1 Ekonomiczna analiza optymalizacyjno-porównawcza Tytuł: Porównanie wykorzystania systemów zaopatrzenia w energię cieplną (CO i CWU) alternatywnych hybrydowych - kocioł gazowy kondensacyjny i pompa ciepła z systemem konwencjonalnym - kocioł gazowy kondensacyjny. Bielsko-Biała, 2014-03-10
2 Spis treści: 1. Dane budynku 2. Zestawienie rocznego zapotrzebowania na energię użytkową 3. Dostępne nośniki energii 4. Warunki przyłączenia do sieci zewnętrznych 5. Zestawienie użytych cen jednostkowych na poszczególne paliwa 6. Opis systemów zapotrzebowania w energię do analizy porównawczej 7. Charakterystyka źródeł energii systemu ogrzewania i wentylacji 8. Charakterystyka źródeł energii systemu przygotowania ciepłej wody 9. Wykresy porównawcze zużycia nośników energii 10. Obliczenia optymalizacyjno-porównawcze kosztów eksploatacyjnych i inwestycyjnych systemu ogrzewania i wentylacji 11. Obliczenia optymalizacyjno-porównawcze kosztów eksploatacyjnych i inwestycyjnych systemu przygotowania ciepłej wody 12. Obliczenia optymalizacyjno-porównawcze dla wybranych systemów zapotrzebowania w energię 13. Wyniki analizy porównawczej i wybór systemu zaopatrzenia w energię 14. Zestawienie kosztów inwestycyjno - eksploatacyjnych za okres 10.00 lat
3 1. Dane budynku 1.1. Dane adresowe: Nazwa budynku: Nadleśnictwo Bielsko Adres budynku: Bielsko-Biała, ul. Kopytko 13, nr dz. 227/3 obręb Wapienica Nazwa inwestora: PGL LP Nadleśnictwo Bielsko Adres inwestora: Bielsko-Biała, ul. Kopytko 13, nr dz. 227/3 1.2. Dane geometryczne: Przeznaczenie budynku: Biurowy Strefa klimatyczna: III Stacja meteorologiczna: Bielsko-Biała Powierzchnia zabudowy A z=576,00 m 2 Powierzchnia o regulowanej temperaturze A f=942,60 m 2 Powierzchnia netto A=942,60 m 2 Kubatura ogrzewana budynku V=2830 m 3 Liczba kondygnacji: 3 2. Zestawienie rocznego zapotrzebowania na energię użytkową 2.1. Zestawienie rocznego zapotrzebowania na energię użytkową dla systemu ogrzewania i wentylacji 2.1.1. System projektowany Lp. Rodzaj paliwa Udział % Q H,nd [kwh/rok] 1 Paliwo - gaz ziemny 100,0 35893,2 Zapotrzebowanie na energię elektryczną - produkcji mieszanej od urządzeń pomocniczych systemu ogrzewania i wentylacji: 432,34 kwh/rok 2.1.2. System alternatywny Lp. Rodzaj paliwa Udział % Q H,nd [kwh/rok] 1 Paliwo - gaz ziemny 70,0 25125,2 2 Energia elektryczna - produkcja mieszana 30,0 10768,0 Zapotrzebowanie na energię elektryczną - produkcji mieszanej od urządzeń pomocniczych systemu ogrzewania i wentylacji: 573,47 kwh/rok 2.2. Zestawienie rocznego zapotrzebowania na energię użytkową dla systemu przygotowania ciepłej wody 2.2.1. System projektowany Lp. Rodzaj paliwa Udział % Q W,nd [kwh/rok] 1 Paliwo - gaz ziemny 100,0 1686,5 Zapotrzebowanie na energię elektryczną - produkcji mieszanej od urządzeń pomocniczych systemu przygotowania ciepłej wody: 578,76 kwh/rok
