Това е най-екологичното невъзобновяемо гориво, тъй като само част от химическата енергия, която съдържа, идва от въглеродните атоми. В резултат на изгарянето на метан ние получаваме енергия с много по-ниски емисии на CO2, отколкото при изгаряне на въглища. Освен това метанът може да бъде възобновяемо гориво, ако идва от инсталации за биогаз. Това е важно, тъй като в нашия цикъл ние се занимаваме не само с минимизиране на разходите за отопление на дома, но и с намаляване на потреблението на изкопаеми горива и емисии на замърсители.
Необходим е котел за преобразуване на химическата енергия на горивото в топлина. Инвестицията в котел с по-висока ефективност, т.е.по-добро използване на химическата енергия на горивото, е инвестиция в ПЪРВО ГОРИВО.
Изборът на котел за отопление на дома Ви
газът е един от най-евтините източници на топлина (след добавяне на разходи за гориво и капиталови разходи) сред тези, които не изискват поддръжка. Независимо от това, цените на газа и другите горива бързо се покачват, а годишните разходи за отопление са значителна тежест за бюджета на домакинствата. Следователно си струва да се анализира рентабилността на инвестирането в ПЪРВО ГОРИВО, т.е.кондензен котел с най-висока ефективност сред газовите котли.
Горивната му камера е затворена и отделена от околната среда. Въздухът за изгаряне на газ се подава във вътрешността на котела от вентилатор с променлива скорост. В зависимост от необходимата моментна мощност на котела, автоматиката подава подходящото количество газ в горивната камера, а вентилаторът работи със скорост, която осигурява постоянен, лек излишък на въздух за изгаряне (25-30%). Благодарение на това изгарянето на метан е завършено, с минимални топлинни загуби през комина. Това решение позволява да се увеличи ефективността на котела от 91-92% на 98-99%.
Най-важното предимство на кондензационния котел обаче се съдържа в името му. Именно кондензацията на водна пара, генерирана при изгарянето на природен газ, причинява най-голямото повишаване на ефективността на този котел. Отработените газове могат да бъдат охладени до 30-40 ° C, срещу мин. 110 ° C в атмосферен котел. При тези температури водната пара, съдържаща се в димните газове, се кондензира вътре в котела и в тръбите за димни газове. Благодарение на това можем да получим допълнителни няколко процента енергия (максимум 11%).
Как работи атмосферният котел
Атмосферният котел (известен също като отворена горивна камера), както подсказва името, е устройство, при което процесът на изгаряне на газ не е отделен от околната среда. Въздухът за изгаряне на газ се взима от помещението, където се намира котелът. Този тип котел е свързан със стандартен комин (най-често керамичен или със стоманена вложка). Когато стартира, котелът изгаря газ, образувайки горещи изгорели газове. Те, тъй като са много по-леки от околния въздух, се носят по комина. Това се нарича тяга на комина, която създава леко отрицателно налягане в помещението, където се намира котелът. Той привлича свеж въздух отвън, който заменя мястото на използвания въздух за горене. Горещи отработени газове,преди да напуснат комина, те отделят част от топлината в топлообменника към водата. В зависимост от времето и по-специално от температурата и налягането на външния въздух, стойността на тягата на комина варира (най-ниска през лятото, когато котелът загрява топла вода в горещ ден). Количеството въздух, което преминава през котела също варира. През зимата може да бъде до два пъти повече, отколкото е необходимо за изгаряне на газ. Това е свързано със загубата на част от енергията, която се губи, загрявайки излишния въздух в горивната камера до температурата на отработените газове от атмосферния котел, т.е. около 110-120 ° C.стойността на тягата на комина е различна (най-ниска е през лятото, когато котелът загрява топла вода в горещ ден). Количеството въздух, което преминава през котела също варира. През зимата може да бъде до два пъти повече, отколкото е необходимо за изгаряне на газ. Това е свързано със загубата на част от енергията, която се губи при нагряване на излишния въздух в горивната камера до температурата на отработените газове от атмосферния котел, т.е. около 110-120 ° C.стойността на тягата на комина е различна (най-ниска е през лятото, когато котелът загрява топла вода в горещ ден). Количеството въздух, което преминава през котела също варира. През зимата може да бъде до два пъти повече, отколкото е необходимо за изгаряне на газ. Това е свързано със загубата на част от енергията, която се губи при нагряване на излишния въздух в горивната камера до температурата на отработените газове от атмосферния котел, т.е. около 110-120 ° C.което се губи при нагряване на излишния въздух в горивната камера до температурата на отработените газове от атмосферния котел, т.е. около 110-120 ° C.което се губи при нагряване на излишния въздух в горивната камера до температурата на отработените газове от атмосферния котел, т.е. около 110-120 ° C.
