Wspomaganie decyzji o wyborze optymalnego rozwiązania systemu przygotowania ciepłej wody

• Autorzy: Kordana S. , Słyś D.

Identyfikatory

DOI

10.7862/rb.2016.162

Warianty tytułu

EN

Decision support for selecting the most favorable variant of hot water system

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W Polsce obserwuje się obecnie tendencję do obniżania energochłonności obiektów budowlanych. Główne działania skupione są jednak na możliwościach zredukowania zapotrzebowania na energię wykorzystywaną na potrzeby ogrzewania pomieszczeń, podczas gdy potencjał tkwiący w alternatywnych rozwiązaniach systemów przygotowania ciepłej wody użytkowej nie znajduje tak szerokiego zainteresowania. Tymczasem podgrzewanie wody stanowi drugą co do wielkości pozycję w bilansie zużycia energii w sektorze budownictwa, co skłania do oszczędzania energii przeznaczonej także na ten cel. Problemem pozostaje jednak konieczność poniesienia wysokich nakładów inwestycyjnych na realizację instalacji energooszczędnych, która może budzić opór ze strony mieszkańców. W odpowiedzi na powyższą kwestię zdefiniowano pozostałe kryteria decydujące o racjonalności zastosowania odmiennych rozwiązań systemu przygotowania ciepłej wody oraz przeprowadzono analizę dla przykładowego obiektu. Jako narzędzie oceny rozpatrywanych wariantów modernizacji istniejącego systemu wykorzystano jedną z najczęściej stosowanych wieloatrybutowych metod oceny projektów inwestycyjnych, to jest metodę scoringową. Przeprowadzone badania wykazały, iż uwzględnienie w analizie wielu kryteriów, takich jak kryteria: ekonomiczne, eksploatacyjne, społeczne, środowiskowe i techniczne, pozwala wskazać wiele korzyści związanych z wykorzystaniem niekonwencjonalnych źródeł energii w celu podgrzewania wody w wewnętrznych instalacjach wodociągowych. Uzyskana łączna ocena badanych wariantów projektowych po-twierdziła także, że znaczenie korzyści płynących z zastąpienia paliw kopalnych źródłami odnawialnymi i odpadowymi jest tak duże, że pozwala przezwyciężyć niedogodności związane z wysoką ceną zakupu i montażu stosownych urządzeń.

EN

Currently, the tendency to reduce the energy consumption of buildings is observed in Poland. Nevertheless, the possibilities to reduce the energy demand for space heating are the main subject of interest, while the ways to minimize energy use for hot water heating are underestimated. Meanwhile, domestic hot water preparation is the second largest item in the balance of energy consumption of buildings and this is the incentive to save energy used to heat water. The need to incur high investment costs for sustainable hot water systems is, however, a problem. In response to the above issue, the criteria which determine the optimal choice of hot water system have been defined. The analysis for the typical single-family dwelling house has also been carried out. The scoring method, which is one of the most commonly used multi-attribute decision-making methods, has been chosen as the tool for assessing the considered modernization variants of the existing water heating system. Studies have shown that taking into account a number of criteria, such as economic, environmental, operating, social and technical ones, allows the indication of the advantages of such investments. The obtained results have also confirmed that these advantages of the analyzed systems significantly exceed the drawbacks.

Słowa kluczowe

PL

kryteria decyzyjne; odzysk ciepła odpadowego; ścieki; metoda wieloatrybutowa; wykorzystanie energii słonecznej

EN

decision criteria; drain water heat recovery; multi-attribute decision making method; solar energy harnessing

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej
• Czasopismo: Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture
• Rocznik: 2016
• Tom: z. 63, nr 2/II
• Strony: 225--240
• Opis fizyczny: Bibliogr. 35 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Kordana S.

• Politechnika Rzeszowska, Wydział Budownictwa, Inżynierii Środowiska i Architektury, Zakład Infrastruktury i Ekorozwoju, al. Powstańców Warszawy 6, 35-959 Rzeszów, tel. [phone]

autor

Słyś D.

