Szkolenie: Åšwiadectwo Charakterystyki Energetycznej
Budynku
SZKOLENIE DLA OSÓB UBIEGAJ
CYCH SI

O UPRAWNIENIE DO SPORZ
DZANIA ÅšWIADECTW
CHARAKTERYSTYKI ENERGETYCZNEJ BUDYNKÓW
y
RÓDA
A CIEPA
A
y
RÓDA
A CIEPA
A
" Kotły
OCENA SYSTEMU OGRZEWANIA
OCENA SYSTEMU OGRZEWANIA
" Węzły wymiennikowe
I ZAOPATRZENIA
I ZAOPATRZENIA
" Pompy ciepła
W CIEPA

WOD

W CIEPA

WOD

" Kolektory słoneczne
część 2
część 2
dr inż. Halina Ciuman
dr inż. Aleksandra Specjał
2
PODZIAA
KOTA
ÓW WODNYCH
Kotły
Kotły
Kotły dzielą się na kilka grup, w zależności od zastosowanej
" tradycyjne - temperatura wody ok. 90 oC
zasady podziału:
" w zależności od materiału, z którego zostały wykonane -
" o obniżonych parametrach - temperatura maksymalna
kotły żeliwne i stalowe,
wody 75 oC
" w zależności od ciśnienia - kotły niskiego i wysokiego
ciśnienia,
o
" kondensacyjne (w temperaturze 40-50 C  najwyższa
" w zależności od rodzaju czynnika grzejnego - wodne i
sprawność)
parowe,
" w zależności od rodzaju spalanego paliwa - kotły na paliwa
stałe, paliwa ciekłe, gaz i biomasę.
Ponieważ w większości urządzeń, w których są spalane paliwa chemiczne, woda ze
spalania wodoru jest wydalana z resztą spalin w postaci pary, dlatego do określenia
sprawności kotła (zgodnie z normami) przyjmuje się wartość opałową paliwa, a
Kryteria wyboru kotła gazowego:
nie wyższe od niej ciepło spalania (większe o ciepło skraplania pary wodnej
" sposób montażu - wiszące i stojące,
zawartej w spalinach).
" pełnione funkcje - jedno- i dwufunkcyjne,
Dlatego też kotły kondensacyjne mają sprawność znormalizowaną powyżej
" odprowadzanie spalin i sposób pobierania powietrza -
100%.
Å"
otwarta lub zamknięta komora spalania,
Qu Qu  użyteczna moc cieplna kotła
" sprawność kotła - tradycyjny i kondensacyjny.
·k =
B  strumień masy paliwa
Å"
3 4
B Å"Qi Qi  wartość opaÅ‚owa paliwa
OCENA SYSTEMU OGRZEWANIA I ZAOPATRZENIA
W CIEPA

WOD
, cz.2
H.Ciuman,A.Specjał 1
Szkolenie: Åšwiadectwo Charakterystyki Energetycznej
Budynku
PODZIAA
W
ZA
ÓW CIEPA
OWNICZYCH
" ze względu na sposób połączenia sieci zewnętrznej z
instalacją wewnętrzną: OCENA MOŻLIWOŚCI
OCENA MOŻLIWOŚCI
 bezpośrednie,
 bezpośrednie z urządzeniami redukcyjnymi, czyli z WYKORZYSTANIA
WYKORZYSTANIA
transformacją parametrów czynnika (wirowe pompy
mieszajÄ…ce, hydroelewator czyli pompa strumieniowa),
ALTERNATYWNYCH y
RÓDEA

ALTERNATYWNYCH y
RÓDEA

 pośrednie (wymiennikowe węzły cieplne);
ENERGII
ENERGII
" ze względu na wielkość i rozległość przyłączonych
instalacji:
 indywidualne (zasilajÄ…ce jeden obiekt),
 grupowe (stacje odbioru na osiedlach mieszkaniowych),
" ze względu na ilość różnego typu instalacji
przyłączonych do węzła:
 jednofunkcyjne (c.o.),
 dwufunkcyjne (najczęściej c.o. i c.w.),
 wielofunkcyjne (c.o., c.w., wentylacja, technologia).
5
W RozporzÄ…dzeniu Ministra Infrastruktury
DYREKTYWA 2002/91/EC - art. 5
z 6.11.2008 r. w sprawie szczegółowego
zakresu i formy projektu budowlanego
Dla budynków nowo wznoszonych o powierzchni użytkowej
Dz.U. 201/2008 poz. 1239
powyżej 1000m2, Kraje Członkowskie powinny zadbać o to,
żeby systemy technicznego wyposażenia budynku, jak też wprowadzony jest zapis Dyrektywy
alternatywne systemy zaopatrzenia w energiÄ™, takie jak:
 w stosunku do budynku o powierzchni użytkowej,
 zdecentralizowany system zaopatrzenia w energię większej niż 1000 m2, określonej zgodnie z Polskimi
Normami dotyczącymi właściwości użytkowych w
produkowanÄ… ze z
ródeł odnawialnych;
budownictwie oraz określania i obliczania wskaz
ników
 skojarzona produkcja energii  ciepła (CHP);
powierzchniowych i kubaturowych 
 bezpośrednie lub blokowe ogrzewanie/chłodzenie, jeśli
analizę możliwości racjonalnego wykorzystania pod
względem technicznym, ekonomicznym i środowiskowym
ma zastosowanie;
odnawialnych z
ródeł energii, takich jak: energia
 pompy ciepła, w uzasadnionych przypadkach;
geotermalna, energia promieniowania słonecznego,
były realne z punktu widzenia środowiska i ekonomii, oraz energia wiatru, a także możliwości zastosowania
skojarzonej produkcji energii elektrycznej i ciepła oraz
żeby ich zastosowanie było analizowane jeszcze przed
zdecentralizowanego systemu zaopatrzenia w energiÄ™ w
rozpoczęciem budowy.
postaci bezpośredniego lub blokowego ogrzewania.
7 8
OCENA SYSTEMU OGRZEWANIA I ZAOPATRZENIA
W CIEPA

