XIII Konferencja Chłodnictwo i Klimatyzacja w Polsce – NOWE TRENDY ROZWOJU - kliknij i zapisz się!
belka boczna

Redakcja miesięcznika CHŁODNICTWO&KLIMATYZACJA ma przyjemność zaprosić specjalistów branży instalacyjnej, projektantów i wykonawców instalacji klimatyzacyjnych, chłodniczych i wentylacyjnych oraz pracowników pionów technicznych na XIII edycję Konferencji z cyklu:


Chłodnictwo i Klimatyzacja w Polsce
– NOWE TRENDY ROZWOJU:

Efektywność energetyczna instalacji
– projektowanie, montaż/serwis i eksploatacja
w kontekście nowych legislacji europejskich i polskich

Dowiedz się więcej na temat Konferencji tutaj


ZGŁOSZENIE UDZIAŁU W
XIII OGÓLNOPOLSKIEJ KONFERENCJI TECHNICZNEJ
CHŁODNICTWO I KLIMATYZACJA W POLSCE - NOWE TRENDY ROZWOJU


26 listopada 2014 r. Warszawa, Wyższa Szkoła Menedżerska, ul. Kawęczyńska 36

Zgłoszenie dotyczy możliwości uczestnictwa w PANELU I i II. Ze względów organizacyjnych prosimy o zaznaczenie Państwa preferencji udziału w wybranym Panelu.




Wypełnij poniższe dane w zależności od ilości zgłaszanych osób


Osoba 1
Osoba 2
Osoba 3
na przetwarzanie moich danych osobowych w bazie wydawnictwa Euro-Media sp. z o.o. z siedzibą przy Al. KEN 95, 02-777 w Warszawie oraz na ich wykorzystanie w celach marketingowych i promocyjnych (zgodnie z ustawą z dn. 29.08.1997 r. o ochronie danych, Dz.U. nr 133, poz. 883) z możliwością wglądu do swoich danych oraz prawem do ich aktualizacji.
na otrzymywanie od wydawnictwa Euro-Media sp. z o.o. Informacji handlowej w rozumieniu ustawy z dn. 18 lipca 2002 r. o świadczeniu usług drogą elektroniczną (Dz.U. nr 144, poz. 1204 ze zm.).
 
Reklama
Pompy ciepła typu powietrze-woda. Analiza opłacalności zastosowania na potrzeby c.o. i c.w.u.
Ocena użytkowników: / 0
SłabyŚwietny 
Data dodania: 22.01.2008

Wielokrotnie na łamach czasopism poruszane są tematy opłacalności zastosowania pomp ciepła na potrzeby centralnego ogrzewania. Zdania i opinie na ten temat są bardzo podzielone. Jednak w porównaniach często jako pompę ciepła przyjmuje się wykonania typu woda-woda, gdzie dolnym źródłem ciepła jest grunt. Należy zwrócić uwagę, iż tego typu systemy są bardzo kosztowne, instalacja jest czasochłonna i wymaga w niektórych rozwiązaniach dużej ilości terenu wokół budynku. W analizach porównawczych z innymi źródłami ciepła bardzo istotnym elementem są koszty inwestycyjne. Przy tego typu rozwiązaniach, koszty te są decydującym czynnikiem ostatecznego wyboru często innego źródła ciepła niż pompy ciepła. Obecnie producenci urządzeń chłodniczych i klimatyzacyjnych proponują szereg rozwiązań, które stanowią alternatywę do pomp ciepła typu woda-woda. Jednym z takich rozwiązań są urzadzenia, w których dolnym źródłem ciepła jest powietrze zewnętrzne. W niniejszym artykule przeprowadzono uproszczoną analizę opłacalności zastosowania tego typu urządzeń na potrzeby ogrzewania oraz przygotowania ciepłej wody użytkowej. Analizę dokonano dla budynku jednorodzinnego, dla którego obliczeniowe zapotrzebowanie na ciepło wynosi 12 kW. 

Parametry techniczne pompy ciepła typu powietrze-woda
     W nowoczesnym budownictwie mieszkaniowym – jednorodzinnym, obliczeniowe zapotrzebowanie na ciepło jest pokrywane przez ogrzewanie podłogowe. Temperatura na zasilaniu dla tego typu ogrzewania najczęściej mieści się w zakresie: 40÷45oC. Ten przedział temperatur wody pozwala na uzyskanie wysokich współczynników COP ze sprężarkowej pompy ciepła. W niniejszym artykule dokonano analizy czy zastosowanie rozwiązań w postaci sprężarkowych pomp ciepła typu powietrze-woda jest na tyle opłacalne by wyparły one z domowych kotłowni standardowe kotły na paliwa kopalne.
     Do potrzeb analizy dobrano pompę ciepła typu powietrze-woda typoszeregu WBAN jednego z europejskich producentów urządzeń chłodniczych i klimatyzacyjnych. Jak w każdym sprężarkowym urządzeniu chłodniczym wydajność chłodnicza, pobór mocy sprężarki i związane z tymi parametrami współczynniki efektywności  energetycznej COP są zależne od temperatur odparowania i skraplania czynnika chłodniczego. Zgodnie z teoretycznym obiegiem Carnot’a, im temperatura dolnego źródła ciepła jest wyższa przy stałej temperaturze górnego źródła, tym efektywność obiegu chłodniczego jest wyższa. Identycznie dla stałej temperatury dolnego źródła ciepła, efektywność energetyczna jest wyższa, gdy temperatura górnego źródła ciepła jest niższa. W praktyce temperatury dolnego i górnego źródła ciepła są wyznaczone przez temperaturę skraplania i odparowania czynnika chłodniczego; te z kolei są zależne od parametrów medium na parowaczu i skraplaczu. W tabeli 1 przedstawiono zależność wydajności grzewczej i poboru mocy elektrycznej przez sprężarkę dla pompy ciepła typu WBAN 61, w zależności od temperatury wody grzewczej oraz temperatury powietrza zewnętrznego. (...)

Zmiana zapotrzebowania na ciepło w zależności od temperatury powietrza zewnętrznego

     Wszelkie obliczenia zapotrzebowania na ciepło budynku są dokonywane dla maksymalnie niekorzystnych warunków, jakie mogą wystąpić w obiekcie podczas pracy systemu grzewczego. W zależności od strefy klimatycznej przyjmowane są obliczeniowe temperatury powietrza zewnętrznego, dla których dokonuje się szczegółowych  obliczeń strat ciepła budynku. W tabeli 4 przykładowo przedstawiono dla poszczególnych miesięcy wartości średnich temperatur powietrza zewnętrznego dla wybranych miast europejskich, w tym dla Warszawy. Wartości te zmieniają się i można zauważyć, iż podobnie jak dla systemów klimatyzacyjnych, przez większość czasu instalacje centralnego ogrzewania pracują z niepełnym obciążeniem cieplnym. Dla Polski można przyjąć, iż sezon grzewczy rozpoczyna się przy spadku temperatury powietrza zewnętrznego poniżej 15oC, któremu odpowiada 0% zapotrzebowania na ciepło budynku. Wraz ze spadkiem temperatury powietrza atmosferycznego wzrastają straty ciepła oraz zapotrzebowanie na ciepło. Zależnie od strefy klimatycznej ekstremalnym temperaturom zewnętrznym towarzyszy zapotrzebowanie 100%. Zależność częstości występowania określonych temperatur powietrza dla sezonu grzewczego przedstawiono na uporządkowanym wykresie temperatur (rys. 5).

Analiza wskaźników efektywności ekonomicznej zastosowania na potrzeby c.o.
     Decyzja o podjęciu kupna konkretnego rodzaju źródła ciepła jest podejmowana wtedy, gdy w pewnym sensie „suma” wartości dodatnich, korzyści wynikających z danego rozwiązania, będzie większa niż, związana z tą  inwestycją suma wydatków. Aby przekonać się o trafności podejmowanej decyzji stosowane są różnego rodzaju wskaźniki efektywności ekonomicznej. Do najczęściej branych pod uwagę wskaźników zalicza się:
● prosty czas zwrotu nakładów SPBT (Simply Pay Back Time),
● czas zwrotu nakładów PBT (Pay Back Time),
● wartość bieżąca netto NPV (Net Present Value),
● wskaźnik wartości bieżącej netto NPVR (Net Present Value Ratio),
● wewnętrzna stopa zwrotu IRR (Internal Rate of Return),
● dynamiczny (zdyskontowany) czas zwrotu nakładów DPBT (Dynamic Pay Back Time).

     Takie i wszelkie inne wskaźniki efektywności ekonomicznej można podzielić na:
● statyczne, gdy przyjmuje się, że wartość pieniądza jest taka sama niezależnie od momentu pozyskania tej kwoty,
● dynamiczne, gdy podstawą do obliczeń są wartości dyskontowane.

     Do pierwszej grupy, zwanej nieraz tradycyjnymi wskaźnikami efektywności ekonomicznej, nalezą np. SPBT i PBT, do drugiej – pozostałe, wymienione powyżej.

Tradycyjne wskaźniki efektywności ekonomicznej
     Najczęściej spotykanym statycznym kryterium oceny efektywności ekonomicznej jest prosty czas zwrotu nakładów SPBT. Jest on definiowany jako czas potrzebny do odzyskania nakładów inwestycyjnych poniesionych na realizację danego przedsięwzięcia. Jest liczony od momentu uruchomienia inwestycji do chwili, gdy suma korzyści brutto uzyskanych w wyniku realizacji inwestycji zrównoważy poniesione nakłady. W przypadku, gdy roczne korzyści brutto Zi są stałe wartość SPBT można obliczyć z wyrażenia

SPBT = – I/ Zi [lata]

gdzie:
I – oznacza wysokość poniesionych nakładów inwestycyjnych. Znak minus wynika z przyjętej konwencji, gdzie wydatki określa się w postaci wartości ujemnych. Dla naszego przypadku wydatkiem jest różnica pomiędzy kosztami inwestycyjnymi pompy ciepła i innego równoważnego źródła ciepła.
Zi – roczny przychód brutto, stanowi różnica w nakładach związanych z kosztami zużycia energii elektrycznej przez pompę ciepła i kosztów paliwa dla innych równoważnych źródeł ciepła.

 Dynamiczne wskaźniki efektywności ekonomicznej
     Do podstawowych wskaźników dynamicznych należą: wartość bieżąca netto NPV, wskaźnik zaktualizowanej wartości netto NPVR, wewnętrzna stopa zwrotu IRR i dyskontowany czas zwrotu nakładów DPBT. Podstawą do ich wyliczenia są wartości sald netto, po opłaceniu podatków, wynikających z faktu uzyskania korzyści finansowych z inwestycji.
     Wartość bieżąca netto NPV jest definiowana jako suma wartości dyskontowanych, przy stałej stopie dyskonta, sald rocznych netto, naliczana dla całego okresu ekonomicznego życia przedsięwzięcia. Zazwyczaj wartości sald są dyskontowane na moment uruchomienia inwestycji. Inwestor preferuje najczęściej projekt charakteryzujący się wysoką wartością NPV. Ujemna wartość NPV dyskwalifikuje projekt. Wartość NPV uwzględnia cały „okres życia przedsięwzięcia”. Jest to jego podstawowa zaleta.

NPV =Σ CFi /(1+r)i – Io [PLN]

gdzie:
NPV – wartość bieżąca netto [PLN],
CFi – oczekiwany przepływ środków finansowych związanych z inwestycją (Cash Flow) w roku i [PLN],
r – efektywna stopa dyskonta w okresie obliczeniowym [%],
I0 – wartość początkowa inwestycji [PLN].

     Wartość bieżąca netto NPV jest wielkością obliczaną z rachunku przepływów zdyskontowanych środków finansowych związanych z realizacją i przyszłą eksploatacją systemu. Dla naszego przypadku przyjęto, że wartość początkową inwestycji stanowi wzrost kosztów realizacji systemu z pompą ciepłą w stosunku do systemów z innymi źródłami ciepła. Przepływ środków spowodowany realizacją inwestycji odnosi się do różnicy kosztów energii elektrycznej związanych z zastosowaniem pompy ciepła i kosztów innych paliw zasilających pozostałe źródła ciepła. Przyjęto do potrzeb analizy stopę dyskontującą w wysokości 4% oraz czas symulacji 25 lat (tab. 7).

