Powietrze jako źródło dolne pompy ciepła - Klima

Powietrze jako źródło dolne pompy ciepła na przykładzie budynku KLIMA-THERM
Cena ropy naftowej na poziomie 100USD za baryłkę? To stało się faktem w pierwszym
tygodniu 2008 roku. Bardziej odwaŜni analitycy szacują 120USD, 150USD a nawet 200USD za
baryłkę w 2008 roku. Ceny oleju opałowego, gazu i innych nośników energii będą rosły. To moŜe
węgiel…tak to tani surowiec, ale zapasy szacuje się na ok. 50-80 lat, przy obecnym poziomie
wydobycia. To strona ekonomiczna kosztów ogrzewania, a co z ekologią. Cywilizacja, rozwój
przemysłu, zanieczyszczenia, emisja gazów zatruwają troposferę Ziemi oddziałując bezpośrednio na
stratosferę, obszar w którym znajduje się „warstwa ozonowa”. Działa ona jak osłona Ziemi przed
ultrafioletem zatrzymując 99% tego promieniowania, którego źródłem jest Słońce. Drugim powaŜnym
źródłem zmian klimatycznych jest emisja między innymi dwutlenku węgla do atmosfery i tzw. efekt
cieplarniany. Gromadzenie się gazów cieplarnianych powoduje zatrzymanie promieniowania
cieplnego emitowanego przez Ziemię i nieustanne podnoszenie się średniej temperatury. Zmiany
klimatyczne, gwałtowne zjawiska pogodowe, niekontrolowane mutacje roślin i zwierząt, choroby skóry
to efekty zwiększonego promieniowania ultrafioletowego docierającego do powierzchni Ziemi oraz
efektu cieplarnianego. Powstaje pytanie: jak uchronić naszą planetę przed skutkami tych zmian?
Jednym z kroków jest zadbanie o czystość atmosfery. Redukcja emisji freonów i innych gazów
mających wpływ na warstwę ozonową a takŜe zmniejszenie wytwarzania CO2 i pyłów, produktów
spalania ropy naftowej i jej pochodnych oraz węgla.
Około 80% energii elektrycznej i cieplnej w Polsce jest wytwarzane z elektrociepłowni
konwencjonalnych, czyli opalanych węglem kamiennym lub brunatnym. Ze spalenia 1000kg węgla
kamiennego wytwarzane jest rocznie 2,03 tony CO2!
Alternatywne źródła jakimi są pompy ciepła to wielki krok fizyki i techniki w kierunku ochrony
naszej planety. Znane są rozwiązania wykorzystujące ciepło wód gruntowych, podziemnych czy jezior
lub rzek(wymienniki poziome i pionowe). Następny krok to wykorzystanie energii zawartej w
powietrzu. Właśnie na takie rozwiązanie zdecydowano się projektując system ogrzewania dla budynku
KLIMA-THERM zlokalizowanego w Gdańsku przy ulicy Budowlanych 48. Dla projektanta było to
wyzwanie…
Dane budynku:
•
Parter i piętro: Biuro + Akademia
•
Powierzchnia: 800 + 200 m2
•
Kubatura: 2400 + 600 m3
•
Ilość pomieszczeń: 28 + 4
Dostępne media:
•
Lokalna ciepłownia – nośnik para
•
Energia elektryczna
•
Gazociąg w odległości 2km
Informacje dodatkowe:
• Okres grzewczy wg PN i EC2 Gdańsk = 242 dni
• Temperatura projektowana wg PN = -16.0ºC
BILANS (wg projektu Tomasz Makarski)
Bilans został przeprowadzony dla temperatury zewnętrznej -20stC a wewnętrznej +24stC. Powodem
zmiany parametrów doborowych w stosunku do przyjętych norm był mikroklimat jaki panuje w tej
okolicy oraz komfort cieplny jaki postanowiono zapewnić dla budynku. Po precyzyjnych obliczeniach
otrzymano roczne zapotrzebowanie na ciepło 345017kWh (1277,8429GJ) rocznie. Kolejnym etapem
był wybór źródła ciepła dla obiektu. Analizowano kilka systemów: lokalna ciepłownia, piec olejowy,
piec gazowy, ogrzewanie elektryczne, pompa ciepła powietrze-woda oraz pompa ciepła powietrzepowietrze. Pompy ciepła woda-woda nie wzięto pod uwagę za względu na niewystarczającą
powierzchnię gruntu pod wymiennik poziomy oraz wysokie koszty badań i odwiertów geologicznych
dla wymiennika pionowego.
KLIMA-THERM Sp. z o.o.
