Koszt odzysku ciepła czyli po co jest potrzebna nagrzewnica w centrali – cz. 2

Już w komentarzach do pierwszej części wpisu pojawiło się pytanie o czas pracy nagrzewnicy w centrali i koszty z nią związane.
Koszty wentylacji to trudny temat. Spróbuję więc nieco go ugryźć.
 

Na stronie producentów central wentylacyjnych mamy szereg kalkulacji pokazujących oszczędności jakie płyną z zastosowania ich produktu.
U jednego z naszych rodzimych producentów central znalazłem informację, że na potrzeby wentylacji, przy strumieniu powietrza 250m3/h (ok. 0,5 krotne wymiana w domu 180-200m2) potrzebujemy prawie 8 tys kwh.
W zależności od ceny paliwa potrzebujemy na to od 2 do 3,5 tys zł
Z tej kwoty, przy zastosowaniu konkretnej centrali zaoszczędzimy do 95%
Znowu inny zagraniczny producent central przysłał mi arkusz kalkulacyjny, z którego wynikały oszczędności na poziomie 10 tys kwh rocznie przy strumieniu 300m3/h .
Czyli znowu oszczędzamy co najmniej 2 tys zł.
 
Brzmi to dość dziwnie.
Wybierając system ogrzewania, szacujemy jakoś jego koszty.
Załóżmy, że mamy dom 150-200m2. Na podstawie chociażby opinii innych użytkowników, koszty te są na poziomie 2-3 tys zł (gaz, pompa ciepła powietrze-woda).
 
Czy to oznacza, że przy zastosowaniu centrali wentylacyjnej z odzyskiem ciepła, popularnie zwanej rekuperatorem, zaoszczędzę jeszcze te 2 tys zł?
I zapłacę za ogrzewanie tylko 1 tys zł?
Jakie więc są te oszczędności i skąd te kwoty?
 
Większość producentów wychodzi z podstawowego wzoru na ciepło oraz wzoru na sprawność temperaturową. Zakłada również stałą wymianę powietrza 24h/dobę przez cały sezon grzewczy.
Centrala jest traktowana jak swego rodzaju urządzenie do podgrzewania strumienia powietrza. Taka sprytna nagrzewnica.
Wkładamy do niej ciepło z wywiewanego powietrza oraz pracę wentylatorów.
W zamian otrzymujemy efekt energetyczny w postaci podgrzania zimnego powietrza świeżego o wartość dt (przyrost temperatury)
Ten efekt to:
 
Q = m x c x dt
 
lub przechodząc na strumień powietrza m3/h
 
Q =  (Vm3/h x gęstość powietrza x ciepło wł. x dt )/3600
 
Q = Vm3/h x 1,2 x 1 x dt / 3600
 
Wynik dostaniemy w kW dla konkretnego pomiaru, np. na zewnątrz -5 a na nawiewie +16 stopni.
Od tego wyniku musimy odjąć moc wentylatorów i…. moc nagrzewnicy.
Czy jest ona uwzględniania w kalkulacjach producentów?
Niestety nie u wszystkich.
 
U jednego z polskich producentów otrzymałem odpowiedź, że nagrzewnica, która chroni wymiennik przed zalodzeniem pracuje w temperaturach poniżej 0 stopni w cyklach od kilku do kilkunastu minut na godzinę i… w szacunkach oszczędności jakie ma dać centrala nie jest ona uwzględniona.
 
Podobnie sytuacja wyglądała u zagranicznego producenta.
Nagrzewnica nie jest uwzględniana w arkuszu kalkulacyjnym, ale włącza się bardzo rzadko, czasem wcale i to zależy od wilgotności.
Przy korzystnych warunkach nie włączy się nawet przy -10 stopniach.
Ale ile konkretnie pobiera ta nagrzewnica w sezonie?
 
