Zapraszamy do przeczytania artykułu:

10.4. nowoczesne źródła ciepła – kogeneracja, kompaktowe

Kogeneracja (gospodarka skojarzona) to jednoczesne  wytwarzanie  energii  elektrycznej  i  ciepła w jednym procesie energetycznym. Umożliwia o wiele  bardziej  efektywne  wykorzystania  paliw, gdyż oprócz energii elektrycznej zagospodarowywane jest także ciepło odpadowe, dzięki czemu całkowita sprawność procesu sięga nawet 95%.
Na moduł kogeneracyjny składa się silnik napędzający generator prądu i system odzysku ciepła, zintegrowane z systemem ogrzewania i zasilania. Możliwe jest oddanie niewykorzystanej wytworzonej energii elektrycznej do sieci energetycznej.

Rysunek 10.2 Przykład bloku kogeneracyjnego (na bazie silnika tłokowego) o mocy cieplnej 30 kW, sprawności produkcji ciepła 68,6%, mocy elektrycznej 14 kW i sprawności produkcji energii elektrycznej 31,5% pracującego na potrzeby osiedla wielorodzinnych budynków pasywnych

Zapotrzebowanie na energię elektryczną w ciągu roku ma stosunkowo stały charakter, natomiast zapotrzebowanie na ciepło jest zróżnicowane w zależności od sezonu. Praca modułu kogeneracyjnego jest efektywna w momencie jednoczesnego zapotrzebowania na ciepło i energię elektryczną, dlatego powinien być on dobrany w sposób pozwalający mu na pracę przez jak najdłuższy czas w trakcie całego roku.
Dzięki kompaktowym urządzeniom grzewczym możliwe jest pokrycie całkowitego zapotrzebowania na ciepło do przygotowania c.w.u. i ogrzania pomieszczeń. Urządzenia takie mają wielkość i wygląd lodówko-zamrażarki. Są dostępne na polskim rynku, a ich koszt prawdopodobnie będzie maleć w najbliższym czasie. Niewątpliwą zaletą jest prosty montaż tych urządzeń, brak konieczności dostarczania innych  nośników energii poza energią elektryczną, a także brak kosztów przyłącza gazowego i do sieci ciepłowniczej, jak również oszczędność miejsca potrzebnego na kotłownię.
Głównym elementem urządzenia kompaktowego jest mała sprężarkowa pompa ciepła (o mocy około 1500 W ) pobierająca ciepło z usuwanego powietrza za wymiennikiem krzyżowym rekuperatora. Mimo że powietrze to jest już schłodzone, nadal jest cieplejsze od zewnętrznego oraz zawiera ciepło w postaci powstałej w budynku pary wodnej, tzw. ciepło utajone. Jeżeli do wstępnego podgrzania powietrza nawiewanego wykorzystujemy gruntowy wymiennik ciepła, to usuwane powietrze nie powinno mieć temperatury niższej niż 9°C. Dzięki dodatkowemu schłodzenia powietrza do 0°C otrzymujemy na parowaczu moc od 500 do 800 W. Ta prosta instalacja w budynku energooszczędnym NF15 może być źródłem ciepła do ogrzewania, przygotowania c.w.u. oraz odpowiadać za wentylację.
Urządzenia kompaktowe można stosować w budynkach  energooszczędnych  w  standardzie  NF15 a stawiane im wymagania są następujące:
•      Temperaturowa sprawność odzysku ciepła ≥ 80%, pobór mocy wentylatorów ≤ 0,45 W/m3h,
•      Średniosezonowe COP dla ogrzewania ≥ 2,5,
•      Średniosezonowe COP dla przygotowania c.w.u. ≥ 2,2,
•      Moc grzewcza urządzenia pokrywa projektowe obciążenie cieplne budynku lub mieszkania,
•      Skompensowanie mniejszej sprawności odzysku ciepła w celu spełnienia wymagania EUco ≤ 15 kWh/m2rok.

Rysunek 10.3 Schemat urządzenia kompaktowego, źródło: Passivhaus Institut

PARTNERZY