Fujitsu General Partner
Siedziba: 04-041 Warszawa, ul. Ostrobramska 101A; tel. 022 517 36 00, fax 022 879 99 07
Oddział: 80-298 Gdańsk, ul. Budowlanych 48; tel. 058 768 03 33, fax 058 768 03 00
KLIMA-THERM sp. z o.o. zarejestrowana jest w Sądzie Rejonowym w Toruniu,
VII Wydział Gospodarczy KRS, Sygnatura TO.VII NS-REJ. KRS/7343/06/305
NIP: 9562163781 Wysokość kapitału zakładowego: 17.121.000,00 zł
www.klima-therm.pl
Przy załoŜonym zapotrzebowaniu na ciepło ustalono koszt eksploatacyjny poszczególnych systemów:
Lokalna ciepłownia: ≈ 41 000 PLN/rok (32.0 PLN/GJ)
Piec olejowy: ≈ 67 992 PLN/rok (cena oleju ≈ 2288 PLN/tonę)
Piec gazowy: ≈ 43 812 PLN/rok (gaz GZ50 ≈ 1.20 PLN/m3)
Ogrzewanie elektryczne: ≈138 000 PLN/rok (1kWh ≈ 0.40PLN/kWh)
Pompa ciepła powietrze-woda: ≈ 49 822 PLN/rok (COP = 2.77 kW/kW, 1kWh ≈ 0.40PLN/kWh)
Pompa ciepła powietrze-powietrze: ≈ 49 822 PLN/rok (COP = 2.77 kW/kW, 1kWh ≈ 0.40PLN/kWh)
Najtańszym rozwiązaniem była lokalna ciepłownia a najdroŜszym ogrzewanie elektryczne. Pod uwagę
wzięto równieŜ moŜliwości systemów: np. chłodzenie pomieszczeń latem a najwaŜniejszym
argumentem była ekologia. Porównano emisję CO2 dla poszczególnych źródeł ciepła przyjmując
wartości emisyjne oraz wartości opałowe podane przez Instytut Ochrony Środowiska.
Emisja
Roczny koszt
Poziom
Ilość zuŜytego CO2 do
Rodzaj źródła ciepła
eksploatacji
redukcji
paliwa
atmosfery
emisji CO2
[tyś PLN]
[tony CO2]
Lokalna ciepłownia
~ 41.0
~ 59.9 t węgla
~ 121.5
0
Piec na olej lekki
~ 67.9(+65%)
~ 29.7 t oleju
~ 98.2
-24%
Piec gazowy
~ 43.8(+7%)
~ 36.5 m3 gazu
~ 68.0
-78%
~ 138.0(+236%) ~ 345 017 kWh
~ 122.0
+1.5%
Ogrzewanie elektryczne
Pompa ciepłą powietrze-woda
~ 49.8(+21%)
~ 124 554 kWh
~ 42.7
-185%
Pompa ciepłą powietrze-powietrze
~ 49.8(+21%)
~ 124 554 kWh
~ 42.7
-185%
*Obliczenia emisji CO2 do atmosfery oraz poziom redukcji w stosunku do najtańszego źródła ciepłą.
W celu zapewnienia optymalizacji i analizy kosztów eksploatacji zaprojektowano system zdalnego
monitoringu oraz automatyki zapewniający idealne dopasowanie się z parametrami pracy układu
ogrzewania. Takie rozwiązanie pozwala na uzyskanie zakładanych temperatur projektowanych w
pomieszczeniach oraz redukcję strat do minimum. Ogrzewane są tylko pomieszczenia w których
faktycznie przebywają pracownicy a w okresach braku zapotrzebowania na ciepło(noc, weekend,
okresy świąteczne) pokoje biurowe są tylko podtrzymywane w określonej minimalnej temperaturze.
Dane z monitoringu są zapisywane przez program a następnie analizowane. Wyniki tej pracy
powodują korekcję nastaw systemu.
Wybór nie naleŜał do najłatwiejszych. Z jednej strony ekonomia a z drugiej ekologia. RóŜnica
kosztów eksploatacji pomiędzy lokalną ciepłownią a pompą ciepła na poziomie 21%. Koszty
eksploatacyjne to waŜny element ale czy najwaŜniejszy…? Czy czyste powietrze i świadomość
zagroŜenia jakie niesie ze sobą cywilizacja nie powinny wywoływać w nas chwili refleksji przed
podjęciem decyzji? Na koniec zadajmy sobie pytanie: Co jeszcze mogę dla Ciebie zrobić, nasza
ZIEMIO?
Rafał CzyŜ
KLIMA-THERM Sp. z o.o.
ul. Budowlanych 48
80-298 Gdańsk
KLIMA-THERM Sp. z o.o.
Fujitsu General Partner
Siedziba: 04-041 Warszawa, ul. Ostrobramska 101A; tel. 022 517 36 00, fax 022 879 99 07
Oddział: 80-298 Gdańsk, ul. Budowlanych 48; tel. 058 768 03 33, fax 058 768 03 00
KLIMA-THERM sp. z o.o. zarejestrowana jest w Sądzie Rejonowym w Toruniu,
VII Wydział Gospodarczy KRS, Sygnatura TO.VII NS-REJ. KRS/7343/06/305
NIP: 9562163781 Wysokość kapitału zakładowego: 17.121.000,00 zł
www.klima-therm.pl