WOD
, cz.2
H.Ciuman,A.Specjał 2
Szkolenie: Åšwiadectwo Charakterystyki Energetycznej
Budynku
NORMY ZWI
ZANE Z TEMATYK
ZASTOSOWANIE URZ
DZEC
I SYSTEMÓW
(zawierają definicje, wzory do obliczeń wydajności i sprawności układów
ODNAWIALNYCH y
RÓDEA
ENERGII DO ZASPOKAJANIA
oraz w załącznikach informacyjne wskaz
niki do obliczeń)
POTRZEB ENERGETYCZNYCH BUDYNKU
" PN-EN 15316-4-3:2007 (ang.)
W odniesieniu do z
ródeł energii bezpośrednio związanych z danym
Instalacje ogrzewcze w budynkach - Metoda obliczania zapotrzebowania
obiektem budowlanym można w warunkach polskich wykorzystywać:
na ciepło i oceny sprawności instalacji
- Część 4-3: y
ródła ciepła, cieplne instalacje solarne
" energię promieniowania słonecznego, w pasywnych i aktywnych
systemach grzewczych, w rozwiÄ…zaniach zwiÄ…zanych z wykorzystaniem
" PN-EN 15316-4-4:2007 (ang.)
oświetlenia światłem dziennym oraz w instalacjach elektrycznych z
Instalacje ogrzewcze w budynkach - Metoda obliczania zapotrzebowania
na ciepło i oceny sprawności instalacji ogniwami fotowoltaicznymi;
- Część 4-4: y
ródła ciepła do ogrzewania, instalacje skojarzone
" energię biomasy, w instalacjach z kotłami (często fluidalnymi) do
wytwarzania energii
spalania zrębków drewnianych lub słomy;
" PN-EN 15316-4-5:2007 (ang.)
" energię biogazu pochodzącego z beztlenowej fermentacji osadów
Instalacje ogrzewcze w budynkach - Metoda obliczania zapotrzebowania
ściekowych przy odpowiednio dużej wielkości obiektu i produkcji ścieków
na ciepło i oceny sprawności instalacji
(zależy więc to od funkcji i charakteru obiektu budowlanego);
- Część 4-5: y
ródła ciepła do ogrzewania miejscowego, wydajność i
" energię zawartą w środowisku naturalnym, poprzez zastosowanie pomp
sprawność systemów ciepłowniczych i dużych instalacji ogrzewania
ciepła;
" PN-EN 15316-4-6:2007 (ang.)
" energię odpadową, w tym poprzez rekuperację ciepła z układów
Instalacje ogrzewcze w budynkach - Metoda obliczania zapotrzebowania
na ciepło i oceny sprawności instalacji wentylacyjnych, ścieków i innych;
9
- Część 4-6: y
ródła ciepła do ogrzewania, systemy fotowoltaiczne
" energię wiatru, za pomocą turbin wiatrowych pracujących na sieć własną.
CIEPA
OWNIE GEOTERMALNE W POLSCE
CIEPA
OWNIE GEOTERMALNE W POLSCE
ENERGIA WIATRU
ENERGIA WIATRU
y
RÓDA
EM ENERGII ELEKTRYCZNEJ
y
RÓDA
EM ENERGII ELEKTRYCZNEJ
STARGARD
SZCZECIC
SKI
geo 14 MW
PYRZYCE
50 MW UNIEJÓW
(geo14.8)
5.6 MW
MSZCZONÓW
(geo 2.4)
12 MW
(geo 2.2)
w Polsce
SÅ‚omniki
przeciętna prędkość
Pompy ciepła 11,12,24 kW
wiatru 4-5 m/s
i układ z pompą ciepła 320 kW
np. w Danii 7m/s
BAC
SKA-BIAA
Y DUNAJEC
geo 40 MW 11 12
OCENA SYSTEMU OGRZEWANIA I ZAOPATRZENIA
W CIEPA

WOD
, cz.2
H.Ciuman,A.Specjał 3
Szkolenie: Åšwiadectwo Charakterystyki Energetycznej
Budynku
ENERGIA SA
ONECZNA W POLSCE
ENERGIA SA
ONECZNA W POLSCE
liczba godzin nasłonecznienia
liczba godzin nasłonecznienia
I Nadmorski
1624 h/a
I
VII Podlasko-Lubelski
IV
VI Warszawski
VIII ÅšlÄ…sko-Mazowiecki
III
IX Świętokrzysko-
1580 h/a
Sandomierski
V VI
III Mazursko-Siedlecki
V Wielkopolski
II Pomorski
1529 h/a
VII
VIII
XI XI Podgórski
1572 h/a IV Suwalski
X
X Górnośląski Okręg
IX
Przemysłowy
13 14
Gogół, PAN, Warszawa 1993
Chochowski, Czekalski, 1999 http://www.kolektory-sloneczne.org
OGNIWA FOTOWOLTAICZNE
NAPROMIENIOWANIE SA
ONECZNE NA PA
ASZCZYZN

 z
ródło energii elektrycznej-
HORYZONTALN
W POLSCE W CI
GU ROKU
konwersja energii promieniowania
słonecznego na energię elektryczną
napromieniowanie słoneczne
całkowite bezpośrednie
[MJ/m2]
Ogniwo fotowoltaiczne to krzemowa płytka półprzewodnikowa,
600
wewnątrz której istnieje bariera potencjału (pole elektryczne), w
postaci złącza p-n (positive  negative).
500
400 Gdy promienie słoneczne padają na materiał o niejednorodnej
strukturze, w materiale powstaje siła elektromotoryczna.
300
200
Ogniwa fotowoltaiczne sÄ… obecnie powszechnie stosowane:
" w zegarkach, kalkulatorach, odbiornikach radiowych,
100
" do zasilania radiowo-telekomunikacyjnych stacji przekaz
nikowych,
0
w telefonii komórkowej,
I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII
" do zasilania znaków drogowych,
" do zasilania satelitów,
miesiÄ…c
" do zasilania urządzeń ochrony pastwisk i lasów,
Średnia wartość napromieniowania całkowitego dla Polski w ciągu roku: 3600 MJ/m2 " do zasilania odosobnionych stacji meteorologicznych,
15 16
" w autonomicznych systemach zasilajÄ…cych na przyczepach kempingowych,
wg Kossecka, Bzowska 1994 www.biomasa.org
OCENA SYSTEMU OGRZEWANIA I ZAOPATRZENIA
W CIEPA

WOD
, cz.2
H.Ciuman,A.Specjał 4
I
I
Szkolenie: Åšwiadectwo Charakterystyki Energetycznej
Budynku
BIOMASA
Wykorzystanie energii odnawialnej w Polsce
Wykorzystanie energii odnawialnej w Polsce
" substancja organiczna pochodzenia roślinnego lub
zwierzęcego,
Produkcja energii ze z
ródeł
" pochodne substancje uzyskane z transformacji surowców
odnawialnych w 1999 roku
pochodzenia roślinnego lub zwierzęcego.
PJ %
Biomasa 101,8 98,05
Biomasę można pozyskiwać z:
Biomasę można pozyskiwać z:
Energia wodna 1,9 1,83
" rolnictwa (słoma, biogaz z hodowli zwierząt),
Energia geotermalna 0,1 0,1
" leśnictwa (drewno energetyczne),
Energia wiatru 0,01 0,01
" gospodarki komunalnej (makulatura, biogaz z wysypisk lub z
Energia 0,01 0,01
oczyszczalni ścieków),
promieniowania
" przemysłu (odpady przemysłu celulozowo-papierniczego, przemysłu
słonecznego
tekstylnego, przemysłu spożywczego, etc.),
Ogółem 103,82 100
" uprawy roślin energetycznych (wierzba, topola).
18
Europejskie Centrum Energii Odnawialnej, 1999
POMPY CIEPA
A
SYSTEMY ZASILANIA BUDYNKÓW W CIEPA
O
System sieciowy:
 sieć ciepłownicza
 sieć gazowa
 sieć elektryczna
Pompy ciepła przekształcają
energię słoneczną zgromadzoną
System indywidualny (zależny od nośnika energii):
w ziemi, w wodzie, w powietrzu
- z
ródła ciepła wykorzystujące energię zawartą w paliwach kopalnych, np.:
lub w podłożu skalnym w ciepło 
- kotły na paliwo stałe (węgiel, koks)
wykorzystywane do ogrzewania
- kotły na paliwo płynne (olej opałowy, gaz płynny)
domu.
- z
ródła ciepła wykorzystujące energię zawartą w niekonwencjonalnych
z
ródłach energii, np.:
Główne zastosowania:
- kolektory słoneczne
" ogrzewanie
- kotły na biomasę
" chłodzenie
- pompy ciepła
" ciepła woda
19 20
www.ecoenergy.com.pl
OCENA SYSTEMU OGRZEWANIA I ZAOPATRZENIA
W CIEPA

WOD
, cz.2
H.Ciuman,A.Specjał 5
Szkolenie: Åšwiadectwo Charakterystyki Energetycznej
Budynku
ZASADA DZIAA
ANIA SPR
ŻARKOWEJ POMPY CIEPA
A
PODZIAA
DOLNYCH y
RÓDEA
CIEPA
A
" z
ródła odnawialne:
- powietrze zewnętrzne,
- wody powierzchniowe (rzeki, jeziora, stawy),
- wody gruntowe,
- wody geotermalne,
- grunt,
- promieniowanie słoneczne,
" z
ródła wewnętrzne, tzw. odpadowe:
- powietrze i gazy odlotowe,
- woda odpadowa,
- ścieki,
- woda chłodnicza.
21 22
http://ekoenergia.dzien-e-mail.org
WYBÓR DOLNEGO y
RÓDA
A CIEPA
A
Ogólna charakterystyka
odnawialnych
Dolne z
ródło ciepła powinno się charakteryzować:
dolnych z
ródeł ciepła
" dużą pojemnością cieplną,
dla pomp ciepła
" możliwie wysoką i stałą w czasie temperaturą,
" łatwą dostępnością,
" brakiem zanieczyszczeń, które mogłyby spowodować uszkodzenie
elementów parownika ,
" niskimi kosztami wykonania instalacji (ujęcia).
Im wyższa jest temperatura dolnego z
ródła oraz im niższa
jest temperatura czynnika ogrzewanego tym wyższe są
współczynniki efektywności i niższe koszty ogrzewania.
23 24
Energia i Budynek, 7/2007, M.Rubik
OCENA SYSTEMU OGRZEWANIA I ZAOPATRZENIA
W CIEPA

