KOSZTY WYTWARZANIA C.W.U. ZA POMOCĄ 2-FUNKCYJNEGO KOTŁA GAZOWEGO W BUDOWNICTWIE WIELORODZINNYM

Transkrypt

1 KOSZTY WYTWARZANIA C.W.U. ZA POMOCĄ 2-FUNKCYJNEGO KOTŁA GAZOWEGO W BUDOWNICTWIE WIELORODZINNYM Autorzy: Dariusz Urbaniak, Jarosław Boryca, Tomasz Wyleciał ("Rynek Energii" - październik 2016) Słowa kluczowe: ogrzewnictwo, ciepła woda użytkowa, racjonalne gospodarowanie energią, ekonomia wytwarzania ciepła Streszczenie. Ciepła woda użytkowa jest czynnikiem nieodłącznie towarzyszącym egzystencji człowieka. Budynki wielorodzinne zaopatrywane są w c. zazwyczaj przez duże przedsiębiorstwa siecią ciepłowniczą lub też ze zbiorowych kotłowni osiedlowych. Koszty wytworzenia i przesyłu c. wydają się dość znaczne, osiągają bowiem kwoty znacznie powyżej 20 zł/m 3. Innym źródłem uzyskiwania wody ciepłej w budynkach jednorodzinnych, jak i wielorodzinnych są urządzenia do podgrzewania wody zasilane gazem ziemnym. Charakteryzują się one stałą gotowością eksploatacyjną, szybkim rozruchem i dużą sprawnością cieplną. Przy tym są proste w obsłudze i łatwe do regulacji. W artykule przedstawiono wyniki analizy kosztów wytworzenia c. za pomocą indywidualnego kotła gazowego w budownictwie wielorodzinnym. 1. CHARAKTERYSTYKA KOTŁA GAZOWEGO Analizę kosztów wytwarzania ciepła przeprowadzono dla uniwersalnego 2-funkcyjnego kotła gazowego o mocy nominalnej 23kW. Kotły te przeznaczone są do mieszkań o niedużym zapotrzebowaniu na ciepłą wodę. Są przystosowane do podłączenia termostatu pokojowego, co zdecydowanie wpływa na komfort ich użytkowania oraz zapewnia dodatkowe oszczędności. Posiadają elektroniczny zapłon i elektroniczną modulację płomienia pozwalającą na dostosowanie parametrów pracy do zapotrzebowania cieplnego zarówno na potrzeby centralnego ogrzewania, jak i na potrzeby produkcji ciepłej wody użytkowej [1,2]. Wyposażone są w następujące zabezpieczenia: przeciwwypływowe gazu, przed nadmiernym wzrostem i obniżeniem temperatury czynnika grzewczego, przed zanikiem ciągu kominowego lub utratą szczelności zamkniętej komory spalania, przed nadmiernym zakamienianiem wymiennika c. Analiza cen gazu Ceny gazu ziemnego stanowią podstawowy składnik kosztów wytwarzania ciepłej wody użytkowej w indywidualnych gazowych kotłach wielofunkcyjnych w budownictwie jednorodzinnym. Na cenę gazu ziemnego składa się wysokość opłat stałych i zmiennych [3]:

2 cena za paliwo gazowe C g1, zł/m 3, opłata za pobrane paliwo gazowe, opłata abonamentowa C g2, zł/m-c; stawka stała opłat za usługę dystrybucyjną C g3, zł/m-c, stawka zmienna opłat za usługę dystrybucyjną C g4, zł/m 3. Analizę finansową przeprowadzono dla cen gazu ziemnego grupy taryfowej W-2.1 w Taryfa W-2.1 należy do dystrybucyjnej sieci gazowej o ciśnieniu do 0,5 MPa włącznie. Jest przyporządkowana do odbiorców gazu ziemnego wysokometanowego (grupy E) oraz charakteryzuje się mocą umowną b 10 m 3 /h i roczną ilością pobieranego paliwa gazowego 300<a m 3 /rok umowny [4]. Analizę przeprowadzono dla cen obowiązujących w Górnośląskiej Spółce Gazownictwa sp. z o.o. w Zabrz Ceny gazu zestawiono w tabeli 1. Tabela 1. Ceny gazu ziemnego [51] Cena za paliwo gazowe brutto C g1, zł/m 3 Stawki opłat abonamentowych brutto C g2, zł/m-c Stawki opłat dystrybucyjnych brutto stała C g3, zł/m-c zmienna C g4, zł/m 3 1,416 6,64 10,96 0,592 Wartość współczynnika konwersji wynosi 10,972 kwh/m 3 oraz obowiązujący podatek VAT w wysokości 23%. W ramach badań prowadzonych we wcześniejszych latach ustalono, iż koszty związane ze zużyciem energii elektrycznej kształtują się na poziomie 15% kosztów wynikających ze zużycia gazu [1, 6]. 2. POMIARY ZUŻYCIA GAZU W celu określenia zużycia gazu do wytworzenia c. przeprowadzono pomiary jego zużycia przez kuchenkę gazową, która stanowiła jedyny poza kotłem odbiornik gaz Ilość zużytego gazu określono na podstawie odczytów licznika gazowego, przy niepracującym kotle. Na podstawie przeprowadzonych pomiarów stwierdzono, że średnie miesięczne zużycie gazu do celów kulinarnych wynosi 9,3 m 3 /m-c. Pozostała ilość gazu poza sezonem grzewczym przeznaczona jest na podgrzewanie c., natomiast w sezonie grzewczym również na ogrzewanie mieszkania. Pomiary całkowitego zużycia gazu ziemnego przeprowadzono w okresie r. W tym okresie średnia temperatura c. wynosiła 45ºC. Przeprowadzono pomiary całkowitego zużycia gazu poza sezonem grzewczym. Zużycie gazu na wytworzenie c. obliczono z zależności:

