1 Definicja celów projektu:
- wybór źródła ciepła w oparciu o analizę ekonomiczną
- analiza wskaźnika EP (zapotrzebowanie na energię pierwotną nieodnawialną) - analiza środowiskowa (ocena unikniętej emisja zanieczyszczeń)
2 Identyfikacja projektu:
Dom jednorodzinny o projektowym obciążeniu cieplnym: Qc.o. = 6,5 kW Zapotrzebowanie na energię użytkową do ogrzewania: Qh,nd = 6 613 kWh/rok Af = 170m2
Dom dla 4 osób
EUc.o. = 6 613 / 170 = 38,9 kWh/(m2rok) Wentylacja z odzyskiem ciepła
Proponowane źródła ciepła:
- pompa ciepła powietrze-woda (PCP) - pompa ciepła solanka-woda (PCG) - kocioł gazowy, kondensacyjny (KG)
- kocioł na paliwo stałe („ekogroszek”) (KW) - kocioł opalany biomasą (pellet) (KB)
3 Analiza energetyczna poszczególnych rozwiązań
3.1 Roczne zapotrzebowanie energii końcowej do ogrzewania i przygotowania c.w.u.
QK,H = Qh,nd / ƞtot,h
QK,W = Qw,nd / ƞtot,w
ƞtot (sprawność całkowita) = wytwarzanie * regulacja * przesył * magazynowanie (Obliczane wg RMIiR w sprawie Certyfikacji Energetycznej)
3.2 Sprawność systemu ogrzewania Sprawność
wytwarzania
Sprawność regulacji
Sprawność przesyłu
Sprawność magazynowania
Sprawność całkowita
PCP 3 0,89 1 1 3*0,89*1*1=2,67
PCG 4 0,89 1 1 4*0,89 = 3,56
KG 0,94 0,89 1 1 0,84
KB 0,7 0,89 1 0,95 0,62
KW 0,82 0,89 1 0,95 0,69
3.3 Obliczenie zapotrzebowania na energię końcową do ogrzewania Energia
użytkowa kWh/rok
Energia końcowa
kWh/rok Nośnik
energii końcowej
Koszty paliwa, zł/rok
PCP 6 613 6 613 / 2,67 = 2 477 e.el. 0,54*2477= 1 338 zł/rok
PCG 6 613 6 613 / 3,56 = 1 858 e.el 0,54*1858=1 003
KG 6 613 6 613 / 0,84 = 7 873 gaz 0,2366*7873+9,19*12= 1973
KB 6 613 6 613 / 0,62 = 10 666 pellet 10 666*0,2027 = 2162 KW 6 613 6 613 / 0,69 = 9 584 węgiel 9 584 * 0,1081= 1 036
Obliczenie zapotrzebowania na energię użytkową do przygotowania c.w.u.:
Qw,nd= Vcwu * cp * ρ * (tcwu-twz) * czas użytkowania Wg RMIiR w sp. CE:
Vcwu = 1,4 l/m2 * 170 m2 = 238 l/d => 59 l/d na os.
Qw,nd = 1,4 l/m2 * 170 m2 * 4,19 * 1 * (55 – 10) * 365 * 0,9 / 3600 = 4 095 kWh / rok
3.4 Sprawność systemu przygotowania c.w.u.
Sprawność wytwarzania
Sprawność regulacji
Sprawność przesyłu
Sprawność magazynowania
Sprawność całkowita
PCP
2,6 1 0,85 0,85 1,88PCG
3,0 1 0,85 0,85 2,17KG
0,85 1 0,85 0,85 0,61KB
0,61 1 0,85 0,85 0,44KW
0,73 1 0,85 0,85 0,533.5 Obliczenie zapotrzebowania na energię końcową do przygotowania c.w.u.
