Zastosowanie OZE i mikrokogeneracji. nzeb. dr inż. Adrian Trząski

Transkrypt

1 Zastosowanie OZE i mikrokogeneracji w budynkach nzeb dr inż. Adrian Trząski

2 Kryterium - zapotrzebowanie na energię pierwotną

3 Wymagania nzeb WT 2013 ogrzewanie i cwu

4 Wymagania nzeb WT 2013 chłodzenie

5 Wymagania nzeb WT 2013 oświetlenie

6 Wariant bazowy Budynek mieszkalny wielorodzinny: liczba kondygnacji nadziemnych 6 budynek podpiwniczony powierzchnia ogrzewana 6000 m 2 kubatura ogrzewana m 3 lokalizacja Warszawa wentylacja naturalna strumień powietrza 8780 m 3 /h kocioł gazowy kondensacyjny 97% ogrzewanie grzejnikowe (55/45 o C) Przegroda Współczynnik przenikania ciepła przegrody U [W/m 2 K] Zgodnie z WT2021 Zastosowana izolacja [cm] Ściany zewnętrzne 0,20 18 Dach (stropodach) 0,15 26 Strop nad piwnicą/garażem 0,25 14 Ściany piwnicy brak wymagań 8 Okna 0,90 -

7 Zużycie energii pierwotnej Jednostka EU EK EP ogrzewanie i wentylacja kwh/m ciepła woda kwh/m urządzenia pomocnicze kwh/m Suma kwh/m

8 Wariant bazowy - Struktura zapotrzebowania na EP EP - Struktura zapotrzebowania urządzenia pomocnicze 13% ogrzewanie i wentylacja 35% ciepła woda 52% ogrzewanie i wentylacja ciepła woda urządzenia pomocnicze

9 Struktura strat ciepła Struktura strat ciepła Okna 12% Dach 3% Strop nad piwnicą 5% Ściana zewnętrzna 8% Wentylacja 72% Okna Dach Strop nad piwnicą Ściana zewnętrzna Wentylacja

10 Możliwe usprawnienia zastosowanie odzysku ciepła poprawa izolacyjności cieplnej przegród lub zastosowanie alternatywnych źródeł energii: kolektory słoneczne pompa ciepła kogeneracja panele fotowoltaiczne

11 Wariant 1 (odzysk ciepła) odzysk ciepła o sprawności nominalnej 95% (średnia w sezonie 65.5%) redukcja w nocy strumienia powietrza do poziomu 60% koszt PLN Jednostka EU EK EP ogrzewanie i wentylacja kwh/m ciepła woda kwh/m urządzenia pomocnicze kwh/m Suma kwh/m

12 Bilans ciepła urządzenia pomocnicze 27% EP - Struktura zapotrzebowania ogrzewanie i wentylacja 10% ciepła woda 63% ogrzewanie i wentylacja ciepła woda urządzenia pomocnicze Struktura strat ciepła Okna 12% Dach 3% Strop nad piwnicą 5% Ściana zewnętrzna 8% Wentylacja 72% Okna Dach Strop nad piwnicą Ściana zewnętrzna Wentylacja

13 Wariant 2 (poprawa izolacyjności cieplnej przegród) Przegroda Współczynnik przenikania ciepła przegrody U [W/m 2 K] Zgodnie z WT2021 osiągnięty Zastosowana izolacja* [cm] Ściany zewnętrzne 0,20 0, (18) Dach (stropodach) 0,15 0,1 40 (26) Strop nad piwnicą/garażem 0,25 0, (14) Ściany piwnicy brak wymagań 0, (8) Łączny koszt usprawnień PLN Jednostka EU EK EP ogrzewanie i wentylacja kwh/m ciepła woda kwh/m urządzenia pomocnicze kwh/m Suma kwh/m *wartości w nawiasach odnoszą się do stanu bazowego

14 Bilans ciepła urządzenia pomocnicze 14% EP - Struktura zapotrzebowania ogrzewanie i wentylacja 33% ciepła woda 53% ogrzewanie i wentylacja ciepła woda urządzenia pomocnicze Struktura strat ciepła Okna 12% Dach 2% Strop nad piwnicą 5% Ściana zewnętrzna 5% Wentylacja 76% Okna Dach Strop nad piwnicą Ściana zewnętrzna Wentylacja

15 Wariant 3 (zastosowanie kolektorów słonecznych) powierzchnia kolektorów 185 m 2 stopień pokrycia zapotrzebowania 35% zużycie energii przez pompy obiegowe 1.5 MWh koszt PLN Jednostka EU EK EP ogrzewanie i wentylacja kwh/m ciepła woda kwh/m urządzenia pomocnicze kwh/m Suma kwh/m

16 Wariant 3 - Struktura zapotrzebowania na EP EP - Struktura zapotrzebowania urządzenia pomocnicze 18% ogrzewanie i wentylacja 40% ciepła woda 42% ogrzewanie i wentylacja ciepła woda urządzenia pomocnicze

17 Wariant 4 (zastosowanie pompy ciepła) moc pompy ciepła 150 kw dolne źródło - grunt SPF 3.5 koszt PLN Jednostka EU EK EP ogrzewanie i wentylacja kwh/m ciepła woda kwh/m urządzenia pomocnicze kwh/m Suma kwh/m

18 Wariant 4 - Struktura zapotrzebowania na EP EP - Struktura zapotrzebowania urządzenia pomocnicze 17% ogrzewanie i wentylacja 36% ciepła woda 47% ogrzewanie i wentylacja ciepła woda urządzenia pomocnicze

19 Wariant 5 (zastosowanie PV) moc paneli 27 kw p roczna produkcja energii elektrycznej MWh koszt PLN Jednostka EU EK EP ogrzewanie i wentylacja kwh/m ciepła woda kwh/m urządzenia pomocnicze kwh/m Suma kwh/m

20 Wariant 5 - Struktura zapotrzebowania na EP EP - Struktura zapotrzebowania urządzenia pomocnicze 0% ogrzewanie i wentylacja 40% ciepła woda 60% ogrzewanie i wentylacja ciepła woda urządzenia pomocnicze

21 Wariant 6 (zastosowanie CHP) moc generatora 20 kw e + 36 kw t sprawność 32% e / 58% t gaz pal el w i CHP Q w i,chp = 0,24 roczna produkcja ciepła 201 MWh roczna produkcja energii elektrycznej 111 MWh koszt PLN w Q w E ,32 201, 0.24 Jednostka EU EK EP ogrzewanie i wentylacja kwh/m ciepła woda kwh/m urządzenia pomocnicze kwh/m Suma kwh/m

22 Podsumowanie Lp. Wariant EP DEP koszt koszt jednostkowy kwh/m 2 kwh/m 2 PLN PLN/kWh 0 bazowy zastosowanie odzysku ciepła poprawa izolacyjności przegród zastosowanie kolektorów zastosowanie pompy ciepła zastosowanie fotowoltaiki zastosowanie kogeneracji

23 Wnioski osiągnięcie określonego w WT2021 wskaźnika EP jedynie dzięki poprawie izolacyjności cieplnej przegród jest praktycznie niemożliwe, zastosowanie wentylacji mechanicznej z wysokosprawnym odzyskiem ciepła nie gwarantuje spełnienia warunku EP, zastosowanie alternatywnych źródeł energii może stosunkowo niewielkim kosztem pozwolić na spełnienie warunku wymagań stawianych budynkom prawie-zeroenergetycznym.