Analiza efektywności systemu ogrzewania grzejnikowego – raport z badań na przykładzie domu studenckiego

Badania wspólnie z pracownikami AGH w Krakowie

Badania zostały przeprowadzone przez Centrum Zrównoważonego Rozwoju i Poszanowania Energii WGGiOŚ AGH w Miękini we współpracy z Towarzystwem Geosynoptyków GEOS. Na podstawie przeprowadzonych badań powstał raport, który tutaj prezentujemy.

Najważniejsze obszary badania

Przeprowadzone badania miały na celu określenie efektywności pracy automatycznego systemu do zarządzania ogrzewaniem grzejnikowym. Na podstawie pomiarów udało się określić:

1. Tygodniowe i sezonowe zużycie ciepła na dwóch tożsamych pionach grzewczych (na podstawie odczytów z ciepłomierzy).
2. Temperaturę zewnętrzną powietrza z całego okresu analizy (na podstawie danych uzyskanych ze stacji pogodowej znajdującej się 500 m od budynku).
3. Stopień otwarcia okien w danych pionach grzewczych (na bazie informacji z czujników otwarcia okien).
4. Temperaturę w pomieszczeniach.
5. Stopień otwarcia bezprzewodowych siłowników elektrycznych.

Zużycie energii w trakcie całego okresu analizy

Przebieg tygodniowego zużycia ciepła dla poszczególnych pionów grzewczych zestawiony ze średnią temperaturą powietrza atmosferycznego przedstawiono na wykresie poniżej. Największe zużycie energii miało miejsce, w czasie kiedy na zewnątrz było najchłodniej. Najmniejsze zużycie natomiast nastąpiło w trakcie okresów cieplejszych. W okresach z wyższymi temperaturami zewnętrznymi można zauważyć bardzo dużą oszczędność energii osiągniętą w pionie obsługiwanym przez system ogrzewania grzejnikowego w stosunku do pionu porównawczego (wykres poniżej). W pionie grzewczym z zamontowanym systemem ogrzewania grzejnikowego temperatura wynosiła średnio w granicach 22–23°C.

Stopień zużycia energii w zależności od stopnia otwarcia okna

W pionie porównawczym, gdzie nie było zamontowanych urządzeń sterowniczych, temperatura w pomieszczeniach była średnio o 1,5 stopnia wyższa. Przegrzanie pokoi w pionie porównawczym przekładało się na dłuższe czasy wietrzenia pomieszczeń (wyrażone współczynnikiem otwarcia okien). W pionie, gdzie zamontowano klasyczne głowice termostatyczne, ciepło do pomieszczenia było dostarczane pomimo otwartego okna. To z kolei miało swoje konsekwencje w postaci większego zużycia ciepła.

Realne oszczędności

Z zebranych danych jasno wynika, że montaż systemu ogrzewania grzejnikowego przyczynił się do oszczędności ciepła na poziomie około 56%. Bardzo ważny wpływ na wynik miało wietrzenie pomieszczeń w trakcie działania systemu ogrzewania w pionie porównawczym. Pozostawianie przez dłuższy czas w pomieszczeniach w pełni otwartych, ręcznych głowic termostatycznych w czasie, kiedy otwarte były okna, generowało niepotrzebne straty ciepła. Kolejnym problemem zaobserwowanym w pionie porównawczym było przegrzewanie pokoi do temperatur powyżej osiąganego komfortu cieplnego. Dzięki wykorzystaniu automatyki problem udało się rozwiązać, co potwierdzają dane z pionu obsługiwanego przez system ogrzewania grzejnikowego.

Dwa główne problemy rozwiązane dzięki montażowi systemu ogrzewania grzejnikowego

1. Przegrzewanie pomieszczeń – utrzymanie temperatury na odpowiednim, komfortowym poziomie było możliwe dzięki bezprzewodowym siłownikom elektrycznym.
2. Straty energii związane z wietrzeniem pomieszczeń – po zamontowaniu czujników otwarcia okna nastąpiła znaczna redukcja kosztów ogrzewania.

Oszczędności z systemem sterowania ogrzewaniem grzejnikowym

Przeprowadzone badania jasno dowodzą, że wykorzystanie systemu ogrzewania grzejnikowego w budynkach przynosi realne oszczędności w zakresie zużycia energii. Analiza wskaźników z okresu 13 tygodni (od stycznia do kwietnia bieżącego roku) jest tego potwierdzeniem. Z danych wynika, że uzyskane oszczędności osiągnęły poziom 55,8% w porównaniu z kosztami, które trzeba było ponieść w pomieszczeniach bez zainstalowanej automatyki.