WOD
, cz.2
H.Ciuman,A.Specjał 6
Szkolenie: Åšwiadectwo Charakterystyki Energetycznej
Budynku
PRZEGL
D DOLNYCH y
RÓDEA
CIEPA
A cd.
PRZEGL
D DOLNYCH y
RÓDEA
CIEPA
A
Woda
GRUNT - w gruncie zgromadzone jest do 50 % energii słonecznej.
Jeżeli woda gruntowa występuje na bezpośrednie
odpowiedniej głębokości i ma
czynnik roboczy pompy ciepła
właściwą jakość, to można osiągnąć
cyrkuluje jako medium
najwyższy roczny współczynnik
przenoszące ciepło w kolektorze
efektywności (obowiązek uzyskania
gruntowym. Nie potrzeba wtedy
zezwolenia). StaÅ‚a temperatura +8°C
pośredniego wymiennika ciepła
do +12°C gwarantuje optymalny tryb
oraz pomp obiegowych solanki
pracy grzewczej.
Koherentność dolnego z
ródła z
parametrami instalacji.
Woda gruntowa pobierana jest ze
studni zasilajÄ…cej i doprowadzana do
pompy ciepła, a stamtąd
system solanka / woda
odprowadzana do oddalonej o ok. 15-
jako medium cyrkuluje solanka
30 m studni zrzutowej.
(mieszanina glikolu i wody), która
Woda ma dużą pojemność cieplną, pobiera ciepło i odprowadza je do
ale trzeba uwzględnić jej skład pompy ciepła
chemiczny.
kolektory płaskie
- sondy głębinowe
Wysokie koszty inwestycyjne ujęcia,
25 26
niskie koszty eksploatacyjne.
www.pompa-ciepła.pl www.pompa-ciepła.pl
Charakterystyka gruntu,
PRZEGL
D DOLNYCH y
RÓDEA
CIEPA
A cd.
jako dolnego z
ródła ciepła
Powietrze
Dolnym z
ródłem dla pomp ciepła jest powietrze atmosferyczne (duże
wahania temperatury, w niskich temperaturach powietrza zewnętrznego
konieczność odszraniania, ) lub powietrze wentylacyjne.
Mniej korzystne warunki wymiany ciepła (małe współczynniki wnikania
ciepła)
W systemie tym można wykorzystać
urzÄ…dzenie kompaktowe albo
urzÄ…dzenie typu Split (rozdzielone):
pompę ciepła ustawia się w domu, a
parownik na wolnym powietrzu.
Szczególnie nadaje się ono w
przypadku wtórnego doposażenia
instalacji oraz w systemach
pracujÄ…cych w trybie biwalentnym.
Dzięki zintegrowanemu w pompie
" duża pojemność cieplna,
ciepła urządzeniu odszraniającemu
" stała temperatura,
funkcjonowanie systemu możliwe
" do 30 kW mocy instalacji
jest do temperatur nawet poniżej
 bez problemów
 18°C (ale wymaga dodatkowej
energii).
27 28
www.pompa-ciepła.pl
Energia i Budynek, 7/2007, M.Rubik
OCENA SYSTEMU OGRZEWANIA I ZAOPATRZENIA
W CIEPA

WOD
, cz.2
H.Ciuman,A.Specjał 7
Szkolenie: Åšwiadectwo Charakterystyki Energetycznej
Budynku
RODZAJE SYSTEMÓW GRZEWCZYCH
ASPEKTY, KTÓRE NALEŻY UWZGL
DNIĆ
Z WYKORZYSTANIEM POMPY CIEPA
A
PRZY ZASTOSOWANIU
GRUNTOWYCH POMP CIEPA
A
1. Układ z pompą ciepła jako jedyne z
ródło zasilania instalacji c.o. -
monowalentny.
" Najbardziej opłacalne gdy:
Przypadek ten wymaga odpowiedniego dobrania dolnego z
ródła ciepła,
 zapotrzebowanie na ogrzewanie i chłodzenie
które powinno mieć stałą temperaturę w ciągu sezonu grzewczego
(grunt, woda gruntowa).
 nowe instalacje lub wymiana systemu HVAC
2. Układ z pompą ciepła jako układem podstawowym oraz dodatkowym
 ogrzewanie: niskie ceny energii elektrycznej,
(szczytowym) z
ródłem ciepła, którym może być kocioł elektryczny,
a wysokie ceny gazu i oleju opałowego
gazowy lub olejowy - układ biwalentny.
Przez większą część roku pompa samodzielnie zaspakaja potrzeby
 chłodzenie: wysoka cena energii elektrycznej oraz
grzewcze, a w okresie występowania skrajnie niekorzystnych warunków
opłaty za moc szczytową
pogodowych (w tzw. okresach szczytowych) wspomagana jest, lub w
całości zastępowana przez inne z
ródło ciepła.
" Dostępność sprzętu do wykopów oraz sprzętu
- system rozdzielony (alternatywny), z
ródła ciepła nie pracują
wiertniczego
równocześnie; przy granicznej temperaturze powietrza
" Niepewność co do kosztów wykonania wymiennika zewnętrznego następuje wyłączenie pompy ciepła i włączenie
drugiego z
ródła
" Oczekiwania inwestora w zakresie efektywności
- system równoległy - oba z
ródła pracują równocześnie,
kosztowej
- mieszany (pompa ciepła i z
ródło dodatkowe pracują równocześnie
tylko w określonym zakresie temperatury zewnętrznej).
29 30
www.retscreen.net
WSPÓA
CZYNNIK EFEKTYWNOÅšCI COP
Współczynnik efektywności COP pompy ciepła jest to stosunek mocy
grzewczej urzÄ…dzenia (przekazywanego do instalacji) do poboru mocy
elektrycznej (za co się płaci).
QG
COP =
EPC
QG  ciepło grzewcze przekazane przez pompę ciepła do instalacji,
kWh
EPC  energia elektryczna pobrana przez pompę ciepła, kWh
31 32
www.viessmann.pl
OCENA SYSTEMU OGRZEWANIA I ZAOPATRZENIA
W CIEPA