4 2.2.2. System alternatywny Lp. Rodzaj paliwa Udział % Q W,nd [kwh/rok] 1 Paliwo - gaz ziemny 50,0 843,2 2 Energia elektryczna - produkcja mieszana 50,0 843,2 Zapotrzebowanie na energię elektryczną - produkcji mieszanej od urządzeń pomocniczych systemu przygotowania ciepłej wody: 496,75 kwh/rok 3. Dostępne nośniki energii Dostępnym i źródłami energii dla projektowanej inwestycji są: węgiel kamienny, gaz ziemny, energia elektryczna z sieci elektroenergetycznej systemowej oraz biomasa i energia słoneczna. 4. Warunki przyłączenia do sieci zewnętrznych wg. projektu. 5. Zestawienie użytych cen jednostkowych na poszczególne paliwa 5.1 Budynek projektowany Lp. Rodzaj paliwa Cena jedn. Jedn. Uwagi 1 Paliwo - gaz ziemny 2.41 zł/m 3 2 Energia elektryczna - produkcja mieszana 0.50 zł/kwh 5.2 Budynek z alternatywnymi źródłami energii Lp. Rodzaj paliwa Cena jedn. Jedn. Uwagi 1 Paliwo - gaz ziemny 2.41 zł/m 3 2 Energia elektryczna - produkcja mieszana 0.50 zł/kwh 6. Opis systemów zapotrzebowania w energię do analizy porównawczej Lp. Nazwa systemu Wariant projektowany Wariant alternatywny 1 System ogrzewania TAK, Źródło 'Kocioł gazowy, kondensacyjny' o udziale procentowym 100,00 % na paliwo Paliwo - gaz ziemny o wh=1,10, typu Kotły gazowe kondensacyjne do 50-120kW (55/45 o C) o sprawności wytwarzania ηh,g=1,05, Ogrzewanie wodne z grzejnikami członowymi lub płytowymi z regulacją centralną i miejscową(zakres P-1K) o sprawności regulacji ηh,e=0,97, C.o. wodne z źródłem w budynku, z zaizolowanymi przewodami, armaturą i urządzeniami w pom. ogrzewanych o sprawności przesyłu ηh,d=0,97, Brak zasobnika buforowego o sprawności akumulacji ηh,s=1,00. TAK, Źródło o udziale procentowym 70,00 % na paliwo Paliwo - gaz ziemny, typu Kotły gazowe kondensacyjne do 50-120kW (55/45 o C) o sprawności wytwarzania ηh,g=1,05, Ogrzewanie wodne z grzejnikami członowymi lub płytowymi z regulacją centralną i miejscową(zakres P-1K) o sprawności regulacji ηh,e=0,97, C.o. wodne z źródłem w budynku, z zaizolowanymi przewodami, armaturą i urządzeniami w pom. ogrzewanych o sprawności przesyłu ηh,d=0,97, Brak zasobnika buforowego o sprawności akumulacji ηh,s=1,00, Źródło o udziale procentowym 30,00 % na paliwo Energia elektryczna - produkcja mieszana, typu Pompy ciepła glikol/woda w nowych budynkach o sprawności wytwarzania
5 ηh,g=3,50, Ogrzewanie wodne z grzejnikami członowymi lub płytowymi z regulacją centralną i miejscową(zakres P-1K) o sprawności regulacji ηh,e=0,97, C.o. wodne z źródłem w budynku, z zaizolowanymi przewodami, armaturą i urządzeniami w pom. ogrzewanych o sprawności przesyłu ηh,d=0,97, Brak zasobnika buforowego o sprawności akumulacji ηh,s=1,00. 2 System wentylacji 3 System ciepłej wody TAK, z przewagą wentylacji typu 'Wentylacja mechaniczna' o strumieniu powietrza Vsup=2681,94 m 3 /h, Vex=2681,94 m 3 /h z odzyskiem ciepła o sprawności η=52,00%. TAK, Źródło 'Kocioł gazowy' o udziale procentowym 100,00 % na paliwo Paliwo - gaz ziemny o ww=1,10, typu Kotły gazowe kondensacyjne o mocy ponad 50 kw o sprawności wytwarzania ηw,g=1,05, Centralne przygotowanie c.w.u., instalacja z cyrkulacją z