Archiwum kategorii: metodologia obliczeń

Dobór grzejników – ogrzewanie grzejnikowe, podłogowe, powietrzne

Dobór ogrzewania – grzejnikowe, podłogowe, powietrzne

Jednym z modułów wzbogacających program ArCADia-TERMO jest „Dobór grzejników”. Za pomocą tego modułu można dobrać, na podstawie wyliczonych obciążeń cieplnych pomieszczeń, nie tylko grzejniki, ale i ogrzewanie płaszczyznowe, powietrzne czy inne. Dobór odbywa się z obszernych baz urządzeń producentów, które Użytkownik może oczywiście poszerzać o kolejne katalogi, tak samo jak ma to miejsce w przypadku pozostałych baz dostępnych w programie ArCADia-TERMO.

Przed przystąpieniem do doboru należy, po włączeniu modułu „Dobór grzejników” lub wybraniu tego tematu z wysuwanej listwy startowej, w menu Ustawienia – Opcje – Dobór odbiorników określić parametry niezbędne do doboru, różne dla poszczególnych rodzajów ogrzewania:

ogrz1

– dla ogrzewania grzejnikowego: producenta i typoszereg grzejników, temperaturę zasilania i powrotu, preferowane wymiary grzejników, dodatki (na zawór termostatyczny, usytuowanie, obudowę, sposób podłączenia, ochłodzenie wody), kondygnację, na której jest usytuowane źródło ciepła oraz współczynnik dopasowania L/H;

ogrz2

– dla ogrzewania płaszczyznowego: producenta i typoszereg orurowania, temperaturę zasilania i powrotu, warstwy posadzki, sposób ułożenia;

ogrz3

– dla ogrzewania powietrznego: producenta i typoszereg urządzeń, temperaturę zasilania i powrotu.

ogrz4

Tak zdefiniowane parametry będą wczytywane domyślnie do wszystkich pomieszczeń, w których będzie dobierane ogrzewanie. W trakcie doboru można oczywiście te parametry modyfikować w wybranych pomieszczeniach.

We wszystkich pomieszczeniach możliwe jest zaprojektowanie ogrzewania łączonego, np. grzejnikowego z podłogówką, poprzez określenie udziałów % poszczególnych rodzajów ogrzewania tak, aby łącznie pokryły one 100% zapotrzebowania na ciepło w danym pomieszczeniu. Istnieje także możliwość wprowadzenia rozdziału ciepła na otaczające pomieszczenia w tych pomieszczeniach, w których nie będzie zamontowane urządzenie grzewcze. Wtedy obciążenie cieplne takiego pomieszczenia jest rozdzielane na pomieszczenia sąsiednie, w których urządzenia grzewcze będą dobrane z uwzględnieniem zwiększonej mocy.

ogrz5

W przypadku bardzo wysokiego zapotrzebowania na ciepło w pomieszczeniu, można część obciążenia cieplnego przekazać do otaczających pomieszczeń, zaprojektować ogrzewanie mieszane lub rozdzielić moc na kilka mniejszych urządzeń – w programie można zdefiniować dowolną ilość urządzeń, z których każde przejmie określony % obciążenia cieplnego.

Rezultaty doboru są uzależnione od zadeklarowanych parametrów, ale i wskazanego sposobu doboru: dla ogrzewania grzejnikowego – optymalnego, pierwszego, proporcjonalnego, ręcznego; dla ogrzewania płaszczyznowego – po najmniejszej średnicy lub po najmniejszym/największym rozstawie oraz w zależności od typu strefy (standardowa, łazienkowa, brzegowa). W przypadku, gdy pojawi się komunikat, że program nie jest w stanie dobrać ogrzewania na zadane parametry, należy: dodać grzejnik/obieg, zmodyfikować udziały %, zmienić sposób doboru, zmodyfikować wymiary (dł./szer./wys. grzejnika; średnicę/rozstaw rur w podłogówce); rozdzielić część obciążenia cieplnego na inne pomieszczenia, wybrać innego producenta/typoszereg z katalogu.

ogrz7

W przypadku ogrzewania podłogowego Użytkownik może narzucić preferowany rozstaw i średnicę rur, ale może to skutkować tym, że program nie będzie w stanie dobrać ogrzewania dla tych parametrów dla wybranego sposobu doboru i typu strefy. Wtedy konieczna będzie zmiana sposobu doboru lub typu strefy, a w ostateczności przyjęcie innych wymiarów. Program sam dobiera optymalny rozstaw i średnicę rur dla wybranego typu strefy i sposobu doboru, z uwzględnieniem warunku nie przekroczenia maksymalnej dopuszczalnej temperatury warstwy posadzki. Niespełnienie tego parametru będzie skutkowało niepowodzeniem doboru, gdy np. Użytkownik narzuci za mały rozstaw rur lub za dużą średnicę, przy równoczesnym przyjęciu strefy o niższej temperaturze warstwy podłogowej.

ogrz6

Długość wężownicy liczona ze wzoru L = Aop/T jest wielkością przybliżoną, gdyż nie uwzględnia m.in. sposobu ułożenia rur (meandrowo/ślimakowo/inne). Faktyczną długość wężownicy najdokładniej można określić na rysunku, wrysowując wężownicę w pomieszczenie.

Na koniec należy podkreślić, że moduł „Dobór grzejników” jest programem obliczeniowym, a nie graficznym, i pozwala na dobranie urządzeń grzewczych, które pokryją zapotrzebowanie na ciepło budynku. W module tym nie zostaną wykonane obliczenia hydrauliczne ciśnień, strat, nastaw czy przepływów. Do tego celu konieczne jest rozrysowanie instalacji, co można wykonać w systemie ArCADia, za pomocą nakładki ArCADia-INSTALACJE GRZEWCZE.

Standardy NF15/NF40

Dotacje NF15/NF40

Moduł obliczeniowy „Dotacje NF15/NF40” jest modułem wzbogacającym program ArCADia-TERMO, służącym do obliczeń standardu energetycznego dla budynków mieszkalnych jedno- i wielorodzinnych, wznoszonych w technologii pasywnej lub energooszczędnej. Wymagania te zostały określone w programie Poprawa efektywności energetycznej – Domy energooszczędne, prowadzonym przez NFOŚiGW. Program ma na celu promowanie i finansowe wspieranie budownictwa mieszkalnego energooszczędnego i pasywnego.

W programie ArCADia-TERMO można wykonać takie obliczenia. Są one zbliżone do obliczeń ŚCHE. Po wybraniu interesującego nas standardu NF15 lub NF40 na wysuwanej listwie startowej

NF01

lub w etapie Dane wejściowe – Wybór obliczeń,

NF08

program dobierze ustawienia zgodne z wytycznymi NFOŚiGW. Obliczenia będą bazowały na metodologii z 6.11.2008 r.

NF02

W etapie Dane wejściowe – Dane o budynku należy wybrać rodzaj budynku „mieszkalny” i właściwe przeznaczenie.