No cóż. Konkretnej odpowiedzi nie uzyskałem. Ale też takiej nie oczekiwałem, bo rzeczywiście warunki eksploatacji mają tutaj istotne znaczenie i nie tak łatwo jest odpowiedzieć konkretną wartością.
Nieco irytujący był tylko fakt, że w tych wszystkich podawanych oszczędnościach  i korzyściach, w ogóle nie było o nagrzewnicy mowy.
 
Wrócę do wymiennika entalpijnego na przykładzie centrali VAM Daikina, który omawiałem w pierwszej części wpisu, gdzie następuje również odzysk wilgoci z powietrza wywiewanego do nawiewanego.
Przedstawiony wcześniej wzór uwzględnia tylko ciepło jawne, tj. świeże powietrze podgrzewane nie zmienia swojej wilgotności.
Żeby uwzględnić w nim odzysk wilgoci, różnica temperatury dt musi zostać zastąpiona różnicą entalpii di lub dh; jak kto woli.
Poniżej zrzut ekranu pokazujący jak to policzyć.
 
 
 
Akurat w tym wypadku, dodatkowa moc nagrzewnicy nie jest potrzebna do stabilnej pracy centrali.
Wartości entalpii policzył za nas program. Mozna to oczywiście zrobić ręcznie korzystając ze wzorów na entalpie powietrza wilgotnego.
Ale dalej posłużę się znowu nagraniem, bo ilość możliwych kombinacji parametrów powietrza powoduje, że opis byłby przydługi i zagmatwany.
 
Tutaj film w formacie m4v VamSelection2
Tutaj film w formacie avi VamSelection2
Tutaj film w formacie mp4 VamSelection2

Wiemy już, że potrzebujemy nagrzewnicę i wiemy, że jej moc zależy nie tylko od temperatury zewnętrznej ale i od wilgotności powietrza wywiewanego i nawiewanego.

Jeśli mamy tylko jeden nośnik energii w postaci prądu, to zyski płynące z odzysku są oczywiste. Kilowaty to kilowaty.
Ale przy różnych nośnikach (pompa ciepła czy gaz dla c.o. oraz nagrzewnica elektryczna w centrali), musimy pamiętać, że kilowatogodziny nie są już sobie równe.
 
Załóżmy, że mamy powietrzną pompę ciepła, gdzie koszt pozyskania 1 kwh jest poniżej 20 groszy oraz nagrzewnicę elektryczną w centrali gdzie koszt pozyskania 1 kwh jest na poziomie 50 groszy.
Przy -14 stopniach i wilgotności 45%, nasz efekt energetyczny na poziomie 2,5kW uzyskamy kosztem nagrzewnicy o mocy 800Wat, ale … te 800Wat kosztuje nas tyle ile te 2,5 kW odzyskane z pompy ciepła.
Mamy więc sprawną wentylację, dogrzanie powietrza, ale żadnych zysków a ściślej odzysków.
Kiepsko?
 
W praktyce, w skali całego sezonu wygląda to jednak znacznie lepiej.
Dni z temperaturą poniżej -10 stopni mamy góra 10 może 15 % sezonu
W takie dni zazwyczaj ograniczamy wentylację, właśnie z uwagi na koszty.
Trudno jest przeprowadzić pełną symulację dla całego sezonu grzewczego, ale ważniejsza chyba jest praktyka.
Na monitorowanej przez nas instalacji centrala VAM500 z grzałką elektryczną 2,4 kW zużyła ostatniej zimy od października do kwietnia 430 kwh (wentylatory + grzałka).
Centrala nie pracowała oczywiście 24h i w większości czasu pracowała na niskim biegu, ale jest to normalnie eksploatowany budynek o powierzchni 170m2 przez 4-osobową rodzinę. Budynek ogrzewany jest powietrzną pompą ciepła.
Duży wpływ na zmniejszenie kosztów pracy nagrzewnicy ma sposób jej sterowania.
Przy typowych rozwiązaniach czyli sterowaniu on/off powietrze niepotrzebnie jest przegrzewane.
W powyższym budynku mamy sterowanie typu pulser, tj. płynny pobór mocy nagrzewnicy.
Można też zastosować nagrzewnicę wodną (ten sam nośnik co ogrzewanie), albo np. nagrzewnicę glikolową z wężownicy gruntowej (np. przy gruntowej pompie ciepła).
 
