Efektywność i energooszczędność jako najlepsze paliwo

Post on 21-Jul-2015

1.283 views 0 download

Transcript of Efektywność i energooszczędność jako najlepsze paliwo

Energooszczędność i efektywność

jako najlepsze i najbardziej ekonomiczne paliwo

• Co to jest efektywność ?

• Efektywność kotłów gazowych

• Ogrzewanie hybrydowe

• Pompy ciepła

• Kalkulatory

2

Energooszczędność i efektywność… 3

Co to jest efektywność ?

Efektywność jako najlepsze paliwo, bo:

im większa sprawność kotła, tym mniejsze zużycie paliwa

im potrzebujemy mniej paliwa, tym mniejsze emisje zanieczyszczeń

do atmosfery

im większa sprawność całego systemu grzewczego,

tym tańsze ogrzewanie domu

Energooszczędność i efektywność… 5

Efektywność kotłów gazowych

Sprawność rzeczywista kotła

Kilka faktów…

kotły kondensacyjne pracują z wyższą sprawnością

od konwencjonalnych

od połowy 2015r. kotły konwencjonalne małej mocy zostaną wycofane

ze sprzedaży, jako urządzenia o znacznie mniejszej efektywności;

zaczną obowiązywać wymagania minimalnej efektywności

energetycznej dla urządzeń grzewczych – wymagania dyrektywy

2009/125/EC określanej mianem ecodesign lub ekoprojekt)

sprawność znormalizowana średnioroczna kotłów kondensacyjnych,

podawana przez producentów: 108-109% (Hi - w odniesieniu

do wartości opałowej paliwa), do 98% (Hs - w odniesieniu do ciepła

spalania)

Energooszczędność i efektywność… 6

Efektywność kotłów gazowych

Sprawność rzeczywista kotła; c.d.

„Każdy” producent podaje: 108-109%...

Czy wszystkie kotły kondensacyjne pracują

z taką sprawnością ?

Na ile podawane sprawności średnioroczne

sprawdzają się w rzeczywistości ?

Energooszczędność i efektywność… 7

Efektywność kotłów gazowych

Sprawność rzeczywista kotła; c.d.

Monitoring pracy 67 kotłów w warunkach rzeczywistych.

Raport: „Badanie efektów pracy systemów grzewczych z gazowymi

kotłami kondensacyjnymi”; opublikowany w 2004r. przez Instytut

Ogrzewnictwa i Klimatyzacji Uniwersytetu Technicznego w Braunschweig

(Niemcy)

W ramach projektu monitorowano :

pracę 60 kotłów kondensacyjnych i 7 konwencjonalnych

kotły pracujące w nowych i starszych domach jednorodzinnych

średnia powierzchnia budynków: 159 m2.

Źródło: artykuł pt. Od czego zależy sprawność kotła kondensacyjnego ? Autor: Ireneusz Jeleń.

Opublikowany w serwisie: www.instalreporter.pl

Link do pobrania artykułu, plik PDF: http://instalreporter.pl/wp-

content/uploads/2014/09/IR_2014_09_Od_czego_zale%C5%BCy_sprawno%C5%9B%C4%87.pdf

Energooszczędność i efektywność… 8

Efektywność kotłów gazowych

Sprawność rzeczywista kotła; c.d.

Monitoring pracy 67 kotłów w warunkach rzeczywistych; c.d.

Sprawność kotła i systemu grzewczego:

około połowa monitorowanych kotłów kondensacyjnych pracowało

ze sprawnością znormalizowaną co najmniej 100%

maksymalna sprawność średnioroczna systemu grzewczego

z kotłem kondensacyjnym: 107,6%; sprawność ponad 100% - ok. 15

instalacji

Tab. Sprawność średnioroczna systemu grzewczego (w odniesieniu

do wartości opałowej paliwa)

Energooszczędność i efektywność… 9

Efektywność kotłów gazowych

Sprawność rzeczywista kotła; c.d.

Monitoring pracy 67 kotłów w warunkach rzeczywistych; c.d.

Sprawność, a sposób regulacji:

najwyższe sprawności uzyskuje kocioł kondensacyjny

z regulacją pogodową

nieznaczne obniżenie sprawności średniorocznej systemu grzewczego

ze sterowaniem pogodowym i dodatkowo z termostatem pomieszczenia

Tab. Sprawność średnioroczna systemu grzewczego w zależności

od rodzaju regulacji (w odniesieniu do wartości opałowej paliwa)

Energooszczędność i efektywność… 10

Efektywność kotłów gazowych

Sprawność rzeczywista kotła; c.d.

