To je ekološki neobnovljivo gorivo, jer samo dio kemijske energije koju sadrži potječe od atoma ugljika. Kao rezultat izgaranja metana dobivamo energiju s mnogo nižim emisijama CO2 nego kod sagorijevanja kamenog ugljena. Nadalje, metan može biti obnovljivo gorivo ako dolazi iz postrojenja za bioplin. To je važno jer se u našem ciklusu ne bavimo samo minimiziranjem troškova grijanja kuća, već i smanjenjem potrošnje fosilnih goriva i emisija onečišćujućih tvari.
Kotao je potreban za pretvaranje kemijske energije goriva u toplinu. Ulaganje u kotao s većom učinkovitošću, tj. Boljim korištenjem kemijske energije goriva, ulaganje je u PRVO GORIVO.
Odabir kotla za grijanje kuće
Plin je jedan od najjeftinijih izvora topline (nakon dodavanja troškova goriva i kapitalnih izdataka) među onima koji ne zahtijevaju održavanje. Ipak, cijene plina i ostalih goriva brzo rastu, a godišnji troškovi grijanja značajno opterećuju kućni proračun. Stoga vrijedi analizirati isplativost ulaganja u PRVO GORIVO, tj. Kondenzacijski kotao s najvećom učinkovitošću među plinskim kotlovima.
Njegova komora za izgaranje je zatvorena i odvojena od okoline. Zrak za izgaranje plina u unutrašnjost kotla dovodi ventilator s promjenjivom brzinom. Ovisno o potrebnoj trenutnoj snazi kotla, automatika opskrbljuje odgovarajuću količinu plina u komoru za izgaranje, a ventilator radi brzinom koja osigurava konstantan, lagani višak zraka za izgaranje (25-30%). Zahvaljujući tome, izgaranje metana je potpuno, uz minimalizirane gubitke topline kroz dimnjak. Ovo rješenje omogućuje povećanje učinkovitosti kotla s 91-92% na 98-99%.
Međutim, najvažnija prednost kondenzacijskog kotla sadržana je u njegovom imenu. Kondenzacija vodene pare koja nastaje izgaranjem prirodnog plina uzrokuje najveći porast učinkovitosti ovog kotla. Ispušni plin se može ohladiti na 30-40 ° C, protiv min. 110 ° C u atmosferskom kotlu. Pri tim temperaturama vodena para sadržana u dimnim plinovima kondenzira se unutar kotla i u cijevima dimnih plinova. Zahvaljujući tome možemo dobiti dodatnih nekoliko posto energije (najviše 11%).
Kako radi atmosferski kotao
Atmosferski kotao (poznat i kao otvorena komora za izgaranje), kao što mu samo ime govori, uređaj je u kojem postupak izgaranja plina nije odvojen od okoline. Zrak za izgaranje plina uzima se iz prostorije u kojoj se nalazi kotao. Ova vrsta kotla spojena je na standardni dimnjak (najčešće keramički ili s čeličnim umetkom). Kad se pokrene, kotao sagorijeva plin, stvarajući vruće ispušne plinove. Oni, puno lakši od okolnog zraka, plutaju dimnjakom. To se naziva propuh dimnjaka, koji stvara blagi negativni tlak u sobi u kojoj se nalazi kotao. Izvana uvlači svježi zrak koji zauzima mjesto iskorištenog zraka za izgaranje. Vrući ispušni plinovi,prije nego napuste dimnjak, dio topline u izmjenjivaču kotla ispuštaju u vodu. Ovisno o vremenu, posebno temperaturi i tlaku vanjskog zraka, vrijednost propuha dimnjaka varira (najniža ljeti, kada kotao zagrijava toplu vodu u vrućem danu). Količina zraka koja teče kroz kotao također varira. Zimi može biti i do dvostruko više nego što je potrebno za sagorijevanje plina. Povezan je s gubitkom neke energije koja se troši zagrijavajući višak zraka u komori za izgaranje na temperaturu ispušnih plinova iz atmosferskog kotla, tj. Oko 110-120 ° C.vrijednost propuha dimnjaka varira (najniža je ljeti, kada kotao zagrijava toplu vodu u vrućem danu). Količina zraka koja teče kroz kotao također varira. Zimi može biti i do dvostruko više nego što je potrebno za sagorijevanje plina. Povezan je s gubitkom neke energije koja se troši zagrijavajući višak zraka u komori za izgaranje na temperaturu ispušnih plinova iz atmosferskog kotla, tj. Oko 110-120 ° C.vrijednost propuha dimnjaka varira (najniža ljeti, kada kotao zagrijava toplu vodu u vrućem danu). Količina zraka koja teče kroz kotao također varira. Zimi može biti i do dva puta više nego što je potrebno za sagorijevanje plina. To je povezano s gubitkom neke energije koja se troši zagrijavajući višak zraka u komori za izgaranje do temperature ispušnih plinova iz atmosferskog kotla, tj. Oko 110-120 ° C.koji se troši zagrijavajući višak zraka u komori za izgaranje na temperaturu ispušnih plinova koji teku iz atmosferskog kotla, tj. oko 110-120 ° C.koji se troši zagrijavajući višak zraka u komori za izgaranje na temperaturu ispušnih plinova koji teku iz atmosferskog kotla, tj. oko 110-120 ° C.
