Konsultacje inżynieryjne

Na często zadawane pytanie, pompa ciepła czy kocioł gazowy, nie ma prostej odpowiedzi, ponieważ zależy ona od konkretnych warunków i możliwości. Można jednak pokusić się o odpowiedź przy pewnych założeniach brzegowych. Oto one:

Sprawność produkcji ciepła

• Sprawność dostarczania ciepła przez kocioł gazowy zmienia się, zależnie od temperatur zasilania oraz powrotu wody grzewczej wychodzącej z oraz powracające do kotła, w niewielkim zakresie. Dla przykładu kocioł kondensacyjny pracujący na wysokich parametrach tj. 80/50 stopni Celsjusza będzie miał 87% sprawność, a ten sam kocioł, przy niskich parametrach tj. 37/30 stopni Celsjusza osiągnie 98% sprawność. Temperatura zewnętrzna nie ma zatem bezpośredniego, ani dużego wpływu na sprawność kotła kondensacyjnego.

Jeśli masz pytanie z zakresu inżynierii, a nie znajdujesz zadowalającej odpowiedzi, lub potrzebujesz drugiej opinii, to konsultacje mogą pomóc.

• Sprawność pompy ciepła zależy silnie od warunków, w jakich pracuje. Im większa różnica temperatur pomiędzy miejscem, z którego ciepło pobiera, a do którego oddaje, tym mniejsza sprawność, czyli wyższy cena za pozyskanie ciepło. W takiej sytuacji spada również moc pompy, co oznacza, że wymaga ona wspomagania przez inne źródło ciepła np. grzałki elektryczne. Dla przykładu pompa ciepła korzystająca z powietrza zewnętrznego jako źródła będzie miała sprawność przy +12 stopniach Celsjusza na zewnątrz, grzejąc wodę do 35C, na poziomie COP=5,2 czyli 520%, a ta sama pompa przy -12 stopniach Celsjusza na zewnątrz, grzejąc wodę do 45C ma COP=1,8 tj. 180%.

Żywotność urządzeń

• Oczekiwana żywotność kotła będzie krótsza niż pompy ciepła. Wynika to z faktu, że w kotle gazowym dochodzi do spalania paliwa, wytwarzania spalin oraz kondensatu. To opiera się o szereg zjawisk fizycznych i reakcji chemicznych, do których dochodzi w komorze spalania, układzie spalinowym, odprowadzeniu kondensatu. Nie pozostaje to bez wpływu na żywotność urządzania. Producenci określają ją na około 15 lat, dla koła kondensacyjnego i 20 lat przy pompie ciepła.
• Poprawnie działający układ z pompą ciepła będzie niemalże bezobsługowy, a kocioł gazowy wymaga opieki i okresowych przeglądów. Wynika to z faktu, że pompa ciepła nie spala i nie przetwarza żadnego paliwa, dlatego w jej wnętrzu nie odkładają się np. osady — produkty przemian chemicznych. W kotle trzeba je okresowo czyścić. Dobrze działający kocioł kondensacyjny pozostawiony bez fachowego przeglądu na przykład przez 5 lat będzie w zasadzie nadawał się już do gruntownego remontu. Pompa ciepła po takim zaniedbaniu może nadal pracować, a jest to nawet możliwe, że zachowa się w jako takiej formie.
• Pompa ciepła wykorzystuje energię elektryczną do „pompowania” ciepła do budynku, daje tym samym możliwość zużycia prądu wyprodukowanego przez fotowoltaikę, do celów ogrzewania. Kocioł gazowy nie ma takiej możliwości.

Nasze rozwiązania lubimy prezentować w najprzydatniejszej dla Inwestorów formie, a mianowicie projektów wykonawczych. 

• Pompa ciepła pracując w trybie rewersyjnym (chłodzi, zamiast grzać), może dostarczyć do budynku, na przykład w lecie, chłód zamiast ciepła. Oznacza to, że jest ona w stanie, po odpowiednim przygotowaniu instalacji wewnętrznych do jego odbioru (np. przez chłodzenie powierzchniowe), uczestniczyć w chłodzeniu budynku. Kocioł gazowy nie daje takiej możliwości.