Monitoring pracy 67 kotłów w warunkach rzeczywistych; c.d.

Sprawność, a rodzaj ogrzewania:

najwyższe sprawności średnioroczne – ogrzewanie podłogowe

również z grzejnikami można uzyskać wysokie sprawności – w badaniu

nawet 107,6% (kocioł wiszący, z regulatorem pogodowym, znajdujący

się w pomieszczeniu ogrzewanym, bez cyrkulacji wody użytkowej)

Tab. Sprawność średnioroczna systemu grzewczego w zależności od rodzaju

ogrzewania domu (w odniesieniu do wartości opałowej paliwa)

Energooszczędność i efektywność… 11

Efektywność kotłów gazowych

Sprawność rzeczywista kotła; c.d.

Monitoring pracy 67 kotłów w warunkach rzeczywistych; c.d.

Podsumowanie:

możliwe jest uzyskanie sprawności średniorocznych kotłów na poziomie

deklarowanym przez producentów

badania prowadzono 10 lat temu – obecne kotły wyposażone

są w rozwiązanie, które w jeszcze większym stopniu pozwalają

oszczędzać paliwo (zapewniają wyższą sprawność kotłów)

warto „zajrzeć” do środka kotła i sprawdzić co oferuje pod kątem

wysokiej sprawności podczas codziennej eksploatacji oraz jego

trwałości i niezawodności

Energooszczędność i efektywność… 12

Efektywność kotłów gazowych

Co wpływa na wysoką sprawność kotła ?

Na przykładzie kondensacyjnych kotłów gazowych Viessmann,

VITODENS typoszeregu „200” i „300”:

wymiennik spaliny-woda: Inox-Radial

palnik promiennikowy: MatriX

szeroki zakres modulacji mocy grzewczej: 17-100% i 10-100%

optymalizacja czasu pracy kotła: dynamiczna pauza

system kontroli i regulacji spalania: Lambda Pro Control

start kotła z mocą częściową, np. 60% mocy maksymalnej kotła

regulator pogodowy Vitotronic 200

Energooszczędność i efektywność… 13

Efektywność kotłów gazowych

Co wpływa na wysoką sprawność kotła ? c.d.

Wymiennik Inox-Radial:

stal szlachetna (nierdzewna) – jest jednym z najlepszych materiałów

do budowy kotłów kondensacyjnych; stosowana przez firmę Viessmann

od 1972 roku

stal szlachetna - dobrze przewodzi ciepło, jest trwała i odporna

na korozję

Inox-Radial – produkcja Viessmann; 10 lat gwarancji

Energooszczędność i efektywność… 14

Efektywność kotłów gazowych

Co wpływa na wysoką sprawność kotła ? c.d.

Wymiennik Inox-Radial: c.d.

Inox-Radial wykonany jest stali szlachetnej wysokiej jakości,

o oznaczeniu DIN 1.4571: stosowana między innymi w przemyśle

chemicznym i spożywczym, ponadto jest odporna na agresywne

działanie wody morskiej

zawsze skuteczne przekazywanie ciepła wodzie

grzewczej, dzięki: czyszczeniu powierzchni

wymiany ciepła przez spływający kondensat

(efekt samoczyszczenia), szerokim kanałom

wodnym i małej wrażliwość na odkładanie

kamienia kotłowego

komora spalania izolowana cieplnie

Energooszczędność i efektywność… 15

Efektywność kotłów gazowych

Co wpływa na wysoką sprawność kotła ? c.d.

Wymiennik Inox-Radial: c.d.

Zdj. Vitodens 200-W

Energooszczędność i efektywność… 16

Efektywność kotłów gazowych

Co wpływa na wysoką sprawność kotła ? c.d.

Palnik MatriX:

palniki promiennikowe MatriX – patent i produkcja przez firmę

Viessmann

palnik promiennikowy - przekazuje ciepło wodzie grzewczej w dużej

części przez promieniowanie

Zdj. MatriX cylindryczny Zdj. MatriX sferyczny

Energooszczędność i efektywność… 17

Efektywność kotłów gazowych

Co wpływa na wysoką sprawność kotła ? c.d.