3 Z Z Z c. k, (1) gdzie: Z całkowite miesięczne zużycie gazu, m 3, Z k średnie zużycie gazu do celów kulinarnych, m 3. W tabeli 2 zestawiono wyniki pomiarów oraz obliczeń zużycia gaz Tabela 2. Wyniki pomiarów i obliczeń zużycia gazu na wytworzenie c. miesiąc Całkowite miesięczne zużycie Zużycie gazu na wytworzenie gazu Z, m 3 c. Z c., m 3 kwiecień ,8 15,5 maj ,5 15,2 czerwiec ,9 15,6 lipiec ,6 15,3 średnio 24,7 15,4 3. ANALIZA KOSZTÓW WYTWORZENIA C.W.U. W celu dokonania analizy kosztów wytworzenia c. przeprowadzono comiesięczne odczyty licznika wody. Stwierdzono, iż średnie miesięczne zużycie wody dla 4-sobowej rodziny wynosi 7,0 m 3, a do analizy przyjęto, że w kotle podgrzewane jest Z w = 4m 3. Obliczono koszty bezpośrednie wytworzenia c. związane ze zużyciem gazu, wykorzystując zależność: K C g1 Cg 4 Zc... (2) bgc. u Koszty pośrednie, wynikające z opłat stałych niezależnych od zużycia gazu, obliczono proporcjonalnie do udziału zużycia gazu na wytworzenie c.: K Zc. Cg 2 Cg3. (3) Z pgc. Całkowity koszt wytworzenia c. związany ze zużyciem gazu obliczono jako sumę: K K K. (4) g c. bgc. pgc. W odniesieniu do 1m 3 wody wykorzystano zależność: K g c. K' g c. (5) Z c. Wyniki obliczeń zestawiono w tabeli 3.

4 Koszty, zł miesiąc Tabela 3. Wyniki obliczeń kosztów wytworzenia c. wynikające ze zużycia gazu Koszty bezpośrednie K bg c., zł Koszty pośrednie K pg c., zł Koszty całkowite K g c., zł kwiecień ,12 11,00 42,12 10,53 maj ,52 10,92 41,44 10,36 czerwiec ,32 11,03 42,35 10,59 lipiec ,72 10,95 41,67 10,42 suma 123,68 43,90 167,58 41,89 średnie koszty 30,92 10,97 41,89 10,47 Koszty w odniesieniu do 1m 3 wody K g c., zł/m 3 Na sumę kosztów wytworzenia c. składają się koszty związane ze zużyciem gazu i energii elektrycznej. Na rys. 1 przedstawiono koszty związane ze zużyciem obydwu mediów dla analizowanego okresu, natomiast na rys. 2. całkowite koszty odniesione do zużycia wody. koszt całkowity koszt pośredni 50,00 48,44 47,66 48,70 47,92 40,00 30,00 20,00 12,11 11,91 12,18 11,98 10,00 0,00 kwiecień maj czerwiec lipiec Rys.1. Koszty wytworzenia c. w 2-funkcyjnym kotle gazowym Rys.1. Koszty wytworzenia c. w 2-fucnkcyjnym kotle gazowym Koszty zł/m 3 12,18 12,20 12,11 12,15 12,10 12,05 11,98 12,00 11,91 11,95 11,90 11,85 11,80 11,75 kwiecień maj czerwiec lipiec Rys. 2. Koszty wytworzenia c. w odniesieniu do zużycia wody