Możliwości urządzenia

• Praca w nieoptymalnych warunkach, na przykład przy niskim odbiorze ciepła przez budynek, drastycznie skróci żywotność głównego elementu pompy ciepła, jakim jest sprężarka. Dzieje się tak dlatego, że pompa jest zmuszana do wyłączenia, zanim osiągnie prawidłowe parametry pracy oraz ponownie załączana po krótkiej przerwie (tzw. taktowanie). Prowadzi to do przegrzewania głowicy sprężarki, a w konsekwencji przedwczesnego jej zużycia. Konstrukcja kotła gazowego sprawa, że jest on mniej wrażliwy na uszkodzenia spowodowane przez krótkie cykle pracy.
• Kocioł gazowy jest gotowy do pracy w pełnym spektrum swoich możliwości niezależnie od warunków. To znaczy, że może szybko dostarczyć dużą ilość ciepła, podgrzewając wodę jednocześnie do wysokiej temperatury, na przykład przy intensywnym przygotowywaniu ciepłej wody użytkowej. Szczególnie odczuwalne jest to w sytuacji gdy użytkownicy korzystają z kąpieli jednocześnie lub jeden po drugim. Pompa ciepła dostarcza ciepło spokojniej i najsprawniej przy niskich temperaturach wody grzewczej.

Cena za gaz i prąd

• Jeżeli lokalnie dostępny jest gaz przewodowy (ziemny), to nadal ekonomicznie wartym rozważenia będzie korzystanie z kotła gazowego kondensacyjnego, ponieważ relacja ceny urządzeń do kosztu energii pozostaje korzystna. Obowiązuje to nadal (na rok 2023) dla odbiorców indywidualnych, ponieważ zakładamy, że korzystają oni z cen regulowanych przez Urząd Regulacji Energetyki, a więc niższych niż rynkowe. Dla odbiorców przemysłowych, czyli firm, ta zależność nie będzie już taka oczywista i zależy mocno od faktycznego zużyci oraz stawek za energię. Stan aktualny obiektu należy na bieżąco śledzić. Polecamy to robić przy pomocy EnobCRM, czyli uporządkowanego systemu do oszczędzania ciepła i energii. Reasumując, kocioł kondensacyjny będzie tańszy w zakupie od równoważnego rozwiązania z pompą ciepła (przeciętnie cena całkowita zakupu rozwiązania z pompą ciepła będzie około trzykrotnie wyższa od kotłowni gazowej). Ponadto, różnica w cenie dostarczonego ciepła jest na tyle niewielka, że przy obecnych cenach, że należy zakładać jak wyżej.

To, co znajduje się powyżej to krótkie podsumowanie zalet i wad, jakie posiadają pompa ciepła czy kocioł gazowy. Nie wyczerpuję ono w żadnym wypadku bogatego wachlarza możliwości konfiguracji źródeł ciepła dla budynków.

Najczęściej temat opłacalności inwestowania w termomodernizację jest traktowany jako ekonomicznie nieskomplikowany? Wystarczy policzyć, dzieląc kwotę koniecznego wkładu finansowego przez różnicę w koszcie eksploatacji jaki, ona spowoduje i mamy informacje po ilu latach on się zwróci. Pozornie.

Poniżej podrzucę jednak brakujące kilkanaście aspektów, pod rozwagę.

Pieniądze z kieszeni

Najprostszy będzie przypadek, kiedy termomodernizacje finansujemy z własnych oszczędności. Wtedy nie musimy liczyć kosztu pieniądza, czyli kredytu, jaki na ten cel byśmy zaciągnęli. Jednak dla porządku zaznaczę, że te same pieniądze na oprocentowanym rachunku czy lokacie też by się nie nudziły, a co więcej pomnożyły o odsetki. Ta dodatkowa kwota pogarsza, przynajmniej hipotetycznie, opłacalność inwestycji, a procent składany też trzeba umieć policzyć.

Dofinansowanie

To jest czynnik, którego zasadniczo nigdy i nikomu nie trzeba tłumaczyć. Kiedy otrzymujesz dofinansowanie, zwrot, umorzenie, jednym słowem jakąkolwiek formę pomocy z cudzych pieniędzy to jednoznacznie jest to czynnik poprawiający opłacalność. Zapisujemy go po stronie dodatniej korzyści całego przedsięwzięcia termomodernizacyjnego, chyba że nie wywiążesz się z zasad udzielenia takiej pomocy i będziesz musiał ją np. zwrócić.

Cena dzisiaj i jutro

Inwestując w termomodernizacje, należy się liczyć, ze zmianą cen. Ponieważ usługi i towary generalnie drożeją, to znaczy, że inflacja pcha ich ceny w górę. Jednak niektóre drożeją szybciej od innych, a bywa również, że względem siebie, niektóre mogą tanieć. Wiem, że to, co napisałem w zdaniu poprzednim, brzmi jak cytat z obecnego prezesa NBP, ale tak właśnie się dzieje. Prosty przykład, kiedy nowa technologia staje się popularna i masowo produkowana, jej cena będzie spadać.