• Politechnika Rzeszowska, Wydział Budownictwa, Inżynierii Środowiska i Architektury, Zakład Infrastruktury i Ekorozwoju, al. Powstańców Warszawy 6, 35-959 Rzeszów, tel. [phone]

Bibliografia

• [1] Belton V., Stewart T.J.: Multiple Criteria Decision Analysis. An Integrated Approach, Springer Science + Business Media, B.V., Dordrecht 2002.
• [2] Bertrand A., Mastrucci A., Schuler N., Aggoune R., Marechal F.: Characterisation of domestic hot water end-uses for integrated urban thermal energy assessment and optimisation, Applied Energy, http://dx.doi.org/10.1016/j.apenergy.2016.02.107, 2016 (in press).
• [3] Brealey R.A., Myers S.C., Allen F.: Principles of Corporate Finance, McGraw-Hill/Irwin, New York 2011.
• [4] Catalina T., Virgone J., Blanco E.: Multi-source energy systems analysis using a multi-criteria decision aid methodology, Renewable Energy, vol. 36, 2011, pp. 2245-2252.
• [5] Chen J.F., Dai Y.J., Wang R.Z.: Experimental and theoretical study on a solar assisted CO2 heat pump for space heating, Renewable Energy, vol. 89, 2016, pp. 295-304.
• [6] Chudzicki J., Sosnowski S.: Instalacje wodociągowe: projektowanie, wykonanie, eksploatacja, Wydawnictwo „Seidel-Przywecki”, Warszawa 2009.
• [7] Czarniecki D., Pisarev V., Dziopak J., Słyś D.: Analiza techniczna i finansowa instalacji do odzysku ciepła ze ścieków w budynkach wielorodzinnych [w:] Interdyscyplinarne zagadnienia w inżynierii i ochronie środowiska. Tom 4, (pod red.) Traczewska T.M., Kaźmierczak B., Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 2014, s. 132-148.
• [8] Czarniecki D., Słyś D.: Analiza techniczna i finansowa odzysku ciepła odpadowego ze ścieków w miasteczku akademickim Politechniki Rzeszowskiej, Technologia wody, nr 4, 2015, s. 73-81.
• [9] Diego-Ayala U., Carrillo-Baeza J.G.: Study of the Thermal Behaviour of Water for Residential Use in Tanks of Concrete and Polyethylene in Humid Subtropical Climate, Ingeniería Investigación y Tecnología, vol. 16, 2015, pp. 573-583.
• [10] Dz.U. 2015 poz. 376: Rozporządzenie Ministra Infrastruktury i Rozwoju z dnia 27 lutego 2015 r. w sprawie metodologii wyznaczania charakterystyki energetycznej budynku lub części budynku oraz świadectw charakterystyki energetycznej.
• [11] Evins R., Orehounig K., Dorer V.: Variability between domestic buildings: the impact on energy use, Journal of Building Performance Simulation, vol. 9, 2016, pp. 162-175.
• [12] Figueira J., Greco S., Ehrgott M. (red.): Multiple Criteria Decision Analysis: State of the Art Surveys, Springer Science + Business Media, Inc., Boston 2005.
• [13] Ghelli A., Hagras H., Aldabbagh G.: A Fuzzy Logic-Based Retrofit System for Enabling Smart Energy-Efficient Electric Cookers, IEEE Transactions on Fuzzy Systems, vol. 23, 2015, pp. 1984-1997.
• [14] Główny Urząd Statystyczny: Efektywność wykorzystania energii w latach 2003-2013. Informacje i opracowania statystyczne, Warszawa 2015.
• [15] Kordana S., Słyś D., Dziopak J.: Rationalization of water and energy consumption in shower systems of single-family dwelling houses, Journal of Cleaner Production, vol. 82, 2014, pp. 58-69.
• [16] KOBiZE: Wskaźniki emisji zanieczyszczeń ze spalania paliw: kotły o nominalnej mocy cieplnej do 5 MW, IOŚ-PIB, Warszawa 2015.
• [17] Kušnír M., Vranay M., Košičanová D., Vranayová Z., Kapalo P., Gavlík M.: Utilizing solar energy in order to reduce energy loads of building, Chemical Engineering Transactions, vol. 39, 2014, pp. 1483-1488.