Energia użytkowa kWh/rok
Energia końcowa kWh/rok
Nośnik energii
końcowej Koszty paliwa, zł/rok
PCP
4 095 2 178 e.el. 1 176PCG
4 095 1 887 e.el 1 019KG
4 095 6 713 gaz 6 713*0,2366=1 588KB
4 095 9 307 pellet 9 307*0,2027 = 1887KW
4 095 7 726 węgiel 7 726* 0,1081= 8354 Analiza finansowa
4.1 Roczne koszty eksploatacji systemu wentylacji mechanicznej
Szacowane zużycie energii elektrycznej do pracy centrali wentylacyjnej w domu jednorodzinnym:
Eel, wentylatory = 2 * 60 W * 365 * 24 = 1051 kWh / rok Eel, nagrzewnica wstępna = 300 kWh/rok
KOSZTY Eel = 1 351 * 0,54 = 730 zł/rok
4.2 Roczne koszty eksploatacji
ogrzewanie ciepła woda wentylacja koszty całkowite,
zł/rok
PCP 1 338 1 176 730 3 244
PCG 1 003 1 019 730 2 752
KG 1973 1 588 730 4 291
KB 2162 1887 730 4 779
KW 1 036 835 730 2 601
4.3 Nakłady inwestycyjne Qc.o.= 6,5 kW
PCP PCG KG KB KW
Źródło ciepła 16 000 16 000 10 000 12 000 10 000
Bufor c.o. - - - 3 000 3 000
Zasobnik c.w.u. 4 000
(400l) 4 000
(400l) 1 500
(150l) 3 000 3 000
Ogrzewanie 17000 17000 17000 17000 17000
Montaż źródła ciepła
2500 2500 2500 2500 2500
odwierty - 14 000 - - -
Komin - - 4 000 4 000 4 000
fundament 500 - - - -
RAZEM
40 000 53 500 35 000 41 500 39 5005 Analiza kosztów i korzyści
5.1 Koszty inwestycji i eksploatacjiPCP PCG KG
inwestycja bazowa KB KW
Nakłady 40 000 53 500 35 000 41 500 39 500
Eksploatacja 3 244 2 752 4 291 4 779 2 601
SPBT 5000 / (4291-
3244) = 4,78 18 500 /(4291-
2752) = 12,02 - Nie zwróci się 4500 /(4291 – 2601) =2,66 5.2 Koszty skumulowane
Rozwiązanie najtańsze: kocioł węglowy
Rozwiązanie najdroższe: pompa ciepła „gruntowa”
Rozwiązanie nie zwracające się: kocioł „biomasowy”
0 zł 10 000 zł 20 000 zł 30 000 zł 40 000 zł 50 000 zł 60 000 zł 70 000 zł 80 000 zł 90 000 zł 100 000 zł 110 000 zł 120 000 zł
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
LATA
PCP PCG KG KB KW
6 Ocena wykonalności rozwiązań / ocena zgodności z WT:
PCP PCG KG KB KW
Q
K,H 2 477 1 858 7 873 10 666 9 584wskaźnik w
H 3,0 3,0 1,1 0,2 1,1Q
K,W 2 178 1 887 6 713 9 307 7 726wskaźnik w
w 3,0 3,0 1,1 0,2 1,1E
pom 1 051 1 051 1 051 1 051 1 051wskaźnik w
el 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0Q
P 13 965 11 235 16 045 3 995 19 041EP
82,1 66,1 94,4 23,5 112,0Qp (PCP) = 3 * 2477 + 3 * 2178 + 3 * 1051 = 17 118 kWh /rok EP (PCP) = 17 118 / 170 = 100,7
Graniczy wskaźnik EP 2017 = 95 kWh/(m
2rok)
Wskaźnik w
elprzyjęto równy 0 ze względu na założenie, że zamontowane zostaną ogniwa PV w ilości wystarczającej do zasilenia w energię elektryczną centrali wentylacyjnej. Bez takiego założenia (czyli dla w
el=3,0) aktualne wytyczne WT2017 spełnia jedynie KB i PCG (oczywiście w analizowanym obiekcie).
Inwestycje niemożliwe do wykonania: KW Inwestycja bazowa: KG
Inwestycja podlegające dalszej ocenie: PCP, PCG
7 Ocena wskaźnika NPV, założony okres analizy 15 lat KB – nieopłacalny ekonomicznie
PCP PCG
rok COt CF NPVt CF NPVt
0 1,00 -5000,00 -5000,00 -18 500,00 -18 500,00
1 0,95 1047,00 997,14 1 539,00 1 465,71
2 0,91 1047,00 949,66 1 539,00 1 395,92
3 0,86 1047,00 904,44 1 539,00 1 329,45
4 0,82 1047,00 861,37 1 539,00 1 266,14
5 0,78 1047,00 820,35 1 539,00 1 205,85
6 0,75 1047,00 781,29 1 539,00 1 148,43
7 0,71 1047,00 744,08 1 539,00 1 093,74
8 0,68 1047,00 708,65 1 539,00 1 041,66
9 0,64 1047,00 674,91 1 539,00 992,05
10 0,61 1047,00 642,77 1 539,00 944,81
11 0,58 1047,00 612,16 1 539,00 899,82
12 0,56 1047,00 583,01 1 539,00 856,97
13 0,53 1047,00 555,25 1 539,00 816,16
14 0,51 1047,00 528,81 1 539,00 777,30
15 0,48 1047,00 503,62 1 539,00 740,29
NPV = 5867,50 NPV = -2525,71
IRR= około 19,5% IRR= około 2,9%