5 Średni całkowity koszt podgrzania 1 m 3 c. kształtuje się na poziomie 12,04 zł. Doliczając do tego koszt zimnej wody wynoszący 3,73 zł/m 3, uzyskuje się ostateczną cenę c. na poziomie 15,77 zł/m PODSUMOWANIE Analizując otrzymane wyniki można stwierdzić, iż koszty wytworzenia c. za pomocą indywidualnego kotła gazowego są znacznie niższe od opłat za c. pobieraną z sieci ciepłowniczej. Zakładając, iż 1m 3 c. z sieci ciepłowniczej kosztuje ok. 28 zł [7], dla 4- osobowej rodziny można w skali roku zaoszczędzić ok. 580 zł. Różnice cenowe c. wynikać mogą przede wszystkim ze strat ciepła mających miejsce w sieciach ciepłowniczych. Dużą część kosztów wytworzenia c. za pomocą indywidualnego kotła gazowego stanowią koszty pośrednie (około 25%), co znacznie podnosi cenę 1 m 3 ciepłej wody. Pomimo tego zastosowanie 2-funkcyjnego kotła gazowego do wytwarzania c. w budownictwie wielorodzinnym należy uznać za bardziej ekonomiczne w odniesieniu do sieci ciepłowniczej. LITERATURA [1] Boryca J.: Analiza kosztów wytwarzania c. za pomocą 2-funkcyjnego kotła gazowego w budownictwie wielorodzinnym. Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja, nr 1, 2008 r., s [2] r., g.12:30 [3] Wyciąg z taryfy w zakresie dostarczania paliw gazowych nr 4/2011 dotyczący rozliczeń z odbiorcami pobierającymi paliwa gazowe z sieci dystrybucyjnej GSG Sp. z o.o., PGNiG Warszawa, lipiec [4] Wyciąg z taryfy dla paliw gazowych nr 1, GSG Sp. z o.o., Zabrze, marzec [5] Dane z faktury VAT wystawionej przez PGNiG Obrót Detaliczny Sp. z o.o. oddział w Częstochowie. [6] Boryca J., Kowalik M., Halusiak B.: Analiza wpływu cen gazu ziemnego na koszty wytwarzania c. za pomocą 2-funkcyjnego kotła gazowego w budownictwie wielorodzinnym. Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja, nr 9, 2012 r., s [7] r., g

6 PRODUCTION COSTS HOT TAP WATER WITH 2-FUNCTION GAS BOILER IN MULTIFAMILY HOUSING Key words: heat production, domestic hot water, rational management of energy, economy of heat production Summary. Hot water is a factor inextricably associated human existence. Multifamily buildings are supplied with hot tap water usually by large enterprises heating network or from the collective boiler housing estates. Costs of production and transmission of hot tap water seem to be fairly significant, reach for amounts well above 20 zł/m 3. Another source for obtaining hot water in singlefamily houses and multifamily are water heaters powered by natural gas. They are characterized by a constant operational readiness, rapid start and a high thermal efficiency. At the same time they are simple to use and easy to adjust. The article presents the results of analysis of the production cost of hot tap water using an individual gas boiler in the multifamily housing. Dariusz Urbaniak, dr inż.., pracuje na stanowisku adiunkta w Instytucie Maszyn Cieplnych Wydziału Inżynierii Mechanicznej i Informatyki Politechniki Częstochowskiej. W swoich pracach naukowych zajmuje się zagadnieniami przeróbki mechanicznej surowców mineralnych (rozdrabnianie i klasyfikacja przepływowa) oraz przepływem ciepła w różnego rodzaju procesach technicznych i przemysłowych. Przedmiotem badań autora są młyny pneumatyczne, klasyfikatory przepływowe, elektrownie, ciepłownie. Interesuje się muzyką, dobrym filmem. Jarosław Boryca, dr inż., pracuje na stanowisku adiunkta w Katedrze Pieców Przemysłowych i Ochrony Środowiska, Wydziału Inżynierii Produkcji i Technologii Materiałów Politechniki Częstochowskiej. W swoich zainteresowaniach naukowych zajmuje się szeroko pojętą problematyka wymiany ciepła w różnego rodzaju procesach technicznych i przemysłowych. Głównym obszarem badań z tego zakresu są problemy nagrzewania wsad Tomasz Wyleciał, dr hab. inż., pracuje na stanowisku adiunkta w Katedrze Pieców Przemysłowych i Ochrony Środowiska, Wydziału Inżynierii Produkcji i Technologii Materiałów Politechniki Częstochowskiej. Zajmuje się zagadnieniami przeróbki mechanicznej surowców mineralnych (rozdrabnianie i klasyfikacja przepływowa) oraz przepływem ciepła w różnego rodzaju procesach technicznych i przemysłowych.