W etapie Definicje przegród przegrody muszą zostać zaprojektowane tak, aby spełniały wymagania wybranego standardu energetycznego (wymagane wartości wsp. U można podejrzeć pod przyciskiem Tablice lub w menu Ustawienia – Opcje – Wybór obliczeń – NF15/NF40). Dla okien można wybrać sposób obliczeń „zdefiniowane oszklenie przegrody”, aby wyliczyć wsp. U.

NF04

Dla podłogi na gruncie możliwe jest wykonanie obliczeń wg normy PN-EN ISO 13370, z możliwością uwzględnienia izolacji krawędziowej.

W etapie Strefy cieplne, w zakładce Straty przez wentylację należy wykonać obliczenia zgodnie z normą PN-83/B-03430/Az3:2000 (analogicznie w etapie Straty ciepła, gdyby ten etap był włączony do obliczeń).

NF09

W zakładce Zyski wewnętrzne przyjąć metodę uproszczoną i jednostkowe wartości zysków ciepła z wytycznych standardów NF.

NF11

W zakładce Dodatki zostanie obliczona wewnętrzna pojemność cieplna – należy wybrać szczegółową metodę obliczeń.

NF12

W sytuacji, gdy w części budynku jest prowadzona działalność gospodarcza, zaleca się wydzielenie osobnej strefy cieplnej.

W etapie Dotacja NF15/NF40 należy zdefiniować systemy ogrzewania oraz ciepłej wody użytkowej, mając na uwadze wymagania co do sprawności tych instalacji. W zakładce Budynek należy podać niezbędne informacje na temat spełnienia pozostałych wymagań.

NF13

W przypadku, gdy część budynku mieszkalnego jest przeznaczona na prowadzenie działalności gospodarczej, można dodać kolejną grupę, aby wydzielić strefę niemieszkalną i określić udział jej powierzchni w całkowitej powierzchni domu. Powierzchnię działalności gospodarczej należy podać w zakładce Budynek referencyjny.

NF14

W etapie Podgląd projektu – Obliczenia cieplne – Wyniki ogólne jest pokazana obliczona wartość wskaźnika EUco. W zakładce Dotacja NF15/NF40 znajduje się podsumowanie obliczeń z podanymi: uzyskaną wartością EUco umieszczoną na suwaku energii, przeznaczeniem budynku, wybranym standardem energetycznym, udziałem % powierzchni przeznaczonej na działalność gospodarczą oraz informacją na temat dopłaty do kredytu na budowę domu.

NF15

W etapie Wydruki znajduje się raport, w którym zebrane są wszystkie parametry podlegające ocenie, przyrównane do wartości wymaganych przez wytyczne dla wybranego standardu energetycznego.

Determinanty zapotrzebowania na ciepło

Główne determinanty sezonowego zapotrzebowania na ciepło Qhnd

Przy wykonywaniu obliczeń cieplnych na potrzeby sporządzenia świadectwa, projektowanej charakterystyki energetycznej czy audytu, kluczową kwestią jest wyznaczenie wartości sezonowego zapotrzebowania na ciepło. Wartość ta bowiem jest niezbędna m.in. do wyznaczenia wskaźników rocznego zapotrzebowania na energię użytkową, końcową i pierwotną. Najogólniej mówiąc, im niższe zapotrzebowanie na ciepło, tym niższe powinny być wyżej wymienione wskaźniki. Ponadto większa powierzchnia o regulowanej temperaturze powietrza również wpływa na obniżenie wartości tych wielkości.

Na wielkość zapotrzebowania na ciepło wpływ mają przede wszystkim: straty przez przenikanie (współczynniki przenikania ciepła przegród, mostki cieplne), straty przez wentylację, zyski od nasłonecznienia, zyski wewnętrzne, tryby pracy.

Często Projektanci pytają co zrobić, aby spełnić wymagania stawiane budynkom w obszarze wskaźników EU, EK i EP. Bardzo często okazuje się bowiem, że ostateczne wyniki nieznacznie przekraczają wartości dopuszczalne lub wprost przeciwnie, wyszły nadspodziewanie niskie, dużo poniżej oczekiwań. W takich sytuacjach okazuje się zazwyczaj, że niektóre znaczące parametry nie zostały prawidłowo czy z odpowiednią starannością określone. Najczęstsze błędy dotyczą strat przez wentylację, zysków wewnętrznych i trybów pracy. Umiejętnie i rozsądnie manipulując tymi czynnikami możemy wpłynąć na wartość QHnd, np. wprowadzając tryby osłabienia czy przerw nieużytkowania z obniżeniem temperatury wewnętrznej poniżej temperatury projektowej, możemy uzyskać obniżenie zapotrzebowania na ciepło. Pominięcie zysków wewnętrznych zawyża wartość QHnd, natomiast deklarując zbyt duże zyski wewnętrzne sztucznie obniżamy tę wartość. Nie zdefiniowane w pełni straty przez wentylację wpływają na to, że uzyskana wartość zapotrzebowania na ciepło będzie zawyżona ze względu na nie uwzględnienie części strat ciepła. Zastosowanie urządzeń przeciwsłonecznych wpłynie zaś na obniżenie zysków od nasłonecznienia, co jest korzystne przy obliczaniu zapotrzebowania na chłód.

zyski 01

Wnioski:

– chcąc spróbować obniżyć wartość QHnd można rozważyć zasadność zastosowania przerw osłabienia lub nieużytkowania w trybach pracy, nie uwzględniania urządzeń przeciwsłonecznych, szczegółowego wyliczenia zysków wewnętrznych (jeśli w rzeczywistości są wyższe niż wartości podane w rozp. MIiR) albo zaproponowania odzysku ciepła w przypadku wentylacji mechanicznej nawiewno-wywiewnej

– gdy uzyskane niskie wyniki końcowe są mało realne, należy upewnić się czy poprawnie obliczono straty przez wentylację i nie zdefiniowano zbyt wysokich zysków wewnętrznych

– brak urządzeń przeciwsłonecznych czy uwzględnienie zysków ciepła korzystnie wpływa na wielkość sezonowego zapotrzebowania na ciepło, odwrotnie niż w przypadku zapotrzebowania na chłód

– tryby przerw osłabienia czy nieużytkowania pozwolą obniżyć zapotrzebowanie na ciepło przy założeniu niższej, a zapotrzebowanie na chłód wyższej temperatury od temperatury projektowej

Świadectwo na skróty

PCHE/ŚCHE na skróty

Ze strony Użytkowników programu ArCADia-TERMO pojawiają się pytania o możliwość sporządzenia ŚCHE czy PCHE „na skróty”, tzn. z pominięciem etapu obliczeń cieplnych. Jedną z opcji jest wyznaczenie ŚCHE „metodą zużyciową”, dopuszczoną do stosowania przez Ustawodawcę, jednak pod pewnymi obostrzeniami. W metodzie tej wskaźniki rocznego zapotrzebowania na poszczególne rodzaje energii (użytkową, końcową, pierwotną) oblicza się na bazie rzeczywistego zużycia energii/nośników energii stwierdzonego na podstawie faktur z trzech ostatnich lat poprzedzających datę sporządzenia ŚCHE.

na skroty04

W przypadku niemożliwości zastosowania metody zużyciowej program ArCADia-TERMO oferuje także drugą ewentualność. Warunkiem jej użycia jest dysponowanie przez Certyfikatora informacjami na temat wielkości zapotrzebowania na ciepło budynku. W takich okolicznościach, po wybraniu z listwy startowej tematu obliczeń „ŚCHE – metoda obliczeniowa” czy „Projektowana charakterystyka energetyczna” konieczne jest, aby w etapie Obliczenia cieplne – Strefy cieplne nie było wprowadzonej żadnej strefy cieplnej.

Bezpośrednio przechodzimy do etapu Certyfikat. W etapie Ogrzewanie i wentylacja, w polu Qhnd podajemy znaną nam wartość zapotrzebowania na ciepło obiektu w [kWh/rok], następnie definiujemy system grzewczy (jedno lub więcej źródeł ciepła). Należy pamiętać również, aby podać powierzchnię o regulowanej temperaturze powietrza (można ją zablokować kłódką w polu liczbowym).

W etapie Certyfikat – Ciepła woda użytkowa uzupełniamy dane niezbędne do wyznaczenia zapotrzebowania na ciepłą wodę użytkową lub w przypadku posiadania wiedzy odnośnie tego zapotrzebowania wpisujemy wartość w polu Qwnd i blokujemy kłódką. Definiujemy źródło(a) c.w.u.

na skroty02

Podobnie należy postąpić z systemem chłodzenia i oświetlenia.

Opisana metoda może być przydatna w pewnych sytuacjach, jednak należy mieć na uwadze, że omijając etap obliczeń cieplnych musimy być pewni, że wartości którymi dysponujemy są wiarygodne i zostały wyznaczone w sposób prawidłowy. Ponadto pomijając etap stref cieplnych czy także definicji przegród warto pamiętać, że świadectwo czy raport PCHE będą wtedy niekompletne, więc brakujące dane trzeba będzie uzupełnić ręcznie.

Co wpływa na wartości wskaźników EU, EK i EP

Główne determinanty wskaźników EU, EK i EP

Przy wykonywaniu obliczeń cieplnych na potrzeby sporządzenia świadectwa czy projektowanej charakterystyki energetycznej, kluczową kwestią jest wyznaczenie wskaźników rocznego zapotrzebowania na energię użytkową EU, końcową EK i pierwotną EP. Najogólniej mówiąc, im niższe zapotrzebowanie na ciepło/chłód, tym niższe powinny być wyżej wymienione wskaźniki. Ponadto większa powierzchnia o regulowanej temperaturze powietrza i wyższe sprawności poszczególnych systemów również mają wpływ na obniżenie wartości tych parametrów.

Na wielkość wskaźników rocznego zapotrzebowania na energię wpływ mają przede wszystkim: sprawności poszczególnych systemów (instalacji), powierzchnia o regulowanej temperaturze powietrza, wielkość sezonowego zapotrzebowania na ciepło/chłód, a w przypadku wskaźnika rocznego zapotrzebowania na energię pierwotną również współczynniki nakładu nieodnawialnej energii pierwotnej, które zależą z kolei od rodzaju zastosowanego paliwa.

Często Certyfikatorzy pytają co zrobić, aby spełnić wymagania stawiane budynkom w obszarze wskaźników EU, EK i EP. Bardzo często okazuje się bowiem, że ostateczne wyniki nieznacznie przekraczają wartości dopuszczalne. Należy wtedy zweryfikować poprawność wprowadzonych danych odnośnie: sezonowego zapotrzebowania na ciepło/chłód (straty przez przenikanie/wentylację, zyski wewnętrzne/od nasłonecznienia, tryby pracy), powierzchni o regulowanej temperaturze, sprawności cząstkowych poszczególnych systemów.

suwak

Korzystniejsze wyniki uzyskamy przy wyższych sprawnościach instalacji oraz, w przypadku zapotrzebowania na energię pierwotną, przy zastosowaniu odnawialnych źródeł energii. Obecne przepisy są bowiem tak skonstruowane, że nawet w dobrze zaizolowanych termicznie budynkach, w których wszystkie przegrody spełniają wymagania stawiane przez Warunki techniczne, ciężko jest uzyskać wskaźnik EP na poziomie poniżej dopuszczalnego progu w przypadku, gdy systemy ogrzewania, ciepłej wody użytkowej, chłodzenia czy oświetlenia są zasilane przez konwencjonalne źródła energii. Tradycyjne paliwa mają bowiem znacznie wyższe współczynniki nakładu nieodnawialnej energii pierwotnej niż źródła alternatywne. Na szczęście aktualne przepisy dopuszczają możliwość niespełnienia wymaganej wartości wskaźnika EP w przypadku budynków istniejących. Warunek ten jest natomiast obligatoryjny dla nowo powstających budynków.

Mówiąc o odnawialnych źródłach energii, ciekawym przykładem są pompy ciepła. Jeśli pompa ciepła jest zasilana energią elektryczną pochodzącą z sieci elektroenergetycznej, to nawet pomimo bardzo wysokiej sprawności wytwarzania takiego urządzenia (ηg > 1), uzyskamy niestety wysokie wartości wskaźnika EP, co wynika z tego, że energia elektryczna posiada najwyższy współczynnik nakładu nieodnawialnej energii pierwotnej wi = 3, w odróżnieniu od źródeł odnawialnych, takich jak biomasa, energia słoneczna, wiatrowa czy geotermalna, dla których współczynniki nakładu nieodnawialnej energii pierwotnej są bliskie lub równe zero.

determinanty01

Zdarza się również, że wyniki końcowe są zbyt optymistyczne, mało realne. W takich sytuacjach okazuje się zazwyczaj, że zostały podane bardzo wysokie zyski wewnętrzne lub nie zdefiniowano prawidłowo strat przez wentylację, co wpłynęło na znaczne zaniżenie, a nawet wyzerowanie wartości sezonowego zapotrzebowania na ciepło.

zyski 01

Wnioski:

– im niższy współczynnik nakładu nieodnawialnej energii pierwotnej, tym niższa wartość wskaźnika EP, ponieważ założeniem aktualnych przepisów jest promowanie odnawialnych źródeł energii

– im wyższe sprawności całkowite poszczególnych systemów i większa powierzchnia o regulowanej temperaturze powietrza oraz im niższe zapotrzebowanie na ciepło/chłód, tym niższe wartości wskaźników rocznego zapotrzebowania na energię

– przyczyną zbyt niskich, nierealnych wartości wskaźników EU, EK i EP jest najczęściej nieprawidłowo wyznaczona, zaniżona wartość QHnd, spowodowana określeniem zbyt wysokich zysków wewnętrznych, niewyznaczeniem pełnych strat przez wentylację czy wprowadzeniem licznych przerw osłabienia lub nieużytkowania

– w przypadku, gdy nie da się określić powierzchni o regulowanej temperaturze powietrza (ogrzewanej lub chłodzonej), ponieważ w budynku brak jest systemu ogrzewania/chłodzenia, nie da się wyznaczyć wskaźników rocznego zapotrzebowania na energię użytkową, końcową i pierwotną.

Audyt – obliczanie sprawności dwóch źródeł ciepła w programie ArCADia-TERMO 6.4

Obliczanie sprawności dwóch źródeł ciepła w audycie energetycznym ( lub remontowym) wykonanym programie ArCADia-TERMO 6.4

Artykuł ten przeznaczony jest dla osób wykonujących audyty energetyczne i remontowe.

Zostanie w nim opisany sposób obliczenia średniej sprawności całkowitej oraz zapotrzebowanie na energię dla systemu grzewczego w przypadku wariantu modernizacji instalacji c.o., w którym zaproponowano dwa źródła ciepła, takie jak pompa ciepła oraz ciepło sieciowe z elektrociepłowni.

Drugi ważnym, równie ważnym powodem jest pokazanie, w jaki sposób należy w programie ArCADia-TERMO 6.4 uwzględnić te dwa źródła ciepła, skoro istnieje możliwość uwzględnienia tylko jednego rodzaju źródła energii (ciepła).

Dodatkowo, będzie przedstawiony nieprawidłowy, ale dość powszechny stosowany sposób obliczeń.

Przykład

W wielorodzinnym budynku zaplanowano przeprowadzenie modernizacji systemu ogrzewania , polegającej na zastosowaniu, obok dwufunkcyjnego węzła cieplnego zasilanego ciepłem sieciowym z elektrociepłowni, także pompy ciepła. Naszym celem będzie obliczenie średnich wartości cząstkowych sprawności źródła ciepła oraz zapotrzebowania na ciepło po zakończeniu modernizacji instalacji c.o.

Wariant 1.  Modernizacja systemu c.o. polegać będzie na zastosowaniu pompy ciepła o sprawności 4,0 i udziale procentowym wynoszącym 85% oraz wykorzystaniu w 15%  węzła cieplnego o sprawności 99% (jako dodatkowego źródła energii) zasilanego ciepłem sieciowym  z elektrociepłowni.

Dane początkowe

Q0,co = 900 GJ – całkowita ilość energii użytkowej przed modernizacją przeznaczona na cele grzewcze.

Obliczenia zostaną wykonane na potrzeby Wariant 1 w etapie  System grzewczy w audycie.

Oznaczenia:

cyfra 1 – znajdująca się jako ostatni indeks symbolu oznacza węzeł cieplny, np.  η1,co,1

cyfra 2 – znajdująca się jako ostatni indeks symbolu oznacza pompę ciepła, np.  η1,co,2

Tabela 1. Parametry źródeł ciepła

Nazwa źródła energii Zakładany udział procentowy źródła ciepła Sprawność  wytwarzania

 

Ciepło sieciowe     x1,co,1  = 15 % η1,co,1 = 0,99
pompa ciepła         x1,co,2  = 85 % η1,co,2 = 4,00
Wspólne sprawności cząstkowe dla obu źródeł ciepła  
Regulacji i wykorzystania η1,H,e = 0,88
Przesyłu η1,H,d = 0,80
Akumulacji η1,H,s = 1,00

 

Prawidłowe obliczenie ilości zużytej energii po modernizacji

Aby w sposób prawidłowy wykonać obliczenia należy przeprowadzić je w następujący sposób:

  1. Obliczenie całkowitej sprawności dla węzła cieplnego η1,H,tot,1   oraz dla pompy ciepła η1,H,tot,2 :  

Korzystając ze wzoru na sprawność całkowitą:
η1,H,tot = η1,H,g * η1,H,e * η1,H,d * η1,H,s mamy :

η1,H,tot,1   = 0,99 * 0,88 * 0,80 * 1,00 = 0,70

η1,H,tot,2   = 4,00 * 0,88 * 0,80 * 1,00 = 2,82

Teraz można obliczyć zapotrzebowanie na całkowitą energię końcową po modernizacji Q1,co. Jest to suma energii końcowej dla węzła cieplnego Q1,co,1 oraz pomy ciepła Q1,co,2 .

Q1,co,1 = Q0,co* x1,co,1 / η1,H,tot,1   = 900 *0,15/0,70 =192,86 GJ

Q1,co,2 = Q0,co* x1,co,2 / η1,H,tot,2   = 900*0,85/2,82 =271,28 GJ

Stąd wartość energii końcowej wynosi:

Qk,H = Q1,co  = Q1,co,1 +  Q1,co,2 = 192,86 + 271,28 = 464,14 GJ

Teraz można obliczyć średnią wartość całkowitej sprawności η1,H,tot obu systemów η1,H,tot = Q0,co / Q1,co  = 900 GJ / 464,14 GJ = 1,94

i dalej otrzymuje się najważniejszą wartość jaką jest – poszukiwana przez nas – średnia wartość sprawności wytwarzania:

η1,H,g = η1,H,tot / (η1,H,e * η1,H,d * η1,H,s ) =1,94 /(0,88 * 0,80 * 1,00) = 2,75 – jest to wartość prawidłowa, którą należy wpisać do programu ArCADia-TERMO, rysunek 1. choć jak witać znacznie mniejsza niż sprawność wytwarzania samej pompy ciepła wynoszącej 4,00. Aby zdefiniować nowe, wspólne źródło energii w Bazie sprawności, należy kliknąć na przycisk Baza na rysunku 1 .

 Sprawnosc_srednia_1
Rysunek 1. Wariant – zakładka Sprawność wytwarzania. Rodzaj źródła ciepła.

wezel1
Rysunek 2. Zdefiniowane nowe źródło energii w Bazie sprawności .

Sprawnosc_srednia_2
Rysunek 3. Obliczona wartość energii końcowej Qk = Q1,co

 

Błędny sposób obliczenia dla całkowitej i średniej sprawności systemu ogrzewania.

 

Niestety, okazuje się, że poniżej opisana metoda, polegająca na obliczeniu wartości średniej ważonej sprawności cząstkowej oraz całkowitej nie może być zastosowana, ponieważ daje błędne wyniki. A szkoda, bo byłoby łatwiej…

Wynika to z zasady matematycznej, że: „Procenty i udziały procentowe nie dają się uśredniać„. Taka jest ich natura.

  1. Obliczenie średnioważonej sprawności wytwarzania:

η1,H,g = (0,99 * 0,15 + 4,00 * 0,85) / (0,15 +0,85) = 3,55

2.Obliczenie średnioważonej sprawności regulacji i wykorzystania:

η1,H,e = (0,88 * 0, 15 + 0,88 * 0, 85) / (0,15 +0,85) = 0,88

3.Obliczenie średnioważonej sprawności przesyłu:

η1,H,d = (0,80 * 0, 15 + 0,80 * 0, 85) / (0,15 +0,85) = 0,80

4.Obliczenie średnioważonej sprawności akumulacji:

η1,H,s = (1,00, * 0, 15 + 1,00 * 0, 85) / (0,15 +0,85) = 1,00

Obliczenie średnioważonej sprawności całkowitej dla obu źródeł ciepła po modernizacji:

η1,H,tot = 3,55 * 0,88 *0,80 * 1,00 = 2,50 – wynik ten jest błędny!

Obliczenie całkowitej energii końcowej dla celów ogrzewania dla obu źródeł ciepła po modernizacji:

Q1,co = Qk,H = Q0,co / η1,H,tot = 900 GJ / 2,50 = 360,00 GJ – wynik ten jest błędny!

Wnioski

Porównując otrzymane wyniki mamy:

metoda 1: η1,H,g = 2,76;   η1,H,tot = 1,94 i Q1,co = 464,14 GJ – poprawny

metoda 2: η1,H,g = 3,55;   η1,H,tot = 2,50 i Q1,co = 360,00 GJ – błędny

Jak widać, różnice są duże  w obliczeniu energii końcowej  po modernizacji Q1,co   znacznie się od siebie różnią. A często różnica może być nawet duża większa, co potwierdza, że ta druga metoda  nie może być nigdy zastosowana, nawet dla obliczeń przybliżonych!

Ale rodzi się jeszcze jedno ciekawe pytanie, a co zrobić gdy inne (poza η1,H,g ) cząstkowe sprawności będą miały różne wartości dla obu instalacji grzewczych. Moja odpowiedź jest następująca. Wtedy uśrednianie nam już nie pomoże, dlatego należy w karcie (raporcie) audytu wpisać ręcznie wszystkie cząstkowe sprawności , osobno dla ciepła sieciowego i pompy ciepła, a w programie ArCADia-TERMO wpisać tylko obliczoną sprawność końcową η1,H,tot i ją zakłódkować, jak pokazano na rysunku 1.

Podsumowanie

  1. Program ArCADia-TERMO pozwala bez problemu wykonać obliczenia tylko dla jednego źródła ciepła w systemach ogrzewania i ciepłej wody użytkowej.
  2. W przypadku dwóch  źródeł energii należy wykonać ręcznie obliczenia sprawności wytwarzania η1,H,g  jeżeli wartości pozostałych cząstkowych sprawności są takie same dla obu systemów.
  3. W przypadku dwóch lub więcej źródeł energii należy wykonać ręcznie obliczenia sprawności całkowitej, a potem wstawić ją do programu w miejscu wykonywania obliczeń dla wybranego wariantu systemu ogrzewczego oraz podać nazwy i wpisać do karty ( raportu) audytu odpowiednie wartości cząstkowych sprawności.
  4. W taki sam sposób jak w pkt. 2 i 3 należy postąpić, gdy liczba źródeł ciepła jest przynajmniej równa 2, aby zdefiniować system grzewczy przed modernizacją oraz podczas obliczeń systemu c.w.u, zarówno przed jak i dla wariantów po modernizacji, posiadających więcej niż jedno źródło ciepła.

Audyt – obliczanie Uoze po modernizacji dla dwóch źródeł ciepła

Audyt – obliczanie Uoze po modernizacji systemu ogrzewania dla węzła cieplnego i pompy ciepła

Ogólny wzór, pozwalający wykonać obliczenia w audycie energetycznym i remontowym wskaźnika Uoze został podany w rozp. MIiR z lutego 2015 r. dotyczącego świadectw energetycznych i jest następujący:

Uoze = [(Qk,H,oze + Qk,W,oze + Qk,Coze + Qk,Loze + Eel,pom,oze)/Qk ] * 100 %

Wiadomo jednak z najnowszego rozp. MIiR dotyczącego audytów z dnia 03.09.2015 r. , że w audycie energetycznym i remontowym nie wykonuje się obliczeń dla systemu chłodzenia, instalacji oświetlenia oraz  dla energii zasilającej urządzenia pomocnicze. Dlatego składniki: Qk,Coze = Qk,Loze = Eel,pom,oze = 0.

Stąd, poniższy wzór przybierze następującą postać:

Uoze = [(Qk,H,oze + Qk,W,oze ) / Qk ] * 100 %    

Teraz przejdźmy do praktycznego przykładu.

Przykład

W wielorodzinnym budynku zaplanowano przeprowadzenie modernizacji systemu ogrzewania , polegającej na zastosowaniu, obok dwufunkcyjnego węzła cieplnego zasilanego ciepłem sieciowym z elektrociepłowni, także pompy ciepła. Naszym głównym celem będzie obliczenie wskaźnika udziału energii odnawialnych Uoze oraz średnich wartości cząstkowych sprawności źródła ciepła i zapotrzebowania na ciepło po zakończeniu modernizacji instalacji c.o.

Dane początkowe

Q0,co = 900 GJ – całkowita energia użytkowa przed modernizacją przeznaczona na cele grzewcze.

Oznaczenia:

cyfra 1 – znajdująca się jako ostatni indeks symbolu oznacza węzeł cieplny, np. Qk,H,oze,1

cyfra 2 – znajdująca się jako ostatni indeks symbolu oznacza pompę ciepła, np. Qk,H,oze,2

Tabela 1. Parametry źródeł ciepła

Nazwa źródła energii Zakładany udział procentowy źródła ciepła Sprawność wytwarzania
Węzeł cieplny   x1,co,1  = 15 % η1,co,1 = 0,99
Pompa ciepła       x1,co,2  = 85 % η1,co,2 = 4,00
Wspólne sprawności dla obu źródeł ciepła Sprawności instalacji
Regulacji i wykorzystania η1,H,e = 0,88
Przesyłu η1,H,d = 0,80
Akumulacji η1,H,s = 1,00

 

Najpierw trzeba wykonać obliczenia zapotrzebowania na energię końcową dla pompy ciepła Q1,co,1 i dla węzła cieplnego Q1,co,2  .

Korzystając ze wzoru na  sprawność całkowitą η1,H,tot = η1,H,g * η1,H,e * η1,H,d * η1,H,s mamy

η1,H,tot,1   = 0,99 * 0,88 * 0,80 * 1,00 = 0,70 – dla węzła cieplnego

η1,H,tot,2   = 4,00 * 0,88 * 0,80 * 1,00 = 2,82 – dla pomy ciepła

Teraz można obliczyć zapotrzebowanie na całkowitą energię końcową po modernizacji Q1,co   lub Qk,H. Jest to suma energii końcowej dla węzła cieplnego Q1,co,1 oraz pomy ciepła Q1,co,2 , obliczonych według poniższych wzorów:

Q1,co,1 = Q0,co* x1,co,1 / η1,H,tot,1 = 900 * 0,15/0,70 = 192,86 GJ/rok

Q1,co,2 = Q0,co* x1,co,2 / η1,H,tot,2 = 900 * 0,85/2,82 = 271,28 GJ/rok

Qk,H = Q1,co = Q1,co,1+ Q1,co,2 = 192,86 + 271,28= 464,14 GJ/rok

Pamiętając nasz wzór:

Uoze = [(Qk,H,oze + Qk,W,oze ) / Qk ] * 100 %

trzeba teraz obliczyć wartości:   Qk,H,oze, Qk,W,oze i Qk, wiedząc, że.

Qk,H,oze = Qk,H,oze,1 + Qk,H,oze,2

Qk,W,oze = Qk,W,oze,1 + Qk,W,oze,2

Qk = Qk,H + Qk,W 

Uwaga!

Ze względu na charakter blogu i jego ograniczony rozmiar, wykonajmy obliczenia zakładając, że w budynku nie ma instalacji ciepłej wody użytkowej. Nie jest to zresztą żaden problem, ponieważ sposób obliczeń wskaźnika Uoze z uwzględnieniem c.w.u. jest identyczny jak dla systemu ogrzewania. Dlatego w dalszych obliczeniach przyjmiemy że:

Qk = Qk,H + Qk,W = Qk,H + 0 = Qk,H

Dla ciepła sieciowego z elektrociepłowni opalanej węglem Qk,H,oze,1 = 0, ponieważ dominującym paliwem jest węgiel kamienny, czyli energia nieodnawialna.

W przypadku pompy ciepła paliwem również w naszym przypadku jest energia nieodnawialna jaka jest energia elektryczna systemowa, ale ustawodawca słusznie zrobił tutaj wyjątek i uwzględnił tylko pompy ciepła o sprawności ηH,g > 1 jako urządzenia wykorzystujące w dużym stopniu energię odnawialną, jaką jest np. naturalne ciepło gruntu, wody czy powietrza.

Można się spytać, a co w takim razie należy zrobić jeśli sprawność pompy ηH,g <=1? Gdyby zaistniała taka sytuacja, to wtedy Qk,H,oze,2 =0, co oznacza, ze taka pompa nie może być potraktowana jak urządzenie ekologiczne, choćby nawet korzystała z darmowego ciepła zewnętrznego.

Ponieważ pompa w naszym przykładzie ma sprawność ηH,g =4,00 , dlatego możemy z powodzeniem, zastosować podany w rozporządzeniu wzór dla pompy ciepła o sprawności > 1, zasilanej energią elektryczną systemową:

Qk,H,oze,2 = Qk,H,2 * (1 – 1/ ηH,g)

Teraz tylko należy obliczyć energii końcowej Qk,H,1 wytworzonej przez  pompę ciepła:

Qk,H,2 = Q0,co * x1,co,2 / η1,H,tot,2

Sprawność całkowita instalacji c.o. z pompą ciepła o sprawności ηH,g,2= 4,00 po modernizacji wynosi:

η1,H,tot,2 = ηH,g,2 * η1,H,e,2 * η1,H,d,2 * η1,H,s,2 = 4,00 * 0,88 *0,80 * 1,00 = 2,82.

Teraz podstawiając mamy:

Qk,H,2 = Q0,co * x1,co,2 / η1,H,tot,2 = 900 GJ/rok *  0,85 / 2,82= 271,28 GJ/rok

Stąd:

Qk,H,oze,2   = Qk,H,2 * (1 – 1/ ηH,g,2)  = 271,28  GJ/rok * (1 – 1/ 4,0) =

= 271,28  * 0,75= 203,46 GJ/rok

Podstawiając do wzoru na Uoze (bez uwzględnienia c.w.u.) mamy:

Uoze = [(Qk,H,oze + Qk,W,oze ) / Qk ] * 100 %  =

= [(Qk,H,oze + 0) / Qk ] * 100 %

Ponieważ Qk,H,oze = Qk,H,oze,1 + Qk,H,oze,2 =  0 + 203,46 GJ/rok , to

Uoze = [Qk,H,oze / Qk ] * 100 % = (203,46/ 464,14* 100 %= 43,83 %

Aby potwierdzić prawidłowość obliczeń należy w programie ArCADia-TERMO w etapie Ogrzewanie

Należy zamienić 900 GJ na kWh w następujący sposób:

QH,nd = 900 GJ * 277,78 =  250 000 kWh,

potem utworzyć jedną strefę cieplną, której zapotrzebowanie za energię użytkową do ogrzewania wyniesie  250 000 kWh.

5-Qhnd

Rysunek 1.Ogrzewanie i wentylacja QH,n=900 GJ=250 000 kWh

5-zrodla

Rysunek 2. Dwa źródła ciepła

 

5-pompa

Rysunek 3. Parametry instalacji c.o. z pompą ciepła

 5-weze1

Rysunek 4. Parametry instalacji c.o. z węzłem cieplnym

5-Uoze

Rysunek 5. Obliczona wartość Uoze w programie ArCADia- TERMO

 

Obliczona wartość Uoze w programie ArCADia- TERMO wynosi 43,78 % (rys. 5) i jest mniejsza o 0,05% od obliczonej wartości ręcznie (43,83 %), co jasno wskazuje, że różnica wynika tylko z dokładności wykonanych obliczeń.

Audyt – obliczenia wskaźnika emisji CO2 dla dwóch źródeł ciepła

Audyt – obliczenia wskaźnika emisji CO2 dla pompy ciepła i węzła cieplnego po modernizacji systemu grzewczego

 

Obliczenia wskaźnika emisji CO2  ECO2  wykonuje się na podstawie rozp. z lutego 2015 r. dotyczącego świadectw energetycznych.

Przykład

W wielorodzinnym budynku zaplanowano przeprowadzenie modernizacji systemu ogrzewania , polegającej na zastosowaniu, obok dwufunkcyjnego węzła cieplnego zasilanego ciepłem sieciowym z elektrociepłowni, także pompy ciepła. Naszym celem będzie obliczenie wskaźnika emisji CO2  ECO2  , średnich wartości cząstkowych sprawności źródła ciepła oraz zapotrzebowania na ciepło po zakończeniu modernizacji instalacji c.o.

Dane początkowe:

Q0,co = 900 GJ – całkowita energia użytkowa przed modernizacją przeznaczona na cele grzewcze.

Wariant 1 – System grzewczy

Oznaczenia:

cyfra 1 – znajdująca się jako ostatni indeks symbolu oznacza węzeł cieplny, np. Qk,H,oze,1

cyfra 2 – znajdująca się jako ostatni indeks symbolu oznacza pompę ciepła, np. Qk,H,oze,2

Tabela 1. Parametry źródeł ciepła

Nazwa źródła energii Zakładany udział procentowy źródła ciepła Sprawność wytwarzania
Węzeł cieplny   x1,co,1  = 15 % η1,co,1 = 0,99
Pompa ciepła       x1,co,2  = 85 % η1,co,2 = 4,00
Wspólne sprawności dla obu źródeł ciepła Sprawności instalacji
Regulacji i wykorzystania η1,H,e = 0,88
Przesyłu η1,H,d = 0,80
Akumulacji η1,H,s = 1,00

 

Obliczenie zapotrzebowania na energię końcową dla pompy ciepła Q1,co,1  i dla węzła cieplnego Q1,co,2  .

Korzystając ze wzoru na całkowitą sprawność η1,H,tot = η1,H,g * η1,H,e * η1,H,d * η1,H,s mamy:

η1,H,tot,1   = 0,99 * 0,88 * 0,80 * 1,00 = 0,70 – dla węzła cieplnego

η1,H,tot,2   = 4,00 * 0,88 * 0,80 * 1,00 = 2,82 – dla pomy ciepła

Teraz można obliczyć zapotrzebowanie na całkowitą energię końcową po modernizacji Q1,co. Jest to suma energii końcowej dla węzła cieplnego Q1,co,1 oraz pomy ciepła Q1,co,2 , obliczonych według poniższych wzorów:

Q1,co,1 = Qk,H,1 = Q0,co* x1,co,1 / η1,H,tot,1 = 900 * 0,15/0,70 = 192,86 GJ/rok

Q1,co,2 = Qk,H,2 = Q0,co* x1,co,2 / η1,H,tot,2  = 900 * 0,85/2,82 = 271,28 GJ/rok

Qk,H = Q1,co = Q1,co,1+ Q1,co,2 = 192,86 + 271,28= 464,14 GJ/rok

Powierzchnia Af wynosi 3000 m2.

Jak wiadomo, w audycie pomija się system chłodzenia, oświetlenia i energię pomocniczą. Jednak w przedstawionym przykładzie dla uproszczenia pominięto również system ciepłej wody użytkowej.

Dlatego w naszych obliczeniach wzór przyjmie następującą postać:

ECO2 = ECO2,H = (36 * 10-7 * Qk,H * We,H ) / Af

gdzie Qk,H = Q1,co = Qk,H,1 +   Qk,H,2  

stąd mamy:

ECO2,H = 36 * 10-7 * (Q1,co,1 * We,H,2  + Q1,co,2 * We,H,2 ) / Af

Aby otrzymać wartość i jednostki zgodnie z rozp MIiR trzeba jeszcze przeliczyć GJ na kWh , czyli pomnożyć przez 277,78:

ECO2 = ECO2,H = 36 * 10-7 * (192,86 GJ/rok * 277,78 * 93,87 tCO2/TJ  + 271,28 GJ/rok * 277,78 * 225,56 tCO2/TJ  ) / 3000 m2 =

= 36 * 10-7 * (53572,65 kWh * 93,87 tCO2/TJ  + 75356,16 KWh * 225,56 tCO2/TJ  ) / 3000 m2 = 36 * 10-7 * (5 028 864, 66 +16 997 335,45) /  3000 m2 = 79,2943 tCO2/rok    3000 m2 = 0,02643 tCO2/(m2 * rok)  

3-Eco2

Rysunek1. Wyniki ECO2  obliczony  programie ArCADia-TERMO 6.4

Podsumowanie

Obecna wersja programu ArCADia-TERMO 6.4 wspomaga wykonanie obliczeń wskaźnika ECO2 dla dwóch źródeł ciepła w audycie energetycznym.

Kartę audytu trzeba ręcznie wypełnić wpisując obliczoną wartość wskaźnika ECO2   .

Audyt- obliczanie kosztów energii dla dwóch źródeł ciepła

Obliczanie w audycie energetycznym i remontowym planowanych kosztów zmiennych i stałych energii dla dwóch źródeł ciepła w systemie grzewczym budynku po modernizacji.

Obliczanie w audycie energetycznym i remontowym planowanych kosztów zmiennych i stałych energii dla dwóch lub większej liczby źródeł ciepła jest zagadnieniem dość skomplikowanym i wbrew pozorom nieoczywistym.

Przykład:

Obliczenie średnioważonych kosztów energii dla budynku, w którym zużycie energii użytkowej przed modernizacją wynosi 900 GJ. Celem modernizacji jest dodanie pompy ciepła jako dodatkowego źródła ciepła obok już istniejącego węzła cieplnego. Planowany udział energii użytkowej przekazanej po modernizacji przez węzeł cieplny wynosi 60%, a przez pompę ciepła 40%.

Koszt 1GJ ciepła sieciowego wynosi 25,25 zł, a energii elektrycznej 166,67 zł. Koszt 1 MW mocy zamówionej ciepła sieciowego  wynosi 9000 zł/(MW* m-c).

Warto podkreślić, że kluczowe znaczenie w obliczeniach ma określenie rodzaju energii jakiej dotyczy udział procentowy, a jest nią energia użytkowa, a nie końcowa, i nie jest to obojętne, jakby się mogło wydawać.

Wzór na roczne oszczędności energii dla celów ogrzewania

wzor18

Przekształćmy nieco formę tego wzoru na bardziej czytelną, wykorzystując w tym celu przecinki:

ΔOr,co= ( x0 *wt,0 * wd,0* Q0,co*O0,z0  –  x1 *wt,1 * wd,1* Q1,co*O1,z1) +         + 12 (y0 * q0,m * O0,m – y1 * q1,m * O1,m) +12 (Ab0 – Ab1)

Dla węzła cieplnego mamy przed i po modernizacji:

indeks 1 –  użyty na końcu zmiennej oznacza węzeł cieplny
indeks 2  – użyty na końcu zmiennej oznacza pompę ciepła

x0,1=1,0 ;       x1,1=0,6 – udział zapotrzebowania na ciepło użytkowe
y0,1=1,0 ;       y1,1=0,6 – udział zapotrzebowania na moc
η0,1 =0,99*0,88*0,80= 0,70 – przewody c.o. niezaizolowane
η0,2 = 1,00 – brak źródła ciepła przed modernizacją
η1,1 =0,99*0,88*0,96= 0,84 – przewody c.o. zaizolowane
η1,2 =4,0*0,88*0,96*1,0= 3,38 – przewody c.o. zaizolowane

ΔOr,co,1= ( x0,1 *wt,0 * wd,0* Q0,co*O0,z0,1 –  x1,1 *wt,1 * wd,1*   Q1,co*O1,z1,1) +      
         + 12 (y0,1 * q0,m * O0,m – y1,1 * q1,m * O1,m) +12 (Ab0 – Ab1) =

   =1,0 * 1,0 *1,0 *900*25,25 /0,70 – 0,6 * 1,0 *1,0 *900*25,25 /0,84  + 12 * (1,0 *0,1136 * 9000 – 0,6 *0,1136 * 9000) + 12*(0-0) = 32464,28 – 16232,14 + 4907,52 = 21139,66 zł/rok

Dla pompy ciepła mamy:

x0,2=0,0 ;       x1,2=0,4 – udział zapotrzebowania na ciepło użytkowe

y0,2=0,0 ;       y1,2=0,0 – udział zapotrzebowania na moc

η0,2 =1,0*0,88*0,80*1,0 = 0,70 – przewody c.o. niezaizolowane

1,0 = oznacza brak pompy ciepła ( bo dla urządzenia, którego nie ma przyjmuje się wartość sprawności 1,0)

ΔOr,co,2= ( x0,2 *wt,0 * wd,0* Q0,co*O0,z0,2 –  x1,2 *wt,1 * wd,1* Q1,co*O1,z1,2) +  12 (y0,2 * q0,m * O0,m – y1,2 * q1,m * O1,m) +12 (Ab0 – Ab1) = 0,0 * 1,0 *1,0 *900*166,67 /0,70 – 0,4 * 1,0 *1,0 *900*166,67/3,38 + 12 * (0,0 *0,1136 * 0 – 0,0 *0,1136 * 0) + 12*(0-0) = 0 – 17751,83 + 0 = -17751,83 zł/rok

Całkowite roczne oszczędności kosztów wynoszą:

ΔOr,co= ΔOr,co,1 + ΔOr,co,2 = 21139,66 – 17751,83 = 3387,83 zł/rok

Teraz wykonajmy obliczenia średnich wartości dla obu systemów, czyli dla pojedynczego systemu, reprezentującego zarówno węzeł cieplny jak i pompę ciepła:

x0=1,0 ;          x0=1,0 – udział zapotrzebowania na ciepło
y0=1,0 ;         y0=1,0 – udział zapotrzebowania na moc

Q1,co=900*0,6/0,84 + 900*0,4/3,38 = 642,86 + 106,51 = 749,37

Wartości w kolorze niebieskim są po to obliczone, aby mogły zostać wpisane do programu ArCADia-TERMO. Są to wartości, które są głównym celem obliczeń.