Niestety nie mamy informacji ile godzin pracowała powyższa centrala w sezonie i jak te godziny były rozłożone na poszczególne temperatury zewnętrzne.
Zakładamy, że faktyczne oszczędności uzyskane z tytułu odzysku były w granicach do 1 tys. zł.
Oczywiście możemy tu pisać, że:
tylko przez 70% sezonu (dodatnie temperatury jak na rysunku powyżej) centrala pracowała 24h x 210 dni x 70% czyli  = 3,5 tys h i w tym czasie zaoszczędziła 3,5 tys h x 2 kW odzysku czyli 7 tys kwh co daje ok. 3,5 tys zł
 
Ale tak nie było, bo tyle nie pracowała. Ponadto przez te 70% sezonu nie mieliśmy tylko 0 stopni, ale i +5, +10, +15.
I takie pisanie to były by bajki. Bądźmy obiektywni.
 
Czy przy centralach z innym typem wymiennika oszczędzamy więcej?
Niech chwalą się inni.
Może? Tylko jak to się ma realnie do kosztów ogrzewania?
 
Mimo konieczności zastosowania nagrzewnicy wstępnej, centrale VAM mają szereg plusów, które stawiają je przed konkurencją.
Odzysk ciepła tak jawnego jak i utajonego.
Nie wysuszają powietrza zimą dzięki odzyskowi wilgoci. To naprawdę jest bardzo ważny argument. Każdy, kto ma czy miał małe dzieci, wie co znaczy suche powietrze gdy jesienią rusza ogrzewanie.
Są też bardzo ciche.
Mają bardzo niski pobór prądu.
Realizują zarówno odzysk ciepła zimą jak i chłodu latem (jeśli mamy klimatyzowany budynek). To też są pieniądze.
Mają automatyczny bypass pozwalający na tzw freecoolig (chłodzenie powietrzem zewnętrznym).
Tutaj pełne dane techniczne.  VAM-FA dane techniczne
 
W samych danych jest informacja, że centrala pracuje w zakresie od -15 do +50 stopni.
Otóż centrala będzie sobie radziła bez nagrzewnicy w temperaturach ujemnych.
Jak? W oparciu o temperatury mierzone po obu stronach wymiennika, będzie ona zmniejszała obroty wentylatora zimnego powietrza świeżego tak, by zbilansować ciepłym powietrzem wywiewanym ilość chłodu i nie dopuścić do zamarznięcia wymiennika.
Ale nie jest to normalna praca. Nasz dom nie jest przecież z gumy i przy samym wywiewie się nie skurczy. Na skutek podciśnienia powietrze świeże dostanie się do domu innymi możliwymi nieszczelnościami i kanałami.
 
Podsumowując.
Nie traktujmy wentylacji mechanicznej jako sposobu na mniejsze rachunki za ogrzewanie.
Mamy w domu po prostu świeże powietrze, w takiej ilości jak chcemy, tam gdzie chcemy i bez zimnych przeciągów jakie powoduje wietrzenie czy wentylacja grawitacyjna.
I ten komfort uzyskujemy o wiele mniejszym kosztem niż przy wentylacji grawitacyjnej lub wentylacji mechanicznej ale bez odzysku ciepła.
 
Patrzmy z pewnym dystansem na reklamowane oszczędności jakie ma nam dać rekuperator, bo te tysiące złotych nie pojawią się cudownie w naszej kieszeni.
Możemy oczywiście eksploatować centralę 24/7/365 i to na najwyższym biegu, ale spowoduje to tylko wzrost kosztów eksploatacji. Możemy sobie wtedy na pociechę stale powtarzać, że bez rekuperatora ten wzrost byłby znacznie większy, ale… chyba nie o to chodzi.
 