Изисквания към котлите
-Атмосферни. Този тип котел трябва да се постави в помещение с капацитет най-малко 8 м3, което се доставя с подходящо количество въздух за горене. В помещението не трябва да има пари или прах, които могат бързо да замърсят горелката и топлообменника на котела. Поради тази причина е абсолютно необходимо да се избягва инсталирането на атмосферен котел в кухнята или банята. Котелът, работещ в тези помещения, има по-кратък живот и изисква по-честа поддръжка. Друго следствие от работата на котела е охлаждането на помещението, в което се намира поради постоянния приток на студен въздух, необходим за процеса на горене.
Поради тези причини единственото разумно място за инсталиране на атмосферен котел е в отделно техническо помещение. Той трябва да бъде оборудван с комин, решетка за подаване на въздух и изпускателен канал, воден над покрива на сградата. Помещението може да се използва частично за други цели, но все пак там не трябва да се съхраняват химикали или въздухът да не се оставя на прах.
-Кондензация. Кубатурата от 6,5 м3 е достатъчна за него. Този котел не отвежда горивен въздух от стаята, така че може да бъде поставен и в банята или кухнята. Повишената влажност може да окаже известно влияние върху съкращаването на живота на котела, но със сигурност няма да доведе до намаляване на ефективността на устройството. Също така няма да има досаден приток на студен въздух в стаята.
Също така няма нужда да се изгражда традиционен комин за такъв котел. Всичко, от което се нуждаете, е набор от концентрично разположени тръби - въздух и отработени газове. Тези тръби могат да бъдат изведени хоризонтално през стената, при условие че мощността на котела е по-ниска от 21 kW, а в енергийно ефективна къща със сигурност ще бъде.
Инвестиционни разходи
Къщата, с която се занимаваме в нашия цикъл, има различни топлинни изисквания за отопление. Най-необходима е къща, изолирана "нормално" с естествена вентилация, най-малко - къща с много добре изолирани външни прегради, прозорци с капаци и механична вентилация. В зависимост от приетия вариант на изолация на сградата и вида на вентилацията, ще е необходима мощност за отопление на къщата през зимата:
- вариант I - "стандартна" къща - 9,9 kW;
- вариант II - много добре изолирана къща - 6,5 kW;
- вариант III - много добре изолирана къща с механична вентилация - 3,4 kW.
Кондензационен котел. За да се получи подходящата ефективност, котелът трябва да има най-ниската мощност и широк обхват на модулация. За щастие през последните години много компании предлагат котли с ниска мощност, подходящи за използване в енергийно ефективна сграда. Например, можем да използваме кондензен котел с мощност 5,3-12,9 kW. Както можете да видите, той може да се използва във всеки от разглежданите варианти на къщи.
За да се приготви топла вода, в котела трябва да се използва резервоар за гореща вода с капацитет, който позволява ваната да се пълни наведнъж. Препоръчително е да използвате резервоар с вместимост най-малко 150 литра.Той може да осигури 195 литра вода при температура 45 ° C едновременно.
Инвестиционните разходи, свързани с избора на кондензен котел, ще бъдат: -
закупуване на котел и резервоар за топла вода - 11 045;
-закупуване на въздухо-изпускателни тръби за отвеждане на отработени газове и въздухозаборник - 698;
-монтаж на котелното помещение - 2000 г.,
което е общо: 13 743.
Атмосферен котел. И тук за всеки от вариантите на къщата можем да изберем модел с мощност от 6,4 до 12 kW.
Инвестиционните разходи, свързани с избора на атмосферен котел, ще възлизат на: -
закупуване на котел и резервоар за топла вода - 8314;
-закупуване на системен комин с дължина 8 м - 3409;
-монтаж на комин на системата - 1000;
-сглобяване на котелното - 2000,
което е общо: 14 723.
Сравнение на разходите . Следователно разликата в инвестиционните разходи е 980 - в полза на кондензационния котел.
