Załóż konto na portalu i bezpłatnie pobierz wydanie Rynku Instalacyjnego 7-8/2018

Sprawność instalacji odbiorczych zasilanych gazowym kotłem kondensacyjnym

The gas condensing boiler heating installation efficiency
Sprawność instalacji odbiorczych zasilanych gazowym kotłem kondensacyjnym
Sprawność instalacji odbiorczych zasilanych gazowym kotłem kondensacyjnym
Fot. Vaillant

W publikacji oceniono sprawność instalacji odbiorczych (centralnego ogrzewania i przygotowania ciepłej wody użytkowej) zasilanych z gazowego kotła kondensacyjnego na podstawie pomiarów przeprowadzonych w mieszkaniu zamieszkałym przez trzy osoby.

W poprzednich artykułach [1–3] opisano i przeanalizowano pracę gazowego kotła kondensacyjnego, instalacji centralnego ogrzewania oraz instalacji przygotowania ciepłej wody użytkowej.

W dotychczasowych publikacjach podano m.in. następujące informacje:

  • gazowy kocioł kondensacyjny wyprodukował w ciągu roku 76,44 GJ,
  • średnia w roku sprawność gazowego kotła kondensacyjnego wyniosła 99,2% (w odniesieniu do wartości opałowej gazu),
  • zużycie gazu ziemnego wyniosło 2324 m3,
  • koszt ciepła to 64,45 zł/GJ,
  • obliczeniowa moc cieplna do centralnego ogrzewania wynosi 12 kW,
  • zużycie ciepła na centralne ogrzewanie wyniosło 55 GJ,
  • jednostkowe zużycie energii do c.o. to 144,3 kWh/(m2 a),
  • zużywano ok. 86 l na osobę w ciągu doby,
  • do przygotowania ciepłej wody użytkowej zużyto 10,38 GJ,
  • średnia moc do przygotowania ciepłej wody użytkowej to 0,3 kW,
  • jednostkowe zużycie energii do c.w.u. wyniosło 22,3 kWh/(m2 a).

Założenia podstawowe

Główną ideą przedsięwzięcia było maksymalne wykorzystanie gazu ziemnego za pomocą kotła kondensacyjnego. Żeby to osiągnąć, kocioł powinien pracować tylko z kondensacją. Cel ten zrealizowano poprzez zaprojektowanie instalacji centralnego ogrzewania z maksymalnymi temperaturami: tzco/tpco = 55/35°C. Powoduje to konieczność zwiększenia powierzchni grzejników 2,64 razy w porównaniu z instalacją o parametrach tzco/tpco = 80/60°C.

Ciepła woda użytkowa była ponadto podgrzewana w płytowym wymienniku przepływowym, w zależności od chwilowych potrzeb. Maksymalna możliwa do osiągnięcia temperatura c.w.u. wyniosła tcwmax = 55,0°C (przy maksymalnej temperaturze za kotłem tzkmax = 58°C). Jest to zgodne z obowiązującymi przepisami [5], a odbiorcy uznali temperaturę c.w.u. za właściwą.

Opis analizowanego obiektu

Przypomnijmy, że analizę przeprowadzono w rzeczywistym mieszkaniu znajdującym się w budynku trzykondygnacyjnym zlokalizowanym w II strefie klimatycznej (temperatura zewnętrzna obliczeniowa tzobl = -18°C) [6]. Powierzchnia całkowita mieszkania znajdującego się na kondygnacji środkowej Fm » 106 m2, a kubatura Ve » 500 m3. Ciepła woda użytkowa jest przygotowywana dla trzech osób.

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

Przed modernizacją na potrzeby centralnego ogrzewania i przygotowania ciepłej wody użytkowej (w sezonie ogrzewczym) zużyto w ciągu roku Bw = 4 Mg koksu. Paliwo miało wartość Kw = 5000 zł. Latem c.w.u. podgrzewano w pojemnościowym podgrzewaczu elektrycznym, a koszt energii Ke » 600 zł.

Dobrano jednofunkcyjny gazowy kocioł kondensacyjny o mocy Qnom = 20 kW. Kocioł gazowy został po stronie wodnej opomiarowany za pomocą licznika ciepła typu Multical Compact.

Przed kotłem zamontowano osobny gazomierz typu BK-G2,5M o wydajności nominalnej Qnom = 2,5 m3/h (Qmax = 4,0 m3/h; Qmin = 0,025 m3/h), który służy do rozliczeń z dostawcą gazu.

Poza kotłem kondensacyjnym instalacja gazowa zasila kuchenkę czteropalnikową z elektrycznym piekarnikiem. Gazomierz główny typu G4 o wydajności nominalnej Qnom = 4,0 m3/h (Qmax = 6,0 m3/h; Qmin = 0,04 m3/h) został zainstalowany wcześniej.

