Este cel mai ecologic combustibil neregenerabil, deoarece doar o parte din energia chimică pe care o conține provine din atomi de carbon. Ca urmare a arderii de metan, obținem energie cu emisii de CO2 mult mai mici decât atunci când ardem cărbune tare. Mai mult, metanul poate fi un combustibil regenerabil dacă provine din instalații de biogaz. Acest lucru este important, deoarece în ciclul nostru ne ocupăm nu numai de minimizarea costurilor de încălzire a locuințelor, ci și de reducerea consumului de combustibili fosili și a emisiilor poluante.
Este necesar un cazan pentru a transforma energia chimică a combustibilului în căldură. O investiție într-un cazan cu o eficiență mai mare, adică o utilizare mai bună a energiei chimice a combustibilului, este o investiție în FIRST FUEL.
Alegerea unui cazan pentru încălzirea locuinței
Gazul este una dintre cele mai ieftine surse de căldură (după adăugarea costurilor combustibilului și a cheltuielilor de capital) dintre cele care nu necesită întreținere. Cu toate acestea, prețurile la gaz și la alți combustibili cresc rapid, iar costul anual al încălzirii reprezintă o povară semnificativă pentru bugetul gospodăriei. Prin urmare, merită analizat profitabilitatea investițiilor în FIRST FUEL, adică un cazan cu condensare caracterizat prin cea mai mare eficiență dintre cazanele pe gaz.
Camera sa de ardere este închisă și separată de mediu. Aerul pentru arderea gazului este furnizat în interiorul cazanului de un ventilator cu turație variabilă. În funcție de puterea instantanee necesară a cazanului, automatizarea furnizează cantitatea adecvată de gaz în camera de ardere, iar ventilatorul funcționează la o viteză care asigură un exces constant de aer pentru combustie (25-30%). Datorită acestui fapt, arderea metanului este completă, cu pierderi de căldură minimizate prin coș. Această soluție permite creșterea eficienței cazanului de la 91-92% la 98-99%.
Cu toate acestea, cel mai important avantaj al unui cazan cu condensare este conținut în numele acestuia. Condensarea vaporilor de apă generată în arderea gazelor naturale determină cea mai mare creștere a eficienței acestui cazan. Gazul de ardere poate fi răcit la 30-40 ° C, contra min. 110 ° C într-un cazan atmosferic. La aceste temperaturi, vaporii de apă conținuți în gazele de ardere se condensează în interiorul cazanului și în conductele de gaze arse. Datorită acestui fapt, putem obține câteva procente suplimentare de energie (maximum 11%).
Cum funcționează un cazan atmosferic
Un cazan atmosferic (cunoscut și sub numele de cameră de ardere deschisă), așa cum sugerează și numele, este un dispozitiv în care procesul de ardere a gazelor nu este separat de mediu. Aerul pentru arderea gazului este preluat din camera în care este amplasat cazanul. Acest tip de cazan este conectat la un coș de fum standard (cel mai adesea ceramic sau cu o inserție de oțel). La pornire, cazanul arde gaz, producând gaze de evacuare fierbinți. Acestea, fiind mult mai ușoare decât aerul din jur, plutesc pe horn. Aceasta se numește tirajul coșului de fum, care creează o ușoară presiune negativă în camera în care este amplasat cazanul. Atrage aer proaspăt din exterior, care ia locul aerului de ardere folosit. Gazele de eșapament fierbinți,înainte de a părăsi coșul de fum, eliberează o parte din căldura din schimbătorul cazanului în apă. În funcție de vreme, în special de temperatura și presiunea aerului exterior, valoarea tirajului coșului de fum variază (cea mai mică vara, când cazanul încălzește apă fierbinte într-o zi fierbinte). Cantitatea de aer care curge prin cazan variază, de asemenea. Iarna, poate fi de până la două ori mai mult decât este necesar pentru arderea gazului. Acest lucru este legat de pierderea unei cantități de energie irosită încălzind excesul de aer din camera