Wykorzystanie ekologicznych źródeł energii ogrzewania a automatyka sterująca

Inteligentny Dom , Inteligentny Budynek eHouse – wykorzystanie darmowych źródeł energii.

Optymalne wykorzystanie darmowych i ekologicznych źródeł energii wymaga zastosowania systemu automatyki sterującej która pozwoli na optymalne wykorzystanie danego źródła energii, kiedy wytwarza ono energię a nie ją pobiera. Wymaga to opomiarowania i stworzenia dużej ilości niezależnych segmentów ogrzewania włączanego automatycznie w zależności np. od obecności słońca, jego kierunku itd. W przeciwnym razie brak automatyki ogrzewania może spowodować ujemny bilans energetyczny, co oznacza straty energii grzewczej a nie zyski. Automatyka ogrzewania i wentylacji musi więc ze sobą współpracować, aby nie pojawiały się konflikty pracy np. kominek grzeje a rekuperator chłodzi, lub kocioł blokuje pracę kolektorów słonecznych. Pomimo znanego określenia “Energia Darmowa” urządzenia do jej wytworzenia czy też “odbioru” nie są ani darmowe ani tanie. Dodatkowo po pewnym czasie zaczynają się psuć, tracą sprawność lub wręcz nie nadają się do niczego.

Przykładem może być tu na przykład ogólnie znanej pompy ciepła. W teorii jest to urządzenie “perpetum mobile”, które daje znacznie więcej energii niż się w nie włoży (z rzędu 5, 6 razy). Jest bardzo wygodna, gdyż w optymalnych warunkach pobiera 1kW prądu a w zamian daje 5 – 6 kilowatów energii grzewczej. W przypadku warunków nieoptymalnych, niedopasowania do potrzeb, możemy dojść do sytuacji, że pompa ciepła pracuje jak grzałka elektryczna ze sprawnością 100% (pobierając 1kw i dając 1kw, przy czym wykorzystuje najdroższy rodzaj energii jakim jest energia elektryczna).
Zakładając maksymalną teoretyczną sprawność tego urządzenia, jego cenę wraz z instalacją, jego czas zwrotu kosztów jest szacowany na około 15 lat.
Ten czas jest nierealny do osiągnięcia nawet w warunkach teoretycznych, gdyż trudno zakładać nawet najbardziej optymistycznie, że urządzenie do tego czasu ani razu się nie zepsuje. Dodatkowo mówimy tu o warunkach pracy idealnych (przy uzyskaniu maksymalnej sprawności – teoretycznej). W przypadku ograniczenia sprawności w wyniku rzeczywistych warunków, czas zwrotu kosztów urządzenia i instalacji może wydłużyć się o kolejne 50%.
Powoduje to konieczność spojrzenia na długoterminowy i realny zysk.

Podobną sytuację mamy w rekuperatorze, który ma teoretyczną sprawność 80-90%. Jednak w przypadku gdy temperatura na jego wyjściu jest mniejsza od pokojowej, większość rekuperatorów dogrzewa ją przy pomocy zwykłej grzałki elektrycznej, co generuje straty, wykorzystując drogą energię elektryczną do ogrzewania. Sprawność rekuperatora maleje także, przy zmianie ciśnienia w stosunku do optymalnego. Dodatkowo rekuperator może nam szkodzić jeśli zastosujemy na jego wejściu gruntowy wymiennik ciepła, w którym występują zbyt duże straty ciśnienia, powodując że wywiew powietrza z domu dla rekuperatora jest mocniejszy niż nawiew do domu. W takiej sytuacji w domu tworzy się chwilowe podciśnienie, które powoduje zasysanie zimnego powietrza z zewnątrz przez nieszczelności budynku, kominy, szyby wentylacyjne, kominek itd. W ekstremalnej sytuacji z rekuperatora otrzymujemy jeden wentylator wyciągający ciepłe powietrze z domu, tak jak zwykły wentylator łazienkowy.

Sprawność i wydajność całego układu grzewczego może być więc w bardzo prosty sposób narażona na znaczny spadek w wyniku nieoptymalnej pracy urządzeń i braku wspólnego i inteligentnego sterowania.

W przypadku zastosowania alternatywnych źródeł darmowych i tanich energii jak kolektory słoneczne, kominek z płaszczem wodnym, kocioł na paliwa stałe oraz ich optymalną automatyzację i zintegrowane sterowanie, niejednokrotnie udało by nam się otrzymać znacznie większe zyski energetyczne, ze względu na pracę urządzeń w optymalnych warunkach przy maksymalnej sprawności, czasami nawet bezobsługowo. Ma to także wpływ na wydłużenie czasu życia urządzeń grzewczych, jak pompy ciepła, kotły, kominek, rekuperator, które pracują przy optymalnych parametrach a nie ekstremalnych, poza zakresem normalnej a czasem nawet dopuszczalnej pracy.

Biorąc pod uwagę ciągły wzrost cen energii elektrycznej i uzyskania energii grzewczej oraz coraz bardziej restrykcyjne normy energetyczne konieczne jest wykonanie optymalnego i taniego w użytkowaniu systemu ogrzewania i kotłowni, aby było nas stać na jego ogrzanie, kiedy ceny energii za kilka lat wzrosną 2 razy lub więcej. Pod uwagę należy też brać stan rzeczy, że budynek raczej nie poprawia swoich parametrów cieplnych i z czasem potrzebuje coraz większych nakładów energii grzewczej, aby utrzymać tą samą temperaturę co kilka lat temu. Dzieje się tak w wyniku powstawania nieszczelności, zawilgocenia murów i ocieplenia, tworzenia pęknięć w murach, nieszczelności instalacji hydraulicznej, starzenia się izolacji, itd. Zasada myślenia “Nie ważne ile kosztuje ogrzewanie, ważne żeby na nie zarobić” ma coraz to krótsze nogi i w przyszłości może okazać się, że za zbyt duże zużycie energii na metr kwadratowy czy osobę będziemy musieli płacić kary. Jest to jeden z głównych powodów określenia – “dom dla wroga”.

W tym kontekście kotłownię, wentylację i automatykę sterującą ogrzewaniem, trzeba wykonać na zapas i z nadmiarem, zostawiając sobie miejsce na “Plan B”, jeśli okaże się, że nasze teoretyczne rozważania nie sprawdziły się i użytkowanie domu jest nieekonomiczne. Zostawienie sobie opcji zastosowania i instalacji kolektorów słonecznych, kotłów na inne rodzaje paliwa jest niezbędne aby cieszyć się własnym domem.

sterownik kotłowni, automatyka kotłowni, sterowanie rekuperacją
Inteligentny Dom, Inteligentny Budynek
sterowanie ogrzewaniem
sterowanie ogrzewaniem