     Patrząc z punktu widzenia tylko kosztów paliwa wynika, iż najbardziej opłacalnym przedsięwzięciem jest zastosowanie kotła na węgiel kamienny oraz koks. Według powyższych wskaźników wynika ponadto, że zastosowanie pomp ciepła nie jest opłacalne do nośników energii takich jak węgiel kamienny i koks, jest zaś korzystne, gdy system z pompą ciepłą porównujemy do kotła opalanego gazem ziemnym lub olejem napędowym.

     W przypadku dodatnich wartości NPV wyliczono dodatkowo wartość wewnętrznej stopy zwrotu IRR. Wewnętrzna stopa zwrotu IRR jest taką wartością stopy dyskontowania, przy której wartość bieżąca korzyści projektu byłaby równa wartości bieżącej wydatków inwestycyjnych. Jest to, więc stopa dyskontowa, dla której wartość bieżąca NPV przedsięwzięcia jest dokładnie równa zero. Można ją interpretować również jako, teoretycznie najwyższą możliwą do zaakceptowania przez inwestora stopę oprocentowania kredytów, przy której jest możliwe zgromadzenie środków finansowych dla danego przedsięwzięcia. Znaczna odległość wartości IRR od zalecanej stopy dyskonta r wskazuje na duże bezpieczeństwo realizacji inwestycji rzeczowej. W praktyce, propozycja przedsięwzięcia inwestycyjnego jest akceptowana, jeżeli wartość IRR jest wyższa niż przyjęta wartość graniczna. Aktualnie, w większości banków inwestycyjnych stosuje się graniczną wartość IRR równą 12 lub15%.

     Oczywiście powyższa analiza jest bardzo uproszczona, aczkolwiek na jedną rzecz należy zwrócić uwagę a mianowicie na koszty obsługi. O ile w przypadku zastosowania pomp ciepła, kotłów na gaz ziemny czy olej opałowy nie mają one większego znaczenia, o tyle w przypadku zastosowania kotłów węglowych lub na koks stanowią one istotny aspekt analizy. Czynności obsługowe pochłaniają określoną ilość czasu związaną z częstym kontrolowaniem i dokładaniem węgla, czego rezultatem mogą być wymierne kwoty finansowe. Można przyjąć, iż koszty miesięczne obsługi związanej z kontrolowaniem i doprowadzeniem określonej ilości paliwa można przyjąć na poziomie 300 PLN miesięcznie, tj. 1950 PLN za sezon. Zakładając takie warunki otrzymujemy wartości, które zestawiono w tabeli 8. (...)

Opłacalność zastosowania pomp ciepła do przygotowania c.w.u.
     Zasadniczą różnicą systemów przygotowania ciepłej wody użytkowej w odniesieniu do systemów centralnego ogrzewania jest fakt, iż te pierwsze pracują przez cały rok, podczas, gdy instalacja centralnego ogrzewania pracuje tylko w okresie zimowym i częściowo w sezonie przejściowym. Nominalną moc cieplną potrzebną do uzyskania wymaganej temperatury w systemie c.w.u. oblicza się na podstawie zużycia wody w budynku. W zależności od jego standardu przyjmowane są szacunkowe wskaźniki zużycia wody na osobę (na dobę). Dla wyższego standardu można przyjąć, iż zakres ten wynosi od 20÷40 [dm3/dobę/osobę]. Przyjęto do dalszych obliczeń wartość równą 40 [dm3/dobę/osobę]. Przyjmując, iż dla analizowanego budynku ilość osób wynosi 5, dobowe zapotrzebowanie wody dla budynku Vd można przyjąć jako: 200 [dm3/dobę]. Pozostałe dane przyjęte do szacunkowych kalkulacji są następujące:
● wymagane podgrzanie wody 30 [oC],
● brak zbiornika zasobnikowego,
● z uwagi na brak zbiornika zasobnikowego pominięto dodatkowe zużycie energii poza okresem rozbioru wody związane z utrzymaniem stałej temperatury wody w zbiorniku (straty ciepła).
(...)