Експлоатационни разходи Експлоатационните
разходи са разходите за проверка и поддръжка на котела и разходите за използвания газ. При определяне на брутната цена на газа (с фиксирани такси и такси за пренос) количеството на потреблението на газ е от съществено значение. Използването на кондензационен котел във вариант III на къщата позволи да се намали общият разход на газ до 1044 м3 / година, благодарение на което потребителят ще бъде квалифициран в друга тарифна група (W-2 вместо W-3), което ще намали месечната такса с над 30.
Отопление . В зависимост от варианта на сградата за отоплението й трябва да се осигури:
- вариант I - "стандартна" къща - 22 995 кВтч / годишно;
- вариант II - много добре изолирана къща - 15 151 кВтч / годишно;
- вариант III - къща много добре изолирана, с механична вентилация - 7862 kWh / годишно.
За „стандартна“ къща, където както кондензационният, така и атмосферният котел имат мощност, малко по-висока от максималното потребление на топлина, можем да приемем средната годишна ефективност на кондензационния котел на ниво 107%, а атмосферната ефективност - 90%.
В други варианти на къщата, където търсенето на топлина е много по-ниско от максималната мощност на котела, можем да приемем ефективността на кондензационен котел при 109% и атмосферен котел - 88%.
Калоричността на 1 m3 природен газ е 9,35 kWh / m3.
Приготвяне на топла вода. Разходът на газ за топла вода трябва да се третира отделно. Тук и двата котла, докато захранват резервоара, ще работят с висока мощност и висока температура през повечето време (в края на процеса на отопление на резервоара). Следователно за атмосферен котел можем да приемем ефективността, равна на максималната стойност от 92%. Що се отнася до кондензационния котел, повечето съвременни устройства имат функция за регулиране на работната температура на котела до зададената температура на топлата вода. В резултат на това в началния етап на зареждане на резервоара котелът охлажда димните газове до температура под 55 ° C, което води до кондензация. Когато температурата на резервоара се повиши, това явление изчезва,но кондензационният котел продължава да работи с по-висока ефективност от атмосферния котел поради постоянния контрол на количеството въздух, подаван към горелката. Тестовете показват, че кондензационните котли, оборудвани с описаната система за управление, постигат ефективност от 104% при подаване на резервоара.
За да определим разходите за отопление на топла вода, все още трябва да изчислим количеството енергия, използвано за тази цел през годината (Таблица 2). Предположихме, че в къщата ще останат 4 души, всеки от които консумира средно 35 литра гореща вода при 55 ° C на ден (предполага се, че средната годишна температура на студената вода е 10 ° C).
Общо разходи. Общите разходи за експлоатация на атмосферни и кондензни котли за отделни варианти на къщи, след сумиране на таксите за отопление, приготвяне на топла вода и извършване на годишната проверка (за 150 атмосферни и кондензационни котли - 250) са представени в Таблица 3. Тези разходи са определени въз основа на тарифата за газ, общ разход на газ и 23% ДДС. Както показва нашето изявление, най-голямата разлика в разходите за отопление на къща и приготвяне на топла вода е в къща, която е най-добре изолирана с механична вентилация.
Ефективност на котела
Традиционен атмосферен котел има ефективност от около 90-92%. Калоричната стойност на газа, предоставен от доставчика, е по-ниска от неговата химическа енергия, тъй като се предполага, че температурата на отработените газове, напускащи котела, е по-висока от 100 ° C. Този начин за определяне на калоричността на газа се дължи на факта, че материалът на топлообменниците на атмосферните котли не е устойчив на киселини в кондензата, образуван по време на кондензацията на водни пари, съдържащи се в димните газове. Следователно топлината на горещите отработени газове не е включена в калоричността на газа.
Кондензационен котел направен е от киселиноустойчива стомана и следователно може да възстановява топлината от отработените газове и от кондензацията на водни пари. По този начин средната годишна ефективност, изчислена по отношение на калоричността на газа, посочена от доставчика, може да достигне дори 107-109%. По този начин такъв котел произвежда повече топлина от калоричността на газа, посочена от доставчика.
Този донякъде парадоксален резултат е резултат само от историческата конвенция за определяне на калоричността на газа. За съжаление, по-високата от 100% ефективност на котела, като невероятна, поражда недоверието на потенциалните купувачи на кондензни котли.
В енергийно ефективни сгради действителната ефективност и на двата типа котли може да се различава значително от стойностите, дадени в протоколите от изпитването на оборудването. Трябва да се вземе предвид, че в нискоенергийна къща котлите ще работят през целия отоплителен сезон с малка част от номиналната си мощност. Това ще доведе до още по-голяма разлика в ефективността на тези устройства от заявената от производителите.
