

Pompy ciepła

Kolektory słoneczne

Systemy wentylacji

www.eko-blog.pl www.vaillant.pl