Zahtjevi za kotlove -
Atmosferski. Ova vrsta kotla mora se smjestiti u prostoriju kapaciteta najmanje 8 m3 koja se opskrbljuje odgovarajućom količinom zraka za izgaranje. Prostorija ne smije imati pare ili prašine koja bi mogla brzo kontaminirati plamenik i izmjenjivač topline kotla. Iz tog je razloga apsolutno neophodno izbjegavati instaliranje atmosferskog kotla u kuhinji ili kupaonici. Kotao koji radi u tim sobama ima kraći životni vijek i zahtijeva češće održavanje. Sljedeća posljedica rada kotla je hlađenje prostorije u kojoj se nalazi, zbog stalnog dotoka hladnog zraka potrebnog za proces izgaranja.
Iz tih razloga jedino razumno mjesto za ugradnju atmosferskog kotla je u zasebnoj tehničkoj sobi. Mora biti opremljen dimnjakom, rešetkom za dovod zraka i ispušnim kanalom koji se vodi iznad krova zgrade. Soba se može djelomično koristiti u druge svrhe, ali u njoj se ipak ne smiju skladištiti kemikalije ili zrak ne smije prašiti.
-Kondenziranje. Dovoljan mu je kubni prostor od 6,5 m3. Ovaj kotao ne uzima zrak za izgaranje iz prostorije, pa se može staviti i u kupaonicu ili kuhinju. Povećana vlaga može imati određeni utjecaj na skraćivanje vijeka trajanja kotla, ali zasigurno neće rezultirati smanjenjem učinkovitosti uređaja. Također neće biti dosadnog dotoka hladnog zraka u sobu.
Također nije potrebno graditi tradicionalni dimnjak za takav kotao. Sve što vam treba je skup koncentrično raspoređenih cijevi - zraka i ispuha. Te se cijevi mogu voditi vodoravno kroz zid, pod uvjetom da je snaga kotla manja od 21 kW, a u energetski učinkovitoj kući sigurno će biti.
Troškovi ulaganja
Kuća s kojom imamo posla u našem ciklusu ima različite potrebe za toplinom za grijanje. Najpotrebnija je kuća izolirana "normalno" s prirodnom ventilacijom, najmanje - kuća s vrlo dobro izoliranim vanjskim pregradama, prozorima sa kapcima i mehaničkom ventilacijom. Ovisno o usvojenoj varijanti izolacije zgrade i vrsti ventilacije, zimi će biti potrebna snaga za grijanje kuće:
- opcija I - "standardna" kuća - 9,9 kW;
- opcija II - vrlo dobro izolirana kuća - 6,5 kW;
- opcija III - vrlo dobro izolirana kuća s mehaničkom ventilacijom - 3,4 kW.
