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