 Podsumowanie
     W artykule dokonano analizy opłacalności zastosowania pomp ciepła typu powietrze-woda na potrzeby centralnego ogrzewania oraz przygotowania ciepłej wody użytkowej. Autor zdaje sobie sprawę, iż powyższa analiza jest bardzo uproszczona; dodatkowej interpretacji wymaga wpływ na środowisko naturalne oraz szereg innych czynników związanych z samą analizą, takich jak: uwzględnienie kosztów utrzymania i kosztów amortyzacji urządzenia, dodatkowe zużycie energii elektrycznej związane z pracą wentylatorów w pompie ciepła, itp. Niemniej jednak intencją autora była próba przedstawienia obecnych na rynku rozwiązań, które podlegają ciągłej modyfikacji oraz zaznaczenie faktu, iż w obecnych analizach nie mogą zostać pominięte rozwiązania w postaci sprężarkowych pomp ciepła typu powietrze-woda, które cechują się wysokimi współczynnikami efektywności energetycznej, coraz niższymi kosztami inwestycyjnymi a także brakiem dodatkowych nakładów inwestycyjnych związanych z robotami ziemnymi (np. kosztami robocizny kolektorów gruntowych) i innymi aspektami, cechującymi pompy ciepła typu grunt-woda.
     Należy zwrócić również uwagę, że powyższa analiza może ulec znacznej zmianie jeśli przyjęte zostaną krótsze czasy przedsięwzięcia, inne parametry wody zasilającej system grzewczy budynku (ogrzewanie innego typu niż podłogowe). Dodatkowo nie do pominięcia jest fakt, iż systemy oparte na pompie ciepła typu powietrze-woda są systemami z odwracalnym obiegiem chłodniczym, umożliwiają zatem w okresie letnim wytworzenie wody ziębniczej i schłodzenie powietrza w pomieszczeniach, przykładowo z wykorzystaniem klimakonwektorów dwururowych z przełączaniem bądź rozwiązań czterorurowych.

     Niemniej jednak w oparciu o zakładane dane techniczne wyjściowe można uznać, iż jednym z alternatywnych i według powyższej analizy najbardziej korzystnym źródłem ciepła w odniesieniu do standardowych urządzeń, są pompy ciepła typu powietrze-woda. Ważne jest natomiast przeprowadzenie uprzednio starannej analizy uwzględniającej wymagane parametry wody zasilającej, dodatkowe koszty związane z pracą urządzeń a przede wszystkim rozpatrywanie systemu grzania jako tylko jednego z wielu systemów istniejących w budynku, wymagającego odpowiedniej logiki i algorytmu sterowania. Tylko w ten sposób można uzyskać znaczące oszczędności w eksploatacji systemów i związane z nimi wymierne kwoty finansowe. Takie możliwości dają obecne rozwiązania, oferowane i wdrażane przez producentów urządzeń klimatyzacyjnych.

LITERATURA
[1] W. ZALEWSKI: „Pompy ciepła – sprężarkowe, sorpcyjne i termoelektryczne” IPPU MASTA, wydanie 1, 2001 r.
[2] A. PANEK, M. ROBAKIEWICZ, J. JĘDRZEJUK: „Metoda określania charakterystyki energetycznej budynku” Materiały Budowlane, 01/2006 (nr 401).
[3] Materiały szkoleniowe KLIWEKO B.T.H.
[4] Biuletyn techniczny dotyczący pomp ciepła typu powietrze-woda z typoszeregu WBAN firmy CLIVET.
[5] http://www.ure.gov.pl
[6] http://www.energia.eco.pl 

wydanie 12/2007 

 

CZYTAJ CAŁOŚĆ, ZAMÓW PRENUMERATĘ:

TRADYCYJNĄ                         E-WYDANIE

 

POLECAMY WYDANIA SPECJALNE

  • Pompy ciepła 2012

  • Pompy ciepła 2013

  • Termografia w podczerwieni 2009

  • Pompy ciepła 2010

  • Pompy ciepła 2011

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2009

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2010

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2011

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2012

  • Samochodowy Transport Chłodniczy

Reklama

 