Kondenzacijski kotao. Da bi se postigla odgovarajuća učinkovitost, kotao bi trebao imati najmanju snagu i širok raspon modulacije. Srećom, posljednjih godina mnoge tvrtke nude kotlove male snage, prikladne za upotrebu u energetski učinkovitoj zgradi. Na primjer, možemo koristiti kondenzacijski kotao snage 5,3-12,9 kW. Kao što vidite, može se koristiti u bilo kojoj od razmatranih varijanti kuće.
Za pripremu tople vode u kotlu treba koristiti spremnik za toplu vodu kapaciteta koji omogućuje istovremeno punjenje kupke. Preporuča se upotreba spremnika zapremnine najmanje 150 litara koji može istodobno osigurati 195 litara vode na temperaturi od 45 ° C.
Investicijski troškovi povezani s izborom kondenzacijskog kotla bit će: -
kupnja kotla i spremnika za toplu vodu - 11.045;
-kupovina ispušnih cijevi za ispuštanje ispušnih plinova i usisa zraka - 698;
-montaža kotlovnice - 2000,
to je ukupno: 13 743.
Atmosferski kotao. I ovdje za svaku varijantu kuće možemo odabrati model snage 6,4 do 12 kW.
Investicijski troškovi koji se odnose na izbor atmosferskog kotla iznosit će: -
kupnja kotla i spremnika za toplu vodu - 8314;
-kupovina sistemskog dimnjaka duljine 8 m - 3409;
-montaža dimnjaka sustava - 1000;
-montaža kotlovnice - 2.000,
tj. ukupno: 14 723.
Usporedba troškova . Stoga je razlika u investicijskim troškovima 980 - u korist kondenzacijskog kotla.
Operativni troškovi Operativni
troškovi su troškovi pregleda i održavanja kotla i trošak korištenog plina. Pri određivanju bruto cijene plina (s fiksnim i naknadama za prijenos) od velike je važnosti količina potrošnje plina. Korištenje kondenzacijskog kotla u varijanti III kuće omogućilo je smanjenje ukupne potrošnje plina na 1044 m3 / god., Zahvaljujući čemu će korisnik biti kvalificiran u drugu tarifnu skupinu (W-2 umjesto W-3), što će smanjiti mjesečnu naknadu za preko 30.
Grijanje kuće . Ovisno o varijanti zgrade, za njezino grijanje treba osigurati sljedeće:
- opcija I - "standardna" kuća - 22.995 kWh / godišnje;
- opcija II - vrlo dobro izolirana kuća - 15.151 kWh / godišnje;
- opcija III - kuća vrlo dobro izolirana, s mehaničkom ventilacijom - 7862 kWh / godišnje.
Za "standardnu" kuću, gdje i kondenzacijski i atmosferski kotao imaju snagu malo veću od maksimalne potrebe za toplinom, možemo pretpostaviti prosječnu godišnju učinkovitost kondenzacijskog kotla na razini od 107%, a atmosfersku učinkovitost - 90%.
U drugim varijantama kuće, gdje je potražnja za toplinom mnogo niža od maksimalne snage kotla, možemo pretpostaviti učinkovitost kondenzacijskog kotla od 109% i atmosferskog kotla - 88%.
Kalorijska vrijednost 1 m3 prirodnog plina je 9,35 kWh / m3.
Priprema tople vode. Potrošnja plina za toplu vodu treba se posebno tretirati. Ovdje će oba kotla, dok napajaju spremnik, većinu vremena raditi s velikom snagom i visokom temperaturom (na kraju postupka grijanja spremnika). Stoga za atmosferski kotao možemo pretpostaviti da je učinkovitost jednaka maksimalnoj vrijednosti od 92%. Što se tiče kondenzacijskog kotla, većina modernih uređaja ima funkciju podešavanja radne temperature kotla na zadanu temperaturu tople vode. Kao rezultat, u početnoj fazi punjenja spremnika, kotao hladi dimne plinove na temperaturu ispod 55 ° C, što uzrokuje kondenzaciju. Kada temperatura spremnika poraste, ovaj fenomen nestaje,ali kondenzacijski kotao nastavlja raditi s većom učinkovitošću od atmosferskog kotla zbog stalne kontrole količine zraka koji dolazi u plamenik. Ispitivanja su pokazala da kondenzacijski kotlovi opremljeni opisanim sustavom upravljanja postižu 104% učinkovitosti pri punjenju spremnika.
Da bismo utvrdili cijenu grijanja tople vode, još uvijek trebamo procijeniti količinu energije koja se u tu svrhu koristi tijekom godine (tablica 2). Pretpostavili smo da će u kući boraviti 4 osobe, od kojih svaka troši u prosjeku 35 litara tople vode na 55 ° C dnevno (pretpostavljalo se da je prosječna godišnja temperatura hladne vode 10 ° C).
Ukupni troškovi. Ukupni troškovi rada atmosferskih i kondenzacijskih kotlova za pojedine varijante kuće, nakon zbrajanja naknada za grijanje, pripremu tople vode i provedbu godišnjeg pregleda (za 150 atmosferskih i kondenzacijskih kotlova - 250) prikazani su u tablici 3. Ti su troškovi utvrđeni na temelju tarife za plin, uzimajući u obzir ukupna potrošnja plina i 23% PDV-a. Kao što pokazuje naša usporedba, najveća razlika u troškovima grijanja kuće i pripreme tople vode je u kući koja je najbolje izolirana mehaničkom ventilacijom.
Učinkovitost kotla
Tradicionalni atmosferski kotao ima učinkovitost od oko 90-92%. Kalorična vrijednost plina koju dobavlja dobavljač niža je od njegove kemijske energije, jer se pretpostavlja da je temperatura ispušnih plinova koji izlaze iz kotla viša od 100 ° C. Ovakav način definiranja kalorijske vrijednosti plina rezultat je činjenice da materijal izmjenjivača topline atmosferskih kotlova nije otporan na kiseline u kondenzatu koji nastaje tijekom kondenzacije vodene pare sadržane u dimnim plinovima. Stoga toplina vrućih ispušnih plinova nije uključena u kalorijsku vrijednost plina.
Kondenzacijski kotao Izrađen je od čelika otpornog na kiseline i stoga može povratiti toplinu iz ispušnih plinova i od kondenzacije vodene pare. Dakle, prosječna godišnja učinkovitost, izračunata u odnosu na ogrjevnu vrijednost plina koju je odredio dobavljač, može doseći čak 107-109%. Stoga takav kotao proizvodi više topline od kalorijske vrijednosti plina koju je odredio dobavljač.
Takav pomalo paradoksalan rezultat proizlazi samo iz povijesne konvencije o definiranju kalorijske vrijednosti plina. Nažalost, veća od 100% učinkovitosti kotla, kao nevjerojatna, izaziva nepovjerenje potencijalnih kupaca kondenzacijskih kotlova.
U energetski učinkovitim zgradama stvarna učinkovitost oba tipa kotlova može se značajno razlikovati od vrijednosti danih u izvještajima o ispitivanju opreme. Mora se uzeti u obzir da će u niskoenergetskoj kući kotlovi raditi tijekom cijele sezone grijanja s malim dijelom svoje nominalne snage. To će rezultirati još većom razlikom u učinkovitosti ovih uređaja nego što su izjavili proizvođači.
U kondenzacijskom kotlu rad s malom snagom je vrlo koristan. Radeći s manje snage, ovaj kotao proizvodi manje dimnih plinova koji sporije prolaze kroz produženi izmjenjivač topline i više se hlade. U takvim uvjetima, s niskom dovodnom temperaturom, što jamči podna instalacija, kotao može hladiti dimne plinove do 30-40 ° C i postići učinkovitost samo 2% nižu od kemijske energije plina za izgaranje.
S atmosferskim kotlom drugačije je. Radeći s malom snagom gubi na učinkovitosti, jer iako je količina sagorjelog plina precizno regulirana, mi nemamo puno utjecaja na količinu zraka koji prolazi kroz kotao. Pri maloj snazi obično je dvostruko veći nego što je potrebno za potpuno izgaranje plina koji se dovodi u plamenik. Kao rezultat, dio zraka nepotrebno hladi kotao. Radeći pri velikoj snazi, atmosferski kotao gubi 19-21% kemijske energije plina, dok radi pri maloj snazi, to je već 22-24%, tj. 10 puta više od kondenzacijskog kotla. Uz to, nakon što je plamenik isključen, zrak nastavlja strujati kroz kotao (usisan uslijed dimnjaka). To dovodi do brzog hlađenja kotla.Ova pojava uzrokuje daljnje smanjenje prosječne godišnje učinkovitosti uređaja.
Takav se fenomen ne događa u kondenzacijskom kotlu, jer nakon isključivanja plamenika ventilator se zaustavlja i zrak praktički prestaje teći kroz kotao.
Stoga će upotreba atmosferskog kotla u energetski efikasnoj kući s potrebom za toplinom mnogo nižom od maksimalne snage kotla rezultirati znatno nižom učinkovitošću uređaja nego što je naveo proizvođač. Suprotno vrijedi za kondenzacijski kotao. Rad s malom snagom i niskom temperaturom povratka vode za grijanje (s podnim grijanjem) idealni su uvjeti za kondenzacijski kotao.
Samo kondenzacijski kotao
U modernoj kući koja se grije na plin, čini se da je upotreba kondenzacijskog kotla jedini racionalni izbor. Pokazalo se da je ovo najbolje rješenje za svaku varijantu kuće .
Ulaganje. Odabirom kondenzacijskog kotla možemo izbjeći izgradnju dimnjaka za dimne plinove. Dovoljno je vodoravno ispuštanje dimnih plinova kroz zid kotlovnice. Zahvaljujući tome, korištenje boljeg rješenja jeftinije je već u fazi ulaganja. Osim toga, nedostatak velikog dimnjaka u kući znači i manje gubitke topline.
Odabir mjesta instalacije. Kada koristimo kondenzacijski kotao, ne trebamo imati zasebnu kotlovnicu u kući. Za njega možemo naći mjesto u kupaonici, kuhinji ili smočnici. Na taj ćemo način korisni prostor kuće moći puno bolje iskoristiti.
Iskorištavanje. Korištenje kondenzacijskog kotla omogućuje vam značajno smanjenje troškova grijanja kuće i pripreme tople vode. Istina je da su troškovi godišnjeg pregleda nešto veći, ali je kvaliteta rada kotla puno veća. Moderni kondenzacijski kotlovi rade vrlo tiho, što je posebno važno prilikom ugradnje u kuhinju ili kupaonicu.
Sigurnost. Važna značajka kondenzacijskog kotla je praktički 100% zaštita korisnika od mogućnosti pušenja. Čak i potpuno uklanjanje dovoda zraka u prostoriju u kojoj se nalazi kotao (na primjer, neopreznim začepljenjem ulaznih rešetki od strane korisnika) ne rezultira smrtonosnom emisijom ugljičnog monoksida.
Trošak prvog goriva
Kondenzacijski kotao omogućuje uštedu na trošku plina - ovisno o varijanti kuće - u iznosu od 528 do 754 / godišnje. Pod pretpostavkom kalorijske vrijednosti 1 m3 prirodnog plina na razini od 9,35 kWh / m3, to znači smanjenje potrošnje energije s 4940 na 7050 kWh.
Istodobno, kondenzacijski kotao s cijenom dimnjaka 980 je jeftiniji od atmosferskog kotla!
Stoga smo ovdje suočeni s dilemom kako izračunati trošak PRVOG GORIVA. Formalno, za varijantu 3. kuće to će biti, pretpostavljajući 15-godišnji vijek trajanja oba kotla:
-980: 15: 7050 kWh = -0,009 / kWh!
Međutim, shvaćajući koliko bi ovaj tekst bio težak, u kojem ne samo da je učinkovitost kotla veća od 100%, već imamo i negativnu cijenu energije, odlučili smo stvar pojednostaviti.
Pretpostavimo da je izdatak kupnja ovog primjerka Lijepe kuće iz kojeg ste mogli saznati o svemu tome. Tada će cijena PRVOG GORIVA za 1 kWh u 15-godišnjem razdoblju biti:
6,90: 15: 7050 = 0,00007, to je 0,007 bruto!
