Praca centralnego ogrzewania w mieszkaniu zasilanym gazowym kotłem kondensacyjnym

Założenia podstawowe

Głównym celem przedsięwzięcia było maksymalne wykorzystanie gazu ziemnego za pomocą kotła kondensacyjnego. Podstawowym założeniem była praca kotła tylko z kondensacją. Cel ten zrealizowano, projektując instalację c.o. z maksymalnymi temperaturami t_zco/t_pco = 55/35°C. Niskie parametry zasilania sprawiły, że powierzchnia grzejników jest w tym wypadku 2,64 razy większa niż dla instalacji 80/60°C.

Ciepła woda użytkowa podgrzewana była w wymienniku przepływowym w zależności od chwilowych potrzeb. Maksymalna temperatura c.w.u. wynosiła t_cw^max = 50°C. Odbiorcy uznali taką temperaturę c.w.u. za właściwą [1].

Opis analizowanych obiektów

Analizę przeprowadzono w mieszkaniu znajdującym się w budynku trzykondygnacyjnym zlokalizowanym w II strefie klimatycznej (temperatura zewnętrzna obliczeniowa: t_z^obl = –18°C [3]). Powierzchnia całkowita mieszkania (rys. 1) znajdującego się na drugiej (środkowej) kondygnacji wynosi ok. 106 m², a kubatura ok. 500 m³. Ciepła woda użytkowa jest przygotowywana dla trzech osób.

Przeczytaj także: Dostawa ciepłej wody zasilanej gazowym kotłem kondensacyjnym >>

W poprzednim roku na potrzeby c.o. i c.w.u. (w sezonie ogrzewczym) zużyto B_w = 4 Mg koksu. Koszt tego paliwa wyniósł K_w = 5000 zł. Latem c.w.u. podgrzewano w elektrycznym podgrzewaczu pojemnościowym, a koszt energii wynosił K_e » 600 zł. Biorąc pod uwagę powyższe dane, dobrano jednofunkcyjny gazowy kocioł kondensacyjny o mocy nominalnej 20 kW [1].

Podstawowe opomiarowanie

Instalacja została opomiarowana za pomocą trzech liczników ciepła typu Multical Compact: kocioł gazowy, instalacja c.o., instalacja c.w.u. Przed kotłem gazowym zamontowano osobny gazomierz, który służy do rozliczeń z dostawcą gazu.

Dobrano gazomierz typu BK-G2,5M o wydajności nominalnej Q_nom = 2,5 m³/h (Q_max = 4,0 m³/h; Q_min = 0,025 m³/h) – jest to przyrząd legalizowany. Poza kotłem kondensacyjnym instalacja gazowa w tym mieszkaniu zasila kuchenkę czteropalnikową z elektrycznym piekarnikiem.

Zapotrzebowanie na moc cieplną dla c.o.

Zapotrzebowanie na moc cieplną dla c.o. oszacowano za pomocą dwóch metod. Ze względu na konstrukcję budynku („mur pruski”) przyjęto wartość współczynnika przenikania ciepła przez ściany (grubość przegrody b = 0,51 m) w wysokości U_ś = 1,16 W/m² K.

Druga metoda polegała na przyjęciu kubaturowego wskaźnika zapotrzebowania na ciepło w wysokości: q_v = 30,0 W/m³. Wyniki szacowań podano w tabeli 1.

Jak wynika z rezultatów oszacowania moc cieplna wynosi: Q = 6,0 kW lub, na podstawie wskaźnika kubaturowego, Q_v = 9,0 kW.

Warunki klimatyczne [4] w okresie 11.2011 –10.2012 (odniesienie) oraz 11.2012–10.2013 podano w tabeli 2. Liczba dni oznacza okresy średniej dobowej temperatury zewnętrznej od 1.11 do 31.10 t_zd < 12,0°C.

Wyznacznikiem zapotrzebowania na ciepło do ogrzewania ze względów klimatycznych jest liczba „stopniodni” definiowana zależnością:

gdzie:
t_so – czas trwania sezonu ogrzewczego, doba;
t_w – temperatura wewnętrzna, °C;
t_z^so – średnia temperatura zewnętrzna sezonu ogrzewczego, °C.

Zapotrzebowanie na ciepło do ogrzewania ze względu na warunki klimatyczne po uruchomieniu gazowego kotła kondensacyjnego (Std = 3350,7) było wyższe niż w okresie wcześniejszym (Std = 3112,7) o 7,65%.

Biorąc pod uwagę zużycie koksu w sezonie ogrzewczym w roku wcześniejszym, które wyniosło B_w = 4 Mg, zapotrzebowanie na moc można wyznaczyć na podstawie następujących danych:

• wartość opałowa koksu H_o = 28 MJ/kg,
• sprawność kotła h = 50%,
• temperatura wewnętrzna t_w = 20°C,
• obliczeniowa temperatura zewnętrzna t_z^obl = –18,0°C,
• średnia temperatura zewnętrzna w sezonie ogrzewczym, t_z^so = 3,27°C [2],
• czas trwania sezonu ogrzewczego t = 186 dni.

Zapotrzebowanie na ciepło w sezonie ogrzewczym:

Czytaj dalej: Pomiary zużycia ciepła >>