 

part em

Wydawca:

part chik part omii part ss logo 212x50 mg part tr

Katalog firm chłodnictwo, klimatyzacja, wentylacja

CHŁODNICTWO: Agregaty (chillery) chłodzone powietrzem, Agregaty (chillery) chłodzone wodą, Agregaty absorpcyjne, Agregaty skraplające, Aparatura kontrolno-pomiarowa, Chłodnice, Chłodnictwo w transporcie, Chłodziwa i nośniki ciepła, Czynniki chłodnicze, Dry-coolery, Drzwi chłodnicze (okucia, akcesoria), Elementy rozprężające, Filtry - osuszacze czynnika chłodniczego, Komory chłodnicze i zamrażalnicze, Kontenery chłodnicze, Maszyny do produkcji lodu (płatkarki, kostkarki), Materiały termoizolacyjne, Meble chłodnicze i zamrażalnicze, Monobloki chłodnicze, Odolejacze, separtory, Oleje sprężarkowe, Płyty warstwowe, Pompy cyrkulacyjne, Silniki, Siłowniki, Sprężarki chłodnicze, Tunele mroźnicze (kriogeniczne), Układy i aparatura regulacyjna, zabezpieczająca i nadzorująca, Urządzenia rozmrażające, Wieże chłodnicze, Wyłączniki i przekaźniki czasowe, Wymienniki ciepła (parowacze, skraplacze), Wymienniki płytowe, Zasobniki chłodu, Zawory, Zespoły spręzarkowe, Pozostałe akcesoria, Projektowanie, badania, doradztwo techniczne, certyfikacja.

KLIMATYZACJA i WENTYLACJA: Aparatura kontrolno-pomiarowa, Aparaty grzewczo-wentylacyjne, Centrale klimatyzacyjne monoblokowe, Centrale klimatyzacyjne rooftop, Centrale klimatyzacyjne sekcyjne, Chłodnice/nagrzewnice kanałowe, Czerpnie i wyrzutnie, Filtry powietrza, Kanały wentylacyjne, Klapy ppoż. (oddymiające, odcinające), Klimakonwektory, Klimatyzacja samochodowa, Klimatyzatory kompaktowe (przenośne, okienne), Klimatyzatory split, Klimatytory multi splity, Kolektory słoneczne, Kratki, nawiewniki, dysze, Kurtyny powietrzne, Materiały termoizolacyjne, Nasady kominowe, wywietrzniki, Nawilżacze (parowe, zraszające, ultradźwiękowe, komory zraszania), Oczyszczacze powietrza, Odciągi miejscowe, Okapy kuchenne, Osuszacze powietrza, Pompy ciepła, Pompy cyrkulacyjne, Przepustnice, Rekuperatory i regeneratory do odzysku ciepła, Siłowniki, Stropy, belki chłodząco-grzejące, Systemy Super Multi, Szafy klimatyzacji precyzyjnej, Tłumiki hałasu, Układy i aparatura regulacyjna, zabezpieczająca i nadzorująca, Wentylatory dachowe, Wentylatory oddymiające, przeciwwybuchowe, chemoodporne, Wentylatory osiowe, Wentylatory promieniowe, Wentylatory strumieniowe (oddymiające), Wymienniki gruntowe, Pozostałe akcesoria, Projektowanie, badania, doradztwo techniczne, certyfikacja.

MATERIAŁY, NARZĘDZIA, PRZYRZĄDY, AKCESORIA: Izolacje akustyczne, termiczne, Materiały i przyrządy lutownicze i spawalnicze, Materiały uszczelniające, Narzędzia, Rury, kształtki, akcesoria, Urzadzenia i środki czyszczące, Urządzenia do inspekcji i czyszczenia systemów wentylacyjno-klimatyzacyjnych, Urządzenia do usuwania i napełniania instalacji chłodniczych; recyklingu czynników chłodniczych, Wibroizolacje, Zamocowania i tłumiki drgań.

INNE: Zrzeszenia i organizacje, Oprogramowanie komputerowe, Portale internetowe, Targi, wystawy, szkolenia.

Strona korzysta z plików cookies w celu realizacji usług i zgodnie z Polityką Prywatności Cookies. Możesz określić warunki przechowywania lub dostępu do plików cookies w Twojej przeglądarce internetowej.

Aby zaakceptowac pliki cookies z tej storny oraz ukryć ten komunikat kliknij: