В кого який розхід газу?

Уважаемые форумчане.
Не путайте пожалуйста киловатты и киловатт-часы, это совершенн разные вещи.
ОДИН КИЛОВАТТ = ОДИН КИЛОДЖОУЛЬ В СЕКУНДУ - ЭТО МОЩНОСТЬ.
ОДИН КИЛОВАТТ-ЧАС = 3600 КИЛОДЖОУЛЕЙ - ЭТО КОЛИЧЕСТВО ЭНЕРГИИ.
Поэтому в расчетах часто приходится только догадываться о чем идет речь,
мощности, количестве энергии и каким образом рассчитывается стоимость энергии.

 

ТРЕНИНГ. ТЕПЛЫЙ ДОМ - ЧАСТЬ СЕДЬМАЯ.
Переходим к анализу различных вариантов по результатам тепловых расчетов.
По ходу обсуждения можем сравнивать их уже с результатами эксплуатации реального объекта.
Это позволит избегать грубых ошибок в расчетах других вариантов и вовремя внести коррективы.
Результаты экспериментов за 2о12 и 2013 годы являются хорошей базой для расчетов, анализа и
обсуждения вариантов уже с нулевым или близким к нулю уровнем потребления энергоносителей.
Прошу обратить внимание на следующее обстоятельство. Имеется много факторов влияющихх как на расчеты так и на результаты экспериментов. Холодные или теплые зимы, разброс значений коэффициентов
теплопроводности, не совсем корректные методики расчетов и т.д. Пэтому расхождение расчетных
результатов с экспериментальными будет всегда. Точность плюс минус 20% ошибкой считать не
будем. А большие расхождения анализировать будем отдельно в каждом конкретном случае.
Начинал я работы по энергосбережению с величины 3150 м3 газа в год. По расходу на 1 м2
отапливаемой площади 3150/80=39 м3 за год, мой дом почти попал в категорию плохих.
Это без утепления и с АОГВ-80, его кпд=0.8. Тепловые потери через стены и потолок составили
38+47=85%, а все остальные 15%. Суммарные тепловые потери 7025 вт или 7 квт.
Смотри таблицу 1 часть третья.
В результате утепления стен и потолка пенопластом толщиной 100 мм эти основные тепловые потери
через стены и потолок снизились до 32+33=65% соответственно.
Смотри таблицу 2 часть третья.
Суммарные тепловые потери снизились до 2404 вт = 2.4 квт.
Котел АОГВ-80 остался и расчетное потребление газа с этим котлом стало не 939 а 1056 м3 в год.
Январь и февраль того же года были очень холодными, поэтому получился небольшой перерасход
газа на отопление в эти месяцы. В связи с этим реальный расход газа с небольшим запасом
(и с котлом АОГВ-80) я принял равным примерно 1200 м3 за год.
Теперь по критерию расхода газа на 1 м2 отапливаемой площади 1200/80=15 м3 за год дом попал
в категорию отличных - между 10 и 20.
С ЭТОЙ НОВОЙ ПОЗИЦИИ СТРАТЕГИЯ ПО ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЮ ПОМЕНЯЛАСЬ
РАДИКАЛЬНЫМ ОБРАЗОМ.
Из 1200 м3 кухня потребляет 300 м3 за год. Остальные 900 м3 котел АОГВ-80 на отопление дома.
Посчитаем, что может дать замена котла на более экономичный.
Если меняем АОГВ-80 с кпд=0.8 на более экономичный с кпд=0.92 то с новым котлом
потребление газа составит 900*о.8/0.92=783 м3 за год.
Экономия составит 900-783 = 117 м3 газа за год, а в гривнах 117*0.8=94 грн за год.
При цене котел + работа (возьмем примерно 3000 грн) срок окупаемости такой замены
составит 3000/94=32 года.
Обсуждать тему замены котла дальше нет смысла.
Замена котла отпадает и по другим причинам - срок службы, режимы работы, обслуживание и т.д.
Но эту тему по котлам будем затрагивать и дальше.
КОНЕЦ СЕДЬМОЙ ЧАСТИ. ДАЛЬШЕ СМОТРИТЕ ВОСЬМУЮ ЧАСТЬ.

