W ostatnim artykule „Efektywność energetyczna głupcze” zwróciłem uwagę na to, że najlepszym rozwiązaniem na uniezależnienie się od surowców energetycznych z Rosji jak i zmniejszenie zanieczyszczenia powietrza, jest efektywne korzystanie z energii. Jednym ze sposobów jest docieplanie budynków mieszkalnych. Mniej zużyjemy wtedy gazu lub węgla ale również energii elektrycznej w przypadku pomp ciepła.
Jak dokładnie opisywałem w artykule „Pompa ciepła tylko z rekuperacją” instalacja pompy ciepła najbardziej opłacalna jest włącznie z wentylacją mechaniczną z rekuperacją. Po wychłodzeniu domu wentylacją grawitacyjną, pompa ciepła w porównaniu do gazu długo dogrzewałaby do zadanej temperatury, więc przechodzi w stan ogrzewania nieopłacalną grzałką elektryczną. Pompa ciepła jest jeszcze bardziej opłacalna przy korzystaniu z energii elektrycznej wyłącznie w taryfie nocnej. Wtedy potrzebujemy odpowiedni magazyn energii cieplnej, który nagrzejemy nocą i wykorzystamy w ciągu dnia. Cena za 1kWh energii cieplnej wynosi wtedy .ok 8 groszy. Należy jednak dobrze dobrać pojemność bufora.
Aby to zrobić musimy najpierw obliczyć dobowe zapotrzebowanie na moc cieplną OZC, wtedy gdy temperatura spada średniodobowo do -10st C a chcemy uzyskać 20stC w domu. Obliczymy to dla domu o powierzchni 100m2 z drzwiami i 4 oknami bez ogrzewania wody użytkowej.
Strop:10*10=100m2
Okna i drzwi:4*1,5*1,5+2*1=11m2;
Podłoga 100m2;
Ściany minus okna i drzwi:4*10*2,7-11 =97m2
Z wzoru: Q=U*A*(Kk-Kp)*t [Wh/rok] obliczamy dla każdego U ile rocznie tracimy energii przez ściany strop i okna.
Gdzie U – współczynnik; A – powierzchnia; Kk – temperatura końcowa; Kp – temperatura początkowa; t – okres grzewczy
Dla stropu i podłogi Q= 0,13*200*(20+10)*24 = 18 720 W/dobę
Okna i drzwi Q=0,8*11*(20+10)*24 = 6 336 W/dobę
Ściany Q = 0,13*97*(20+10)*24 = 9 079 W/dobę
Następnie należy dodać 10 kWh straty na wentylacji mechanicznej. Przy wentylacji grawitacyjnej byłoby to dużo więcej. W sumie wychodzi 44 kWh na dobę. My potrzebujemy magazyn energii na ogrzanie z bufora 14 godzin w dzień, więc uśredniając wychodzi 44/24*14=25,8 kWh.
Korzystając z wzoru na obliczanie energii potrzebnej do podgrzania wody
Q=cv*m(Kk−Kp).
Gdzie Q – energia do ogrzania 16 godzin; m – masa wody; Kk – temperatura końcowa; Kp – temperatura początkowa; cv – ciepło właściwe wody.
Po przeliczeniu wychodzi 737 litrów (25680*3600/4180*30).
W przypadku użycia czujników CO2 i systemu zarządzania energią może wyjść mniej.
Należy jeszcze obliczyć jakiej mocy potrzebujemy pompę ciepła aby ogrzać tą wodę w 8 godzin. W tym czasie (w nocy) należy też ogrzewać dom, więc w osiem godzin potrzebujemy energię do ogrzewania przez całą dobę 44/8= 5,5 kW. Warto wybrać trochę większą pompę ciepła żeby nie pracowała całą noc non stop. Warto wspomnieć że taryfa nocna to nie tylko 8 godzin w nocy (22-6), ale również 2 godziny w dzień w godzinach 13-15. Te 2 godziny w moich obliczeniach zostawiam jako rezerwę na dogrzanie wody w ciągu dnia.
Obliczenia powyżej pokazują, że aby niedrogo płacić za ogrzewanie należy przede wszystkim ograniczyć utratę energii cieplnej. Paweł Mirowski, wiceprezes Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej, który zawiaduje programem „Czyste Powietrze”, zapowiedział na początku kwietnia wprowadzenie finansowych zachęt do kompleksowej termomodernizacji budynku oraz urealnienie przyjętych w programie kosztów jednostkowych materiałów i urządzeń. Jest też w planach podniesienie maksymalnych kwot dotacji.
Program Czyste Powietrze” jest dla wybudowanych już wcześniej budynków ale niedługo będzie można składać wnioski o dofinansowanie pompy ciepła w nowych domach. Tu jednak głównym warunkiem będzie budowa domu z odpowiednim wskaźnikiem Ep, który wyraża ilość energii niezbędnej do ogrzewania domu, wentylacji, chłodzenia, oświetlenia oraz przygotowania c.w.u., w przeliczeniu na jednostkę powierzchni. W pierwszym roku funkcjonowania programu będzie obowiązywać wymóg Ep maksymalnie 63 kWh/ (m²/rok), natomiast w kolejnych latach, wymóg Epma wynosić maksymalnie 55 kWh/ (m²/rok). Od 1 stycznia 2021 wymogiem dla domu bez dotacji jest Ep nie większe niż 70 kWh/ (m²/rok).
Oprócz dotacji na termomodernizację i pompy ciepła do nowych domów, od 15 kwietnia tego roku ruszył też nabór na kolejną edycję programu „Mój Prąd”. Sprzedawcy paneli fotowoltaicznych reklamują, że w sumie można otrzymać aż 20 500 złotych dofinansowania, z czego 5000 zł na same panele. Cieszy, że jest dotacja na magazyny energii (do 7500 zł) oraz przede wszystkim na magazyny ciepła czyli bufor, dla którego obliczyłem pojemność (do 5000 zł). Martwi natomiast możliwość ogrzewania wody grzałką elektryczną, która jest najmniej efektywną formą ogrzewania. Na tą kwotę składa się również system zarządzania energią (do 3000 zł), który moim zdaniem należy zainstalować włącznie z pompą ciepła na rok zanim dobierzemy moc paneli fotowoltaicznych oraz magazynów energii elektrycznej i cieplnej.
Jeszcze jedna ciekawostka dla miłośników pomp ciepła zasilanych PV w starym systemie prosumenckim. Załóżmy, że 1kW instalacji PV, która w Polsce wyprodukuje 1000 kWh rocznie, kosztuje 5000 zł. W nocy wykorzystamy tylko 800 kWh (80% z 1000 kWh wyprodukowanych w dzień), które w taryfie nocnej kosztują 240 złotych (0,3*800). Instalacja będzie nam się zwracać przez 20 lat i 10 miesięcy (5000/240). Wkrótce napiszę dlaczego nowy system prosumencki jest bardziej opłacalny.
Adam Zieliński