de ardere la temperatura gazelor de eșapament din cazanul atmosferic, adică aproximativ 110-120 ° C.valoarea tirajului coșului de fum variază (este cea mai mică vara, când cazanul încălzește apă fierbinte într-o zi fierbinte). Cantitatea de aer care curge prin cazan variază, de asemenea. Iarna, poate fi de până la două ori mai mult decât este necesar pentru arderea gazului. Aceasta implică pierderea unei cantități de energie irosită la încălzirea excesului de aer din camera de ardere la temperatura gazelor de eșapament din cazanul atmosferic, adică în jur de 110-120 ° C.valoarea tirajului coșului de fum variază (este cea mai mică vara, când cazanul încălzește apă fierbinte într-o zi fierbinte). Cantitatea de aer care curge prin cazan variază, de asemenea. Iarna, poate fi de până la două ori mai mult decât este necesar pentru arderea gazului. Acest lucru este legat de pierderea unei cantități de energie irosită încălzind excesul de aer din camera de ardere la temperatura gazelor de eșapament din cazanul atmosferic, adică aproximativ 110-120 ° C.care este irosit încălzind excesul de aer din camera de ardere la temperatura gazelor de eșapament din cazanul atmosferic, adică în jur de 110-120 ° C.care este irosit încălzind excesul de aer din camera de ardere la temperatura gazelor de eșapament din cazanul atmosferic, adică în jur de 110-120 ° C.
Cerințe pentru cazane
-Atmosferice. Acest tip de cazan trebuie amplasat într-o încăpere cu o capacitate de cel puțin 8 m3, care este alimentată cu o cantitate adecvată de aer pentru combustie. Camera trebuie să fie lipsită de vapori sau praf care ar putea contamina rapid arzătorul și schimbătorul de căldură al cazanului. Din acest motiv, este absolut necesar să se evite instalarea unui cazan atmosferic în bucătărie sau baie. Cazanul care funcționează în aceste încăperi are o durată de viață mai scurtă și necesită o întreținere mai frecventă. O altă consecință a funcționării cazanului este răcirea încăperii în care se află, datorită fluxului constant de aer rece necesar procesului de ardere.
Din aceste motive, singurul loc sensibil pentru instalarea unui cazan atmosferic este într-o cameră tehnică separată. Acesta trebuie să fie echipat cu un coș de fum, o grilă de alimentare cu aer și un canal de evacuare condus deasupra acoperișului clădirii. Camera poate fi parțial utilizată în alte scopuri, dar totuși nu trebuie depozitate substanțe chimice acolo sau aerul nu trebuie lăsat să praf.
-Condensare. Capacitatea cubică de 6,5 m3 îi este suficientă. Acest cazan nu ia aer de ardere din cameră, deci poate fi plasat și în baie sau bucătărie. Umiditatea crescută poate avea un anumit impact asupra scurtării duratei de viață a cazanului, dar cu siguranță nu va reduce eficiența dispozitivului. De asemenea, nu va exista un aflux enervant de aer rece în cameră.
De asemenea, nu este nevoie să construiți un coș de fum tradițional pentru un astfel de cazan. Tot ce aveți nevoie este un set de țevi aranjate concentric - aer și evacuare. Aceste țevi pot fi conduse orizontal prin perete, cu condiția ca puterea cazanului să fie mai mică de 21 kW, iar într-o casă eficientă din punct de vedere energetic va fi cu siguranță.
Costuri de investiții
Casa cu care ne ocupăm în ciclul nostru are cerințe de căldură diferite pentru încălzire. Cel mai necesar este o casă izolată „normal” cu ventilație naturală, cel mai puțin - o casă cu pereți despărțitori externi foarte bine izolați, ferestre cu obloane și ventilație mecanică. În funcție de varianta adoptată de izolație a clădirii și de tipul de ventilație, va fi necesară energie pentru încălzirea casei în timpul iernii:
- opțiunea I - casă "standard" - 9,9 kW;
- opțiunea II - casă foarte bine izolată - 6,5 kW;
- opțiunea III - o casă foarte bine izolată, cu ventilație mecanică - 3,4 kW.