WOD
, cz.2
H.Ciuman,A.Specjał 8
Szkolenie: Åšwiadectwo Charakterystyki Energetycznej
Budynku
ZUŻYCIE ENERGII I KOSZTY
WSPÓA
CZYNNIK EFEKTYWNOÅšCI CAA
EJ INSTALACJI
PRZY ZASTOSOWANIU POMP CIEPA
A
COPIN
Ogólnie pompy ciepła charakteryzują się dużymi kosztami
Do oceny rzeczywistych kosztów ogrzewania stosuje się współczynnik
efektywności całej instalacji (wszystkich urządzeń zasilanych energią
inwestycyjnymi. W obliczeniach kosztów eksploatacji pompy ciepła
elektrycznÄ…) - COPIN
należy uwzględnić średnią wartość roczną współczynnika efektywności
Jest to stosunek mocy grzewczej urzÄ…dzenia do poboru mocy elektrycznej
(wydajności) grzejnej COP.
wszystkich urządzeń pracujących w instalacji.
Koszty eksploatacyjne obliczane sÄ… ze wzoru:
QG
COPIN =
zł/kWh (energii elektrycznej)
EPC + EUE = zł/kWh ciepła
COP (współczynnik efektywności grzejnej)
QG  ciepło grzewcze przekazane przez pompę ciepła do instalacji, kWh
Pompa ciepła jest ekonomiczna w eksploatacji jeśli:
EPC  energia elektryczna pobrana przez pompę ciepła, kWh
EUE  energia elektryczna pobrana przez wszystkie urzÄ…dzenia pracujÄ…ce
zł/kWh (energii elektrycznej)
w instalacji: pompy obiegowe, pompa wymiennika gruntowego, grzałka
COP e"
elektryczna, kWh
zł/kWh (ciepła ze z
ródła konwencjonalnego)
33 34
GRUNTOWY WYMIENNIK CIEPA
A
KOLEKTORY SA
ONECZNE
www.wentylacja.com.pl
Główne zastosowania:
" do przygotowania c.w.
w budynkach
(lub wspomagania
układu
konwencjonalnego)
" do podgrzewania wody
basenowej
35 36
www.gwc.com.pl
OCENA SYSTEMU OGRZEWANIA I ZAOPATRZENIA
W CIEPA

WOD
, cz.2
H.Ciuman,A.Specjał 9
Szkolenie: Åšwiadectwo Charakterystyki Energetycznej
Budynku
SCHEMAT FUNKCJONALNY AKTYWNEGO,
POÅšREDNIEGO SYSTEMU SA
ONECZNEGO,
Z WYDZIELONYM WYMIENNIKIEM CIEPA
A
25-45o
37 38
PÅ‚d. Ä…45o
Ä…
Ä…
Ä…
Polska Ekologia
KOLEKTOR SA
ONECZNY PA
ASKI
KOLEKTOR SA
ONECZNY PRÓŻNIOWY
" Wyższe koszty
" Wyższa sprawność
" Umiarkowana cena
Szyba
Szyba
Szyba
Szyba
solarna
solarna
solarna
solarna
" Brak strat
" Większe konwekcyjne
konwekcyjnych
straty ciepła do
Obudowa
Obudowa
Obudowa
Obudowa
" Wysoka temperatura
otoczenia
czynnika roboczego
" Temperatura czynnika
" Zastosowanie w
roboczego do 80oC
zimniejszych strefach
Absorber
Absorber
Absorber klimatycznych
Absorber
" Może pracować przy
Wężownica
Wężownica
Wężownica
Wężownica
" Mała odporność na
ciśnieniu sieciowym
uszkodzenia
wody zasilajÄ…cej
Rura
Rura
Rura
Rura
zbiorcza
zbiorcza
zbiorcza
zbiorcza
" Opady śniegu stanowią
Izolacja
Izolacja
Izolacja
Izolacja
mniejszy problem
39 40
www.retscreen.net www.retscreen.net
OCENA SYSTEMU OGRZEWANIA I ZAOPATRZENIA
W CIEPA

WOD
, cz.2
H.Ciuman,A.Specjał 10
Willimas Richard. J., Design and Installation of Solar Heating and Hot Water
Systems, Ann Arbor Science Publishers, 1983
Szkolenie: Åšwiadectwo Charakterystyki Energetycznej
Budynku
SPRAWNOŚĆ KOLEKTORA SA
ONECZNEGO
Kolektory słoneczne: Sprawność chwilowa kolektora słonecznego - stosunek strumienia
ciepła pobranego przez wodę grzewczą i natężenia promieniowania
- z rurkami cieplnymi
słonecznego padającego na kolektor w danej chwili:
- ze zwierciadłem parabolicznym
mw Å"cp Å"(Tout -Tin )
· =
Czynnik grzewczy w postaci pary
lub cieczy
I Å" Acol
Absorber
Przewód cieplny www.retscreen.net
mw- strumień masy wody przepływającej przez kolektor, kg/s
cp - ciepło właściwe wody, kJ/kg.K
Tin, Tout - temperatura wody na wejściu i wyjściu z kolektora,
I - całkowite natężenie promieniowania słonecznego, W/m2
Acol - powierzchnia kolektora, m2
41 42
www.kolektory.ekologia24.biz
SPRAWNOŚĆ KOLEKTORA OKREŚLONA RÓWNANIEM HWB ASPEKTY, KTÓRE NALEŻY UWZGL
DNIĆ PRZY
(od jego twórców HOTTEL-WHILLIER-BLISS) ZASTOSOWANIU KOLEKTORÓW SA
ONECZNYCH
" Czynniki wpływające na powodzenie przedsięwzięcia:
Na sprawność kolektora wpływają również cechy konstrukcyjne
urządzenia (właściwości powłoki absorbera, izolacji termicznej i
 duże zapotrzebowanie na ciepłą wodę,
przesłony przezroczystej)
(Tin + Tout ) / 2 -Te
 wysokie koszty energii (np. gdy inne tańsze nośniki energii
· = ( F Å"Ä Å"Ä… )-( F Å"U )
są niedostępne),
I
 niepewność dostaw energii konwencjonalnej,
F - współczynnik sprawności absorbera,
 duża korzyść środowiskowa dla właściciela budynku
ą - współczynnik absorpcji,
Ä - współczynnik transmisji, " Zapotrzebowanie na ciepÅ‚Ä… wodÄ™ w godzinach dziennych wymaga
mniejszej akumulacji ciepła (mniej zasobników)
U - współczynnik strat ciepła z absorbera, W/m2K
" Tańsze systemy sezonowe mogą być finansowo korzystniejsze niż
Te- temperatura powietrza zewnętrznego K,
bardziej kosztowne systemy całoroczne
" Wymogi konserwacyjne podobne jak w każdej instalacji hydraulicznej -
Współczynnik sprawności absorbera F wyraża stosunek energii
wymagana okresowa konserwacja i naprawy
użytecznej uzyskanej z kolektora w danej chwili, do energii jaką można
by uzyskać, gdyby temperatura absorbera była równa temperaturze
43 44
wody przepływającej przez kolektor.
www.retscreen.net
OCENA SYSTEMU OGRZEWANIA I ZAOPATRZENIA
W CIEPA

WOD
, cz.2
H.Ciuman,A.Specjał 11
Szkolenie: Åšwiadectwo Charakterystyki Energetycznej
Budynku
Dyrektywa wprowadza pojęcie "wysoko wydajnej
SKOJARZONE WYTWARZANIE CIEPA
A
SKOJARZONE WYTWARZANIE CIEPA
A
kogeneracji", określające taki sposób jednoczesnego
I ENERGII ELEKTRYCZNEJ
I ENERGII ELEKTRYCZNEJ
wytwarzania energii elektrycznej i ciepła, który przynosi
Combined Heat and Power  CHP
oszczędność energii pierwotnej w wysokości co najmniej
10% w porównaniu z odpowiednimi wartościami dla
W dniu 21 lutego 2004 r. weszła w życie
rozdzielonej produkcji ciepła i energii elektrycznej.
dyrektywa 2004/8/WE w sprawie
promowania kogeneracji w oparciu o
Według szacunków Komisji Europejskiej, podwojenie
zapotrzebowanie na ciepło użytkowe na
produkcji energii elektrycznej wytwarzanej w skojarzeniu
wewnętrznym rynku energii.
z ciepłem pozwoli wypełnić połowę zobowiązań Unii w
zakresie obniżania emisji dwutlenku węgla.
Dotyczy zarówno dużych z
ródeł systemowych, jak i małych
Jako istotny czynnik umożliwiający wzrost udziału energii
rozproszonych z
ródeł ciepła i energii elektrycznej.
elektrycznej wytwarzanej w skojarzeniu z obecnych 10%
W roku 1997 produkcja energii elektrycznej była oparta praktycznie
do 18% w 2010 roku uznaje się rosnący udział ciepła
wyłącznie na elektrowniach zawodowych dużej mocy.
dostarczanego za pomocÄ… scentralizowanych
systemów dystrybucji.
W horyzoncie roku 2020 spodziewana struktura z
ródeł ulegnie dość
istotnym zmianom wskutek znaczÄ…cego rozwoju z
ródeł rozproszonych
(małej mocy), produkujących w skojarzeniu ciepło i energię elektryczną,
45 46
głównie na bazie gazu ziemnego.
" Konwencjonalne elektrownie cieplne z turbozespołami Wytwarzanie
parowymi wykorzystują jedynie około 37% energii
energii elektrycznej
pierwotnej zawartej w paliwie do wytworzenia energii
i ciepła w procesie
elektrycznej.
nieskojarzonym
" Najnowocześniejsze budowane obecnie elektrownie
cieplne z turbinami gazowymi i kotłami
odzysknicowymi współpracującymi z turbozespołami
parowymi mogą wykorzystać do 51% energii pierwotnej
na wytworzenie energii elektrycznej lecz sÄ… skomplikowane
Wytwarzanie energii
technologicznie i kosztowne.
elektrycznej i ciepła
Pozostałe ciepło jest bezpowrotnie tracone do otoczenia -
w procesie
głównie w chłodniach kominowych.
skojarzonym
" Przy skojarzonym wytwarzaniu energii elektrycznej i ciepła
w elektrociepłowniach można wykorzystać około 85%
energii zawartej w paliwie.
47 48
Kubski: Nafta & Gaz Biznes, 2005
OCENA SYSTEMU OGRZEWANIA I ZAOPATRZENIA
W CIEPA

WOD
, cz.2
H.Ciuman,A.Specjał 12
Szkolenie: Åšwiadectwo Charakterystyki Energetycznej
Budynku
Elektrownie węglowe:
KOGENERACJA ROZPROSZONA
sprawność maksymalnie 40%
wskaz
nik emisji ok. 800 g CO2 /kWh.
Instalacje małej mocy budowane w pobliżu odbiorcy
końcowego.
Nowoczesne elektrownie gazowe:
Dzięki takiemu usytuowaniu w systemie
sprawność 55%
elektroenergetycznym, elektrociepłownie rozproszone
wskaz
nik emisji 360 g CO2 /kWh. spełniają ważną rolę przyczyniając się do:
" redukcji strat powstajÄ…cych przy przesyle energii
Elektrociepłownie pracujące w układzie skojarzonym:
elektrycznej,
emisja w przeliczeniu na ekwiwalentnÄ… kWh (netto) 245 g CO2 /kWh
" zwiększenia bezpieczeństwa i niezawodności zasilania
odbiorców,
(o 70% niższa w porównaniu do elektrowni węglowych i o
" wykorzystania istniejących lokalnych zasobów paliw
32% niższa niż w elektrowniach gazowych).
i energii.
49 50
EFEKTYWNOŚĆ ENERGETYCZNA UKA
ADU
KOGENERACYJNEGO  wskaz
niki
51 52
Skorek, Kalina  Analiza opłacalności gazowych układów Skorek, Kalina  Analiza opłacalności gazowych układów
kogeneracyjnych w energetyce rozproszonej kogeneracyjnych w energetyce rozproszonej
OCENA SYSTEMU OGRZEWANIA I ZAOPATRZENIA
W CIEPA