• [18] Nowak M. (red.): Wspomaganie decyzji w planowaniu projektów, Difin, Warszawa 201.
• [19] O’Connor D., Calautit J.K.S., Hughes B.: A review of heat recovery technology for passive ventilation applications, Renewable & Sustainable Energy Reviews, vol. 54, 2016, pp. 1481-1493.
• [20] Obszary rozliczenia ciepła spalania, http://www.psgaz.pl/obszary-rozliczeniaciepla-spalania/ {dostęp: 21.03.2016 r.}.
• [21] Pochwat K., Słyś D., Dziopak J.: Analiza opadów na potrzeby wymiarowania sieci i zbiorników retencyjnych w kanalizacji, Gaz, Woda i Technika Sanitarna, nr 7, 2013, s. 269-272.
• [22] Prosument-dofinansowanie mikroinstalacji OZE, https://www.nfosigw.gov.pl/oferta-finansowania/srodki-krajowe/programy-priorytetowe/prosument-dofinansowanie-mikroinstalacji-oze/ {dostęp: 24.03.2016 r.}.
• [23] Rocha H., Peretta I.S., Lima G.F.M., Marques L.G., Yamanaka K.: Exterior lighting computer-automated design based on multi-criteria parallel evolutionary algorithm: optimized designs for illumination quality and energy efficiency, Expert Systems with Applications, vol. 45, 2016, pp. 208-222.
• [24] Słyś D., Kordana S.: Financial analysis of the implementation of a Drain Water Heat Recovery unit in residential housing, Energy and Buildings, vol. 71, 2014, pp. 1-11.
• [25] Słyś D., Kordana S.: Odzysk ciepła odpadowego w instalacjach i systemach kanalizacyjnych, Wydawnictwo i Handel Książkami „KaBe”, Krosno 2013.
• [26] Starzec M., Dziopak J., Alexeev M.I.: Effect of the sewer basin increasing to necessary useful capacity of multichamber impounding reservoir, Water and Ecology, vol. 1, 2015, pp. 41-50.
• [27] Stec A., Kordana S.: Analysis of profitability of rainwater harvesting, gray water recycling and drain water heat recovery systems, Resources, Conservation and Recycling, vol. 105, 2015, pp. 84-94.
• [28] Svintsov A.P., Kharun M.I., Mukarzel S.A.: Valve head for water fittings with high regulatory capacity, Magazine of Civil Engineering, no 6, 2015, pp. 8-18.
• [29] Typowe lata meteorologiczne i statystyczne dane klimatyczne dla obszaru Polski do obliczeń energetycznych budynków, https://danepubliczne.gov.pl/ {dostęp: 16.03.2016 r.}.
• [30] Urmee T., Thoo S., Killick W.: Energy efficiency status of the community housing in Australia, Renewable & Sustainable Energy Reviews, vol. 16, 2012, pp. 1916-1925.
• [31] Wallin J., Claesson J.: Investigating the efficiency of a vertical inline drain water heat recovery heat exchanger in a system boosted with a heat pump, Energy and Buildings, vol. 80, 2014, pp. 7-16.
• [32] Wyrębski P., Fryze A.: Odzyskiwanie ciepła ze ścieków, Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja, nr 10, 2014, s. 385-386.
• [33] Yu Z., Fung B.C.M., Haghighat F., Yoshino H., Morofsky E.: A systematic procedure to study the influence of occupant behavior on building energy consumption, Energy and Buildings, vol. 43, 2011, pp. 1409-1417.
• [34] Zeleňáková M., Gaňová L., Purcz P., Satrapa L.: Methodology of flood risk assessment from flash floods based on hazard and vulnerability of the river basin, Natural Hazards, vol. 79, 2015, pp. 2055-2071.
• [35] Zhang P., Ye J., Zeng G.: Thermal Effects, Water Environment Research, vol. 87, 2015, pp. 1901-1913.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.