É o combustível não renovável mais ecologicamente correto, pois apenas parte da energia química que contém vem dos átomos de carbono. Como resultado da combustão do metano, obtemos energia com emissões de CO2 muito mais baixas do que quando o carvão é queimado. Além disso, o metano pode ser um combustível renovável se vier de usinas de biogás. Isso é importante porque em nosso ciclo não lidamos apenas com a minimização dos custos de aquecimento doméstico, mas também com a redução do consumo de combustível fóssil e das emissões de poluentes.
É necessária uma caldeira para converter a energia química do combustível em calor. Um investimento em uma caldeira com maior eficiência, ou seja, um melhor aproveitamento da energia química do combustível, é um investimento no FIRST FUEL.
Escolher uma caldeira para aquecer a sua casa O
gás é uma das fontes de calor mais baratas (depois de adicionar os custos de combustível e despesas de capital) entre aquelas que não requerem manutenção. No entanto, os preços do gás e de outros combustíveis estão subindo rapidamente, e o custo anual do aquecimento é um fardo significativo para o orçamento doméstico. Portanto, vale a pena analisar a rentabilidade de investir no FIRST FUEL, ou seja, uma caldeira de condensação com maior eficiência entre as caldeiras a gás.
Sua câmara de combustão é fechada e separada do meio ambiente. O ar para a combustão do gás é fornecido ao interior da caldeira por um ventilador de velocidade variável. Dependendo da potência instantânea necessária da caldeira, a automação fornece a quantidade adequada de gás à câmara de combustão e o ventilador funciona a uma velocidade que garante um leve excesso de ar para a combustão constante (25-30%). Graças a isso, a combustão do metano é completa, com perda de calor minimizada pela chaminé. Esta solução permite aumentar a eficiência da caldeira de 91-92% para 98-99%.
No entanto, a vantagem mais importante de uma caldeira de condensação está contida em seu nome. É a condensação do vapor d'água gerado na combustão do gás natural que causa o maior aumento na eficiência dessa caldeira. Os gases de exaustão podem ser resfriados até 30-40 ° C, contra mín. 110 ° C em uma caldeira atmosférica. A estas temperaturas, o vapor de água contido nos gases de combustão condensa-se no interior da caldeira e nas condutas de gases de combustão. Graças a isso, podemos obter uma pequena porcentagem adicional de energia (máximo 11%).
Como funciona uma caldeira atmosférica
Uma caldeira atmosférica (também conhecida como câmara de combustão aberta), como o nome sugere, é um dispositivo em que o processo de combustão do gás não é separado do ambiente. O ar para a combustão do gás é retirado da sala onde se encontra a caldeira. Este tipo de caldeira está ligada a uma chaminé padrão (geralmente de cerâmica ou com inserto de aço). Quando iniciada, a caldeira queima gás, produzindo gases de escape quentes. Estes, sendo muito mais leves que o ar circundante, flutuam pela chaminé. Isso é chamado de tiragem da chaminé, que cria uma leve pressão negativa no ambiente onde a caldeira está localizada. Ele aspira ar fresco de fora, que substitui o ar de combustão usado. Gases de exaustão quentes,antes de saírem da chaminé, liberam um pouco do calor do trocador da caldeira para a água. Dependendo das condições meteorológicas, e em particular da temperatura e pressão do ar exterior, o valor da tiragem da chaminé varia (mais baixa no verão, quando a caldeira aquece água quente num dia quente). A quantidade de ar que flui pela caldeira também varia. No inverno, pode ser até o dobro do necessário para queimar gás. Isso está relacionado à perda de alguma energia que é desperdiçada aquecendo o excesso de ar na câmara de combustão até a temperatura do gás de exaustão da caldeira atmosférica, ou seja, cerca de 110-120 ° C.o valor da tiragem da chaminé varia (é mais baixo no verão, quando a caldeira aquece água quente num dia quente). A quantidade de ar que flui pela caldeira também varia. No inverno, pode ser até o dobro do necessário para queimar gás. Isso está relacionado à perda de alguma energia que é desperdiçada aquecendo o excesso de ar na câmara de combustão até a temperatura do gás de exaustão da caldeira atmosférica, ou seja, cerca de 110-120 ° C.o valor da tiragem da chaminé é diferente (é mais baixo no verão, quando a caldeira aquece água quente num dia quente). A quantidade de ar que flui pela caldeira também varia. No inverno, pode ser até o dobro do necessário para queimar gás. Isso está relacionado à perda de alguma energia que é desperdiçada aquecendo o excesso de ar na câmara de combustão até a temperatura do gás de exaustão da caldeira atmosférica, ou seja, cerca de 110-120 ° C.que é desperdiçado aquecendo o ar em excesso na câmara de combustão à temperatura do gás de exaustão da caldeira atmosférica, ou seja, cerca de 110-120 ° C.que é desperdiçado aquecendo o excesso de ar na câmara de combustão à temperatura dos gases de exaustão que fluem da caldeira atmosférica, ou seja, cerca de 110-120 ° C.