WOD
, cz.2
H.Ciuman,A.Specjał 13
Szkolenie: Åšwiadectwo Charakterystyki Energetycznej
Budynku
ASPEKTY, KTÓRE NALEŻY UWZGL
DNIĆ PRZY
Zalety gazowych urządzeń stosowanych w układach
ZASTOSOWANIU CHP
kogeneracyjnych rozproszonych
" silniki gazowe  zasilane gazem konwecjonalnym lub biogazem, wyższa
" Zabezpieczenie długoterminowych dostaw paliwa,
sprawność elektryczna i stosunkowo niższe koszty w porównaniu do turbin,
" Kontrolowanie kosztów inwestycyjnych,
" silniki Stirlinga - (przetwarzają ciepło w energię mechaniczną  bez procesu
wewnętrznego spalania paliwa) - niezbędne ciepło zewnętrzne może
" Równoczesne zapotrzebowanie na ciepło i energię elektryczną
pochodzić z dowolnego z
ródła (energia słoneczna, geotermalna, biogaz,
spalanie paliw konwencjonalnych), niska emisja szkodliwych substancji,
 ewentualnie sprzedaż do sieci energii elektrycznej, jeśli nie jest
można stosować biogaz o niskiej zawartości metanu, wysoka sprawność przy
zużyta na miejscu
małych mocach, niskie koszty eksploatacji,
" ogniwa paliwowe  (generujÄ… energiÄ™ elektrycznÄ… z reakcji utleniania
" Typowa instalacja jest projektowana pod podstawowe obciążenie
dostarczanego paliwa), możliwość stosowania różnego rodzaju paliw
cieplne (t.j. minimalne obciążenie cieplne w normalnych warunkach
(bogatych w wodór, które można uzyskać wykorzystując odnawialne z
ródła
pracy)
energii: energię słoneczną lub wiatru), niska emisja zanieczyszczeń (25 razy
mniej zanieczyszczeń w porównaniu z generatorami spalinowymi), łatwość
 ilość wytworzonego ciepła odpowiada 100% do 200%
dostosowania potrzebnej mocy, poprzez łączenie ogniw, paliwem może być
wyprodukowanej energii elektrycznej
gaz ziemny, biogaz (po wstępnym reformowaniu w zewnętrznym urządzeniu),
wpływ na środowisko zależy od stosowanego paliwa,
 ciepło można wykorzystać do chłodzenia poprzez stosowanie
" mikroturbiny gazowe  łatwy montaż i konserwacja ze względu na małą ilość
chłodziarek absorpcyjnych
elementów ruchomych, niska emisja zanieczyszczeń i niski poziom hałasu,
wysoka sprawność wytwarzania energii elektrycznej, ale niska sprawność
" Ryzyko związane z niepewnością co do przyszłych relacji cen energii
mechaniczna.
elektrycznej i gazu ziemnego
53 54
www.retscreen.net
SCHEMAT POST
POWANIA PRZY WYBORZE
SYSTEMU ZAOPATRZENIA W ENERGI

WYBÓR SYSTEMU
WYBÓR SYSTEMU
ZAOPATRZENIA
ZAOPATRZENIA
BUDYNKÓW W ENERGI

BUDYNKÓW W ENERGI

55 56
OCENA SYSTEMU OGRZEWANIA I ZAOPATRZENIA
W CIEPA

WOD
, cz.2
H.Ciuman,A.Specjał 14
FORUM TERMOMODERNIZACJA 2008, Warszawa
Szkolenie: Åšwiadectwo Charakterystyki Energetycznej
Budynku
WYBÓR SYSTEMU ZAOPATRZENIA BUDYNKU W ENERGI

BILANS ENERGETYCZNY
" Ustalenie priorytetów wyboru
- dostępność i pewność zasilania w wybrany nośnik energii
- komfort użytkowania
Składniki bilansu:
- koszt inwestycyjny
- zapotrzebowanie na ciepło do ogrzewania budynku
- koszt eksploatacyjny (efektywność ekonomiczna)
- walory ekologiczne (wpływ na stan środowiska)
- zapotrzebowanie na chłód do chłodzenia budynku
- możliwość uzyskania dofinansowania
- zapotrzebowanie na ciepło do klimatyzacji
" Ustalenie schematu technologicznego, zakresu inwestycji oraz
parametrów pracy dla różnych wariantów realizacji
- zapotrzebowanie na chłód do klimatyzacji
" Wyznaczenie wskaz
ników dla każdego ze schematów
- zapotrzebowanie na ciepło/chłód dla technologii
technologicznych
- zużycie poszczególnych nośników energii - zapotrzebowanie na energię elektryczną
- wyznaczenie PRF oraz emisji
- określenie klasy energetycznej budynku
- analiza LCC (kosztów w cyklu życia)
" Wybór technologii według ustalonych kryteriów
57 58
SCHEMAT BUDYNKU Z KOTA
EM SZCZYTOWYM,
PODSTAWOWY SCHEMAT ZASILANIA BUDYNKU UKA
ADEM KOGENERACYJNYM
W ENERGI
ORAZ SPR
ŻARKOWYM I ABSORBCYJNYM
URZ
DZENIEM CHA
ODNICZYM
59 60
FORUM TERMOMODERNIZACJA 2008, Warszawa FORUM TERMOMODERNIZACJA 2008, Warszawa
OCENA SYSTEMU OGRZEWANIA I ZAOPATRZENIA
W CIEPA