 

ТРЕНИНГ. ТЕПЛЫЙ ДОМ - ЧАСТЬ ВОСЬМАЯ.
Часто приходится решать конкретные практические задачи по энергосбережению.
Например, необходмо уложиться в норму до 2500 м3/год, а на дворе декабрь и назревает перерасход газа.
2500*0.8=2000 грн - оплата за год если перерасхода не будет.
2500*1.1=2751 грн - оплата за год если есть перерасход.
2751-2500-751 грн - разница в оплате если есть перерасход.
Предположим перерасход газа составил 150 м3, а за год в сумме 2650 м3.
Стоимость 1 квт.часа эл.энергии для простоты расчетов принимаем равной 0.3 грн за 1 квт.час.
Пересчитаем 150 м3 перерасходованного газа в квт.часы эл.энергии, а затем и в гривны.
150*10 =1500 квт.часов эл.энергии.
1500*0.3=450 грн.
Такая замена части газа эл.энергией экономически целесообразна.
Вместо 2750 грн, оплата составит за 2500 м3 газа и 1500 квт.часов эл.энерги,
2000+450=2450 грн.
Если перерасход газа будет 250 м3, то потребуется
250*10 =2500 квт.часов эл.энергии и это составит
2500*0.3=750 грн.
Экономия стала нулевой.
Чтобы не платить уже за эл.энергию по повышенным тарифам, надо проделывать эту процедуру
в течение всего отопительного сезона.
Необходимо составить график потребления газа на весь год по опыту прошлых лет, ежемесячно
экономить газ, а эл.энергию расходовать небольшими порциями.
КОНЕЦ ВОСЬМОЙ ЧАСТИ. ДАЛЬШЕ СМОТРИТЕ ДЕВЯТУЮ ЧАСТЬ.

 

Я спроэктировал, изготовил и эксплуатирую такой котел уже третий год. Работает он сейчас 4-6 часов в
сутки. Сгорает в нем все. Лучше всего дрова - от них почти нет сажи. Выключается котел на 18-20 часов в
сутки. При этом вытяжка полностью отключается и закрывается пробкой. Тепловые потери в отключенном режиме составляют 0.05-0.1 киловатта. Печь установлена на дворе вплотную к
стене дома и теплоизолирована стекловатой толщиной 250 мм. Загрузка топливом снаружи.
Теплообменник внутри печи, подключен параллельно газовому котлу к водяной системе отопления.
По газовому котлу, режимам его работы, котлу для сжигания дров и многим другим вопросам по
системе отопления буду говорить позже.

 

10 квт.часов електроэнергии эквивалентны 1 м3 природного газа.
Дполнительно потребляется еще 2 - 4 м3 природного газа.
Итого в сумме получается 3 - 5 м3 в сутки тратится тепловой энергии на отопление дома
в пересчете на природный газ. Это очень маленькие величины.
Если можете сообщите еще отпливаемую площадь и среднесуточную температуру в доме.
Тогда можно будет разобраться к какой категории по энергопотреблению
отнести ваш дом и сравнивать с другими домами.

 

Отапливаемая площадь 70 м2.
-----------------------------------------------
По этим исходным данным можно примерно определить тепловые характеристики вашего дома.
Из своих записей я выбрал похожий по температуре воздуха день, чтобы сравнить с вашими температурными режимами в доме.
Это СЕНТЯБРЬ 2013 года 10 число.
Температуры в доме и наружного воздуха измерялись через каждые шесть часов это 8, 14, 20 и 2 часа ночи следующих суток.
Результаты своих замеров и ваших привожу в сводной таблице.
------------------------------------------------------------------------------
Время замера..................часы................8...........14..........20..........2
Температура воздуха....градусы.........10...........22..........15..........7...........средняя т-ра водуха 13.5
Температура в доме.......градусы.........19...........20..........20........19...........
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------
ТЕПЕРЬ В ВАШЕМ ДОМЕ
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Время замера..................часы................8...........14..........20..........2
Температура воздуха....градусы.......................22.............8.......................средняя т-ра водуха 15
Температура в доме.......градусы......................22........................15
--------------------------------------------------------------------------
Этих данных недостаточно для более точного анализа, но некоторые выводы уже можно сделать.
В МОЕМ ДОМЕ.
Отопление не включалось. Днем дом прогрелся от 19 до 20 градусов за счет теплого наружного воздуха и ночью медленно остывал до 19 градусов за счет большой теплоемкости стен и небольших тепловых потерь.
ВАШ ДОМ.
Днем дом прогрелся от 15 до 22 градусов за счет теплого наружного воздуха и ночью быстро остывал до 15 градусов за счет больших тепловых потерь.
Это предварительный анализ. Для более точного недостаточно данных.
Самое первое, что необходимо сделать - произвести замеры температур в доме и наружного воздуха
в течение минимум 5-ти суток. Замеры производить 4 раза в сутки.
Температуру в доме ОБЯЗАТЕЛЬНО ПОДДЕРЖИВАТЬ СТАБИЛЬНОЙ ЗА ВСЕ ВРЕМЯ ЭКСПЕРИМЕНТА, не обязательно 20 градусов можно и ниже.
Топить за все время эксперимента одним газом.

 

ТРЕНИНГ. ТЕПЛЫЙ ДОМ - ЧАСТЬ ДЕВЯТАЯ.
В части восьмой было небольшое отступление от темы по теплоизоляции дома.
Продолжим эту тему.
Рассмотрим два варианта домов.
Первый, расход газа 40 м3/год на 1м2 - плохой.
Второй, расход газа 10-20 м3/год на 1м2 - отличный.
Для первого варианта основное направление - это снижение тепловых потерь через стены и потолок.
Здесь тоже возникают подварианты - вписаться в норму до 2500 м3/год и этим ограничиться
или максимально снижать тепловые потери.
Во втором варианте, когда тепловые потери через стены и потолок снижены в несколько раз
и резервов уже почти нет, необходимо снижать потери и по другим направлениям.
Это окна, рекуперация воздуха, использование энергии солнца, ветра и т.д.
БОЛЕЕ ДЕТАЛЬНО ПРОРАБОТАЕМ ТОЛЬКО ПЕРВЫЙ ВАРИАНТ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИИ ДОМА
ДЛЯ МАКСИМАЛЬНОГО СНИЖЕНИЯ ТЕПЛОВЫХ ПОТЕРЬ.
Основным критерием для стен и потолка является их сопротивление. По современным техническим
требованиям принятым, например в Германии, Франции, сопротивление стен
должно быть не менее R=5.
Сопротивление пенопласта толщиной 50 мм R=1, а при толщине 200 мм R=4.
В уже построенных домах без теплоизоляции сопротивление стен можно принимать R=1.
Тогда сопротивление стен+теплоизоляция составит R=1+4=5.
Я не пишу размерности. Просто для справки - это удельное сопротивление
1 м2 стены и размерность R=5 [c/вт].
Итак - оптимальная толщина теплоизоляции должна быть в пределах 200 мм.
Монтируется снаружи, ни в коем случае не изнутри дома. И тогда вся масса
строительных материалов, а это несколько десятков тонн, попадает внутрь дома
в теплую зону и становится теплоаккумулятором большой емкости.
В моем случае это 50 тонн и соответственно 50000 кдж/град.
С теплоаккумулятором такой большой емкости, и тепловыми потерями сниженными
в несколько раз, дом становится очень инерционным. Даже зимой он остывает очень
медленно на 2-4 градуса в сутки. То есть его можно рогреть за несколько часов до 22 градусов,
а затем он будет медленно остывать до 19 градусов, затем суточный цикл повторяется.
И вот здесь выяснилась странная закономерность. В частном секторе применяют
теплоизоляцию самой различной толщины от 30 до 60 мм. Очень редко 100 мм.
Почему то очень стараются экономить на толщине. О том, что где то применили
теплоизоляцию толщиной 200 мм Я лично не слыхал. А это ведь оптимальная величина.
Да и стоимость самой теплоизоляции составляет 15-20% от суммарной стоимости
всех работ по теплоизолированию.
Еще некоторые замечания и полезные сведения.
Если применяется мягкая изоляция, например базальтовая вата толщиной 50 мм,
а во время монтажа ее смяли до 25 мм, то соответственно и тепловые потери
через нее увеличились в два раза.
Менять окна необходимо только после теплоизоляции стен. Они должны быть
утоплены на несколько сантиметров в теплоизоляцию.
Если же вначале будут установлены окна, а затем будет монтироваться изоляция,
то окна окажутся в глубоких нишах, а это приведет к дополнительным тепловым
потерям на стыках с теплоизоляцией.
КОНЕЦ ДЕВЯТОЙ ЧАСТИ. ДАЛЬШЕ СМОТРИТЕ ДЕСЯТУЮ ЧАСТЬ.

 

ТРЕНИНГ. ТЕПЛЫЙ ДОМ - ЧАСТЬ ДЕСЯТАЯ.
ОКНА.
Приступаем к анализу тепловых потерь через окна.
За базовый вариант берем дом с теплоизоляцией толщиной 200 мм и окнами из 2-х рам + пленка.
По тепловым характеристикам это лучший прототип для проработки вариантов по дальнейшему
снижению потребления тепловой энергии для обогрева дома.
Тепловые характеристики этого варианта берем из таблицы 3 ЧАСТЬ ТРЕТЬЯ.
Таблица 3............. Теплоизоляция 200 мм
----------------------------------------------------
...............Тепловой поток ВТ...........Проценты
----------------------------------------------------
СТЕНЫ .....................448.........................26
ОКНА .........................611.........................35
ПОТОЛОК................440.........................25
ВЕНТИЛЯЦИЯ.........247........................ 14
------------------------------------------------
СУММА....................1776.......................100
+++++++++++++++++++++++++++++
1776 вт = 1.8 квт - 100% суммарные тепловые потери.
611 вт = 0.6 квт - 35% тепловые потери через окна.
Напоминаю - суммарная площадь окон 11 м2.
Основным критерием окон и стеклопакетов является их термическое сопротивление.
--------------------------------------------------------------------------------------------------
Привожу тепловые характеристики вариантов окон, которые будем рассматривать.
R = 0.37 - двойная деревянная рама.
R = 0.45 - двойная рама+пленка.
R = 0.5 - двухкамерный стеклопакет.
R = 0.7 - двухкамерный стеклопакет с инертным газом между стеклами и отражающими
-----------инфракрасное излучение покрытиями.
------------------------------------------------------------------------------------------------------
Рассмотрим теперь более подробно тепловые характеристики и стоимость
этих 4 - х вариантов окон.
R = 0.37 - двойная деревянная рама, есть у всех и не требует дополнительных затрат.
------------------------------------------------------------------------------------------------------
R = 0.45 - двойная рама+пленка, добавляется только пленка (минимальные затраты),
но небольшой срок службы от 1 до нескольких лет. необходимо применять пленку
устойчивую к ультрафиолетовому излучению.
------------------------------------------------------------------
R = 0.5 - двухкамерный стеклопакет, дорогое изделие, примерная стоимость 1000 грн окно.
выигрыша в тепловом отношении по сравнению со вторым
вариантом R = 0.45 практически нет.
-------------------------------------------------------------------
R = 0.7 - двухкамерный стеклопакет с инертным газом между стеклами и отражающими
инфракрасное излучение покрытиями еще более дорогое изделие. Выигрыш в тепловом
отношении по сравнению со вторым вариантом R=0.45 составляет 0.7/0.45=1.56.
С течением времени (примерно лет 5) инфракрасное покрытие теряет свои свойства,
инертный газ вытекает и сопротивление снижается до R=0.5 т.е. до характеристик
обыкновенного двухкамерного стеклопакета.
------------------------------------------------------
Расчетное значение сопротивления для окон и стеклопакетов в дальнейшем анализе
примем равным R = 0.5.
Отсюда следует, что 1 м2 окна эквивалентен по тепловым потерям 10 м2 стены с
сопротивлением R = 5.
Торговля здесь предложить ничего существенно лучшего не может. Налажено
массовое производство стеклопакетов, их усиленно рекламируют и продают. Только
называть стали сейчас не энергосберегающими, а энергоэффективными.
Энергоэффективность трактовать можно как кому захочется, но к энергосбережению
в нашем случае это не имеет никакого отношения.
Вывод. Придется нам самостоятельно решать эту проблему и искать более
эффективные и дешевые решения. Они есть, их много и некоторые из них простые,
эффективные и посильные для изготовления в домашних условиях рассмотрим дальше.
КОНЕЦ ДЕСЯТОЙ ЧАСТИ. ДАЛЬШЕ СМОТРИТЕ ОДИНАДЦАТУЮ ЧАСТЬ.

 

ТРЕНИНГ. ТЕПЛЫЙ ДОМ - ЧАСТЬ ОДИНАДЦАТАЯ.
ОКНА.
Оказалось, что для потребителя хороших теплых окон на сегодняшний день торговля не имеет
и предложить ей нечего. Реально оказалось, что поле деятельности для изобретателей и
сомодельщиков почти пустое - сплошная целина.
Придется для начала вспомнить как решали эту проблему наши предки.
ЭТО СТАВНИ.
Пенопласт толщиной 100 мм имеет R = 2.
Тогда двойная рама или стеклопакет + пенопластовые ставни дадут нам R = 0.5+2=2.5.
Такое решение позволит снизить тепловые потери через окно в закрытом положении в 5 раз.
Это неплохой вариант, но здесь имеется много ньюансов.
Рассмотрим режимы работы и какие при этом функции должны выполнять окна.
ПРОПУСКАТЬ МНОГО СВЕТА ДНЕМ.
ИМЕТЬ БОЛЬШОЕ ТЕРМИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ.
--------------------------------------------------------------------
Есть еще и различные режимы работы.
ЗИМНИЙ РЕЖИМ - когда светит солнце необходимо пропускать максимум света в дом
и выпускать наружу минимум тепла.
--------------------------------------------
ВЕСЕННЕ - ОСЕННИЙ РЕЖИМ - пропускать необходимое количество света в дом и выпускать
наружу минимум тепла. Требуется поддерживать стабильную комфортную температуру в доме
без потребления топлива и без включения кондиционера.
---------------------------------------------------------------------
ЛЕТНИЙ РЕЖИМ - пропускать необходимое минимальное количество света и пропускать
в дом минимальное количество тепла, чтобы не допускать перегрева дома в жару и не
включать кондиционер.
-------------------------------------------------
Режимы работы окон зависят еще и от ориентации их относительно стран света.
По этому признаку можно разделить их на три группы.
ПЕРВАЯ ГРУППА - ОРИЕНТАЦИЯ НА СЕВЕР, СЕВЕРО-ВОСТОК И СЕВЕРО-ЗАПАД.
ВТОРАЯ ГРУППА - ОРИЕНТАЦИЯ НА ВОСТОК И ЗАПАД.
ТРЕТЬЯ ГРУППА - ОРИЕНТАЦИЯ НА ЮГ, ЮГО-ВОСТОК И ЮГО-ЗАПАД.
-------------------------------------------------------------------------------------------
Небольшое отступление.
Женщины любят закрывать окна шторами.
Но даже полупрозрачные шторы поглощают 50% света и больше.
Пытался убедить, что ставить дорогие большие прозрачные окна и затем закравать
их шторами по меньшей мере глупо.
Бесполезно. Говорят, что все так делают, а без штор некрасиво и неуютно.
-----------------------------------------------------------------------------------------
Итак - радикальным решением по окнам может быть вариант со ставнями из прочного
пенопласта. Это должна быть хорошо продуманная и изготовленная конструкция
с ручным или еще лучше дистанционным управлением.
С внутренней стороны ставень, прилегающих к стеклу в закрытом положении, можно
приклеить отражающую свет пленку. Тогда с помощью ставень, открытых под
определенным углом, можно направлять внутрь дома дополнительное количество света.
КОНЕЦ ОДИНАДЦАТОЙ ЧАСТИ. ДАЛЬШЕ СМОТРИТЕ ДВЕНАДЦАТУЮ ЧАСТЬ.