Patrzmy nie tylko ma % sprawności, ale i na głośność, pobieraną moc wentylatorów, obecność bypasu, możliwości sterowania, odzysk chłodu, gwarancję, pozycję producenta na rynku, dostępność serwisu. Unikajmy egzotyki.
 
Starajmy się choć trochę zrozumieć jak to działa, by kupić instalację świadomie.
Unikniemy wtedy rozczarowań.
 
I pamiętajmy, że nasz komfort jest najważniejszy 🙂
 

 

11 komentarzy do “Koszt odzysku ciepła czyli po co jest potrzebna nagrzewnica w centrali – cz. 2

  1. Marcin

    Witam
     
    Czy orientuje się Pan jak wygląda eksploatacja/czyszczenie takiego wymiennika ? Taki „papier” chłonący wilgoć ma na pewno większą podatność na gromadzenie zanieczyszczeń, co więcej jeśli przenosi wodę to sprawniej przenosi też bakterie/grzyby do powietrza nawiewanego. A może razem z filtrem należy go wymieniać ? A może właśnie filtr (lub dwa filtry) w takiej centrali musi być wyższej klasy i częściej wymieniany ?
    W domach jednorodzinnych jest to o tyle istotniejsze, że wentylację projektuje się zazwyczaj podpinając wyciąg z toalet i łazienek jednym i tym samym kanałem.
    Wiem, że to może już inny temat ale właśnie jak często w praktyce użytkownicy domowych rekuperatorów je czyszczą i wymieniają filtry. Od razu nasuwa się pytanie bardziej w temacie – ile to kosztuje ? i czy jakakolwiek analiza finansowa to uwzględnia bo ten temat przy wentylacji grawitacyjnej praktycznie nie istnieje więc powinien być częścią takiej analizy.
     
    Pozdrawiam

    Odpowiedz
  2. Adrian Teliżyn Autor wpisu

    Nie ma tutaj żadnych tajemnic. Koszt przeglądu ujęty jest w naszym cenniku robót serwisowych. Dla central do 1000m3/h wynosi on 150 zł netto. Zalecamy go robić minimum 1x do roku. Koszt wymiany filtrów to również 150 zł netto. Zalecamy je czyścić (umyć) co 3 miesiące do pół roku, czy nawet do roku, ale trzeba sprawdzić po tych pierwszych 2-3 miesiącach jaki jest ich stan. Stopień zabrudzenia zależy od powietrza zewnętrznego (inaczej w mieście inaczej poza) oraz od ilości godzin pracy centrali. Po kilku umyciach filtry nadają sie do wymiany.

    Jeśli chodzi o wymiennik do odzysku ciepła – koszt wymiany ok. 2,5-3 tys zł. Producent nie określa kiedy podlega on wymianie. Jeszcze takiego wymiennika nie wymieniałem.

    Odnośnie Pana uwag – wymiennik jest z materiału odpornego na pleśnie i grzyby. W wytycznych projektowych producenta są informacje o zastosowaniu w szkołach, obiektach użyteczności publicznej, służbie zdrowia, a sam produkt ma wszystkie wymagane certyfikaty. (jak każda inna centrala zresztą). 

    Czy sa jakieś analizy finansowe, które uwzględniają koszty eksploatacji??? – pewnie i tak. Ale w tym wpisie, jak i całym moim blogu pokazuję, że oprócz argumentów finansowych, (czyli słynnego pytania – kiedy to sie zwróci?), jest szereg innych, i moim zdaniem często ważniejszych. 

    Jestem jak najbardziej daleki od nachalnego marketingu w stylu: "kup naszą centralę to rocznie zaoszczędzisz kupę kasy". 

     

    Odpowiedz
  3. Jaro

    Witam
    Skoro nagrzewnica wstępna jest konieczna dlaczego ani firma Daikin ani Mitsubishi nie montuje jej fabrycznie w swoich centralach?
    Pozdrawiam

    Odpowiedz
  4. Adrian Teliżyn Autor wpisu

    Główny powód – centrala jest dedykowana do różnych warunków zewnętrznych. Nie tylko dla naszego klimatu, ale na cały świat. Do tego nie tylko do odzysku ciepła, ale i chłodu. Np. tutaj mamy filmik na youtube pokazujący odzysk chłodu w budynku biurowym. Nagrzewnica nie jest więc potrzebna. Również przy łagodnych zimach, np. Belgia, gdzie temp. obliczeniowa to -7 nagrzewnica może okazać sie zbędna. 