Optymalizacja źródeł ciepła oraz instalacji – dopasowanie ich do aktualnych wymagań rynku.

Dzieje się tak, pomimo że inflacja niczym przypływ „podnosi wszystkie łodzie”, tylko że nie do końca jak widać. Dla termomodernizacji istnieje ogólna zasada, że inwestowanie dzisiaj, będzie korzystniejsze (tańsze) niż jutro. Bywają jednak wyjątki, a wtedy warto zaczekać.

Koszt TCO

Ten akronim, w odróżnieniu od LCC (life cycle cost), a więc kosztu cyklu życia (produktu), oznacza pełny koszt posiadania czegoś, czyli TCO (total cost [of] ownership). Jeżeli coś nabywamy, to liczmy się, a przynajmniej powinniśmy, z następującymi kosztami:

• inwestycji – na początku,
• ceną za obsługę, przeglądy i naprawy – w czasie korzystania,
• likwidacją, czyli ceną za usunięcie – na końcu jego cyklu życia.

Tak, czas szybko mija, a rzeczy techniczne nie są wieczne.

Co więcej elementy wyposażenia technicznego budynków, raczej są jak samochody i nie ma co liczyć, że po osiągnięciu wieku “zabytkowego” zaczną drożeć.

Skomplikowana trwałość

Trwałość, a co za tym idzie niezawodność w korzystaniu, zależy od tego, jak technicznie złożona oraz powszechnie stosowana będzie dana technologia.

W przypadku inwestycji termomodernizacyjnych bywają te mniej skomplikowane technicznie np. poprawa (docieplenie) izolacyjność przegród (ściany, okna, dachy itp.), których czas życia jest z reguły długi np.30-50 lat. One też nie wymagają zabiegów serwisowych wcale lub w bardzo niewielkim stopniu.

Bywają te średnio złożone jak wentylacja z odzyskiem ciepła, solary i fotowoltaika oraz większość instalacji rurowych. One nie są bardzo skomplikowane, a jednocześnie są powszechnie dostępne. Ich okres życia wynosi 15-25 lat.

Ostatnią grupę stanowią już właściwie same urządzenia takie jak kotły gazowe, pompy ciepła, elektronika sterująca, magazyny ciepła i energii z oprzyrządowaniem. One, jako najbardziej skomplikowane, wymagają dla podtrzymania działania regularnych usług serwisowych. Żywotność w tej grupie jest krótsza i wynosi 10-15 lat.

Jak sprawdzić opłacalność inwestycji w nowoczesną technologię grzewczą? ; Analizy przedprojektowe efektywności energetycznej.

Ogólna zasada jest bowiem taka, że tylko to, czego nie ma, nigdy się nie zepsuje. Tym samym im bardziej skomplikowana, a z zarazem rzadka będzie dana technologia, tym koszty jej utrzymania będą wyższe. Oczywiście koszty te pociągną w dół nasz oczekiwany wynik finansowy, wydłużając upragniony moment zwrotu z inwestycji.

Obsługa

Ten temat wiąże się z punktem Skomplikowana trwałość wyżej. Niektóre instalacje i urządzenia wymagają więcej obsługi i zabiegów technicznych, a inne mniej. Dla przykładu inwestycja w docieplenie ścian styropianem będzie wymagała “zaledwie” pomalowania elewacji co 10 lat, ale klimatyzacja czy pompa ciepła przeglądów serwisowych np. raz lub dwa razy do roku. Ogólnie to, im bardziej skomplikowana technologia, tym wyższy koszt części zmiennych oraz potrzeba pracy wyspecjalizowanych serwisantów. Jak zawsze, także tutaj, prościej znaczy lepiej.

Gwarancja

Niektóre z urządzeń wykorzystywanych przy termomodernizacji, szczególnie dotyczy to tych bardziej technicznie wyrafinowanych, będą wymagać czynności, od których zależy utrzymanie ich gwarancji. Eksploatowanie urządzeń zgodnie z wymaganiami producenta jest nie tylko zasadne technicznie, ale również kosztowne i ten koszt, zmniejszając finansową oszczędność, pogorszy ostateczny efekt termomodernizacji.