Palnik MatriX: c.d.

promieniowanie jest najskuteczniejszym sposobem przekazywania

ciepła, przebiegający niemal bez strat energii; dzięki temu, saliny mają

temperaturę 900°C, czyli niższą niż w typowych palnikach

(1200-1400°C)

oszczędniejsze ogrzewanie - im niższa temperatura spalin,

tym intensywniejsza kondensacja, czyli wyższa sprawność kotła

Energooszczędność i efektywność… 18

Efektywność kotłów gazowych

Co wpływa na wysoką sprawność kotła ? c.d.

Palnik MatriX: c.d.

siatka MatriX nie ma sztywnych połączeń, dzięki temu skutecznie

kompensuje naprężenia powstające podczas rozgrzewania i

wychładzania urządzenia; wpływa to bardzo korzystnie na długą

żywotność i bezawaryjną pracę palnika

szeroki zakres modulacji mocy grzewczej - 17 do 100% (w kotłach typu

„200”; od 10 do 100% (w kotłach typu „300”)

szeroki zakres modulacji – kocioł płynnie dopasowuje

ilość dostarczanego ciepła w zależności

od temperatur zewnętrznych, rzadziej się załączają

dodatkowo oszczędzając paliwo

Energooszczędność i efektywność… 19

Efektywność kotłów gazowych

Co wpływa na wysoką sprawność kotła ? c.d.

Palnik MatriX: c.d.

Pracujący palnik MatriX sferyczny – link do filmu:

https://www.youtube.com/watch?v=2IWwPbW5igk

Energooszczędność i efektywność… 20

Efektywność kotłów gazowych

Co wpływa na wysoką sprawność kotła ? c.d.

Dynamiczna pauza:

dynamiczna pauza - funkcja optymalizacji czasu pracy kotła

regulator Vitotronic 200 sprawdza jak szybko budynek traci ciepło

i na tej podstawie decyduje o załączeniu kotła

w ten sposób dba, aby kocioł dostarczał tylko tyle ciepła ile potrzeba

i wtedy kiedy jest rzeczywiście potrzebne

zastosowanie dynamicznej pauzy powoduje zmniejszenie ilości

uruchomień kotła średnio o 30% w ciągu roku, w okresach

przejściowych nawet o 40%

mniej uruchomień palika w ciągu roku to wyższa

sprawność kotła = oszczędniejsze ogrzewanie

Energooszczędność i efektywność… 21

Efektywność kotłów gazowych

Co wpływa na wysoką sprawność kotła ? c.d.

Lambda Pro Control:

typowe kotły nie sprawdzają jakości gazu, jeśli się zmienia zużywają

więcej paliwa, za które trzeba zapłacić

system Lambda Pro Control stale kontroluje i reguluje proces spalania w

zależności od jakości gazu, zmian jego ciśnienia, zmian oporu

przepływu powietrza zasysanego do kotła oraz po stronie wyrzutu

spalin

Zasada działania Lambda Pro Control – link do

animacji Flash:

http://www.viessmann.pl/pl/flash/animation_lamb

da_pro.html

Energooszczędność i efektywność… 22

Efektywność kotłów gazowych

Co wpływa na wysoką sprawność kotła ? c.d.

Lambda Pro Control: c.d.

„prosty” układ - Lambda Pro Control wykorzystuje elektrodę jonizacyjną,

która znajduje się w każdym kotle gazowym

dzięki Lambda Pro Control kocioł może być zasilany dowolnym

rodzajem gazu, niezależnie od jego jakości (również z dodatkiem

biogazu)

przejście np. z gazu płynnego na ziemny nie wymaga żadnych

przeróbek palnika

Energooszczędność i efektywność… 23

Efektywność kotłów gazowych

Co wpływa na wysoką sprawność kotła ? c.d.

Regulator pogodowy Vitotronic 200:

regulator o wyjątkowo łatwej i intuicyjnej obsłudze – w cenie kotła

programowanie pracy ogrzewania domu i wody użytkowej

optymalizacja czasu pracy kotła - dynamiczna pauza

sterowanie pracą instalacji solarnej

Rys. Typowe rozwiązanie instalacji

solarnej co c.w.u.

