An energetic and economic comparative analysis of systems with a heat pump and gas boiler for heating a single-family house

• Autorzy: Szulc R. , Panas A. , Szwedziak K.

Warianty tytułu

PL

Energetyczno - ekonomiczna analiza porównawcza instalacji z pompą ciepła i gazowej do ogrzewania domu jednorodzinnego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents an economic and energetic comparative analysis of a system with a heat pump and ground-source heat exchangers, and a conventional heating system relying on the combustion of natural gas. Tests were carried out between 2011 and 2014 in a house of 160m2 floor surface with an installed 8 kW heat pump, in a breakdown by individual heating seasons. Results demonstrated that heating a building using renewable resources is less expensive than a conventional gas heating system by about 48%, but more expensive in terms of investment costs by 33-40% (depending on the type of ground-source heat exchanger). Return on investment costs is achieved after about 5-7 years of heat pump use. On average, ca. 85.09 GJ of energy were generated during a single heating season, average consumption of electrical energy to support heat pump operation was ca. 5085 kWh, and the average cost of system use per heating season was ca. PLN 2881.

PL

Przedstawiono porównawczą analizę ekonomiczno-energetyczną systemu wyposażonego w pompę ciepła oraz gruntowe wymienniki ciepła oraz tradycyjnego systemu opartego na spalaniu gazu ziemnego. Badania dotyczyły budynku mieszkalnego o powierzchni 160m2, pompy ciepła o mocy 8kW i prowadzono je w okresie od 2011 do 2014 roku z podziałem na poszczególne sezony grzewcze. Uzyskane wyniki świadczą o tym, iż ogrzewanie budynku z wykorzystaniem źródeł odnawialnych jest tańsze w stosunku do tradycyjnego systemu gazowego o ok 48% lecz droższe w kwestii kosztów inwestycyjnych o 33-40% (w zależności od rodzaju wymiennika gruntowego). Zwrot kosztów inwestycyjnych następuje po ok 5-7 latach eksploatacji pompy ciepła. W ciągu jednego sezonu grzewczego pozyskano średnio ok. 85,09 GJ a średnie zużycie energii elektrycznej niezbędnej za posilania pompy ciepła wyniosło ok. 5085 kWh, a średni koszt eksploatacji systemu wyniósł w ciągu jednego sezonu grzewczego ok. 2881 PLN.

Słowa kluczowe

EN

heat pump; gas installation; heating a single-family house

PL

pompa ciepła; instalacja gazowa; ogrzewanie domu jednorodzinnego

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Poznański Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Logistyka
• Rocznik: 2014
• Tom: nr 6
• Strony: 10400--10406
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., fot., tab., wykr., pełny tekst na CD 3

Twórcy

autor

Szulc R.

• Institute of Technology and Life Sciences, 67 Biskupińska Street, 60-463 Poznań

autor

Panas A.

• Grasant

autor

Szwedziak K.

• Opole University of Technology, Departament of Biosystems Engineering, 5 Stanisława Mikołajczyka Street, 45-271 Opole, Poland

Bibliografia

• 1. Chua K.J., Chou S.K., Yang W.M. 2010. Advances in heat pump systems: A review. Applied Energy. Volume 87, Issue 12, p. 3611–3624.
• 2. Dreszer K. A., Michałek R., Roszkowski A., 2003. ”Energia odnawialna – możliwości jej pozyskiwania i wykorzystania w rolnictwie”, PTIR Kraków-Lublin-Warszawa, pp. 256
• 3. Hepbasli A., Akdemir O., Hancioglu E. 2003. Experimental study of a closed loop vertical ground source heat pump system. Energy Conversion and Management. Volume 44, Issue 4, p. 527–548
• 4. Ministerstwo Gospodarki, Ministerstwo Środowiska, 2011. Założenia Narodowego Programu Gospodarki Niskoemisyjnej. Warszawa. [Accessed on 04.11.2012]. On-line resources: http://www.mg.gov.pl/files/upload/10460/NPRGN.pdf
• 5. Nagano K., Katsura T., Takeda S. 2006. Development of a design and performance prediction tool for the ground source heat pump system. Applied Thermal Engineering, 26(14-15). p. 1578-1592
• 6. Nawrocki L. 2003. Wpływ odzyskiwania ciepła z głębokiej ściółki na kształtowanie mikroklimatu w chlewni”, Rozprawa habilitacyjna, Inżynieria Rolnicza, 6(48)
• 7. Omer A. M. 2008. Ground-source heat pumps systems and applications. Renewable and Sustainable Energy Reviews. Volume 12, Issue 2, p. 344–371.
• 8. Ozgener O., Hepbasli A. 2005. Exergoeconomic analysis of a solar assisted ground-source heat pump greenhouse heating system. Applied Thermal Engineering 25(10). p. 1459-1471.
• 9. Szulc R. 2013. Kierunki i perspektywy rozwoju ekoenergetyki w Polsce alternatywą dla tradycyjnych źródeł energii. Rozdział w monografii Aplikacyjne i teoretyczne problemy w przemyśle rolno-spożywczym. Red. Naukowa. M. Tukiendorf i K.Szwedziak. p.235-242
• 10. Szulc R., Łaska B. 2012 Results of the comparative exploitation study on the vertical heat exchanger in winter and summer Intercathedra Nr 28/3 Poznań 2012 p. 79-84
• 11. Szulc R., A. Panas 2014. Ogrzewanie domu z budynku inwentarskiego. Hodowca Trzody Chlewnej nr 5-6 p.57-78