Potencjał oszczędności

Większy potencjał do oszczędzenia to krótszy, czas zwrotu inwestycji. Prawo Pareto, znane również pod nazwą zasady 80/20 pokazuje z grubsza, że uzyskanie efektu na początku jest łatwe np. 80% poprawy mierzonego wskaźnika, w zamian za 20% koszu. Natomiast dalsze poprawianie stanu bieżącego, czyli przejście od 80 do 100% efektu, a więc o kolejne 20%, będzie już trudne, czytaj drogie. Z grubsza, jak zaobserwował włoski ekonomista na początku XX wieku, za ten dodatkowy postęp poniesiemy koszt jak od 20 do 100, a więc 80%. Wystarczy w tym zakresie jednak zapamiętać, że dla większości sytuacji termomodernizacyjnych (również), uzyskanie pierwszych efektów oszczędności jest łatwe, a ostatnich (domy pasywne, zeroenergetyczne) bardzo trudne, czyli drogie.

Ciepło, czyli ile?

Oszczędności poprzez termomodernizacje wypada zacząć od wiedzy, na co oraz ile ciepła, oraz energii zużywamy. Doskonale jest, gdy znamy stan bieżący budynku, czyli ile energii „pali” na 1 m2 w czasie jednego roku, a najlepiej sprawdza się do tego EnobCRM. Taka wiedza pozwala odpowiedzieć z zachwycającą precyzją na pytanie, czy jest sens ekonomiczny robić termomodernizacje, jak wspominałem w punkcie Potencjał do oszczędności, wyżej.

Co z czego?

Na pewno nie będziemy wiele oszczędzać, jeżeli pomyliśmy się co do źródła, z którego pokrywamy daną potrzebę grzewczą. Dla przykładu energia cieplna dla ogrzewania może pochodzić z gazu, prądu, spalania węgla, oleju, a jednocześnie ciepła woda może być z tego samego albo innego medium np. z prądu.

Sprawność

To informacja, bez której nie sposób zapanować nad oszczędnościami, a właściwie wydatkami, sprawność przemiany paliwa na ciepło bywa bowiem bardzo różna. Dla gazu oscyluje w okolicy 90-100%, dla węgla jest niższa i wynosi 85-90%, natomiast Dla pompy ciepła od 250-500% (tj. COP 2,5-5).

Jest jeszcze sprawność całego systemu, czyli suma składników, jak wyżej z elementami takimi jak instalacje, rury, wymienniki ciepła. Każde z nich ma swoją sprawność, których wypadkowa ogólnie obniża efekt. Należy je więc ująć po stronie ograniczającej korzyść, czyli wydłużającej zwrot z inwestycji w termomodernizację.

Enob CRM, czyli uporządkowany system oszczędzania ciepła i energii.

Czy masz czas?

To z pozoru chybione pytanie, niejednokrotnie, wywróci ekonomiczną opłacalność inwestycji. Co bowiem w sytuacji, kiedy czas zwrotu inwestycji, będzie dłuższy niż okres, w którym będziesz mógł się nią cieszyć? Najprościej mówiąc, co, jeżeli zwrot z inwestycji wyniesie 10 lat, a Ty za 5 lat będziesz mieć potrzebę wyprowadzenia się, dajmy na to do innego miasta?

Wzrost wartości nieruchomości

To jest zmienna, na którą ostatnio, a mam na myśli kilka ubiegłych dekad, możesz liczyć. Nieruchomości drożeją i inwestycja w ich energooszczędność będzie podnosić jej wartość. Nie miej jednak złudzeń. W nieruchomościach liczy się przede wszystkim lokalizacja i jeszcze raz lokalizacja. Wyposażenie obiektu też jest ważne, ale zwykle inwestycja w dopieszczanie budynku i uzyskany wzrost wartości nieruchomości, nie pokryje prostych wydatków z tym związanych.

Nie wszystko będzie się opłacać

Parafrazując nieco to co, w znacznie szerszym kontekście, powiedział kiedyś Władysław Bartoszewski, to na zakończenie napisze tak, że nie zawsze to, co warto zrobić, się opłaca, a jednocześnie nie tylko to, co się opłaca, zrobić warto. W termomodernizacji właśnie tak już jest, że nie każde posunięcie się ekonomicznie „zepnie”.

Na szczęście są także niewymierne korzyści np. komfort użytkowania, niebagatelny argument zdrowego środowiska w budynku, czyli wewnątrz pomieszczeń oraz globalny aspekt ekologiczny. Więc jak, warto?

Oszczędność, a szerzej korzystanie z energii krąży, w okuł kilku składowych tego tematu. Są nimi takie elementy jak kupowanie np. gazu lub własna produkcja energii elektrycznej (z instalacji fotowoltaicznej), jest potrzeba jej zmagazynowania i ostatecznie jest sposób, w jaki ją zużywamy. Wszystkie one zależą tak naprawdę od znalezienia odpowiedzi na najważniejsze pytanie, a mianowicie ile ciepła, energii jest nam naprawdę potrzebne?

Niemarnowanie ciepła

Z gorących przykładów redukcji zużycia, a konkretniej niemarnowania energii, jest wykorzystanie ciepła z miejsc, w których mamy go w nadmiarze, przy pomocy pomp ciepła. To rozwiązanie połączone z możliwością krótkoterminowego magazynowania znacznych ilości energii pozwala chłodzić i grzać jednocześnie. Dzieje się tak, ponieważ woda ma dużą pojemność cieplną (znacznie większą niż materiały budowlane, a nawet żelazo). Takie wykorzystanie nie marnuje energii, tylko ją przemieszcza pomiędzy konkretnymi strefami w budynku. Dlaczego to jest takie ważne? Ponieważ w klasycznym rozwiązaniu grzano i chłodzono, zużywając energię na każde z osobna.

System energetycznego wczesnego ostrzegania. Długofalowa weryfikacja nastawiona na trwałe obniżanie zużycia, a co za tym idzie kosztu użytkowania obiektów?

Prosto czyli lepiej

Można roboczo założyć, że każdy stopień obniżenia temperatury w pomieszczeniach w zimie, albo podwyższenia w lecie, przekłada się na 3% do 5% mniejsze zużycie energii. Arcyciekawym spostrzeżeniem jest kapitalna obserwacja amerykańskiego guru od efektywności energetycznej, profesora Amory Lovinsa. Wskazał on, że poprawne ułożenie i większe średnice przewodów, którymi prowadzi się ciepło, chłód oraz powietrze w budynku, stwarzają możliwość ograniczenia kosztu ich pompowania nawet o 97%. Oczywiście to nie koniec, bo żeby uświadomić sobie w pełni potencjał tylko tej jednej możliwości oszczędzenia, to jak dodaje profesor, wykonanie tego na skalę światową ograniczyłoby zużycie prądu o 20%. To z kolei wyłączyłoby z dnia na dzień połowę wszystkich elektrowni opalanych węglem na całym świecie.

Jak trwale obniżyć koszty, czyli zasada kija

W skali pojedynczego obiektu, chociaż nie tylko tam, obowiązuje zasada, którą roboczo określamy „zasadą kija”. Otóż kij, jak to kij, każdy ma dwa końce. Tak, faktycznie, może być też „proca”, ale w tym przykładzie pozostajemy przy modelu uproszczonym, a więc niech ten kij ma dwa, a nie na przykład trzy końce. Zakładamy zatem i to jest kluczowe, że na jednym końcu znajduje się cena za energię, czyli to ile trzeba zapłacić za każdą kWh. Cenę podyktuje rynek, operator systemu energetycznego, każdy tylko nie Użytkownik. Na drugim natomiast jest coś, na co mamy realny wpływ. Znajduje się tam bowiem jej zużycie, czyli konkretna ilość, tyle ile jej potrzeba – czasem mniej, a czasem więcej. Tutaj dochodzimy do meritum, którym jest zawsze aktualna zasada, że  najtańsze jest to, czego nie musimy kupić. Tak więc w odniesieniu do energii będą to działania wpływające na trwałe obniżanie zapotrzebowania na energię obiektów, czyli wszystko, co przybliża do na przykład budynku pasywnego. Najkorzystniej będzie oczywiście oddziaływać na oba końce tego kija jednocześnie, czyli kupować tanio oraz mało. Wtedy wartość będzie zawsze najniższa. W realnym świecie nie mamy zwykle takiego komfortu. Pozostaje zatem drugie najkorzystniejsze działanie, czyli redukować zapotrzebowanie na energię, tak aby nawet przy wysokich cenach rachunek pozostał trwale niewielki. Reasumując, najkorzystniejszą inwestycją w dobie niepewności i drożejącej energii będzie zawsze inwestycja w jej niezużywanie.

PW – Projekt wykonawczy, stanowi uszczegółowienie założeń przyjętych w projekcie budowlanym. Nie podlega on odbiorowi urzędowemu w taki sam sposób jak projekt budowlany, dlatego od strony formalnej nie musi być w nim tylu załączników.

Dla wykonawcy, stanowi „mapę drogową”, tego jak ma on wykonać daną pracę, a ponadto na nim, powinny zostać narysowane i opisane wszelkie odstępstwa, które wynikną w trakcie prowadzenia prac.

Jakiego rodzaju projekty odzysku ciepła przyniosą największe oszczędności?

Tak uzupełniony projekt wykonawczy i/lub projekt techniczny, staje się projektem po-wykonawczym, którego każdy inwestor powinien żądać, przy zakończeniu prac, od swojego instalatora, wykonawcy.