    Nawet przy -15 stopniach, bez nagrzewnicy centrala się obroni hamując wentylator świeżego powietrza, chociaż będzie to praca niestabilna.

    Producent udostępnia program doboru, który w zależności od zadanej minimalnej temp. zewnętrznej dobiera nam moc nagrzewnicy, którą powinnismy zastosować.

     

    Odpowiedz
  5. Marcin Owsiany

    Co Pan sądzi o takim (nie wiem czy dobrze piszę) gruntowym wymmienniku ciepła – coś a'la wanna zakopana w ziemi w której wstępnie ogrzewa się świeże powietrze przed trafieniem do rekuperatora. Czy to daje szansę uniknięcia konieczności zastosowania nagrzewnicy?

    Odpowiedz
  6. Adrian Teliżyn Autor wpisu

    Tak, GWC eliminuje potrzebę zastosowania nagrzewnicy wstępnej. O ile ma odpowiednią wydajność. Bo widziałem takie GWC (po prostu za małe), które po kilkunastu godzianach pracy, przy mrozach, ni ebyły w stanie dogrzać powietrza świeżego. A całość była tłumaczona tym, że GWC może pracowac tylko przez część doby lub przy mrozach wydatek powietrza powinien spaść do 100m3/h. Na stronach REHAU jest program doboru wymiennika rurowego, który szacuje jego długość oraz podaje oszczędności jakie on przynosi. Proszę przetestować – można dojść do ciekawych wniosków analizując wyniki i koszty inwestycji.

    Natomiast ta wanna, to pewnie GWC żwirowy. Lekko licząc z paręnaście czy nawet 20 ton żwiru lub kamieni.

    Ponadto GWC generuje opór dla wentylatora nawiewnego. Nie każda centrala sobie z nim poradzi i często zachodzi konieczność stosowania dodatkowego wentylatora. A to dodatkowe koszty eksploatacji.

    Nie jestem przekonany do GWC, nie wykonuje go i dlatego też nie mam doświadczeń na tym polu.

    Odpowiedz
  7. Strus

    Naprawdę cenne informacje na temat nagrzewnic wstępnych. Teraz można sobie policzyć, czy GWC żwirowy, rurowy /glikolowa czy wodna nagrzewnica kanałowa ma ekonomiczną rację bytu 😉 Tak na oko ta nagrzewnica z przykładu łyknęła 250kWh, czyli ~150zł na sezon.

    W wymiennikach krzyżowych i przeciwprądowych sprawność temperaturowa jest osiągana przy pomocy energii niejawnej z entalpii. Kiedys sobie policzyłem, że dla wymiennika krzyżowego o sprawności temperaturowej maks. 65%  sprawność entalpiczna chodzi poniżej 50%…

    Na dodatek tę zabraną wilgoć trzeba dodać, by utrzymać znośne warunki bytowe, a przekształcenie wody w parę wodną kosztuje

    Od tamtego momentu wiem, że jesli już decydować się na WM, to tylko na taką z wymiennikiem entalpicznym. Ale "czas zwrotu" inwestycji (przy założeniu 8% wzrostu cen paliwa i 5% wzrostu cen energii elektrycznej) wynosi dziś coś koło 20 lat

    Odpowiedz
        1. Adrian Teliżyn Autor wpisu

          Jest to jakiś pomysł, ale wiąże się z przewymiarowaniem centrali i kanałow. Skoro potrzebujemy np. 300m3/h i chcemy je dogrzać poprzez zmieszanie z powietrzem ciepłym recyrkulacyjnym, to łączny strumień musi być większy.

          Odpowiedz

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *