Podstawowym kryterium rozwoju gospodarczego każdego kraju jest efektywność wykorzystania energii.

Jej miernikiem bywa energochłonność produktu krajowego brutto (PKB), czym znacznie ustępuje nasz kraj w porównaniu z innymi w Unii Europejskiej. Tymczasem Polska zakłada wzrost zużycia energii do roku 2020 o 50%, a jednocześnie winniśmy (wg wytycznych UE) obniżyć energochłonność gospodarki o połowę. Na podstawie obliczeń autora, w samym sektorze ogrzewania mieszkań oraz budynków użyteczności publicznej (niska sprawność systemów ciepłowniczych, niedostateczna izolacja domów, itp.) potencjalne rezerwy energetyczne sięgają w kraju 585 TWh rocznie.
Odpowiadają one finansowym, możliwym do osiągnięcia oszczędnościom w nośnikach energii na poziomie około 2,8 mld euro/rok w naszym kraju, co przekłada się na zamożność narodu.
Teraz - kiedy ceny nośników energii drastycznie rosną (szczególnie gazu ziemnego oraz ropy) i godzą w poziom życia współrodaków - dalsze zwlekanie z termomodemizacją w omawianym sektorze mieszkaniowym jest niemożliwe. Działania w tej dziedzinie są korzystne w ramach Funduszu Termomodernizacyjnego przy Banku Gospodarstwa Krajowego (BGK).
Celem niniejszej publikacji jest zaprezentowanie klasycznych przykładów obniżania kosztów ogrzewania niewielkiej ilości domów (małych osiedli) z wspólną siecią grzewczą i centralną kotłownią. Wprowadzone innowacje techniczno-procesowe zostały sprawdzone w czterech miejscowościach na terenie Niemiec o podobnym klimacie do naszego.
Istotą omawianej innowacji jest zastosowanie zasobnika ciepła w ziemi o długoterminowym działaniu. Jest on sprzężony z kolektorami słonecznymi z próżniowymi rurami wg rys. 1 - oraz z siecią grzewczą kilku budynków, w ich centralnej kotłowni wg rys. 2.

Rys. 2 Schemat sieci grzewczej małego osiedla, wspomaganej promieniowaniem słonecznym, sprzężonym z podziemnym, długoterminowym zasobnikiem ciepła.

Poprzez zastosowanie długoterminowego zasobnika ciepła następuje przesunięcie w czasie między
maksymalnym poborem ciepła słonecznego w okresie letnim, a jego najwyższym zapotrzebowaniem
zimą.

Rys. 3 Kolektory słoneczne na dachach budynków, ogrzewanych promieniowaniem słonecznym oraz ciepłem sieciowym z centralnej kotłowni.

W tak zaprezentowanym rozwiązaniu techniczno-procesowym promieniowanie słoneczne wspomaga ogrzewanie budynków centralną kotłownią opalaną węglem, biomasą gazem ziemnym itp.
Pola baterii słonecznych zasilają latem długoterminowe zasobniki ciepła w ziemi, a w zimie płynie ono do sieci grzewczej budynków.
Jako zasobniki ciepła stosuje się zbiorniki z wodą lub określone ilości ziemi z boczną wgłębną izolacją ogrzewaną pionowymi sondami rur współosiowych, lub (wariantowo) wielopiętrowymi rurami o spiralnym ułożeniu.
W takim układzie techniczno-procesowym istniejąca, centralna kotłownia uzupełnia ciepło sieci w najzimniejszych dniach zimowych.

Pilotowe tego typu systemy grzewcze małych osiedli w miejscowościach: Friedrichshafen, Neckarsulm, Rostock oraz Crailsheim osiągały w ostatnich kilku latach 28-50-procentowe oszczędności w opalaniu swoich centralnych kotłowni (S. Raab; SONNE WIND & WARME; 38, 5, 2005 r.) coraz droższymi nośnikami energii.
Wśród w/w pilotowych instalacji grzewczych wg rys. 2 najdłużej, bo od 1996 roku pracuje ta w Friedrichshafen. Obejmuje ona 560 mieszkań o powierzchni użytkowej 39.500 m. Powierzchnia kolektorów słonecznych wynosi 5.600 m . Długoterminowy zasobnik ciepła z wodą w ziemi jest o objętości 12.000 m . Srednio-rocznie pokrywa z promieniowania słonecznego 29% zapotrzebowania na ciepło omawianego osiedla.
Na rys. 4 zaprezentowano kształtowanie się temperatury w długoterminowym zasobniku ciepła w latach od stycznia 1997 roku do stycznia 2005 roku. Uwzględniono górę, środek i dół zasobnika, jak i temperaturę ziemi poniżej 4,3 m pod powyższym oraz 2.0 m z jego pobocza.

Rys. 4 Rozkład temperatury w podziemnym, długoterminowym zasobniku ciepła słonecznego na osiedlu w Friedrichshafen w okresie styczeń 1997 - styczeń 2005 rok.

Dla porównania przytacza się system ciepłowniczy małego osiedla w Neckarsulm. Obejmuje on 140 mieszkań, szkołę, dom rencistów oraz centrum handlowe o powierzchni użytkowej 43.000 m. Powierzchnia kolektorów słonecznych wynosi 6.500 m . Długoterminowy zasobnik ciepła obejmuje 63.360 m powierzchni ziemi z pionowymi sondami obiegu nośniku ciepła (mieszaniny wody z glikolem -tak, jak w chłodnicach samochodowych). Poprawę sprawności całego układu uzyskano poprzez pompę
ciepła. Dzięki niej promieniowanie słoneczne pokrywa średni o-rocznie aż 39% całkowitego zapotrzebowania na ciepło przez omawiane osiedle.
To co okazuje się wysoce opłacalne w ogrzewaniu osiedli mieszkaniowych w Niemczech, przyniesie równie pokaŹne oszczędności w naszym kraju i z tych oczywistych motywacji napisano niniejszy artykuł. Dziś ogrzewanie osiedli - wyłącznie szybko drożejącymi nośnikami energii - szczególnie gazem ziemnym lub olejami opałowymi, przewyższa możliwości płatnicze większości mieszkańców.

Komentarze (0) >>

Write comment