Kocioł na olej opałowy w układzie hybrydowym

z pompą ciepła

Koszty ogrzewania domu olejem opałowym

Możliwości zmniejszenia kosztów eksploatacji dzięki układowi hybrydowemu

Dobór pompy ciepła powietrze/woda jako drugiego źródła ciepła w domu

Wydanie 1/2015

08.08.2015

www.eko-blog.pl www.vaillant.pl

2

Ogrzewanie domu olejem opałowym

Według danych [1] można

szacować, że w Polsce około

100.000 domów jest ogrzewanych

kotłami na olej opałowy. Dotyczy

to w szczególności budynków,

gdzie brak jest dostępu do sieci

gazociągowej.

Według raportu [1] ogrzewanie

olejem opałowym spotykane jest

częściej w domach „starych”

budowanych od lat 30-tych do

90-tych XX wieku.

Źródło: [1] „Efektywność energetyczna w Polsce. Przegląd 2013.” Instytut Ekonomii Środowiska, 2014

3

Koszty ogrzewania domu olejem opałowym

- od czego zależą?

Ogrzewanie olejem opałowym w porównaniu do innych paliw stanowi

stosunkowo kosztowne rozwiązanie, a ceny oleju opałowego ulegają wahaniom

zależnie od cen hurtowych paliw oraz od okresu roku (m.in. różnice w cenach

zakupu w sezonie grzewczym i poza nim).

Cena oleju opałowego na giełdach surowcowych ulega znacznym zmianom,

co rzutuje następnie na ceny detaliczne oleju.

2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015

4,00

3,00

2,00

Cena U

SD

/galo

n

4

Koszty ogrzewania domu olejem opałowym

- porównanie kosztów dla domu 200 m2

Przykład porównania kosztów:

Dom 200 m2, niski standard

energetyczny (częściowo izolowany

cieplnie ~ 5 cm)

Maksymalne potrzeby ciepła: 16 kW

Woda użytkowa (4 os.): 240 l/dzień

Ceny paliw i energii (08.2015):

- olej opałowy:

3,00 zł/dm3 (olej-opalowy.pl)

- energia elektryczna:

0,58 zł/kWh w taryfie G11

Sprawności: założone jako

średnioroczne dla trybów CO/CWU

zł/rok brutto

160 kWh/m2rok

5

Jak obniżyć koszty ogrzewania domu

z kotłem olej opałowy?

Efektywnym rozwiązaniem jest układ hybrydowy, czyli zastosowanie pompy

ciepła typu powietrze/woda współpracującej z istniejącym w budynku kotłem

olejowym. Kocioł stanowi wówczas tzw. szczytowe źródło ciepła pracujące przy

zwiększonym zapotrzebowanie na ciepło.

Pompa ciepła powietrze/woda

wymaga jedynie niewielkiej

powierzchni zabudowy na

zewnątrz budynku.

Wysokiej klasy pompa ciepła

może pracować nawet do

temperatury zewnętrznej -20 oC

i uzyskiwać temperaturę

zasilania instalacji grzewczej

powyżej 60 oC.

Fot.: ratschen.de

6

Jak dobrać moc grzewczą pompy ciepła?

W układzie hybrydowym pompa ciepła powietrze/woda może zapewniać

pokrycie od 60 do 95% rocznych potrzeb cieplnych. Czas pracy pompy ciepła

zależeć będzie od wymaganych temperatur roboczych systemu grzewczego

oraz kosztów wytworzenia ciepła w porównaniu do np. kotła grzewczego.

Dla przykładowego budynku 200 m2

dobrana pompa ciepła uzyskuje nominalną

moc grzewczą 9,6 kW przy temperaturze

zewnętrznej 2 oC i przy zasilaniu 35 oC

(A2/W35) oraz 9,1 kW dla punktu A2/W45

Q = 12 kW (przy -20 oC)

7

Przykład doboru pompy ciepła o mocy

nominalnej 9,6 kW (A2/W35)

Wraz ze spadkiem temperatury zewnętrznej rośnie zapotrzebowanie ciepła

budynku i obniża się moc grzewcza powietrznej pompy ciepła. Praca pompy

ciepła może być realizowana samodzielnie do -2 oC (punkt biwalencyjny „B1”),

a równolegle z kotłem do np. -18 oC (punkt biwalencyjny „B2”).