WOD
, cz.2
H.Ciuman,A.Specjał 15
Szkolenie: Åšwiadectwo Charakterystyki Energetycznej
Budynku
ENERGIA PIERWOTNA
ZAPOTRZEBOWANIE NA NIEODNAWIALN

(paliwa kopalne i odnawialne)
ENERGI
PIERWOTN

+
wg RozporzÄ…dzenia MI z 6.11.2008
energia do wydobycia, transportu, magazynowania, dystrybucji
Dz.U. 201/2008 poz. 1240
Jest to ilość energii przeliczona na energię pierwotną
SEKTOR ENERGETYCZNY
(wyrażoną w kWh), dostarczana przez systemy
(elektrownie, ciepłownie i elektrociepłownie)
techniczne dla celów użytkowania energii w budynku,
ENERGIA KOC
COWA
takich jak:
(ciepło z sieci ciepłowniczej, energia elektryczna,
 ogrzewanie i wentylacja
gaz, olej, drewno, węgiel itp.)
 chłodzenie
 przygotowanie ciepłej wody
INSTALACJE GRZEWCZE, KLIMATYZACYJNE,
 oświetlenie wbudowane
CIEPA
EJ WODY, ELEKTRYCZNE
ENERGIA UŻYTECZNA
(ogrzewanie pomieszczeń, klimatyzacja pomieszczeń,
ciepła woda, oświetlenie pomieszczeń) 61 62
WSKAy
NIK NIEODNAWIALNEJ ENERGII
WSKAy
NIK NIEODNAWIALNEJ ENERGII PIERWOTNEJ PRF
PIERWOTNEJ - Primary Resource Factor (PRF)
ENERGIA
PRF reprezentuje energiÄ™ dostarczanÄ… do budynku, ale z wykluczeniem Budynek
y
ródło energii pierwotnej
tej jej części, która pochodzi ze z
ródeł odnawialnych.
Służy do analizy opartej na energii pierwotnej zawartej w paliwie.
MiarÄ… PRF jest wskaz
nik fp :
Qp
f =
p
OCENA
QE
Energia elektryczna 10 kWh efektywność produkcji en. elektr. 40% 25 kWh energii nieodnawialnej
Qp  energia nieodnawialna
(PRF 2,5)
QE - końcowa energia dostarczona do budynku
Biomasa 10 kWh uprawa i transport 1 kWh energii nieodnawialnej
(PRF 0,1)
63 64
EHP Annual Conference 2006
OCENA SYSTEMU OGRZEWANIA I ZAOPATRZENIA
W CIEPA

WOD
, cz.2
H.Ciuman,A.Specjał 16
Szkolenie: Åšwiadectwo Charakterystyki Energetycznej
Budynku
WSKAy
NIK NIEODNAWIALNEJ ENERGII PIERWOTNEJ PRF
WSKAy
NIKI PRF
DLA RÓŻNYCH NOŚNIKÓW ENERGII (w Polsce)
DLA RÓŻNYCH SYSTEMÓW OGRZEWANIA
65 66
FORUM TERMOMODERNIZACJA 2008, Warszawa FORUM TERMOMODERNIZACJA 2008, Warszawa
EMISJA CO2 DLA SYSTEMÓW OGRZEWANIA
PRF W FUNKCJI WSKAy
NIKA EMISJI CO2
ECO = PRF Å" fCO
2 2
WSKAy
NIKI EMISJI fCO2
67 68
FORUM TERMOMODERNIZACJA 2008, Warszawa
FORUM TERMOMODERNIZACJA 2008, Warszawa
OCENA SYSTEMU OGRZEWANIA I ZAOPATRZENIA
W CIEPA

WOD
, cz.2
H.Ciuman,A.Specjał 17
Szkolenie: Åšwiadectwo Charakterystyki Energetycznej
Budynku
KOSZTY ZAOPATRZENIA W ENERGI

SZACUNKOWE KOSZTY INWESTYCYJNE PRZYPADAJ
CE
W OKRESIE ŻYCIA INWESTYCJI
NA JEDNOSTK
ZAINSTALOWANEJ MOCY
Wskaz
nik zdyskontowanych kosztów energii
Ik Å" A +K
E
KZE =
PR
Ik  nakłady inwestycyjne na system zaopatrzenia w energię (z uwzględnieniem
robót towarzyszących)
KE  roczny koszt bezpośredni eksploatacji systemu zaopatrzenia w energię
obejmujący koszty nośnika energii lub paliwa wraz z transportem oraz
obowiązkowe opłaty eksploatacyjne (przeglądy, konserwacje itp.)
PR  roczne zużycie energii
r
A =
A  czynnik dyskontujący opisany zależnością:
1 - (1+ r)-N
r  zewnętrzna stopa dyskonta (można przyjąć średnie oprocentowanie lokat 5 %)
N  okres życia inwestycji [lata]  należy przyjmować 15 lat (średnia żywotność
z
ródła ciepła)
69 70
FORUM TERMOMODERNIZACJA 2008, Warszawa
wg G. Wiśniewski, EC BREC, sierpień 2007
NAJPOPULARNIEJSZE NOÅšNIKI ENERGII
I ODPOWIADAJ
CY IM ZAKRES I CZ
STOŚĆ
OBSA
UGI y
RÓDA
A CIEPA
A
71 72
Tytko R. Odnawialne z
ródła energii, 2008 A. Wiszniewski
OCENA SYSTEMU OGRZEWANIA I ZAOPATRZENIA
W CIEPA

WOD
, cz.2
H.Ciuman,A.Specjał 18