Energooszczędność i efektywność… 24

Efektywność kotłów gazowych

Co wpływa na wysoką sprawność kotła ? c.d.

Regulator pogodowy Vitotronic 200: c.d.

Start kotła z mocą częściową - lepsze i szybsze dopasowanie jego

mocy grzewczej do potrzeb budynku = mniejsze zużycia gazu.

Przy każdym załączeniu kotła, osiągnie on moc wynoszącą tylko 60%

swojej mocy maksymalnej. Czyli dla kotła o mocy do 19 kW – 11 kW.

Następnie kocioł sprawdzi czy moc nie jest za wysoka (wówczas ją

obniży) lub za mała (podwyższy ją).

Można zmienić moc startową kotła na np. 40% maksymalnej mocy

grzewczej – będzie to dobrym rozwiązaniem dla budynków o małym

zapotrzebowaniu na ciepło.

Energooszczędność i efektywność… 25

Efektywność kotłów gazowych

Co wpływa na wysoką sprawność kotła ? c.d.

Regulator pogodowy Vitotronic 200: c.d.

Energooszczędność i efektywność… 26

Efektywność kotłów gazowych

Co wpływa na wysoką sprawność kotła ? c.d.

Regulator pogodowy Vitotronic 200: c.d.

Symulator regulatora Vitotronic 200

Link do pobrania pliku symulatora, 459 KB:

http://www.viessmann.pl/content/dam/internet-global/software-daten/vitotronic_simulationen/viessmann_vitotronic200ho1bde.zip

Energooszczędność i efektywność… 27

Ogrzewanie hybrydowe

VITOCALDENS 222-F

Połączenie kotła kondensacyjnego z pompą ciepła:

kocioł kondensacyjny Vitodens 200-W 3,2-19 kW

powietrzna pompa ciepła Vitocal 200-S

zasobnik warstwowy c.w.u. 130 litrów – wydajność 182 litrów/10 min

ciepłej wody o temperaturze 45°C

Zdj. Vitocaldens 222-F – Złoty Instalator 2014

Energooszczędność i efektywność… 29

Pompy ciepła

Efektywność pompy ciepła

COP (ang. Coefficient Of Performance) - określa chwilowe osiągi pompy

ciepła dla określonych parametrów jej pracy.

Mówi ile w danej chwili pompa dostarczy ciepła do ogrzewania domu oraz

ile przy tym zużyje energii elektrycznej (prądu).

Im wyższe COP, tym mniej prądu będzie potrzebować urządzenie.

COP podawany jest dla określonych parametrów, zgodnie z obowiązującą

normą PN-EN 14511; może wiele powiedzieć o klasie oraz efektywności

danego urządzenia.

Energooszczędność i efektywność… 30

Pompy ciepła

Efektywność pompy ciepła; c.d.

SCOP – pokazuje jaka jest efektywność całej instalacji z pompą ciepła i

ile będzie kosztować ogrzewanie domu i wody użytkowej.

Określa efektywność całej instalacji ogrzewania z pompą ciepła, w

rzeczywistych warunkach jej pracy (przy różnych temperaturach

zewnętrznych).

Mówi o tym, ile ciepła pompa dostarczyła do ogrzewania budynku i wody

użytkowej w ciągu roku (lub miesiąca, czy całego okresu grzewczego);

oraz,

ile przy tym zużyła energii elektrycznej sama pompa ciepła jak i wszystkie

urządzenia pracujące w instalacji np. grzałka elektryczna, pompy

obiegowe.

Energooszczędność i efektywność… 31

Pompy ciepła

Efektywność pompy ciepła; c.d.

Która powietrzna pompa ciepła jest najlepsza,

ta co ma COP: 3,9; 4,1; czy 4,4 ?

Energooszczędność i efektywność… 32

Pompy ciepła

Efektywność pompy ciepła; c.d.

Która powietrzna pompa ciepła jest najlepsza,

ta co ma COP: 3,9; 4,1; czy 4,4 ?; c.d.

Wszystkie podane wyżej współczynniki COP dotyczą tej samej pompy

ciepła, dla której:

COP: 3,9 – dla parametrów: A2/W35, schłodzenie 5 K,

wg PN-EN 14511

COP: 4,1 – dla: A2/W35, schłodzenie 10 K, wg PN-EN 225

COP: 4,4 – dla: A7/W35, schłodzenie 5 K, wg PN-EN 14511

Tylko porównanie pomp ciepła dla tych samych parametrów pracy będzie rzetelne i pozwoli wybrać najlepsze urządzenie.

Energooszczędność i efektywność… 33

Pompy ciepła

Rzeczywista efektywność instalacji z pompą ciepła

W latach 2006-2010 Instytut Fraunhofera ISE przeprowadził badania

blisko 200 instalacji z pompami ciepła pracującymi w rzeczywistych

budynkach:

110 instalacji w nowowybudowanych domach jedno- i dwurodzinnych,

w ok. 95% ogrzewanie podłogowe

70 starszych domów, w których jeszcze nie przeprowadzono

termomodernizacji, ale z pompami ciepła jako alternatywą dla kotłów

olejowych, w ponad 95% ogrzewane tradycyjnymi grzejnikami

Średnia powierzchnia ogrzewana nowych i starszych budynków:190 m2.

Zapotrzebowanie na ciepło w nowych budynkach wynosiło średnio

70 kWh/m2rok. Dla starszych domów, zapotrzebowanie na ciepło obliczono na

podstawie zużycia oleju opałowego z 5 lat i wynosiło: ok. 150 kWh/m2

powierzchni ogrzewanej w ciągu roku.

Energooszczędność i efektywność… 34

Pompy ciepła

Rzeczywista efektywność instalacji z pompą ciepła; c.d.

Na podstawie kilku lat badań tych instalacji, określono średnie wartości

współczynników SCOP, które wyniosły:

dla pomp ciepła gruntowych: 3,9 w nowych i 3,3 w starszych budynkach

dla powietrznych pomp ciepła: 2,9 dla budynków nowych

i 2,6 dla starszych

Źródło: artykuł pt. Sprawność pomp ciepła w realnych warunkach użytkowania”,

Marek Miara. styczeń 2011. Opublikowany w serwisie: www.instalreporter.pl

Link do pobrania artykułu, plik PDF: http://instalreporter.pl/wp-

content/uploads/2011/01/IR_2011_01_02_WynikiBadan.pdf

Energooszczędność i efektywność… 35

Pompy ciepła

Rzeczywista efektywność instalacji z pompą ciepła; c.d.

Wizualizacje badanych przez Instytut Fraunhofera ISE instalacji:

http://www.portpc.pl/?page_id=42

Link bezpośredni do strony ISE z instalacjami pomp ciepła: https://wp-

monitor.ise.fraunhofer.de/english/index/messdaten.html

Energooszczędność i efektywność… 36

Pompy ciepła

Rzeczywista efektywność instalacji z pompą ciepła; c.d.

Gruntowa pompa ciepła on-line

Wizualizacja pracy instalacji z pompą ciepła:

Link do opisu instalacji: http://www.viessmann.pl/pl/dom-

jednorodzinny/Ogrzewanie/pompy-

ciepla/wizualizacja_pracy.html

Link do wizualizacji: http://www.viessmann.pl/pl/dom-

jednorodzinny/Ogrzewanie/pompy-ciepla/wizualizacja.html

Energooszczędność i efektywność… 37

Pompy ciepła

Rzeczywista efektywność instalacji z pompą ciepła; c.d.

Gruntowa pompa ciepła on-line; c.d.

Energooszczędność i efektywność… 38

Pompy ciepła

Rzeczywista efektywność instalacji z pompą ciepła; c.d.

Gruntowa pompa ciepła on-line; c.d.

Opis i wyniki pracy instalacji – link:

http://www.slideshare.net/Centraltech/gruntowa-pompa-ciepa-

online?ref=http://www.centraltech.pl/pompa-ciepla-gruntowa/

Energooszczędność i efektywność… 39

Pompy ciepła

Cena prądu a koszty ogrzewania

Kalkulator energii elektrycznej URE: http://ure.gov.pl/ftp/ure-

kalkulator/ure/formularz_kalkulator_html.php

Energooszczędność i efektywność… 40

Pompy ciepła

Od czego zależy efektywność instalacji z pompą ciepła ?; c.d.

Od ceny prądu…; c.d.

Energooszczędność i efektywność… 41

Kalkulatory

Konfigurator ogrzewania

Link do konfiguratora: http://www.viessmann.pl/pl/dom-

jednorodzinny/konfigurator-produktow.html