ograniczonym czasem pracy i pełną izolacją przewodów o sprawności przesyłu ηw,d=0,80, Zasobnik w systemie wg standardu budynku niskoenergetycznego o sprawności akumulacji ηw,s=0,86. TAK, z przewagą wentylacji typu 'Wentylacja mechaniczna' o strumieniu powietrza Vsup=2681,94 m 3 /h, Vex=2681,94 m 3 /h z odzyskiem ciepła o sprawności η=52,00%. TAK, Źródło o udziale procentowym 50,00 % na paliwo Paliwo - gaz ziemny, typu Kotły gazowe kondensacyjne o mocy ponad 50 kw o sprawności wytwarzania ηw,g=1,05, Centralne przygotowanie c.w.u., instalacja z cyrkulacją z ograniczonym czasem pracy i pełną izolacją przewodów o sprawności przesyłu ηw,d=0,80, Zasobnik w systemie wg standardu budynku niskoenergetycznego o sprawności akumulacji ηw,s=0,86, Źródło o udziale procentowym 50,00 % na paliwo Energia elektryczna - produkcja mieszana, typu Pompa ciepła glikol/woda o sprawności wytwarzania ηw,g=3,50, Centralne przygotowanie c.w.u., instalacja z cyrkulacją z ograniczonym czasem pracy i pełną izolacją przewodów o sprawności przesyłu ηw,d=0,80, Zasobnik w systemie wg standardu budynku niskoenergetycznego o sprawności akumulacji ηw,s=0,86. 7. Charakterystyka źródeł energii systemu ogrzewania i wentylacji 7.1. Budynek projektowany Rodzaj paliwa Udział % η H,tot H u Jedn. Q K,H [kwh/rok] Zużycie paliwa B Jedn. Paliwo - gaz ziemny 100,0 0,99 9,97 kwh/m 3 36331,1 3644,0 m 3 /rok Zapotrzebowanie na energię elektryczną - produkcji mieszanej od urządzeń pomocniczych systemu ogrzewania i wentylacji: 432,34 kwh/rok
6 7.2. Budynek z alternatywnymi źródłami energii Rodzaj paliwa Udział % ηh,tot H u Jedn. Q K,H [kwh/rok] Zużycie paliwa B Jedn. Paliwo - gaz ziemny 70,0 0,99 9,97 kwh/m 3 25431,8 2550,8 m 3 /rok Energia elektryczna - produkcja mieszana 30,0 3,29 1,00 kwh/kw h 3269,8 3269,8 kwh/rok Zapotrzebowanie na energię elektryczną - produkcji mieszanej od urządzeń pomocniczych systemu ogrzewania i wentylacji: 573,47 kwh/rok 7.3. Porównanie zużycia nośników energii dla budynku projektowanego i źródła alternatywnego Wykres porównawczy zużycia nośników energii dla systemu ogrzewania i wentylacji 8. Charakterystyka źródeł energii systemu przygotowania ciepłej wody 8.1. Budynek projektowany Rodzaj paliwa Udział % η W,tot H u Jedn. Q K,W [kwh/rok] Zużycie paliwa B Jedn. Paliwo - gaz ziemny 100,0 0,72 9,97 kwh/m 3 2334,5 234,2 m 3 /rok Zapotrzebowanie na energię elektryczną - produkcji mieszanej od urządzeń pomocniczych systemu przygotowania ciepłej wody: 578,76 kwh/rok 8.2. Budynek z alternatywnymi źródłami energii Rodzaj paliwa Udział % η W,tot H u Jedn. Q K,W [kwh/rok] Zużycie paliwa B Jedn. Paliwo - gaz ziemny 50,0 0,72 9,97 kwh/m 3 1167,3 117,1 m 3 /rok Energia elektryczna - produkcja mieszana 50,0 2,41 1,00 kwh/kw h 350,2 350,2 kwh/rok Zapotrzebowanie na energię elektryczną - produkcji mieszanej od urządzeń pomocniczych systemu przygotowania ciepłej wody: 496,75 kwh/rok
7 8.3. Porównanie zużycia nośników energii dla budynku projektowanego i źródła alternatywnego Wykres porównawczy zużycia nośników energii dla systemu przygotowania ciepłej wody 9. Wykresy porównawcze zużycia nośników energii Wykres zużycia nośników energii dla wszystkich systemów w budynku projektowanym
8 Wykres zużycia nośników energii dla wszystkich systemów w budynku ze źródłami alternatywnymi Wykres porównawczy zużycia nośników energii dla wszystkich systemów w budynku
9 10. Obliczenia optymalizacyjno-porównawcze kosztów eksploatacyjnych i inwestycyjnych systemu ogrzewania i wentylacji Dodatkowe informacje:... Koszty eksploatacyjne Budynek projektowany Lp. Rodzaj robót Zużycie paliwa Jedn. Koszty Uwagi 1 Paliwo - gaz ziemny 3644.05 m 3 /rok 8782.15 2 Koszty inwestycyjne Energia elektryczna - produkcja mieszana Całkowite koszty eksploatacyjne K H,E= 12 O m + 12 Ab + ΣB Cena jedn.= 432.34 kwh/rok 216.17 Opłaty stałe O m zł/m-c 0.00... Abonament Ab zł/m-c 0.00... zł/rok 8998.32 Lp. Rodzaj robót Ilość robót Cena jedn. Koszty robót Uzasadnienie przyjętych kosztów 1 kocioł kondensacyjny 1.0 19200.00 23616.00 80% ceny kotła Dodatkowe informacje:... Koszty eksploatacyjne Całkowite koszty inwestycyjne K H,I= zł 23616.00 Budynek z alternatywnymi źródłami energii Lp. Rodzaj robót Zużycie paliwa Jedn. Koszty Uwagi 1 Paliwo - gaz ziemny 2550.83 m 3 /rok 6147.51 2 Koszty inwestycyjne Energia elektryczna - produkcja mieszana Całkowite koszty eksploatacyjne K H,E= 12 O m + 12 Ab + ΣB Cena jedn.= 3269.80 kwh/rok 1634.90 Opłaty stałe O m zł/m-c 0.00... Abonament Ab zł/m-c 0.00... zł/rok 8069.14 Lp. Rodzaj robót Ilość robót Cena jedn. Koszty robót Uzasadnienie przyjętych kosztów 1 kocioł kondensacyjny 1.0 12800.00 15744.00 80% ceny kotła 2 pompa ciepła 1.0 20000.00 24600.00 80% ceny pompy ciepła Całkowite koszty inwestycyjne K H,I= zł 40344.00
10 Wykres porównawczy kosztów inwestycyjnych systemu ogrzewania i wentylacji Wykres porównawczy kosztów eksploatacyjnych systemu ogrzewania i wentylacji
11 11. Obliczenia optymalizacyjno-porównawcze kosztów eksploatacyjnych i inwestycyjnych systemu przygotowania ciepłej wody Dodatkowe informacje:... Koszty eksploatacyjne Budynek projektowany Lp. Rodzaj robót Zużycie paliwa Jedn. Koszty Uwagi 1 Paliwo - gaz ziemny 234.16 m 3 /rok 564.32 2 Koszty inwestycyjne Energia elektryczna - produkcja mieszana Całkowite koszty eksploatacyjne K W,E= 12 O m + 12 Ab + ΣB Cena jedn.= 578.76 kwh/rok 289.38 Opłaty stałe O m zł/m-c 0.00... Abonament Ab zł/m-c 0.00... zł/rok 853.70 Lp. Rodzaj robót Ilość robót Cena jedn. Koszty robót Uzasadnienie przyjętych kosztów 1 kocioł kondensacyjny 1.0 4800.00 5904.00 20% ceny kotła 2 zasobnik cwu 1.0 3000.00 3690.00 Dodatkowe informacje:... Koszty eksploatacyjne Całkowite koszty inwestycyjne K W,I= zł 9594.00 Budynek z alternatywnymi źródłami energii Lp. Rodzaj robót Zużycie paliwa Jedn. Koszty Uwagi 1 Paliwo - gaz ziemny 117.08 m 3 /rok 282.16 2 Koszty inwestycyjne Energia elektryczna - produkcja mieszana Całkowite koszty eksploatacyjne K W,E= 12 O m + 12 Ab + ΣB Cena jedn.= 350.18 kwh/rok 175.09 Opłaty stałe O m zł/m-c 0.00... Abonament Ab zł/m-c 0.00... zł/rok 705.63 Lp. Rodzaj robót Ilość robót Cena jedn. Koszty robót Uzasadnienie przyjętych kosztów 1 kocioł kondensacyjny 1.0 3200.00 3936.00 20% ceny kotła 2 pompa ciepła 1.0 5000.00 6150.00 20% ceny pompy ciepła Całkowite koszty inwestycyjne K W,I= zł 10086.00
12 Wykres porównawczy kosztów inwestycyjnych systemu przygotowania ciepłej wody Wykres porównawczy kosztów eksploatacyjnych systemu przygotowania ciepłej wody
13 12. Obliczenia optymalizacyjno-porównawcze dla wybranych systemów zapotrzebowania w energię Wykres kosztów inwestycyjnych Wykres kosztów eksploatacyjnych
14 13. Wyniki analizy porównawczej i wybór systemu zaopatrzenia w energię 13.1 Analiza systemu ogrzewania i wentylacji Nazwa Projektowany Alternatywny Koszty eksploatacyjne K H,E zł/rok 8998.32 8069.14 Procentowe zmniejszenie kosztów eksploatacyjnych % - 10.33 Koszty inwestycyjne K H,I zł 23616.00 40344.00 Procentowe zmniejszenie kosztów inwestycyjnych % - -70.83 Koszty eksploatacyjne w przeliczeniu na powierzchnie zł/m 2 rok 9.55 8.56 Koszty inwestycyjne w przeliczeniu na powierzchnie zł/m 2 25.05 42.80 Roczne oszczędności kosztów Or zł/rok - 929.18 Prosty czas zwrotu inwestycji w źródła alternatywne SPBT - 18.00 WYNIKI ANALIZY: Zastosowanie źródeł alternatywnych jest korzystne pod względem eksploatacyjnym i nie korzystne pod względem inwestycyjnym 13.2 Analiza systemu przygotowania ciepłej wody Nazwa Projektowany Alternatywny Koszty eksploatacyjne K W,E zł/rok 853.70 705.63 Procentowe zmniejszenie kosztów eksploatacyjnych % - 17.34 Koszty inwestycyjne K W,I zł 9594.00 10086.00 Procentowe zmniejszenie kosztów inwestycyjnych % - -5.13 Koszty eksploatacyjne w przeliczeniu na powierzchnie zł/m 2 rok 0.91 0.75 Koszty inwestycyjne w przeliczeniu na powierzchnie zł/m 2 10.18 10.70 Roczne oszczędności kosztów Or zł/rok - 148.07 Prosty czas zwrotu inwestycji w źródła alternatywne SPBT - 3.32 WYNIKI ANALIZY: Zastosowanie źródeł alternatywnych jest korzystne pod względem eksploatacyjnym i nie korzystne pod względem inwestycyjnym 13.5 Analiza zbiorcza opłacalności Nazwa Opłacalność SPBT System ogrzewania i wentylacji nie 18.00 System przygotowania ciepłej wody nie 3.32
15 14. Zestawienie kosztów inwestycyjno - eksploatacyjnych za okres 10.00 lat Wykres zestawienia kosztów inwestycyjnych i eksploatacyjnych za okres 10.00 lat Przedział czasowy Koszty inwestycyjne [zł] Wariant projektowany Koszty eksploatacyjne [zł] Koszty inwestycyjne [zł] Wariant alternatywny Koszty eksploatacyjne [zł] 0 33210.00-50430.00-1 33210.00 19704.04 50430.00 17549.54 2 33210.00 29556.05 50430.00 26324.31 3 33210.00 39408.07 50430.00 35099.07 4 33210.00 49260.09 50430.00 43873.84 5 33210.00 59112.11 50430.00 52648.61 6 33210.00 68964.12 50430.00 61423.38 7 33210.00 78816.14 50430.00 70198.15 8 33210.00 88668.16 50430.00 78972.92 9 33210.00 98520.18 50430.00 87747.68 10 33210.00 108372.19 50430.00 96522.45