Temperatura zewnętrzna (oC)

Moc g

rzew

cza (

kW

)

Zapotr

zebow

anie

cie

pła

(kW

)

B1

Pompa ciepła

+ Kocioł

Ko

cio

ł

Sprężarka inwerterowa pozwala na

płynną regulację mocy grzewczej

pompy ciepła dla dostosowania

jej do zmiennych potrzeb ciepła B2

Pompa ciepła

8

Czas pracy pompy ciepła w sezonie

grzewczym – samodzielnie i z kotłem

Temperatura zewnętrzna (oC)

Mo

c g

rze

wcza

(kW

)

Za

po

trzeb

ow

an

ie c

iep

ła (

kW

)

B1

Pompa

ciepła

+ Kocioł

Ko

cio

ł

B2

Pompa

ciepła

Średnia temperatura zewnętrzna

pomiędzy -2 oC, a -15 oC występuje

np. w Katowicach przez około 17%

czasu trwania sezonu grzewczego

(ok. 1060 godzin)

Średnia temperatura zewnętrzna

pomiędzy -15 oC, a -20 oC

występuje np. w Katowicach przez

około 0,5% czasu trwania sezonu

grzewczego (ok. 20 godzin)

~0,5% sezonu grzewczego ~17% sezonu grzewczego

Średnia temperatura zewnętrzna

wyższa niż -2 oC występuje np.

w Katowicach przez około 82%

czasu trwania sezonu grzewczego

(ok. 5900 godzin)

~82% sezonu grzewczego

9

Czas pracy pompy ciepła w sezonie

grzewczym – samodzielnie i z kotłem

Pompa ciepła o mocy grzewczej 9,1 kW (A2/W45) powinna

w budynku o maksymalnym zapotrzebowaniu ciepła 16 kW

pokrywać zapotrzebowanie ciepła pracując samodzielnie

przez ok. 82% sezonu grzewczego, do temperatury -2 oC.

Praca równoległa pompy ciepła i kotła

olejowego będzie wymagana poniżej

temperatury zewnętrznej -2 oC przez

około 17% sezonu grzewczego

Samodzielna praca kotła grzewczego

może następować dopiero poniżej

-15 oC przez około 0,5% czasu

trwania sezonu grzewczego

10

Koszty eksploatacji pompy ciepła (zł/kWh)

zależnie od efektywności COP

Wraz ze spadkiem temperatury zewnętrznej obniża się efektywność pompy

ciepła COP i zarazem wzrasta koszt wytworzenia ciepła (zł/kWh). Należy więc

sprawdzić czy praca pompy ciepła będzie opłacalna. W przypadku ceny oleju

opałowego 3,00 zł/litr aktualnej na początek 08.2015 r. (olej-opalowy.pl),

koszt wytworzenia ciepła 0,330 zł/kWh będzie wyższy w każdych warunkach,

a więc pompa ciepła powinna pracować do końca swoich możliwości

Temperatura

zewnętrzna (oC) Koszt w

ytw

orz

enia

cie

pła

(zł/kW

h) 0,330 zł/kWh: olej opałowy (dla 3,00 zł/litr, sprawność 90%)

(dla porównania 0,214 zł/kWh dla gazu ziemnego, przy cenie 2,245 zł/m3)

Koszt wytworzenia ciepła dla

Pompy ciepła powietrze/woda

zasilanej energią wg taryfy G11 (0,58 zł/kWh)

A-7/W45

COP: 3,1

0,227 zł/kWh

A2/W45

COP: 3,9

0,191 zł/kWh

A-15/W45

COP: 3,1

0,271 zł/kWh

11

Kalkulacja kosztów ogrzewania

dla przykładowego domu 200 m2

Koszty eksploatacji (zł/rok)

Oszczędności roczne dla układu hybrydowego mogą wynieść około 4.900 zł

to jest mniej o 41% w porównaniu do samodzielnego kotła na olej opałowy.

- 4.900 zł/rok

- 41%

Na pompę ciepła przypada około 75% całkowitych rocznych kosztów

eksploatacji (4.200 zł/rok), na kocioł grzewczy około 25% (3.000 zł/rok).

(*) Sprawność kotła i współczynnik efektywności COP pompy ciepła

podano dla trybu grzewczego CO i podgrzewania wody CWU

Koszty ogrzewania domu oraz

podgrzewania wody użytkowej CWU

*

*

12

Oszczędności w kosztach eksploatacji

wraz ze wzrostem cen oleju opałowego

Aktualne ceny oleju opałowego (ok. 3,00 zł/litr w 08.2015) pozostają na niskim

poziomie, jednak mając na względzie realną możliwość ich wzrostu, warto

zaznaczyć, że efekt ekonomiczny zastosowania pompy ciepła będzie wyższy:

- 6.375 zł/rok

- 45%

- 7.875 zł/rok

- 49%

Cena oleju

opałowego:

3,50

zł/litr

Cena oleju

opałowego:

4,00

zł/litr

Chłodzenie

Ogrzewanie

Energia odnawialna

Kotły gazowe

Kotły olejowe

Pompy ciepła

Kolektory słoneczne

Systemy wentylacji

www.eko-blog.pl www.vaillant.pl