Efektywność pojemnościowych podgrzewaczy wody

Etykiety efektywności energetycznej podgrzewaczy pojemnościowych wody

Klasa efektywności, a koszty podgrzewania ciepłej wody użytkowej

Cechy techniczne podgrzewaczy o wysokiej efektywności energetycznej

Wydanie 1/2017

25.09.2017

www.eko-blog.pl www.vaillant.pl

2

Znaczenie efektywności energetycznej

podgrzewania ciepłej wody użytkowej

W ostatnim czasie szczególnie dużą uwagę zwracano na efektywność pracy źródeł ciepła.

Coraz szersze zastosowanie kotłów kondensacyjnych oraz pomp ciepła jest w dużej części

zasługą ich wysokiej efektywności energetycznej. Znajduje to potwierdzenie w klasach

efektywności, którą dla kotłów kondensacyjnych jest najczęściej klasa A, a dla pomp ciepła

A++ lub nawet A+++. W tym samym czasie większość podgrzewaczy pojemnościowych

ciepłej wody użytkowej spotykanych na rynku posiadało klasę C lub D. Od 26.09.2017 uległy

jednak zaostrzeniu wymagania dla urządzeń tego typu.

3

Udział ciepłej wody użytkowej

w bilansie energetycznym budynku

ECO =

70 kWh/m2rok

ECO =

25 kWh/m2rok

W starym budownictwie udział potrzeb cieplnych dla podgrzewania wody

użytkowej był niski, nawet poniżej 10% w bilansie rocznym. W nowszych

budynkach (np. wg warunków WT 2014) udział ten był już wyższy – ok. 15%

W najnowszych budynkach (WT 2017, domy niskoenergetyczne, pasywne)

udział ciepła dla podgrzewania wody użytkowej może wynosić od 25 do 50%

i być wyższy niż udział ciepła potrzebnego dla ogrzewania pomieszczeń.

Dane: na podstawie BDEW 2013

Obniżenie zapotrzebowanie ciepła dla

ogrzewania pomieszczeń z 70 do 25

kWh/m2rok, powoduje znaczny wzrost

udziału ciepła wymaganego dla

podgrzewania ciepłej wody w bilansie

domu (potrzeby wody i potrzeby energii

dla innych celów są niezmienne i nie

zależą od standardu izolacji cieplnej).

Rola efektywnego podgrzewania ciepłej

wody nabiera szczególnego znaczenia

w nowych budynkach.

!

4

Efektywność energetyczna systemu

ogrzewania CO i podgrzewania wody CWU

Na efektywność energetyczną systemu ogrzewania budynku i podgrzewania ciepłej wody

użytkowej wpływa efektywność kilku komponentów systemu. W znacznej mierze uwaga jest

skupiana na źródłach ciepła. Jednak znaczny wpływ odgrywa tutaj rodzaj zastosowanej

automatyki oraz standard podgrzewacza ciepłej wody użytkowej.

– etykiety energetyczne posiadają źródła

ciepła (kotły grzewcze, pompy ciepła itd.),

a także podgrzewacze wody, zbiorniki

buforowe, czy bojlery elektryczne

– takie urządzenia jak kolektory słoneczne,

czy automatyka nie posiadają etykiet, ale

są uwzględniane w etykiecie zbiorczej

systemu grzewczego

5

Wymagania dla pojemnościowych

podgrzewaczy wody

6

Wymagania dyrektyw 2009/125/UE oraz

2010/30/EU dla urządzeń grzewczych

Od 26.09.2015 r. urządzenia grzewcze muszą odpowiadać minimalnym wymaganiom

m.in. pod względem efektywności energetycznej zgodnie z dyrektywą UE nr 2009/125/WE

(ekoprojekt, ecodesign) oraz muszą być znakowane etykietami energetycznymi zgodnie

z wymaganiami dyrektywą UE nr 2010/30/UE (ecolabelling). Dotyczy to m.in. źródeł ciepła

małej mocy, ale również podgrzewaczy wody, zasobników ciepłej wody użytkowej

i zestawów zawierających podgrzewacz wody i urządzenie słoneczne.

7

Wymagania dla podgrzewaczy ciepłej

wody użytkowej

Od 26.09.2017 r. wymagania dyrektywy UE

nr 2009/125/WE (ekoprojekt, ecodesign)

muszą spełniać:

podgrzewacze wody o mocy 0÷400 kW

zasobniki wody o pojemności do 2000 dm3

Wymagania określają maksymalny poziom

emisji zanieczyszczeń (np. dla gazowych

podgrzewaczy wody) oraz maksymalny poziom

strat ciepła. Produkty spełniające takie

wymagania są znakowane symbolem CE.

Od 26.09.2017 r. wymagania dyrektywy UE

nr 2010/30/UE (ecolabelling) muszą spełniać:

podgrzewacze wody o mocy 0÷70 kW

zasobniki wody o pojemności do 500 dm3

Wymagania określają zasady przyznawania

etykiet efektywności energetycznej oraz ich

prezentowania. Od 26.09.2017 r. została

usunięta najniższa klasa G i wprowadzona

najwyższa A+. Do sprzedaży dopuszczone są

podgrzewacze wody o klasie efektywności

nie niższej niż klasa C.

8

Klasyfikacja efektywności podgrzewaczy

wody – dopuszczalne straty ciepła

50 100 200 300 400 500

5

4

3

2

1 A+

A

B

C

D

E

F

Pojemność, dm3

Str

ata

, kW

h/2

4h

S = 16,66 + 8,33 · V0,4

Od 26.09.2017 do sprzedaży można wprowadzać podgrzewacze klasy C lub wyższej.

Oznacza to, że podgrzewacz 300 litrów zgodnie z metodą obliczeniową rozporządzenia

812/2013 może cechować się stratą postojową nie większą niż 98,2 W. Przeliczając to na

stratę dobową jest to nie więcej niż 2,36 kWh/24h. Jeżeli straty te będą odpowiednio niższe

niż 70,1 W (1,68 kWh/24h) to podgrzewacz 300 litrów uzyska klasę B.

16,66 + 8,33 · 3000,4 =

= 98,2 W

= 2,36 kWh/24h

MAX: 2,36 kWh/24h

Klasy efektywności

nie dopuszczane

do wprowadzania

na rynek od 26.09.2017

9

Zmiana etykiet efektywności energetycznej

od 26.09.2017

Etykiety energetyczne dla tego

samego podgrzewacza ciepłej

wody użytkowej

od 26.09.2015 r.

po zmianie

od 26.09.2017 r.

26.09.2017 zmianie uległa skala klas efektywności. Wprowadzono klasę najwyższą A+

i jednocześnie usunięto najniższą klasę G. Nowe podgrzewacze wody o pojemności

do 500 litrów wprowadzane na rynek muszą posiadać etykietę co najmniej z klasą C.

10

Etykieta efektywności energetycznej

podgrzewacza wody (od 26.09.2017)

Rok wprowadzenia etykiety

Skala efektywności

energetycznej

(od 26.09.2017)

Producent

Model urządzenia

Pojemność podgrzewacza

Numer właściwego

rozporządzenia UE

Strata ciepła podgrzewacza

Klasa efektywności

energetycznej podgrzewacza

11

Cechy budowy podgrzewaczy

wody o wysokich klasach

efektywności energetycznej

12

Przykładowy bilans strat ciepła typowego

podgrzewacza ciepłej wody użytkowej

W przypadku podgrzewacza o przeciętnej

izolacji cieplnej, z klasą efektywności D,

strata postojowa może wynosić od 98

do 122 W (dla 300 litrów).

Większa część strat ciepła może mieć

miejsce na króćcach, które „przebijają”

powłokę izolacji cieplnej. Dotyczy to

szczególnie podgrzewaczy o większej

liczbie króćców, jak np. podgrzewaczy

2-wężownicowych (biwalentnych) służących

do współpracy z instalacją solarną.

Od 26.09.2017 do sprzedaży dopuszcza

się podgrzewacze klasy C lub wyższej.

Maksymalna strata postojowa np. dla

podgrzewacza 300 litrów wynosi 98,2 W.

0,6 W/K

= 18 W

0,6 W/K

= 18 W

0,4 W/K

= 12 W 0,4 W/K

= 12 W

0,3 W/K

= 6 W

0,2 W/K

= 4 W

0,2 W/K

= 4 W

1,5 W/K

= 38 W

Suma strat ciepła: 112 W

Bilans strat ciepła: króćce: 74 W (66%), płaszcz: 38 W (34%)

50 oC 20 oC

40 oC

D

30 oC

13

Efektywność energetyczna podgrzewacza

w zależności od rodzaju izolacji cieplnej

Vaillant uniSTOR VIH R 300 Vaillant uniSTOR VIH R 300/3 BR Vaillant uniSTOR VIH R 300/3 MR

Izolacja cieplna ze spienionego

polistyrenu NEOPOR, czyli

udoskonalonej wersji Styroporu

λ = 0,032 W/mK

Izolacja cieplna z pianki

poliuretanowej PU

λ = 0,020 W/mK

Izolacja cieplna warstwowa

z polistyrenu oraz płyt

próżniowych

λ = 0,007 W/mK

14

Istotne szczegóły budowy podgrzewaczy

ciepłej wody użytkowej

Wysoki wpływ na straty ciepła podgrzewacza

mają wszelkie nieosłonięte izolacją cieplną

miejsca, takie jak króćce wody, czy grzałki

elektryczne. W podgrzewaczach wysokiej klasy

energetycznej przykłada się dużą uwagę

do eliminacji tych strat cielnych.

Fot. Izolacja cieplna kołnierza

i grzałki elektrycznej podgrzewaczy

Vaillant uniSTOR/auroSTOR

OK !

15

Izolacja z płyt próżniowych

Większość oferowanych na rynku podgrzewaczy pojemnościowych posiada klasę C, bądź

też B przy zastosowaniu skuteczniejszej izolacji cieplnej (np. pianka poliuretanowa).

Podgrzewacze o najwyższej efektywności uzyskują klasę A lub A+ dzięki stosowaniu izolacji

cieplnej z płyt próżniowych. W stosunku do standardowej izolacji wykonanej z polistyrenu

(styropianu) współczynnik przewodzenia ciepła jest niższy nawet ponad 5 razy.

16

Efekty zastosowania podgrzewacza

wody o wyższej klasie efektywności

energetycznej

17

Porównanie podgrzewaczy 300 litrów według

klas efektywności (wartości dopuszczalne)

Cena 1 kWh ciepła = 0,178 zł/kWh, przy aktualnych cenach gazu ziemnego

w taryfie W-3, dla pracy kotła kondensacyjnego o sprawności pracy 98% w trybie

podgrzewania ciepłej wody użytkowej (np. typoszereg Vaillant ecoTEC).

C B

A

98,2 W 70,1 W 50,1 W

2,36

kWh/24h

1,68

kWh/24h

1,20

kWh/24h

0,42

zł/24h

153

zł/rok

0,30

zł/24h

109

zł/rok

0,21

zł/24h

78

zł/rok

D

122,2 W

2,93

kWh/24h

0,52

zł/24h

190

zł/rok

-30% -30% -20%

18

Znaczenie strat ciepła podgrzewacza

w bilansie układu podgrzewania wody CWU

Straty cieplne z podgrzewacza wody mogą stanowić znaczący udział w bilansie układu

podgrzewania ciepłej wody użytkowej. Przykładowo w domu o dziennych potrzebach wody

300 litrów (45 oC), potrzeby ciepła powinny wynosić około 12 kWh. Wówczas straty ciepła

podgrzewacza klasy D, mogą stanowić około 20% całkowitych potrzeb ciepła.

Straty ciepła dla podgrzewacza klasy B

mogą być niższe nawet 2-krotnie, a ich

udział w bilansie cieplnym obniży się

do około 12 procent, a klasy A do ok. 9%.

C

B

2,36 kWh/24h

1,68 kWh/24h

1,20 kWh/24h A

300 l/dzień 12 kWh/24h

16%

12%

9%

D 2,93 kWh/24h 20%

19

Wpływ efektywności podgrzewacza

na efektywność całego zestawu CO/CWU

Skład zestawu:

Kocioł gazowy kondensacyjny

ecoTEC VC 206/5-5

2 kolektory płaskie auroTHERM

VFK 145 V (4,7 m2 absorbera)

Regulator calorMATIC 470f

Podgrzewacz ciepłej wody

użytkowej 300 litrów

Klasa efektywności C

Skład zestawu:

Kocioł gazowy kondensacyjny

ecoTEC VC 206/5-5

2 kolektory płaskie auroTHERM

VFK 145 V (4,7 m2 absorbera)

Regulator calorMATIC 470f

Podgrzewacz ciepłej wody

użytkowej 300 litrów

Klasa efektywności A

96% 176%

A++ A

96% 144%

A+ A

Zastosowanie podgrzewacza o wysokiej klasie efektywności pozwala zwiększyć całkowitą

efektywność energetyczną zestawu (np. gazowy kocioł kondensacyjny + 2 kolektory płaskie

+ podgrzewacz 2-wężownicowy). W wielu przypadkach zwiększyć się może także klasa

efektywności zestawu dla podgrzewania ciepłej wody użytkowej, np. z A+ do A++ (klasa A+

i wyższa świadczy o wykorzystaniu energii odnawialnej).

Chłodzenie

www.eko-blog.pl www.vaillant.pl

Ogrzewanie

Energia odnawialna

Kotły gazowe

Kotły olejowe

Pompy ciepła

Kolektory słoneczne

Systemy wentylacji