Obliczenie po modernizacji udziału obu źródeł energii w kosztach:

  • węzeł cieplny: 642,86/ 749,37= 0,858 = 85,8 %
  • pompa ciepła: 106,51/ 749,37= 0,142 = 14,2 %

Średnia sprawność po modernizacji dla obu źródeł energii wynosi:

η1 = 900/749,37=  1,20

η1,g=1,42 – średnia sprawność  źródła ciepła (węzeł cieplny + pompa ciepła)

O1,z = 45,34 zł/GJ

η0 =0,99*0,88*0,80*1,0= 0,70 – przewody c.o. niezaizolowane

η1 = 4,0*0,88*0,96*1,0= 3,38 – przewody c.o. zaizolowane

ΔOr,co = ( x0 *wt,0 * wd,0* Q0,co*O0,z0 –  x1 *wt,1 * wd,1* Q1,co*O1,z1) +               + 12 (y0 * q0,m * O0,m – y1 * q1,m * O1,m) +12 (Ab0 – Ab1) =

         =1,0 * 1,0 *1,0 *900* 25,25/0,70 – 1,0 * 1,0 *1,0 *900* 45,34 /1,20 + 12 * (1,0 *0,1136 * 9000 –  0,6 *0,1136 * 9000) + 12*(0-0) = 32464,28 – 34005,00 + 4907,52 = 3366,08 zł/rok

Ponieważ założono, że koszt mocy zamówionej dla energii elektrycznej wynosi zero, dlatego obliczenie średniej miesięcznej wartości opłaty stałej O1m (związanej z dostarczaniem czynnika grzewczego dla węzła cieplnego) odnoszącej się do kosztu 1MW mocy zamówionej wynosi:

O1m= y0,1 * O1,m =0,6 * 9000 zł/(MW* m-c) = 5400 zł/(MW* m-c)

Ponieważ założono, że koszt mocy zamówionej dla energii elektrycznej wynosi zero, dlatego obliczenie średniej miesięcznej wartości opłaty stałej O1m (związanej z dostarczaniem czynnika grzewczego dla węzła cieplnego) odnoszącej się do kosztu 1MW mocy zamówionej wynosi:

O1m= y0,1 * O1,m =0,6 * 9000 zł/(MW* m-c) = 5400 zł/(MW* m-c)

Ponieważ w programie ArCADia-TERMO dlatego obliczenie średniej ceny energii nie jest trudne.

9-kalkulator-1

Rysunek 1. Kalkulator energii. Obliczenie średniej ceny energii

 

Na rysunku 2 przedstawiono planowane średnie koszty zmienne i stałe miesięczne energii dla wariantu modernizacji systemu grzewczego.

koszty 1

Rysunek 2. Wprowadzone koszty energii w programie ArCADia-TERMO 6.4

Po wprowadzeniu wszystkich danych, wartość rocznych oszczędności kosztów obliczona przez program ArCADia-TERMO 6.4 wynosi ΔOr,co =3497,48 zł/rok, rys. 3. Natomiast obliczona (powyżej) pierwszą metodą wartość ΔOr,co = 3387,83 zł/rok , a drugą ΔOr,co = 3366,08 zł/rok. Jak można się domyślić niewielkie różnice wynikają tylko z różnej dokładności obliczeń.

Sprawnosc_srednia_2

Rysunek 3. Wyniki obliczeń w programie ArCADia-TERMO 6.4

Podsumowanie

  1. Obliczenia kosztów energii dla dwóch lub większej liczby źródeł ciepła są nieco bardziej skomplikowane.
  2. Przy obecnych kosztach energii opłacalne jest zastosowanie pompy jako dodatkowego obok węzła cieplnego źródła ciepła wtedy, gdy udział pompy ciepła w dostarczeniu energii wynosi nie więcej niż około 40%.
  3. Obliczenia średnich kosztów energii oraz średniego zużycia ciepła zależy od sprawności nie tylko źródła ciepła, ale przede wszystkim od sprawności całkowitej każdego systemu ogrzewania.
  4. Średni koszt energii zł/GJ dla dwóch lub więcej źródeł energii zależy także od sprawności całkowitej instalacji, dlatego odnosi się do zużycia poszczególnych rodzajów energii końcowej, a nie użytkowej.
  5. W przypadku jednego źródła energii koszt energii zł/GJ nie zależy od sprawności instalacji i jest taki sam zarówno dla energii użytkowej jak i końcowej.
  6. Należy pamiętać, że w audycie jednostką ciepła jest GJ, dlatego korzystając ze wzorów na energię końcową Qk podanych w rozp. MIiR z lutego 2015 r., dotyczącego wykonywania świadectw energetycznych trzeba przeliczyć kWh na GJ.

 

Nowelizacja rozporządzenia dotyczącego audytów

Dnia 27 października 2015 r. weszło w życie nowe rozporządzenie Ministra Infrastruktury i Rozwoju z dnia 3 września 2015 r., zmieniające rozporządzenie Ministra Infrastruktury z 17 marca 2009 r. w sprawie szczegółowego zakresu i form audytu energetycznego oraz części audytu remontowego, wzorów kart audytów, a także algorytmu oceny opłacalności przedsięwzięcia termomodernizacyjnego. Wprowadzone zmiany dotyczą m.in.:

– powołania się na ustawę z dnia 29 sierpnia 2014 r. o charakterystyce energetycznej budynków oraz aktualne rozporządzenie w sprawie metodologii wyznaczania charakterystyki energetycznej i świadectw charakterystyki energetycznej;

– modyfikacji algorytmów obliczeń zapotrzebowania na ciepło po modernizacji, polegających na zastąpieniu oporu cieplnego R [(m2K)/W] przegród współczynnikiem przenikania ciepła U [W/(m2K)];

22

– zmian we wzorach kart audytu energetycznego i remontowego;

23

– zastąpienia zapisu o minimalnych oporach cieplnych R, jakie muszą spełniać przegrody po modernizacji, poprzez odesłanie do wartości wymaganego współczynnika przenikania ciepła U podanych w warunków technicznych jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie;

24

25

– wprowadzenia udziału odnawialnych źródeł energii;

– ujednolicenia nomenklatury.

Zmiany te były konieczne głównie z tego względu, że poprzednie rozporządzenie z 17 marca 2009 r. powoływało się na nieaktualne już rozporządzenie MI z 6.11.2008 r. w sprawie metodologii obliczania charakterystyki energetycznej budynku i lokalu mieszkalnego lub części budynku stanowiącej samodzielną całość techniczno-użytkową oraz sposobu sporządzania i wzorów świadectw ich charakterystyki energetycznej. Wprowadzone zmiany idą w dobrym kierunku i nie powinny powodować większych komplikacji osobom sporządzającym audyty oraz weryfikatorom.