Optymalizacja zużycia ciepła: jak poprawić efektywność energii cieplnej

Ciepło to w wielu budynkach i zakładach największa pozycja w kosztach energii. Optymalizacja energetyczna w ogrzewaniu nie polega na jednej dużej inwestycji, tylko na właściwej kolejności działań: najpierw zmierzyć, potem ograniczyć straty, ustawić instalację, odzyskać ciepło odpadowe i dopiero na końcu wymienić źródło. Poniżej opisujemy ten proces dla domu, firmy i budynków samorządowych.

Optymalizacja zużycia ciepła: od czego zacząć

Optymalizację zużycia ciepła zaczyna się od pomiaru, bo bez danych nie wiadomo, gdzie ciepło ucieka. Efektywność energetyczna oznacza uzyskanie tego samego komfortu lub tego samego efektu procesu przy mniejszym zużyciu energii.

W praktyce na start wystarczą faktury za paliwo lub ciepło z ostatnich lat, odczyty ciepłomierzy i podstawowe informacje o budynku. W zakładzie dochodzą dane o procesach, które zużywają ciepło: suszeniu, myciu, podgrzewaniu wody technologicznej. Z tych danych widać, jak zużycie zależy od temperatury zewnętrznej i od produkcji, a odstępstwa od wzorca wskazują problemy.

Audyt energetyczny

Audyt energetyczny to szczegółowa analiza, która pokazuje straty energii i liczy opłacalność działań naprawczych. Dla dużych firm jest obowiązkowy.

Ustawa o efektywności energetycznej nakłada na przedsiębiorców innych niż mikro, mali i średni obowiązek przeprowadzenia audytu energetycznego przedsiębiorstwa co 4 lata (art. 36). Audyt musi opierać się na aktualnych, mierzonych danych o zużyciu energii (art. 37). Firma, która ma system zarządzania energią zgodny z Polską Normą, czyli PN-EN ISO 50001, albo system EMAS i przeprowadziła audyt w jego ramach, jest z tego obowiązku zwolniona.

W domu audyt energetyczny jest wymagany na przykład w programie Czyste Powietrze, razem ze świadectwem charakterystyki energetycznej. W naszych projektach audyt zaczyna się od analizy zużycia energii i oględzin budynku.

Ograniczenie strat ciepła

Najlepsza kilowatogodzina to ta, której nie trzeba wytworzyć. Dlatego po audycie zwykle pierwszy jest budynek, a nie kocioł.

Najczęstsze źródła strat to:

• nieocieplone ściany, stropodachy i stropy nad nieogrzewanymi piwnicami,
• stare okna i drzwi oraz nieszczelne połączenia okien ze ścianą,
• mostki cieplne przy balkonach, wieńcach i nadprożach,
• niekontrolowana wentylacja przez nieszczelności,
• nieizolowane rury grzewcze i ciepłej wody w nieogrzewanych pomieszczeniach.

Izolację rur i armatury w kotłowni lub węźle cieplnym da się wykonać szybko i bez dużych nakładów, a zmniejsza straty przez cały sezon. Pełna termomodernizacja budynku to większa inwestycja, ale zmienia zapotrzebowanie na ciepło na dziesięciolecia.

Regulacja i sterowanie instalacją

Dobrze ustawiona instalacja dostarcza tyle ciepła, ile potrzeba, tam, gdzie trzeba. Zła regulacja powoduje, że część pomieszczeń jest przegrzana, a inne niedogrzane, więc podnosi się temperaturę całej instalacji.

Najważniejsze działania to:

1. Równoważenie hydrauliczne, czyli ustawienie przepływów tak, by każdy obieg dostawał właściwą ilość wody.
2. Krzywa grzewcza dopasowana do budynku, która obniża temperaturę zasilania w łagodne dni.
3. Harmonogramy i obniżenia nocne lub weekendowe w budynkach używanych okresowo, takich jak szkoły i biura.
4. Sterowanie strefowe i termostaty w pomieszczeniach.
5. Stały monitoring z alarmami o odchyleniach.

W budynkach gmin i firm z wieloma obiektami sterowanie i monitoring najlepiej spina system zarządzania energią. O tym, jak działa, piszemy w artykule o systemie zarządzania energią.

Odzysk ciepła

Ciepło odpadowe to energia, za którą już zapłaciłeś i która ucieka z budynku lub procesu. Jego odzysk często daje szybki efekt w zakładach przemysłowych.

Typowe źródła ciepła odpadowego to spaliny, sprężarki powietrza, chłodzenie maszyn i urządzeń chłodniczych, ścieki z procesów myjących oraz powietrze wywiewane z hal. Odzyskuje się je wymiennikami ciepła, pompami ciepła podnoszącymi temperaturę odzyskanego ciepła albo rekuperatorami w wentylacji. Przykłady z przemysłu opisujemy w artykule o poprawie wykorzystania energii w ogrzewaniu przemysłowym.

W większych obiektach, które potrzebują ciepła i prądu przez cały rok, rozważa się kogenerację, czyli jednoczesne wytwarzanie energii elektrycznej i ciepła w jednym urządzeniu.

Nowe źródło ciepła i magazyny ciepła

Wymiana źródła ciepła ma największy sens po ograniczeniu strat, bo wtedy można dobrać mniejsze urządzenie. Pompa ciepła dostarcza więcej ciepła, niż zużywa prądu, bo pobiera energię z otoczenia, a jej efektywność rośnie, gdy instalacja pracuje na niskiej temperaturze. Dlatego regulacja i termomodernizacja przed wymianą źródła zwykle obniżają koszt całego przedsięwzięcia.

Magazyn ciepła pozwala grzać wtedy, gdy energia kosztuje najmniej albo gdy produkuje ją własna fotowoltaika, i oddawać ciepło później. W domach to najczęściej zasobnik lub bufor, w firmach większe zbiorniki. Więcej na stronie o magazynowaniu ciepła. Program dofinansowania przydomowych magazynów energii, w którym wnioski przyjmowane są od 20 października 2026 r., obejmuje także magazyny ciepła o pojemności od 100 dm³ u prosumentów z mikroinstalacją.

Dom, firma i budynki gminy

Kolejność działań jest podobna, różni się skala i źródła finansowania.

W domu jednorodzinnym właściciel może odliczyć wydatki na termomodernizację w uldze termomodernizacyjnej do 53 000 zł, jeśli przedsięwzięcie zakończy się w ciągu 3 lat od końca roku pierwszego wydatku (art. 26h ustawy o PIT). Wymianę źródła ciepła i docieplenie w istniejącym domu wspiera program Czyste Powietrze.

W firmie optymalizacja zużycia ciepła łączy się z obowiązkiem audytu i często z systemem zarządzania energią według ISO 50001. W budynkach samorządowych największe efekty daje zwykle centralny monitoring wielu obiektów, harmonogramy ogrzewania dopasowane do godzin pracy i stopniowa termomodernizacja według listy priorytetów z audytu.

W Sun Valley Energy prowadzimy taki proces od pomiaru po wdrożenie i serwis, w ramach usługi optymalizacji energii. Od 2021 r. zrealizowaliśmy ponad 150 projektów i każdy zaczynamy od danych, a nie od wyboru urządzenia.