В кондензен котел работата с ниска мощност е много полезна. Работейки с по-малко мощност, този котел произвежда по-малко димни газове, които протичат по-бавно през удължения топлообменник и се охлаждат повече. При такива условия, при ниска температура на подаване, което се гарантира от подова инсталация, котелът може да охлажда димните газове до 30-40 ° C и да постигне ефективност само с 2% по-ниска от химическата енергия на горивния газ.
С атмосферен котел различно е. Работейки с ниска мощност, той губи своята ефективност, тъй като въпреки че количеството изгорен газ е точно регулирано, количеството въздух, протичащ през котела, е извън нашия контрол. При ниска мощност той обикновено е два пъти по-голям, отколкото е необходимо за пълното изгаряне на газа, подаван към горелката. В резултат на това част от въздуха охлажда котела ненужно. Работейки с висока мощност, атмосферният котел губи 19-21% от химическата енергия на газа, когато работи с ниска мощност, той вече е 22-24%, т.е. 10 пъти повече от кондензационния котел. Освен това, след изключване на горелката, въздухът продължава да тече през котела (засмукан от комина). Това води до бързо охлаждане на котела.Това явление води до по-нататъшно намаляване на средногодишната ефективност на устройството.
Подобно явление не се случва в кондензен котел, тъй като след изключване на горелката вентилаторът спира и въздухът на практика спира да тече през котела.
Следователно, използването на атмосферен котел в енергийно ефективна къща с топлинна потребност, много по-ниска от максималната мощност на котела, ще доведе до много по-ниска ефективност на устройството от определената от производителя. Обратното е вярно за кондензен котел. Работата с ниска мощност и ниска температура на връщане на водата за отопление (с подово отопление) са идеалните условия за кондензен котел.
Само кондензен котел
В модерна къща с отопление на газ използването на кондензен котел изглежда е единственият рационален избор. Това се оказа най -доброто решение за всеки от вариантите на къщата .
Инвестиция. Когато избираме кондензен котел, можем да избегнем изграждането на комин за димни газове. Достатъчно е хоризонтално изпускане на димни газове през стената на котелното помещение. Благодарение на това, още на етапа на инвестиция, използването на по-добро решение е по-евтино. Освен това липсата на голям комин в къщата означава по-малко топлинни загуби.
Избор на мястото на инсталиране. Когато използваме кондензен котел, не е необходимо да имаме отделно котелно помещение в къщата. Можем да намерим място за него в банята, кухнята или килера. По този начин ще можем да използваме полезното пространство на къщата много по-добре.
Експлоатация. Използването на кондензен котел ви позволява значително да намалите разходите за отопление на дома и приготвяне на топла вода. Вярно е, че цената на годишната проверка е малко по-висока, но качеството на работата на котела е много по-високо. Съвременните кондензни котли работят много тихо, което е особено важно при инсталиране в кухня или баня.
Сигурност. Важна характеристика на кондензационния котел е практически 100% защита на потребителите срещу възможността за пушене. Дори пълното премахване на подаването на въздух в помещението, в което се намира котелът (например чрез небрежно запушване на входящите решетки от потребителите), не води до смъртоносни емисии на въглероден окис.
Разходи за първото гориво
Кондензационен котел дава икономия на разходите за консумиран газ - в зависимост от варианта на къщата - в размер от 528 до 754 / годишно. Ако приемем калоричността на 1 m3 природен газ при ниво от 9,35 kWh / m3, това означава намаляване на консумацията на енергия от 4940 на 7050 kWh.
В същото време кондензационен котел с комин струва с 980 по-евтино от атмосферния котел!
По този начин сме изправени пред дилемата как да изчислим цената на ПЪРВОТО ГОРИВО тук. Формално за варианта от 3-ти дом ще бъде, ако приемем 15-годишен живот на двата котла :
-980: 15: 7050 kWh = -0,009 / kWh!
Осъзнавайки обаче колко труден би бил този текст, в който не само ефективността на котела е по-висока от 100%, но и имаме отрицателна цена на енергията, решихме да опростим въпроса.
Нека приемем, че разходите са закупуването на това копие на Хубавата къща, откъдето можете да научите за всичко това. Тогава цената на ПЪРВО ГОРИВО за 1 kWh за 15-годишен период ще бъде:
6,90: 15: 7050 = 0,00007, или 0,007 грошо!