Cazan în condensare. Pentru a obține eficiența adecvată, cazanul ar trebui să aibă cea mai mică putere și o gamă largă de modulație. Din fericire, în ultimii ani, multe companii au oferit cazane cu putere redusă, potrivite pentru utilizarea într-o clădire eficientă din punct de vedere energetic. De exemplu, putem folosi un cazan cu condensare cu o capacitate de 5,3-12,9 kW. După cum puteți vedea, poate fi utilizat în oricare dintre variantele de case considerate.
Pentru a pregăti apă fierbinte, în cazan trebuie utilizat un rezervor de apă caldă cu o capacitate care permite umplerea băii la un moment dat. Se recomandă utilizarea unui rezervor cu o capacitate de cel puțin 150 de litri. Poate furniza 195 de litri de apă la o temperatură de 45 ° C la un moment dat.
Costurile de investiții legate de alegerea unui cazan de condensare vor fi: -
achiziționarea unui cazan și rezervor de apă caldă - 11.045;
-cumpărarea țevilor de evacuare a aerului pentru evacuarea gazelor de eșapament și a admisiei de aer - 698;
-asamblarea camerei cazanului - 2000,
adică în total: 13 743.
Cazan atmosferic. Și aici, pentru fiecare dintre variantele casei, putem alege un model cu o putere de 6,4 până la 12 kW.
Costurile investiției legate de alegerea unui cazan atmosferic se vor ridica la: -
achiziționarea unui cazan și rezervor de apă caldă - 8314;
-acumpararea unui cos de sistem cu lungimea de 8 m - 3409;
-asamblarea coșului de fum - 1000;
-asamblarea căldării - 2000,
adică în total: 14 723.
Compararea costurilor . Prin urmare, diferența dintre costurile investiționale este de 980 - în favoarea cazanului cu condensare.
Costuri de exploatare Costurile de exploatare
reprezintă costul inspecției și întreținerii cazanului și costul gazului utilizat. La determinarea prețului brut al gazului (cu taxe fixe și de transport), cantitatea de consum de gaz are o importanță semnificativă. Utilizarea unui cazan de condensare în varianta III a casei a permis reducerea consumului total de gaz la 1044 m3 / an, grație căruia utilizatorul va fi calificat la un alt grup tarifar (W-2 în loc de W-3), ceea ce va reduce taxa lunară cu mai mult de 30.
Încălzirea locuinței . În funcție de varianta clădirii, pentru încălzirea acesteia trebuie prevăzute următoarele:
- opțiunea I - casă „standard” - 22.995 kWh / an;
- opțiunea II - casă foarte bine izolată - 15.151 kWh / an;
- opțiunea III - o casă foarte bine izolată, cu ventilație mecanică - 7862 kWh / an.
Pentru o casă „standard”, în care atât centrala termică cu condensare, cât și cea termică au o putere ușor mai mare decât cererea maximă de căldură, putem presupune eficiența medie anuală a centralei termice la nivelul de 107%, iar eficiența atmosferică - 90%.
În alte variante ale casei, unde cererea de căldură este mult mai mică decât puterea maximă a cazanului, putem presupune eficiența unui cazan cu condensare la 109% și a unui cazan atmosferic - 88%.
Puterea calorică a 1 m3 de gaz natural este de 9,35 kWh / m3.
Pregătirea apei calde. Consumul de gaz pentru apa fierbinte trebuie tratat separat. Aici, ambele cazane, în timp ce alimentează rezervorul, vor funcționa cu putere mare și temperatură ridicată de cele mai multe ori (la sfârșitul procesului de încălzire a rezervorului). Prin urmare, pentru un cazan atmosferic, putem presupune eficiența egală cu valoarea maximă de 92%. În ceea ce privește cazanul cu condensare, majoritatea dispozitivelor moderne au funcția de a regla temperatura de funcționare a cazanului la temperatura setată a apei calde. Ca rezultat, în etapa inițială de încărcare a rezervorului, cazanul răcește gazele de ardere la o temperatură sub 55 ° C, ceea ce provoacă condens. Când temperatura rezervorului crește, acest fenomen dispare,dar cazanul în condensare continuă să funcționeze la un randament mai mare decât cazanul atmosferic datorită controlului continuu al cantității de aer furnizat arzătorului. Testele au arătat că cazanele cu condensare echipate cu sistemul de control descris realizează o eficiență de 104% la alimentarea rezervorului.
Pentru a determina costul încălzirii apei calde, trebuie totuși să estimăm cantitatea de energie utilizată în acest scop pe parcursul anului (Tabelul 2). Am presupus că 4 persoane vor rămâne în casă, fiecare consumând în medie 35 de litri de apă fierbinte la 55 ° C pe zi (s-a presupus că temperatura medie anuală a apei reci este de 10 ° C).
Costul total. Costurile totale de funcționare a cazanelor atmosferice și de condensare pentru variantele individuale ale casei, după adăugarea taxelor pentru încălzire, pregătirea apei calde și efectuarea inspecției anuale (pentru cazanul de 150 atmosferice și de condensare - 250) sunt prezentate în Tabelul 3. Aceste costuri au fost determinate pe baza tarifului la gaz, luând în considerare consumul total de gaz și 23% TVA. După cum arată afirmația noastră, cea mai mare diferență în costurile încălzirii unei case și a preparării apei calde este într-o casă care este cel mai bine izolată cu ventilație mecanică.
Eficiența
cazanului Cazanul atmosferic tradițional are o eficiență de aproximativ 90-92%. Puterea calorică a gazului furnizat de furnizor este mai mică decât energia chimică a acestuia, deoarece s-a presupus că temperatura gazelor de eșapament care ies din cazan este mai mare de 100 ° C. Acest mod de definire a puterii calorifice a gazelor rezultă din faptul că materialul din care sunt fabricate schimbătoarele de căldură ale cazanelor atmosferice nu este rezistent la acțiunea acizilor din condensul format în timpul condensării vaporilor de apă conținuți în gazele de ardere. Prin urmare, căldura gazelor de evacuare fierbinți nu este inclusă în puterea calorică a gazului.
Cazan în condensare este fabricat din oțel rezistent la acizi și, prin urmare, poate recupera căldura din gazele de eșapament și din condensarea vaporilor de apă. Astfel, eficiența medie anuală, calculată în raport cu puterea calorică a gazului specificată de furnizor, poate ajunge chiar la 107-109%. Astfel, un astfel de cazan produce mai multă căldură decât puterea calorică a gazului specificat de furnizor.
Acest rezultat oarecum paradoxal rezultă doar din convenția istorică a definirii puterii calorifice a gazelor. Din păcate, eficiența mai mare de 100% a cazanului, ca de necrezut, ridică neîncrederea potențialilor cumpărători de cazane în condensare.
În clădirile eficiente din punct de vedere energetic eficiența reală a ambelor tipuri de cazane poate diferi semnificativ de valorile date în rapoartele de testare a echipamentelor. Trebuie luat în considerare faptul că, într-o casă cu consum redus de energie, cazanele vor funcționa pe parcursul întregului sezon de încălzire cu o mică parte din puterea lor nominală. Acest lucru va avea ca rezultat o diferență chiar mai mare în eficiența acestor dispozitive decât cele declarate de producători.
Într-un cazan cu condensare lucrul la o putere redusă este foarte benefic. Lucrând cu mai puțină putere, acest cazan produce mai puțini gaze arse, care curg mai încet prin schimbătorul de căldură extins și este răcit mai mult. În astfel de condiții, cu o temperatură de alimentare scăzută, garantată de instalația din pardoseală, cazanul poate răci gazele arse până la 30-40 ° C și poate obține o eficiență cu doar 2% mai mică decât energia chimică a gazului de ardere.
Cu un cazan atmosferic este diferit. Lucrând cu o putere redusă, își pierde eficiența, deoarece, deși cantitatea de gaz ars este reglementată cu precizie, nu avem mare influență asupra cantității de aer care curge prin cazan. La o putere redusă, este de obicei de două ori mai mare decât este necesar pentru arderea completă a gazului alimentat la arzător. Ca urmare, o parte din aer răcește inutil cazanul. Funcționând la putere mare, cazanul atmosferic pierde 19-21% din energia chimică a gazului, atunci când funcționează la putere redusă, acesta este deja de 22-24%, adică de 10 ori mai mult decât cazanul cu condensare. În plus, după oprirea arzătorului, aerul continuă să curgă prin cazan (aspirat de tirajul coșului). Acest lucru face ca cazanul să se răcească rapid.Acest fenomen determină o scădere suplimentară a eficienței medii anuale a dispozitivului.