Requisitos para caldeiras
-Atmosférica. Este tipo de caldeira deve ser instalada em uma sala com capacidade de pelo menos 8 m3, que é fornecida com uma quantidade adequada de ar para a combustão. A sala deve estar livre de vapores ou poeira que possam contaminar rapidamente o queimador e o trocador de calor da caldeira. Por este motivo, é absolutamente necessário evitar a instalação de caldeira atmosférica na cozinha ou na casa de banho. A caldeira em funcionamento nestas salas tem uma vida útil mais curta e requer manutenção mais frequente. Outra consequência do funcionamento da caldeira é o resfriamento da sala em que ela se encontra, devido ao influxo constante de ar frio necessário ao processo de combustão.
Por estas razões, o único local adequado para instalar uma caldeira atmosférica é numa sala técnica separada. Deve ser equipado com uma chaminé, uma grelha de entrada de ar e uma conduta de exaustão conduzida acima da cobertura do edifício. A sala pode ser parcialmente usada para outros fins, mas ainda assim nenhum produto químico deve ser armazenado nela ou o ar não deve ser pulverizado.
-Condensing. A capacidade cúbica de 6,5 m3 é suficiente para ele. Esta caldeira não retira o ar de combustão da divisão, pelo que também pode ser colocada na casa de banho ou na cozinha. O aumento da umidade pode ter um certo impacto na redução da vida útil da caldeira, mas certamente não reduzirá a eficiência do aparelho. Também não haverá influxo irritante de ar frio na sala.
Não há necessidade de construir uma chaminé tradicional para tal caldeira. Tudo o que você precisa é de um conjunto de tubos dispostos concentricamente - ar e exaustão. Esses tubos podem ser conduzidos horizontalmente através da parede, desde que a potência da caldeira seja inferior a 21 kW, e em uma casa com eficiência energética certamente o será.
Custos de investimento
A casa com a qual lidamos no nosso ciclo tem diferentes requisitos de calor para aquecimento. O mais necessário é uma casa isolada "normalmente" com ventilação natural, o mínimo - uma casa com divisórias externas muito bem isoladas, janelas com venezianas e ventilação mecânica. Dependendo da variante de isolamento do edifício adotada e do tipo de ventilação, será necessária energia para aquecer a casa no inverno:
- opção I - casa "padrão" - 9,9 kW;
- opção II - casa muito bem isolada - 6,5 kW;
- opção III - uma casa muito bem isolada com ventilação mecânica - 3,4 kW.
Caldeira de condensação. Para obter a eficiência adequada, a caldeira deve ter a menor potência e ampla faixa de modulação. Felizmente, nos últimos anos, muitas empresas ofereceram caldeiras de baixo consumo, adequadas para uso em edifícios com eficiência energética. Por exemplo, podemos usar uma caldeira de condensação com uma capacidade de 5,3-12,9 kW. Como você pode ver, ele pode ser usado em qualquer uma das variantes de casa consideradas.
Para o preparo da água quente, deve-se utilizar na caldeira um tanque de água quente com capacidade que permita o enchimento do banho de cada vez. Recomenda-se a utilização de um tanque de armazenamento com capacidade de no mínimo 150 litros, que pode fornecer 195 litros de água a uma temperatura de 45 ° C por vez.
Os custos de investimento relacionados com a escolha de uma caldeira de condensação serão: -
aquisição de caldeira e reservatório de água quente - 11.045;
- aquisição de exaustores de ar para descarga dos gases de exaustão e tomadas de ar - 698;
-montagem da sala da caldeira - 2000,
ou seja no total: 13 743.
Caldeira atmosférica. Também aqui, para cada uma das variantes da casa, podemos escolher um modelo com uma potência de 6,4 a 12 kW.
Os custos de investimento relacionados com a escolha de uma caldeira atmosférica serão os seguintes: -
aquisição de caldeira e depósito de água quente - 8314;
- aquisição de sistema de chaminé com comprimento de 8 m - 3409;
-montagem da chaminé do sistema - 1000;
-montagem da sala da caldeira - 2.000, ou seja ,
um total de: 14 723.
Comparação de custos . A diferença nos custos de investimento é, portanto, 980 - a favor da caldeira de condensação.
Custos operacionais Os custos operacionais
são os custos de inspeção e manutenção da caldeira e o custo do gás utilizado. Na determinação do preço bruto do gás (com taxas fixas e de transmissão), o volume do seu consumo é de grande importância. A utilização de caldeira de condensação na variante III da casa permitiu reduzir o consumo total de gás para 1044 m3 / ano, graças ao qual o utilizador será classificado num grupo tarifário diferente (W-2 em vez de W-3), o que reduzirá o valor mensal em mais de 30.
Aquecimento . Dependendo da variante do edifício, o seguinte deve ser fornecido para seu aquecimento:
- opção I - casa "padrão" - 22.995 kWh / ano;
- opção II - casa muito bem isolada - 15.151 kWh / ano;
- opção III - uma casa muito bem isolada, com ventilação mecânica - 7.862 kWh / ano.
Para uma casa "padrão", onde tanto a caldeira de condensação quanto a caldeira atmosférica têm uma potência ligeiramente superior à demanda máxima de calor, podemos assumir a eficiência média anual da caldeira de condensação no nível de 107% e a eficiência atmosférica - 90%.
Nas outras variantes da casa, onde a procura de calor é muito inferior à potência máxima da caldeira, podemos assumir o rendimento de uma caldeira de condensação a 109% e de uma caldeira atmosférica - 88%.
O poder calorífico de 1 m3 de gás natural é 9,35 kWh / m3.
Preparação de água quente. O consumo de gás para água quente deve ser tratado separadamente. Aqui, ambas as caldeiras, ao alimentar o tanque, trabalharão na maior parte do tempo com alta potência e alta temperatura (ao final do processo de aquecimento do tanque). Portanto, para uma caldeira atmosférica, podemos assumir a eficiência igual ao valor máximo de 92%. Quando se trata de uma caldeira de condensação, a maioria dos dispositivos modernos tem a função de ajustar a temperatura de funcionamento da caldeira à temperatura de água quente definida. Como resultado, na fase inicial de carregamento do tanque, a caldeira resfria o gás de combustão a uma temperatura inferior a 55 ° C, o que causa condensação. Quando a temperatura do tanque aumenta, esse fenômeno desaparece,mas a caldeira de condensação continua operando com maior eficiência do que a caldeira atmosférica devido ao controle contínuo da quantidade de ar fornecido ao queimador. Os testes mostraram que as caldeiras de condensação equipadas com o sistema de controle descrito atingem 104% de eficiência ao alimentar o tanque.
Para determinar o custo do aquecimento de água quente, ainda precisamos estimar a quantidade de energia utilizada para essa finalidade durante o ano (Tabela 2). Assumimos que 4 pessoas ficariam na casa, cada uma consumindo em média 35 litros de água quente a 55 ° C por dia (foi assumido que a temperatura média anual da água fria é de 10 ° C).
Custos totais. Os custos totais de operação das caldeiras atmosféricas e de condensação para as variantes individuais de casa, após somar as taxas de aquecimento, preparação de água quente e realização da inspeção anual (para a caldeira 150 atmosférica e de condensação - 250) são apresentados na Tabela 3. Esses custos foram determinados com base na tarifa do gás, levando em consideração consumo total de gás e 23% de IVA. Como nosso depoimento mostra, a maior diferença nos custos de aquecimento de uma casa e preparação de água quente está em uma casa que é mais bem isolada com ventilação mecânica.
Eficiência da caldeira Caldeira
atmosférica tradicional tem uma eficiência de cerca de 90-92%. O poder calorífico do gás fornecido pelo fornecedor é inferior à sua energia química, pois foi assumido que a temperatura dos gases de exaustão que saem da caldeira é superior a 100 ° C. Esta forma de definir o poder calorífico do gás deve-se ao facto de o material de que são feitos os permutadores de calor das caldeiras atmosféricas não ser resistente à acção dos ácidos no condensado formado durante a condensação do vapor de água contido no gás de combustão. Portanto, o calor do gás de exaustão quente não está incluído no valor calorífico do gás.
Caldeira de condensação é feito de aço resistente a ácidos e, portanto, pode recuperar o calor dos gases de exaustão e da condensação do vapor de água. Assim, a eficiência média anual, calculada em relação ao poder calorífico do gás especificado pelo fornecedor, pode chegar até 107-109%. Portanto, tal caldeira produz mais calor do que o valor calorífico do gás especificado pelo fornecedor.
Esse resultado um tanto paradoxal resulta apenas da convenção histórica de definição do valor calorífico do gás. Infelizmente, a eficiência superior a 100% da caldeira, tão inacreditável, causa desconfiança entre os potenciais compradores de caldeiras de condensação.
Em edifícios com eficiência energética a eficiência real de ambos os tipos de caldeiras pode diferir significativamente dos valores fornecidos nos relatórios de teste do equipamento. Deve-se levar em consideração que em uma casa de baixo consumo, as caldeiras funcionarão durante todo o período de aquecimento com uma pequena parte da sua potência nominal. Isso resultará em uma diferença ainda maior na eficiência desses dispositivos do que o declarado pelos fabricantes.
Em uma caldeira de condensação trabalhar em baixa potência é muito benéfico. Trabalhando com menos energia, esta caldeira produz menos gás de combustão, que flui mais lentamente através do trocador de calor estendido e é mais resfriado. Nessas condições, com baixa temperatura de alimentação, garantida pela instalação sob o piso, a caldeira pode resfriar os gases de combustão até 30-40 ° C e atingir eficiência apenas 2% menor que a energia química do gás de combustão.
Com uma caldeira atmosférica é diferente. Trabalhando com baixa potência, perde sua eficiência, pois embora a quantidade de gás queimado seja regulada com precisão, não temos muita influência na quantidade de ar que flui pela caldeira. Em baixa potência, geralmente é duas vezes maior do que o necessário para a combustão completa do gás que alimenta o queimador. Como resultado, parte do ar resfria a caldeira desnecessariamente. Trabalhando em alta potência, a caldeira atmosférica perde 19-21% da energia química do gás, ao trabalhar em baixa potência já é 22-24%, ou seja, 10 vezes mais que a caldeira de condensação. Além disso, após o apagamento do queimador, o ar continua a fluir pela caldeira (aspirado pela tiragem da chaminé). Isso faz com que a caldeira resfrie rapidamente.Este fenômeno provoca uma redução ainda maior na eficiência média anual do dispositivo.
Tal fenômeno não ocorre em uma caldeira de condensação, pois após o apagamento do queimador, o ventilador pára e o ar praticamente deixa de fluir pela caldeira.
Assim, a utilização de uma caldeira atmosférica em uma casa com eficiência energética e uma demanda de calor muito inferior à potência máxima da caldeira, resultará em uma eficiência do dispositivo muito menor do que a especificada pelo fabricante. O oposto é verdadeiro para uma caldeira de condensação. O funcionamento com baixa potência e baixa temperatura de retorno da água do aquecimento (com piso radiante) são condições ideais para uma caldeira de condensação.
Caldeira de condensação apenas
Em uma casa moderna com aquecimento a gás, o uso de uma caldeira de condensação parece ser a única escolha racional. Esta acabou por ser a melhor solução para cada uma das variantes da casa .
Investimento. Ao escolher uma caldeira de condensação, podemos evitar a construção de uma chaminé de gases de combustão. Uma descarga de gás de combustão horizontal através da parede da sala da caldeira é suficiente. Graças a isso, já na fase de investimento, a utilização de uma solução melhor fica mais barata. Além disso, a falta de uma grande chaminé na casa significa menos perda de calor.
Escolha do local de instalação. Ao usar uma caldeira de condensação, não precisamos ter uma sala de caldeira separada em casa. Podemos encontrar um local para o mesmo na casa de banho, cozinha ou despensa. Assim poderemos aproveitar muito melhor o espaço útil da casa.
Exploração. O uso de uma caldeira de condensação permite reduzir significativamente os custos de aquecimento da casa e preparação de água quente. É verdade que o custo da inspeção anual é ligeiramente superior, mas a qualidade do funcionamento da caldeira é muito superior. As caldeiras de condensação modernas operam de forma muito silenciosa, o que é especialmente importante ao instalar em uma cozinha ou banheiro.
Segurança. Uma característica importante de uma caldeira de condensação é a proteção de praticamente 100% dos usuários contra a possibilidade de fumar. Mesmo a eliminação completa do fornecimento de ar para a sala em que a caldeira está localizada (por exemplo, por entupimento descuidado das grades de entrada pelos usuários) não resulta na emissão letal de monóxido de carbono.
Custo do primeiro combustível
Uma caldeira de condensação permite uma economia no custo do gás consumido - dependendo da variante da casa - na ordem de 528 a 754 / ano. Assumindo o poder calorífico de 1 m3 de gás natural ao nível de 9,35 kWh / m3, isso significa uma redução no consumo de energia de 4.940 para 7.050 kWh.
Ao mesmo tempo, uma caldeira de condensação com custos de chaminé é 980 mais barata que uma caldeira atmosférica!
Assim, nos deparamos com o dilema de como calcular o custo do PRIMEIRO COMBUSTÍVEL aqui. Formalmente, para a variante da 3ª casa será, assumindo uma vida útil de 15 anos de ambas as caldeiras:
-980: 15: 7050 kWh = -0,009 / kWh!
Porém, percebendo o quão difícil seria este texto, em que não só a eficiência da caldeira é superior a 100%, mas também temos um preço de energia negativo, decidimos simplificar o assunto.
Suponhamos que a despesa seja a compra deste exemplar da Casa de Nice, com a qual você poderá aprender sobre tudo isso. Então, o preço do PRIMEIRO COMBUSTÍVEL para 1 kWh em um período de 15 anos será:
6,90: 15: 7050 = 0,00007, ou seja, 0,007 groszy!
