Rzeczywiste koszty ogrzewania pompą ciepła

domu jednorodzinnego w latach 2012-2014

Koszty eksploatacyjne gruntowej pompy ciepła o mocy grzewczej 10 kW

Porównanie zużycia energii elektrycznej i kosztów eksploatacji: 2012-2014

Efekty optymalizacji pracy układu ogrzewania i wentylacji mechanicznej

Wydanie 1/2015

19.01.2015

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 roku 2014 oraz w latach 2012 i 2013.

Zestawienie zużycia energii elektrycznej i kosztów eksploatacji w roku 2012

Zestawienie zużycia energii elektrycznej i kosztów eksploatacji w roku 2013

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 30÷40%

Chłodzenie pasywne poprzez chłodnicę na powietrzu nawiewanym

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

w ciągu roku (2014): ok. 35 dni

4

Dane źródłowe dla określenia zużycia

energii elektrycznej w roku 2014

Bilans zużycia energii elektrycznej został dokonany na podstawie danych:

o rachunki miesięczne za zakup energii elektrycznej: 9524 kWh w roku 2014

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 2014

Miesiąc Ogrzewanie Wentylacja Chłodzenie Woda użytkowa Wyposażenie Suma 2014

I 745 60 0 75 409 1289

II 327 65 0 65 392 849

III 368 75 0 68 296 807

IV 198 85 0 54 491 828

V 75 110 0 43 272 500

VI 0 110 0 35 273 418

VII 0 120 55 20 479 674

VIII 0 105 35 30 190 360

IX 45 95 0 62 386 588

X 239 90 0 60 497 886

XI 317 60 0 65 524 966

XII 741 50 0 90 478 1359

Suma

2014

3055 1025 90 667 4687 9524

32% 11% 1% 7% 49% 100%

W okresie całego roku 2014, zużycie energii elektrycznej wyniosło 9524 kWh

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

6

Wykres struktury zużycia energii

elektrycznej w roku 2014

Zestawienie zużycia energii elektrycznej w domu jednorodzinnym:

Zu

życie

en

erg

ii

ele

ktr

yczn

ej, k

Wh

/m-ą

c

Suma 2014:

9524 kWh/rok

Wyposażenie domu (49%)

Ciepła woda użytkowa (7%)

Chłodzenie pasywne (0,9%)

Wentylacja mechaniczna (11%)

Ogrzewanie budynku (32%)

Rok 2014

7

Trendy zużycia energii elektrycznej

w ciągu roku 2014

Rok 2014

Zestawienie zużycia energii elektrycznej w domu jednorodzinnym:

Zu

życie

en

erg

ii

ele

ktr

yczn

ej, k

Wh

/m-ą

c

Wyposażenie domu

Ciepła woda użytkowa

Chłodzenie pasywne

Wentylacja mechaniczna

Ogrzewanie budynku

Suma 2014:

9524 kWh/rok

8

Trendy zużycia energii elektrycznej

w latach 2012-2014

Rok 2012 Rok 2013 Rok 2014

Zestawienie zużycia energii elektrycznej w domu jednorodzinnym:

kW

h/m

-ąc

Wyposażenie domu: 4449 kWh

Ciepła woda użytkowa: 523 kWh

Chłodzenie pasywne: 147 kWh

Wentylacja mechan.: 1125 kWh

Ogrzewanie budynku: 3461 kWh

Suma 2012:

9705 kWh/rok

Wyposażenie domu: 4239 kWh

Ciepła woda użytkowa: 598 kWh

Chłodzenie pasywne: 130 kWh

Wentylacja mechan.: 1135 kWh

Ogrzewanie budynku: 3358 kWh

Suma 2013:

9460 kWh/rok

Wyposażenie domu: 4687 kWh

Ciepła woda użytkowa: 667 kWh

Chłodzenie pasywne: 90 kWh

Wentylacja mechan.: 1025 kWh

Ogrzewanie budynku: 3055 kWh

Suma 2014:

9524 kWh/rok

9

Zużycie energii elektrycznej w latach 2012-2014, ze wskazaniem zmiany

procentowej zużycia w roku 2014, w porównaniu do roku 2013.

Porównanie zużycia energii elektrycznej

w latach 2012-2014

kWh/rok

-9,0%

+10,6%

-9,7%

-30,8%

Suma 2013:

9460 kWh/rok

Suma 2014:

9524 kWh/rok

+0,7%

+11,5%

10

Największy udział w kosztach eksploatacji (49%) – po stronie wyposażenia domu

(AGD (w tym gotowanie), RTV, oświetlenie, bramy, rolety, itd.). Koszty użytkowania

wynoszą 2761 zł brutto.

Udział kosztów eksploatacji

wyposażenia wzrósł z 45%

w roku 2013 do 49% w roku

2014. Powodem jest większe

wykorzystanie domu (czas

pobytu i więcej czynności).

Większe zużycie energii

w lipcu ( str.8) wynika

z użytkowania basenu

ogrodowego (pompa

obiegu wody basenowej).

Koszty eksploatacji w roku 2014

11

Wykres zużycia energii elektrycznej w latach

2012-2014 według rodzajów systemów

Udział zużycia energii elektrycznej związany

z centralnym ogrzewaniem i wentylacją domu

obniżał się w każdym kolejnym roku.

Większa intensywność korzystania z domu w 2014

roku, zwiększyła zużycie energii elektrycznej dla

podgrzewania wody użytkowej i wyposażenia domu.

Wyposażenie domu

Ciepła woda użytkowa

Chłodzenie pasywne

Wentylacja mechaniczna

Ogrzewanie budynku

12

Koszty eksploatacyjne w latach 2012-2014, ze wskazaniem zmiany procentowej

kosztów w roku 2014, w porównaniu do roku 2013.

Porównanie kosztów eksploatacji

w latach 2012-2014

PLN/rok

Koszty 2013:

5971 PLN/rok

Koszty 2014:

5611 PLN/rok

-6,0%

-15,1%

+3,2%

-15,7%

-35,4%

+4,1%

13

Porównanie całkowitych kosztów miesięcznych zakupu energii elektrycznej

Porównanie miesięcznych kosztów

eksploatacji – w latach 2012-2014

2012: 6159,- 2013: 5927,- 2014: 5610,-

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.

14

Zużycie energii końcowej

Wskaźnik zużycia energii końcowej Ek w roku 2014

(dla potrzeb ogrzewania, wentylacji i wody użytkowej):

na podstawie zużycia energii: 23,0 kWh/m2rok

ze świadectwa charakterystyki energetycznej budynku: 26,6 kWh/m2rok

23,0 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)

15

Całkowite koszty zakupu energii elektrycznej

w roku 2014 wyniosły 5610 zł brutto, a więc

o 5,3% mniej niż w 2013 roku (5927 zł brutto)

Obniżenie kosztów zakupu energii

elektrycznej nastąpiło pomimo wzrostu zużycia

energii elektrycznej w 2014 rok o +0,7%.

Wynikło to z obniżenia ceny zakupu energii

przez Zakład Energetyczny z 0,631 do 0,589

PLN/kWh brutto (mniej o -6,7%) w roku 2014

(w taryfie G11)

Koszt jednostkowy zakupu energii elektrycznej

(PLN/kWh) w latach 2012-2014

Koszt zakupu

energii elektrycznej

PLN/kWh brutto

-6,7%

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. Pompa

ciepła pracowała w 2014 roku 1452 godzin (2013: 1774 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 wzrósł do z 4,4 do 4,5 w roku 2014 (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. 35 dni w okresie

2 miesięcy: 07-08.2013. Zdecydowane zmniejszenie zysków od nasłonecznienia

i zapotrzebowanie chłodu, zapewniły żaluzje zewnętrzne oraz rolety nad oknami

dachowymi. Temperatura wewnątrz budynku przy najwyższych temperaturach

zewnętrznych (07.2014) nie przekraczała 26 oC, co zapewnia właściwy poziom

komfortu cieplnego przy minimalnych kosztach eksploatacyjnych (52 PLN/rok)

17

Optymalizacja pracy systemu grzewczego

oraz rekuperatora

Na podstawie obserwacji zachowania się budynku (bezwładność cieplna)

dokonywano korekt nastaw krzywej grzewczej, co wyeliminowało w dużym

stopniu spotykane we wcześniejszych latach „przegrzewy” (22÷23 oC).

W większym stopniu wykorzystywano w okresie grzewczym (słoneczne mroźne

dni) zyski od nasłonecznienia poprzez pełne otwieranie żaluzji zewnętrznych.

Wprowadzono sterowanie czasowe wydajności rekuperatora, obniżając

intensywność wentylacji pomieszczeń w środku nocy i podczas nieobecności

mieszkańców do ok. 30% zakresu wydajności rekuperatora.

Wydłużono czas pracy systemu grzewczego w trybie zredukowanym do ok.

12 godzin. Różnica temperatury wewnętrznej w trybie normalnym (dziennym)

i zredukowanym (noc lub nieobecność w domu) wynosi 1 stopień. Większa

różnica nie jest wskazana (zwiększone obciążanie dolnego źródła ciepła, wzrost

zużycia energii), a przy dużej akumulacji cieplnej oraz dobrej izolacyjności

budynku, w ciągu doby przy braku ogrzewania, temperatura nie obniża się więcej

niż o ok. 1÷2 stopnie. Temperatura wewnętrzna w sezonie grzewczym wynosi

w budynku średnio 21÷22 oC.

Chłodzenie

Ogrzewanie

Energia odnawialna

Kotły gazowe

Kotły olejowe

Pompy ciepła

Kolektory słoneczne

Systemy wentylacji

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