Pomiary zużycia gazu i wytwarzanego ciepła

Analizie poddano okres od 1 listopada 2012 do 31 października 2013 r. W tabeli 1 podano miesięczne wartości zużycia gazu ziemnego (Ho = 34,5 MJ/m3) i ilość wytwarzanego ciepła przez kocioł kondensacyjny, a także energii wykorzystanej do centralnego ogrzewania i ciepłej wody. Na podstawie tych danych wyliczono sprawność instalacji odbiorczych.

Na rys. 1 pokazano zużycie energii cieplnej w badanym okresie. Natomiast na rys. 2 przedstawiono sprawność kotła i instalacji w badanym obiekcie.

Na rys. 3 pokazano zależność sprawności całkowitej od zużycia energii gazu ziemnego, czyli pierwotnej. Na wykresie przedstawiono dwie funkcje opisujące tę zależność. Obie funkcje, wielomian i logarytmiczna, są niemal jednakowo dokładne w opisie zjawiska.

Z uwagi na prostotę opisu proponuje się używanie formuły w postaci:

Sterowanie dostawą ciepła

Ze względu na wysokie koszty układu pomiarowo-sterującego regulacja dostawy ciepła polegała w tym wypadku na wykorzystaniu programatorów czasowych umieszczonych na zasilaniu w energię elektryczną następujących urządzeń: kocioł, pompa obiegowa centralnego ogrzewania, pompa ciepłej wody użytkowej i pompa cyrkulacyjna. Użytkownicy programowali dostawę ciepła oraz pracę urządzeń w zależności od obecności w mieszkaniu w ciągu tygodnia.

Wskaźnik zużycia ciepła

Ocenę jakości budynku oraz ewentualnego ocieplenia stanowi wskaźnik zużycia ciepła do centralnego ogrzewania [7] definiowany zależnością:

W przypadku badanego obiektu wskaźnik ten wyniósł:

Ponadto wyznaczono wskaźnik zużycia ciepła w odniesieniu do całkowitego ciepła wytworzonego przez kocioł kondensacyjny (EK = 79,44 GJ):

Szczegółową analizę wskaźników rocznego zapotrzebowania na energię w budynkach wielorodzinnych (na podstawie danych statystycznych) przeprowadzono w publikacji [9]. Najciekawsze informacje dotyczą wartości eco w zależności od roku powstania budynków.

Wskaźnik ten zawiera się w zakresie: 88,8 > eco > 223,4 kWh/(m2  a) obiektów wybudowanych w latach od 2001–2011 (wartość najniższa) do roku 1945 (wartość najwyższa). Najbliższa otrzymana wartość (eco = 144,3 kWh/(m2  a)) odpowiada budynkom wybudowanym w latach 1991–2001 (eco = 155,3 kWh/(m2  a)). Jednak instalację badawczą wykonano w budynku z lat trzydziestych XX w.

   05.12.2014

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie

 


Zdradzamy sposób na projektowanie instalacji najwyższej jakości »

projektowanie

 



Z jakiego powodu tworzywa sztuczne zdominowały rynek wod-kan » Jak bez problemowo przeprowadzić iniekcję mikropali, kotew i gwoździ gruntowych »
bezpieczeństwo instalatora pomoc w projektowaniu
czytam więcej » poznaj go dziś »

 


Czy można dobrze odseparować wodę kanalizacyjną od gruntowej »

innowacyjne projektowanie

 



Poznaj bezpieczne systemy do dezynfekcji wody pitnej i basenowej » Jak zabezpieczyć wentylatory dachowe »
czysta woda wentylator dachowy
wiem więcej » spróbuj już dziś »

 


Przedłuż certyfikat HVAC bez wychodzenia z firmy »

szkolenia hvac

 



Czy łatwo zainstalować podwieszaną toaletę » Z jakego powodu ta pompa wyprzedza przyszłość »
podwieszana toaleta pompy ciepła
wiem więcej » wiem więcej »

 


Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników naszego portalu... dowiedz się więcej »

Co Szperacz wyszperał ;-)

źle wykonana instalacja

Sztywniactwo i niechlujstwo - zobacz i skomentuj »

Dla tych, którzy szukają bardziej elektryzujących wrażeń Szperacz ma dziś coś specjalnego - rozdzielnia w toalecie.

zaślepka


TV Rynek Instalacyjny


 tv rynek instalacyjny
10/2019

Aktualny numer:

Rynek Instalacyjny 10/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Ogrzewanie obiektów przemysłowych
  • - Wentylacja domów jednorodzinnych
Zobacz szczegóły
Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright © 2011 - 2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl