È il combustibile non rinnovabile più ecologico, perché solo una parte dell'energia chimica in esso contenuta proviene da atomi di carbonio. Come risultato della combustione del metano, otteniamo energia con emissioni di CO2 molto inferiori rispetto alla combustione del carbon fossile. Inoltre, il metano può essere un combustibile rinnovabile se proviene da impianti di biogas. Questo è importante perché nel nostro ciclo ci occupiamo non solo di minimizzare i costi di riscaldamento domestico, ma anche di ridurre il consumo di combustibili fossili e le emissioni inquinanti.
È necessaria una caldaia per convertire l'energia chimica del combustibile in calore. Un investimento in una caldaia con una maggiore efficienza, ovvero un migliore utilizzo dell'energia chimica del combustibile, è un investimento in PRIMO COMBUSTIBILE.
Scegliere una caldaia per riscaldare la propria casa Il
gas è una delle fonti di calore più economiche (sommati i costi del carburante e le spese in conto capitale) tra quelle che non necessitano di manutenzione. Tuttavia, i prezzi del gas e di altri combustibili stanno aumentando rapidamente e il costo annuale del riscaldamento rappresenta un onere significativo per il bilancio familiare. Vale quindi la pena analizzare la redditività dell'investimento in FIRST FUEL, ovvero una caldaia a condensazione caratterizzata dalla più alta efficienza tra le caldaie a gas.
La sua camera di combustione è chiusa e separata dall'ambiente. L'aria per la combustione del gas viene fornita all'interno della caldaia da un ventilatore a velocità variabile. A seconda della potenza istantanea richiesta dalla caldaia, l'automazione fornisce la giusta quantità di gas alla camera di combustione e il ventilatore funziona ad una velocità tale da garantire un costante, lieve eccesso d'aria per la combustione (25-30%). Grazie a ciò, la combustione del metano è completa, con una dispersione termica minima attraverso il camino. Questa soluzione permette di aumentare l'efficienza della caldaia dal 91-92% al 98-99%.
Tuttavia, il vantaggio più importante di una caldaia a condensazione è contenuto nel suo nome. È la condensazione del vapore acqueo generato dalla combustione del gas naturale che provoca il maggior aumento del rendimento di questa caldaia. Il gas di scarico può essere raffreddato fino a 30-40 ° C, contro min. 110 ° C in una caldaia atmosferica. A queste temperature il vapore acqueo contenuto nei fumi si condensa all'interno della caldaia e nei condotti dei fumi. Grazie a questo, possiamo ottenere una piccola percentuale di energia in più (massimo 11%).
Come funziona una caldaia atmosferica
Una caldaia atmosferica (nota anche come camera di combustione aperta), come suggerisce il nome, è un dispositivo in cui il processo di combustione del gas non è separato dall'ambiente. L'aria per la combustione del gas viene prelevata dal locale in cui si trova la caldaia. Questo tipo di caldaia è collegato a un camino standard (il più delle volte in ceramica o con un inserto in acciaio). All'avvio la caldaia brucia gas producendo fumi di scarico caldi. Questi, essendo molto più leggeri dell'aria circostante, fluttuano nel camino. Questo è chiamato tiraggio del camino, che crea una leggera pressione negativa nel locale caldaia. Aspira aria fresca dall'esterno, che prende il posto dell'aria comburente usata. Gas di scarico caldi,prima di uscire dal camino cedono all'acqua una parte del calore dello scambiatore caldaia. A seconda delle condizioni meteorologiche, ed in particolare della temperatura e della pressione dell'aria esterna, varia il valore del tiraggio del camino (minimo in estate, quando la caldaia riscalda l'acqua calda in una giornata calda). Anche la quantità di aria che scorre attraverso la caldaia varia. In inverno, può essere fino al doppio di quanto necessario per bruciare il gas. È legato alla perdita di una certa energia, che viene sprecata riscaldando l'aria in eccesso nella camera di combustione alla temperatura dei gas di scarico dalla caldaia atmosferica, cioè circa 110-120 ° C.il valore del tiraggio del camino varia (è minimo in estate, quando la caldaia riscalda l'acqua calda in una giornata calda). Anche la quantità di aria che scorre attraverso la caldaia varia. In inverno, può essere fino al doppio di quanto necessario per bruciare il gas. È legato alla perdita di una certa energia, che viene sprecata riscaldando l'aria in eccesso nella camera di combustione alla temperatura dei gas di scarico dalla caldaia atmosferica, cioè circa 110-120 ° C.il valore del tiraggio del camino è diverso (è minimo in estate, quando la caldaia riscalda l'acqua calda in una giornata calda). Anche la quantità di aria che scorre attraverso la caldaia varia. In inverno, può essere fino al doppio di quanto necessario per bruciare il gas. Ciò comporta la perdita di una certa energia che viene sprecata per riscaldare l'aria in eccesso nella camera di combustione alla temperatura dei gas di scarico della caldaia atmosferica, cioè intorno ai 110-120 ° C.che viene sprecato riscaldando l'aria in eccesso nella camera di combustione alla temperatura dei gas di scarico della caldaia atmosferica, cioè intorno ai 110-120 ° C.che viene sprecato riscaldando l'aria in eccesso nella camera di combustione alla temperatura dei gas di scarico della caldaia atmosferica, cioè intorno ai 110-120 ° C.
Requisiti per caldaie
-Atmosferico. Questo tipo di caldaia deve essere posto in un locale con una capacità di almeno 8 m3, che viene alimentato con una quantità adeguata di aria per la combustione. Il locale deve essere privo di vapori o polvere che potrebbero contaminare rapidamente il bruciatore e lo scambiatore di calore della caldaia. Per questo motivo è assolutamente necessario evitare di installare una caldaia atmosferica in cucina o in bagno. La caldaia funzionante in questi locali ha una vita più breve e necessita di manutenzioni più frequenti. Un'altra conseguenza del funzionamento della caldaia è il raffrescamento del locale in cui si trova, dovuto al costante afflusso di aria fredda necessaria al processo di combustione.
Per questi motivi, l'unico luogo sensato per installare una caldaia atmosferica è un locale tecnico separato. Deve essere dotato di canna fumaria, griglia di alimentazione aria e condotto di scarico condotto sopra il tetto dell'edificio. La stanza può essere parzialmente utilizzata per altri scopi, ma non si devono conservare sostanze chimiche o non si deve lasciare che l'aria si spolveri.
-Condensazione. La cubatura di 6,5 m3 è sufficiente per lui. Questa caldaia non preleva l'aria comburente dall'ambiente, quindi può essere collocata anche in bagno o in cucina. L'aumento dell'umidità può avere un certo impatto sull'accorciamento della vita della caldaia, ma certamente non ridurrà l'efficienza del dispositivo. Inoltre non ci sarà alcun fastidioso afflusso di aria fredda nella stanza.
Inoltre, non è necessario costruire un camino tradizionale per una tale caldaia. Una serie di tubi disposti in modo concentrico: tubi dell'aria e di scarico è sufficiente. Questi tubi possono essere condotti orizzontalmente attraverso il muro, a condizione che la potenza della caldaia sia inferiore a 21 kW, e in una casa ad alta efficienza energetica lo sarà sicuramente.
Costi di investimento
La casa di cui ci occupiamo nel nostro ciclo ha esigenze di calore diverse per il riscaldamento. La più necessaria è una casa isolata "normalmente" con ventilazione naturale, la meno - una casa con partizioni esterne molto ben isolate, finestre con persiane e ventilazione meccanica. A seconda della variante di isolamento dell'edificio adottata e del tipo di ventilazione, per riscaldare l'abitazione in inverno sarà richiesta potenza:
- opzione I - casa "standard" - 9,9 kW;
- opzione II - casa molto ben isolata - 6,5 kW;
- opzione III - una casa molto ben isolata con ventilazione meccanica - 3,4 kW.
Caldaia a condensazione. Per ottenere il rendimento adeguato, la caldaia deve avere la potenza più bassa e un ampio campo di modulazione. Fortunatamente, negli ultimi anni, molte aziende hanno offerto caldaie a bassa potenza, adatte per l'utilizzo in un edificio ad alta efficienza energetica. Ad esempio, possiamo utilizzare una caldaia a condensazione con una capacità di 5,3-12,9 kW. Come puoi vedere, può essere utilizzato in una qualsiasi delle varianti di casa considerate.
Per preparare l'acqua calda, è necessario utilizzare nella caldaia un serbatoio di acqua calda con una capacità che consenta di riempire il bagno alla volta. Si consiglia di utilizzare un serbatoio con una capacità di almeno 150 litri che possa fornire 195 litri di acqua alla temperatura di 45 ° C per volta.
I costi di investimento relativi alla scelta di una caldaia a condensazione saranno: -
acquisto caldaia e bollitore - 11.045;
-acquisto di tubi di scarico aria per lo scarico dei gas di scarico e presa d'aria - 698;
-assemblaggio del locale caldaia - 2000,
ovvero in totale: 13 743.
Boiler atmosferico. Anche qui, per ciascuna delle varianti della casa, possiamo scegliere un modello con una potenza da 6,4 a 12 kW.
I costi di investimento relativi alla scelta di un boiler atmosferico ammonteranno a: -
acquisto di un boiler e bollitore - 8314;
-acquisto di un camino di sistema con una lunghezza di 8 m - 3409;
-assemblaggio dell'impianto camino - 1000;
- montaggio locale caldaia - 2.000,
ovvero un totale di 14 723.
Confronto dei costi . La differenza nei costi di investimento è quindi di 980 - a favore della caldaia a condensazione.
Costi operativi I costi operativi
sono il costo di ispezione e manutenzione della caldaia e il costo del gas utilizzato. Nella determinazione del prezzo lordo del gas (con canoni fissi e di trasporto), l'ammontare del consumo di gas è di notevole importanza. L'utilizzo di una caldaia a condensazione nella variante III dell'abitazione ha permesso di ridurre il consumo totale di gas a 1044 m3 / anno, grazie al quale l'utente sarà abilitato ad un diverso gruppo tariffario (W-2 anziché W-3), che ridurrà il canone mensile di oltre 30.
Riscaldamento casa . A seconda della variante dell'edificio, per il suo riscaldamento dovrebbe essere previsto quanto segue:
- opzione I - abitazione "standard" - 22.995 kWh / anno;
- opzione II - casa molto ben isolata - 15.151 kWh / anno;
- opzione III - una casa molto ben isolata, con ventilazione meccanica - 7862 kWh / anno.
Per una casa "standard", dove sia la caldaia a condensazione che quella atmosferica hanno una potenza leggermente superiore alla massima richiesta di calore, possiamo ipotizzare il rendimento medio annuo della caldaia a condensazione al livello del 107%, e il rendimento atmosferico - 90%.
In altre varianti della casa, dove la richiesta di calore è molto inferiore alla potenza massima della caldaia, possiamo ipotizzare l'efficienza di una caldaia a condensazione al 109% e di una caldaia atmosferica - 88%.
Il potere calorifico di 1 m3 di gas naturale è 9,35 kWh / m3.
Preparazione dell'acqua calda. Il consumo di gas per l'acqua calda deve essere trattato separatamente. Qui, entrambe le caldaie, mentre alimentano il serbatoio, funzioneranno con alta potenza e alta temperatura per la maggior parte del tempo (al termine del processo di riscaldamento del serbatoio). Pertanto, per una caldaia atmosferica, possiamo assumere il rendimento pari al valore massimo del 92%. Come per la caldaia a condensazione, i dispositivi più moderni hanno la funzione di adeguare la temperatura di esercizio della caldaia alla temperatura dell'acqua calda impostata. Grazie a ciò, nella fase iniziale di caricamento del serbatoio, la caldaia raffredda i fumi ad una temperatura inferiore a 55 ° C, che provoca la condensa. Quando la temperatura del serbatoio aumenta, questo fenomeno scompare,ma la caldaia a condensazione continua a funzionare con un rendimento maggiore rispetto alla caldaia atmosferica grazie al controllo costante della quantità di aria fornita al bruciatore. I test hanno dimostrato che le caldaie a condensazione dotate del sistema di controllo descritto raggiungono un'efficienza del 104% quando alimentano il serbatoio.
Per determinare il costo del riscaldamento dell'acqua calda, dobbiamo ancora stimare la quantità di energia utilizzata a tale scopo durante l'anno (Tabella 2). Abbiamo ipotizzato che in casa sarebbero rimaste 4 persone, ognuna delle quali consuma in media 35 litri di acqua calda a 55 ° C al giorno (si è ipotizzato che la temperatura media annua dell'acqua fredda sia di 10 ° C).
Costi totali. I costi totali di funzionamento delle caldaie atmosferiche ea condensazione per le singole varianti di casa, dopo aver sommato le tariffe per il riscaldamento, la preparazione dell'acqua calda e l'effettuazione dell'ispezione annuale (per la 150 caldaia atmosferica ea condensazione - 250) sono presentati nella Tabella 3. Tali costi sono stati determinati in base alla tariffa gas, tenendo conto consumo totale di gas e IVA 23%. Come mostra la nostra dichiarazione, la più grande differenza nei costi di riscaldamento di una casa e preparazione dell'acqua calda è in una casa che è isolata al meglio con la ventilazione meccanica.
Efficienza caldaia Caldaia
atmosferica tradizionale ha un'efficienza di circa il 90-92%. Il potere calorifico del gas fornito dal fornitore è inferiore alla sua energia chimica, perché si è ipotizzato che la temperatura dei gas di scarico in uscita dalla caldaia sia superiore a 100 ° C. Questo modo di definire il potere calorifico del gas è dovuto al fatto che il materiale di cui sono costituiti gli scambiatori di calore delle caldaie atmosferiche non è resistente all'azione degli acidi nella condensa formatasi durante la condensazione del vapore acqueo contenuto nei fumi. Pertanto, il calore del gas di scarico caldo non è incluso nel potere calorifico del gas.
Caldaia a condensazione È realizzato in acciaio resistente agli acidi, quindi può recuperare calore dai gas di scarico e dalla condensazione del vapore acqueo. Pertanto, l'efficienza media annua, calcolata in relazione al potere calorifico del gas specificato dal fornitore, può raggiungere anche il 107-109%. Pertanto, una tale caldaia produce più calore del potere calorifico del gas specificato dal fornitore.
Questo risultato alquanto paradossale risulta solo dalla convenzione storica di definire il potere calorifico del gas. Purtroppo, l'efficienza superiore al 100% della caldaia, per quanto incredibile, solleva la sfiducia dei potenziali acquirenti di caldaie a condensazione.
In edifici ad alta efficienza energetica il rendimento effettivo di entrambi i tipi di caldaie può differire in modo significativo dai valori riportati nei rapporti di prova delle apparecchiature. Va tenuto presente che in una casa a basso consumo energetico le caldaie funzioneranno durante l'intera stagione di riscaldamento con una piccola parte della loro potenza nominale. Ciò si tradurrà in una differenza ancora maggiore nell'efficienza di questi dispositivi rispetto a quanto dichiarato dai produttori.
In una caldaia a condensazione lavorare a bassa potenza è molto vantaggioso. Lavorando con meno potenza, questa caldaia produce meno fumi, che fluiscono più lentamente attraverso lo scambiatore di calore esteso e vengono raffreddati di più. In tali condizioni, con una bassa temperatura di mandata, garantita dall'installazione a pavimento, la caldaia può raffreddare i fumi fino a 30-40 ° C e raggiungere rendimenti solo del 2% inferiori all'energia chimica del gas bruciato.
Con una caldaia atmosferica è diverso. Lavorando a bassa potenza, perde la sua efficienza, perché sebbene la quantità di gas bruciato sia regolata con precisione, la quantità di aria che scorre attraverso la caldaia è al di fuori del nostro controllo. A bassa potenza, è solitamente due volte più grande di quanto necessario per la completa combustione del gas alimentato al bruciatore. Di conseguenza, un po 'd'aria raffredda inutilmente la caldaia. Lavorando ad alta potenza, la caldaia atmosferica perde il 19-21% dell'energia chimica del gas, quando lavora a bassa potenza è già il 22-24%, cioè 10 volte di più della caldaia a condensazione. Inoltre, dopo lo spegnimento del bruciatore, l'aria continua a fluire attraverso la caldaia (aspirata dal tiraggio del camino). In questo modo la caldaia si raffredda rapidamente.Questo fenomeno provoca un'ulteriore diminuzione dell'efficienza media annua del dispositivo.
Un tale fenomeno non si verifica in una caldaia a condensazione, perché dopo lo spegnimento del bruciatore, il ventilatore si ferma e l'aria praticamente smette di fluire attraverso la caldaia.
Pertanto, l'uso di una caldaia atmosferica in una casa ad alta efficienza energetica con una richiesta di calore molto inferiore alla potenza massima della caldaia si tradurrà in un'efficienza del dispositivo molto inferiore a quella specificata dal produttore. È vero il contrario per una caldaia a condensazione. Il funzionamento con bassa potenza e bassa temperatura di ritorno dell'acqua di riscaldamento (con riscaldamento a pavimento) sono condizioni ideali per una caldaia a condensazione.
Solo caldaia a condensazione
In una moderna casa riscaldata a gas, l'uso di una caldaia a condensazione sembra essere l'unica scelta razionale. Questa si è rivelata la soluzione migliore per ciascuna delle varianti della casa .
Investimento. Scegliendo una caldaia a condensazione possiamo evitare di costruire una canna fumaria. È sufficiente uno scarico dei fumi orizzontale attraverso la parete del locale caldaia. Grazie a ciò, l'uso di una soluzione migliore è più conveniente già nella fase di investimento. Inoltre, la mancanza di un grande camino in casa significa meno dispersione di calore.
Scelta del luogo di installazione. Quando si utilizza una caldaia a condensazione, non è necessario disporre di un locale caldaia separato in casa. Possiamo trovarlo in bagno, in cucina o in dispensa. In questo modo potremo utilizzare molto meglio lo spazio utilizzabile della casa.
Sfruttamento. L'utilizzo di una caldaia a condensazione consente di ridurre sensibilmente i costi di riscaldamento della casa e di preparazione dell'acqua calda. È vero che il costo dell'ispezione annuale è leggermente superiore, ma la qualità del funzionamento della caldaia è molto superiore. Le moderne caldaie a condensazione funzionano in modo molto silenzioso, il che è particolarmente importante quando si installa in una cucina o in un bagno.
Sicurezza. Una caratteristica importante di una caldaia a condensazione è praticamente la protezione al 100% degli utenti dalla possibilità di fumare. Anche la completa eliminazione della fornitura d'aria al locale in cui è collocata la caldaia (ad esempio, per incurante intasamento delle griglie di ingresso da parte delle utenze) non comporta l'emissione letale di monossido di carbonio.
Costo del primo combustibile
Una caldaia a condensazione consente di risparmiare sul costo del gas consumato - a seconda della variante di casa - nella quantità da 528 a 754 / anno. Ipotizzando il potere calorifico di 1 m3 di gas naturale al livello di 9,35 kWh / m3, ciò significa una riduzione dei consumi energetici da 4940 a 7050 kWh.
Allo stesso tempo, una caldaia a condensazione con camino costa 980 in meno di una caldaia atmosferica!
Pertanto, ci troviamo di fronte al dilemma di come calcolare il costo del PRIMO CARBURANTE qui. Formalmente, per la terza variante casa sarà, ipotizzando una durata di 15 anni di entrambe le caldaie:
-980: 15: 7050 kWh = -0,009 / kWh!
Tuttavia, rendendoci conto di quanto sarebbe difficile questo testo, in cui non solo l'efficienza della caldaia è superiore al 100%, ma abbiamo anche un prezzo dell'energia negativo, abbiamo deciso di semplificare la questione.
Supponiamo che la spesa sia l'acquisto di questa copia di Nice House, da cui potresti conoscere tutto. Allora il prezzo del PRIMO CARBURANTE per 1 kWh in un periodo di 15 anni sarà:
6,90: 15: 7050 = 0,00007, cioè 0,007 groszy!
