Účinnost systému topení

Účinnost systému vytápění

září 2014

Samozřejmě, první, co nás zajímalo při provozu nového systému vytápění baráku byla otázka: za kolik?

Z pohledu zcela změněného systému to je poměrně složitá a nejasná otázka. Odpověď na ni může dát pouze reálný provoz a to nejlépe během více topných sezón. 

Celkové náklady na provoz systému jsou velmi závislé na:

- způsobu využívání tepelného zdroje - tedy, jakou teplotu a kdy si přejeme mít,
- vnějších podmínkách - vnější teplota, průměrná roční teplota a podobně,
- účinnost tepelného zdroje a celého systému.

První dvě závislosti zatím necháme na další zkoumání a budeme se věnovat zatím jen účinností systému.


Účinnost systému

Co vlastně říká výrobce našeho peletového kotle? Výrobce uvádí ve svém prospektu 97,4%. Co nám tento údaj vlastně říká? Jde zejména o způsob zjištění účinnosti. Na to je jistě nějaká metodika, ta však měří účinnost, zjištěnou v laboratorních podmínkách. Ve skutečnosti však je kotel zapojen do reálného systémů rozvodů, který má také své ztráty, tepelné ztráty má také samotný kotel.

Takže, jak vlastně zjistit reálnou účinnost?

Ono to je vlastně jednoduché - vezmeme prostě množství pelet, které se spálí za určité období a jejich teoretickou výhřevnost (kterou zjistíme od výrobce pelet) porovnáme se skutečnou vyrobenou energií, dodanou do systému vytápění i do systému ohřevu teplé vody. Na zjištění reálné dodané energie jsou připraveny průtokové měřiče energie, máme tedy detailní přehled o předané energie jak do systému topení, tak i pro ohřev teplé vody, a to je nesporná výhoda.

Nakonec jsme udělali dvě měření v různých časových obdobích - respektive v různých režimech provozu kotle.


Režim č.1 - zimní sezóna

Vyznačuje se velkou spotřebovanou energií pro vytápění a v porovnání s tím jen malou energii, potřebnou pro ohřev TUV. Jedná se o běžné topné období, kdy je kotel v běžném provozu, často zapaluje, nebo trvale dodává energii. Zde je předpoklad, že účinnost se bude spíše blížit deklarovanému číslu z prospektu. 

Množství pelet jsme stanovili poměrně jednoduše. Při zahájení měření jsem nechal naplnit malý denní zásobníka po ukončení plnění jsem dosypal pelety do týdenníhoi zásobníku až po horní hranu stěn zásobníku. To byl výchozí stav. Po ukončení testu a měření jsem provedl totéž. Rozdíl, vyjádřený v množství spotřebovaných pytlů (pytel = 15 kg) udává množství pelet, spálených za období.

Vyrobená energie je jedoduše odečtena z instalovaných měřičů. Podařilo se tak zjistit reálnou účinnost výroby energie v systému, který je definován takto:
- peletkový kotel,
- rozdělovač,
- regulační trojcestný ventil pro topení + oběhové čerpadlo topení.

Do měření je tedy zahrnuta i ztráta, vzniklá vyzařováním tepla samotného kotle a nejbližšího příslušenství. Předávacím místem, tedy místem, kde jsou instalovány měřiče - tedy na odchodu tepla do rozvodů.

Takže, co jsme zjistili a vypočítali - je přehledně shrnuto do tabulky:

Vyšli jsme z deklarované výhřevnosti použitých pelet 5kWh z 1kg pelet (z údajů výrobce pelet).  

Účinnost pak vyšla na zajímavých 71%. Je to hodně, či málo? Myslím, že je to pěkné číslo. Když odhaduji reálnou účinnost běžného kotle třídy 1 na tuhá paliva (třeba uhlí) a vyjdu s udávané laboratorní účinnosti výrobcem 60% - pak se musíme dostat na reálnou hodnotu cca 40% a to je pěkný rozdíl.

Zjištěná reálná účinnost pak následně bude sloužit ke stanovení roční spotřeby pelet pro vytápění a ohřev vody.


Režim č.2 - letní provoz

Ten je zcela odlišný od provozu zimního. Kotel se zapaluje jen pro dohřev TUV a to jen jednou denně. Topení je zcela mimo provoz. Ohřev kotle pak trvá cca 30 minut a poté kotel postupně vychládá, aby se za 24 hodin opět zapálil. Zde se dá předpokládat, že účinnost právě pro vychládání a tím i nevyužití části vyrobené energie, bude nižší.

A opět tabulka zjištěných a změřených hodnot:

Výsledek odpovídá našim odhadům - dosáhli jsme hodnoty 63%, což je pokles o cca 8%. I tak nás účinnost příjemně překvapila.

Když jsme připravovali instalaci kotle, přišla řeč i na solární ohřev TUV. Ten byl nastaven tak, že co neohřálo slunce, to bylo dohřáto elektrickou patronou. Řízení spouštění patrony bylo jednoduše necháno na uživateli, který odpoledne zhodnotil, zda je teplota TUV dostatečná a pokud nebyla, spouštělo se časování elektrického ohřevu. Dodavatel kotle dokonce vyslovil hypotézu, že energie, získaná pro ohřev TUV z pelet je lacinější, než přímý ohřev elektrikou. No, to byla výzva, kterou je nutné ověřit.

Máme naměřené a zjištěné hodnoty, tak je lze jednoduše přepočíst na finance:

A co z tabulky vyplývá? Vyhrávají pelety a to je překvapivé. A to jsem porovnal cenu energie z pelet s cenou elektrické energie, která byla vypočítána z nejlacinějšího tarifu (přímotop, nízký tarif). Pokud bychom vzali nejběžnější tarif (Standard), dostaneme se na podstatně větší částku - pro zajímavost, cena za energii by byla 427 Kč, což je téměř přesně dvojnásobek nákladů.

Takže - dodavatel má v podstatě pravdu - použitý systém ohřevu peletami je ekonomičtější (minimálně srovnatelný) s dohřevem elektrikou. Pro šťouraly, namítající, že jsem nezahrnul energii, potřebnou pro provoz kotle, mám jednoduchou a změřenou odpověď - spotřeba energie za celé období letního provozu kotle je jen cca 13kWh za měsíc - tedy 26kWh. K nákladům tedy připočítávám 53 Kč (respektive 112 Kč pro Standard tarif), za sledované období. 

Takže závěr: pokud se používá tarif Standard jsou pelety skutečně lacinější pro ohřev vody (213+112 Kč = 325 Kč vůči 427 Kč).