Un astfel de fenomen nu are loc la un cazan cu condensare, deoarece după oprirea arzătorului, ventilatorul se oprește și practic aerul nu mai curge prin cazan.
Prin urmare, utilizarea unui cazan atmosferic într-o casă eficientă din punct de vedere energetic cu o cerere de căldură mult mai mică decât puterea maximă a cazanului va avea ca rezultat o eficiență a dispozitivului mult mai mică decât cea specificată de producător. Opusul este valabil pentru un cazan cu condensare. Funcționarea cu putere redusă și temperatură redusă de revenire a apei de încălzire (cu încălzire prin pardoseală) sunt condiții ideale pentru un cazan cu condensare.
Doar cazan în condensare
Într-o casă modernă încălzită cu gaz, utilizarea unui cazan cu condensare pare a fi singura alegere rațională. Aceasta s-a dovedit a fi cea mai bună soluție pentru fiecare dintre variantele casei .
Investiție. Atunci când alegem un cazan cu condensare, putem evita construirea unui coș de fum. Este suficientă o evacuare orizontală a gazelor de ardere prin peretele camerei centrale. Datorită acestui fapt, deja în faza de investiții, utilizarea unei soluții mai bune este mai ieftină. În plus, lipsa unui coș de fum mare în casă înseamnă mai puține pierderi de căldură.
Alegerea locului de instalare. Atunci când utilizați un cazan cu condensare, nu este nevoie să avem o cameră de cazan separată în casă. Putem găsi un loc pentru ea în baie, bucătărie sau cămară. În acest fel, vom putea folosi mult mai bine spațiul utilizabil al casei.
Exploatare. Utilizarea unui cazan cu condensare vă permite să reduceți semnificativ costurile de încălzire a casei și a apei calde. Este adevărat că costul inspecției anuale este puțin mai mare, dar calitatea funcționării centralei este mult mai mare. Cazanele moderne cu condensare funcționează foarte liniștit, ceea ce este deosebit de important atunci când se instalează într-o bucătărie sau baie.
Securitate. O caracteristică importantă a unui cazan în condensare este practic protecția 100% a utilizatorilor împotriva posibilității de fumat. Chiar și eliminarea completă a alimentării cu aer a camerei în care se află cazanul (de exemplu, prin înfundarea neglijentă a grilelor de intrare de către utilizatori) nu are ca rezultat emisia letală de monoxid de carbon.
Costul primului combustibil
Un cazan cu condensare economisește costul gazului consumat - în funcție de varianta casei - în valoare de 528 la 754 / an. Presupunând puterea calorică de 1 m3 de gaz natural la nivelul de 9,35 kWh / m3, aceasta înseamnă o reducere a consumului de energie de la 4940 la 7050 kWh.
În același timp, un cazan cu condensare cu costuri de coș de fum este cu 980 mai ieftin decât un cazan atmosferic!
Astfel, ne confruntăm cu dilema modului de calculare a costului PRIMULUI COMBUSTIBIL aici. În mod oficial, pentru a 3-a variantă de casă va fi, presupunând o durată de viață de 15 ani a ambelor cazane:
-980: 15: 7050 kWh = -0,009 / kWh!
Totuși, realizând cât de dificil ar fi acest text, în care nu numai că eficiența cazanului este mai mare de 100%, ci și că avem un preț negativ la energie, am decis să simplificăm problema.
Să presupunem că cheltuielile efectuate sunt achiziționarea acestui exemplar al Casei Nisa, de la care ați putea afla despre toate acestea. Atunci prețul PRIMULUI COMBUSTIBIL pentru 1 kWh într-o perioadă de 15 ani va fi:
6,90: 15: 7050 = 0,00007, adică 0,007 groszy!
