Korzyści ze stosowania paneli grzewczych

Ogrzewanie na podczerwień

Korzyści ze stosowania paneli grzewczych

W odróżnieniu od ogrzewania konwekcyjnego promieniowanie podczerwone oddziałuje niemal wyłącznie na obiekty znajdujące się wewnątrz pomieszczenia tzn. ludzi, zwierzęta przedmioty (meble, sprzęt gospodarstwa domowego) czy wreszcie ściany. Dzięki temu w mieszkaniu ogrzewanym w ten sposób nie następuje tak intensywna migracja kurzu i pyłków oraz alergenów. Jest to korzystne szczególnie dla osób cierpiących na choroby układu oddechowego, alergików oraz osób skłonnych do infekcji i osłabionych po antybiotykoterapii. Promieniowanie cieplne nie wysusza powietrza w pomieszczeniach, co również odgrywa znaczącą rolę w poprawie procesów oddechowych ludzi i zwierząt. Z drugiej strony oddziałuje ono z przegrodami budowlanymi (ścianami, podłogami itp.) i powoduje ich równomierne nagrzewanie. Efektem tego jest korzystny rozkład temperaturowy dla funkcjonowania układu krążenia oraz brak powstawania „stref przechłodzenia”. Ich obecność jest szczególnie dokuczliwe zimą i występuje najczęściej na łączeniu ścian oraz w obszarach tzw. „mostków termalnych”. Miejsca te narażone są na wykraplanie pary wodnej, czego efektem może być rozwój grzybów i bakterii chorobotwórczych. Naturalnie możemy wówczas zwiększyć ilość wymian powietrza w celu usunięcia wilgoci z pomieszczenia, ale jest to rozwiązanie generujące dodatkowe koszty związane z ogrzewaniem i nie rozwiązujące źródła problemu. Tym źródłem jest zaś nierównomierny rozkład temperatury pomieszczenia i "niedogrzane przegrody -ściany".

Oszczędności ekonomiczne


Większość z nas przy wyborze źródła ciepła kieruje się przede wszystkim kosztami jego nabycia oraz eksploatacji. Porównajmy więc koszty ogrzewania dla dwóch konwencjonalnych systemów grzewczych tj. z pompą ciepła typu powietrze woda ( ogrzewanie płaszczyznowe –podłogówka, oraz możliwość produkcji CWU) + montaż, kocioł gazowy ( ogrzewanie płaszczyznowe –podłogówka oraz możliwość produkcji CWU) +montaż i panele na podczerwień wraz z bojlerem elektrycznym + montaż. Załóżmy, że sposoby te mają być dedykowane dla budynku jednorodzinnego o powierzchni 150 m2 o następującej charakterystyce:
- roczne zapotrzebowanie na cele ogrzewania 60 kWh/m2rok
- zużycie CWU 120l/doba
- zużycie energii do podgrzewania CWU 3000 kWh/rok

Zakładamy następnie cenę energii elektrycznej jak dl taryfy G11 (średnia dla kraju) 0,55 PLN/kWh, cenę gazu (średnią) 0,19 PLN/kWh (brutto -cena paliwa plus podatki i opłaty abonamentowe). Na początku porównajmy koszty zużycia energii w klasyczny nieco „naiwny sposób”. To jest bez uwzględnienia kosztów nabycia, montażu i serwisu instalacji zakładając 15 letni okres ich eksploatacji. Za to uwzględnimy „deklarowaną” efektywność poszczególnych źródeł ciepła. Po pierwsze założymy, iż posiadana pompa ciepła odznacza się współczynnikiem wydajności grzewczej COP=4,5. Należy zwrócić uwagę w szczególności przy pompie ciepła, iż współczynnik ten jest podawany najczęściej przy określonych warunkach tj. temperaturze zewnętrznej +7°C i temperaturze czynnika grzewczego +35 °C. Dla kotła gazowego zostanie założona efektywność (jak dla najpopularniejszej stosowanej konstrukcji) to jest kotła konwencjonalnego na poziomie 85%. Natomiast panele podczerwieni ze względu na fakt, iż nie wymagają dla uzyskania odczucia komfortu tak wysokich temperatur pomieszczenia (średnio temperatura może być o 2-3 °C niższa) przyjęto oszczędność ich wykorzystania w stosunku do „zwykłych grzejników elektrycznych” rzędu 35%. Porównanie kosztów eksploatacyjnych dla takich założeń prezentuje rysunek 10.

Rys. 10. Porównanie kosztów eksploatacyjnych urządzeń bez uwzględnienie kosztów zakupu, montażu, serwisu oraz przy założeniu maksymalnej efektywności energetycznej.

Uwzględniamy koszty serwisowe i naprawy

Następnym etapem jest umieszczenie w analizie kosztów związanych z serwisowaniem i naprawami (koszty dodajemy w formie amortyzacji)

  • Dla pompy ciepła po 10-12 latach ze względu na występowanie elementów szybkoobrotowych (sprężarka, wentylatory) konieczność wymiany sprężarki oraz łożysk wentylatorów – zakładamy koszt amortyzacji 1000 zł/rocznie

  • Dla kotła gazowego konieczność regularnych przeglądów oraz po 10-12 latach należy się liczyć z renowacją m.in. palnika czy układu odprowadzania spalin– zakładamy koszty amortyzacji 600 zł/rocznie

 

  • Koszty dla paneli podczerwieni – 0zł (trwałość 30 – 60-lat)

Rys. 13. Porównanie kosztów eksploatacyjnych urządzeń z uwzględnienie kosztów zakupu, montażu, serwisu oraz przy założeniu sezonowej efektywności energetycznej

 

+ Koszty nabycia Systemów

Do analizy dodajmy następnie koszty inwestycyjne związane z samym źródłem ciepła i instalacją.

  • Koszty pompy ciepła (25 000 zł)+ogrzewania podłogowego( 150 zł/m2x150=22500 zł)+ zasobnika CWU+ montaż (5000 zł) ~52 500 zł

  • Koszt kotła gazowego (12 000 zł)+ ogrzewania podłogowego (22 500 zł)+zasobnika CWU+ montaż (5000 zł) ~39500

  • Koszt Paneli na podczerwień (80 zł/m2=15000 zł) +zasobnik CWU +montaż (5000 zł)~17000 zł

Rys. 11. Porównanie kosztów eksploatacyjnych urządzeń z uwzględnienie kosztów zakupu, montażu, serwisu oraz przy założeniu maksymalnej efektywności energetycznej.

Uwzględniamy zmienne parametry systemów

Kolejny krok to uwzględnienie parametrów związanych z "sezonowością pracy układów". Źródła ciepła dobierane są na parametry maksymalne, a w przypadku i pompy ciepła i kotła możliwa jest ich sterowalność najczęściej w zakresie 30%-100%. Panele podczerwieni zapewniają sterowalność na poziomie 0-100%. Opieramy się tu na wytycznych Narodowego Funduszu Ochrony środowiska i Gospodarki Wodnej opracowanych na podstawie DzU.nr201,poz 1240 dotyczących sezonowej efektywności pomp ciepła typu powietrze woda. Otóż według tych wytycznych wahania wynikające ze zmieniającej się temperatury powietrza obniżają nam sezonowy współczynnik efektywności tego urządzenia i w rzeczywistości wynosi on 2,2-3,1. Przyjmijmy wartość średnia SEER=2,65/. Przy okazji wykorzystania kotła gazowego należy doliczyć jeszcze koszt funkcjonowania pompy obiegowej. Załóżmy że urządzenie to ma moc 60W i dzięki sezonowej regulacji pracuje ono 24 h/dobę przez 180 dni okresu grzewczego (koszt około 143 zł/rok). Jak również fakt, iż regulacja mocy takiego kotła (co będzie wynikało ze zmiany temperatury otoczenia) może odbywać się w zakresie wspomnianych 30%-100% wydajności nominalnej. Zmiana parametrów pracy takiego urządzenia pociąga za sobą zmianę jego efektywności energetycznej. Uwzględniając ten fakt zakładamy sprawność sezonową na poziomie 0,7.

Rys. 12. Porównanie kosztów eksploatacyjnych urządzeń z uwzględnienie kosztów zakupu, montażu, oraz przy założeniu sezonowej efektywności energetycznej.

Ochrona środowiska


Panele radiacyjne wykonywane są z materiałów przyjaznych środowisku i nie stanowiących zagrożenia dla organizmów żywych. Ponadto, tak jak i pompa ciepła, lokalnie nie emitują szkodliwych substancji do środowiska jak np. w przypadku kotła kondensacyjnego (spaliny). I tutaj wiele osób może nie zgodzić się z ta opinią. Naturalnie panele tak jak i pompa ciepła zasilane są energią elektryczną, która w naszym kraju pochodzi ze spalania paliw kopalnych co pośrednio przekłada się na emisję CO2 i innych szkodliwych substancji w skali całego kraju. Ponadto powszechnie wiadomym jest, iż w większości instalacje elektroenergetyczne są konstrukcjami starymi o niskiej sprawności, która często nie przekracza 40%. W takim razie na czym polega "ekologia naszego rozwiązania"?? Najdobitniej pokazuje to raport, który został zamieszczony na stronach "polskiego alarmu smogowego" (patrz rysunek poniżej).
Duże polskie miasta, ale też i małe miejscowości borykają się z problemem smogu, który jest niczym innym jak trującą chmurą skażonego powietrza. Okazuje się, że skażenie to jest powodowane w ponad 50% tzw. niską emisją, a więc spalinami wytwarzanymi w domowych źródłach ciepła (głównie kotłach węglowych w). Instalacje przemysłowe mimo, swojej niskiej sprawności konwersji energii wyposażone są w systemy filtracyjne obniżające ilość trujących substancji przedostających się do atmosfery. Instalacje takie nie powodują także koncentracji tych substancji na małym obszarze (nie trujemy siebie i swojego sąsiada). Możliwe jest także połączenie paneli podczerwieni z układami OZE np. ogniwami fotowoltaicznymi (PV), ogniwami hybrydowymi (PVT) czy turbinami wiatrowymi. W porównaniu z pompą ciepła grzejniki podczerwieni nie wymagają stosowania szkodliwych substancji (czynniki chłodnicze) o wysokim potencjale tworzenia efektu cieplarnianego (ang. GWP- Global Warming Potential). Należy chociażby wspomnieć, iż dążenie do ograniczenia szkodliwego oddziaływania czynników chłodniczych na środowisko wymusza zastępowanie nowymi, często znacznie droższymi substancjami. Co stwarza niepewną sytuację dla użytkowników pozostawionych w niepewności czy w przypadku awarii instalacji po kilku latach nie będzie konieczna wymiana większości podzespołów instalacji ze względu na brak dotychczasowego czynnika roboczego??

Bezgłośna praca


Panele na podczerwień charakteryzują sie całkowicie bezgłośną pracą (brak szumu w grzejnikach). Hałas jaki powstaje przy pracy sprężarki czy wentylatorów pompy ciepła może być dokuczliwy, nawet przy bardzo dobrym wygłuszeniu instalacji jest on słyszalny przez mieszkańców.

Wysoki komfort użytkowania


Komfort ten zapewnia higieniczność pracy bez wymuszania cyrkulacji kurzu i alergenów. Rozwiązanie zapewnia także "rześkość powietrza" nie powoduje jego wysuszania. To wszystko sprzyja dobremu samopoczuciu i zdrowiu. Co najważniejsze zaś panele są niezwykle łatwo sterowalne i pracują zawsze wtedy kiedy chcemy. Użytkownik nie musi martwić się że podczas jego nieobecności instalacja grzewcza może ulec awarii w skutek zamarznięcia niektórych jej elementów, przegrzania czy nieszczelności układu.

Oszczędność przestrzeni użytkowej


Panele na podczerwień nie wymagają dodatkowej przestrzeni na składowanie paliwa, instalacje doprowadzające i odprowadzające medium grzewcze czy systemy dodatkowe (np. nadmuch powietrza, odprowadzanie skroplin itp.). Nie wymagają również systemu czujników czy detektorów oraz rozbudowanego układu elektroniki sterującej. Same panele są znacznie cieńsze niż grzejniki konwekcyjne. Brak info o braku komina i kotłowni