XXI a. kasdienybės dienoraštis

Dujinio katilo keitimas šilumos siurbliu – ar verta?

Gyvenu individualiame name, šilumą ir karštą vandenį gamina dujinis katilas. Šiais metais uždėjome ir paleidome ~10 kW galios saulės elektrinę. Kyla klausimas, ar verta šiuo metu veikiantį (~8 metų amžiaus) dujinį katilą sunaikinti ir vietoj jo įdiegti šilumos siurblį oras-vanduo?

Ko šiame tekste nenagrinėju – tai energetinės nepriklausomybės nuo Maskvos. Tai papildomas svarbus motyvas pokyčiui, tačiau pirmiau norisi matyti bazinius skaičius.

Baziniai dalykai, prielaidos ir konstantos

Analizuosiu 2015-2021 metų duomenis – dujų ir elektros vartojimą. Per šį laikotarpį vidutinis metinis energijos vartojimas:

  • elektros energijos – 4 449 kWh; (dien. 2 324, nakt. 2 124)
  • dujų – 1 940 m3.

Kaip konstantą skaičiavimams imu prielaidą (konstantą), kad dujų katilas 1 m3 paverčia 10,35 kWh šilumos energijos.

Remiuosi prielaida, kad šilumos siurblio gaminamos šilumos energijos poreikis nebus didesnis dėl to, kad name naudojama mišri šildymo sistema (t.y. ir radiatorinis, ir grindinis šildymas, ir boileris nuo to paties dujų katilo), nes energijos poreikis (t.y. galinio taško temperatūros lygis) išlieka toks pat.

Skaičiavimuose analizuoju 364 dienų metus.

Skaičiavimuose nevertinu elektros energijos poreikių skirtumų dieną/naktį, nors skirtumas atsiranda, nes dieną ją bent iš dalies saulės elektrinės energija.

Vidutinis energijos poreikis vienai dienai

Skaičiavimui naudoju mokėjimų už elektrą/dujas rodiklių duomenis. Kitaip tariant, remiuosi prielaida, kad tarp atsiskaitymų naudojimas buvo tolygus:

Dienos suvartojimo vidurkis skaičiuojamas pagal formulę (skaitiklis_naujas – skaitiklis_senas)/dienų_skirtumas

Tokį pat principą naudoju apskaičiuoti tiek šilumos energijos gamybai dujų katile, tiek tiesiogiai skaičiuojant elektros energijos vartojimą.

Vidutinis energijos poreikis šilumos energijos gamybai

Surinkus 2015-2021 metų duomenis ir išvedus vidurkį gaunu tokį dienos energijos vartojimą:

Vidutinė energija, sunaudojama šilumos energijai gaminti (šildymas, karštas vanduo) per dieną

Vidutinis poreikis elektros energijai

Tie patys 2015-2021 duomenys, dienos vidurkis įprastiniams elektros energijos poreikiams:

Vidutinė elektros energija, sunaudota elektrai per dieną

Faktinis energijos poreikis

Vidutiniškai 2015-2021 metais:

Faktiškai vidutiniškai suvartojama energijos šildymui ir elektrai

Šilumos siurblio efektyvumo kaitos prielaida ir energijos taupymas

Šilumos siurbliai oras-vanduo turi santykinį efektyvumo rodiklį CoP (angl. Coefficient of Performance), kuris reklamos tikslais duodamas geresnis, tačiau Lietuvoje turi būti taikomas realus šiauriniam klimatui taikomas SCOP (seasonal COP) arba SEER (angl. Seasonal Energy Efficiency Ratio).

Bendru atveju Lietuvoje siūlomi įrenginiai geriausiu atveju garantuoja 3-3,5 rodiklį.

Skaičiavimams naudosiu prielaidą, kad dėl įvairių techninių niuansų realus COP mano atveju būtų:

  • lapkritį-vasarį – 2,5
  • kovą-gegužę – 3
  • birželį–rugpjūtį – 3,5
  • rugsėjį-spalį –3

Tada faktinis energijos poreikis (veikiant šilumos siurbliui) sumažėja:

Jeigu skaičiuotume suminį energijos poreikį be siurblio ir su siurbliu:

  • elektros energijos poreikis – 4 545 kWh ir šilumos siurblys to nekeičia;
  • šilumos energijos gamybos poreikis:
    • be siurblio – 20 030 kWh;
    • su siurbliu – 7 306 kWh.

Saulės elektrinės gamyba

Saulės elektrinė paleista gegužės pabaigoje ir per keletą mėnesių turim ribotus duomenis, bet galim remtis „liaudies išmintimi“, kad 1 kW per metus generuoja apie 1 000 kWh. Tokiu atveju mano turimos saulės elektrinės sugeneruotos elektros energijos pritrūks:

  • 9 750 – 4 545 – 7 306 = 2 101 kWh trūkumas

Kas blogiausia – sugretinus gamybos/poreikio grafikus akivaizdu, kad didžiausias atotrūkis bus žiemos mėnesiais, t.y. pagal teisės aktus balandžio mėnesį padarius sukauptos elektros energijos „nunulinimą“ per vasaros perteklių sukauptos energijos užteks iki ~gruodžio-sausio mėnesių, o kovą, balandį ir gegužę grėstų elektrą pirkti rinkoje:

Grubus energijos poreikio (veikiant šilumos siurbliui) ir saulės elektrinės generavimo palyginimas

Tarpinė išvada

Nors šiuos skaičiavimus dar reikis tikrinti, tikslinti konstantas ir pan., tačiau jiems pasitvirtinus, šilumos siurblio atveju galimi tokie sprendimai:

  • galingesnio (nei formaliai skaičiuojama) šilumos siurblio statymas;
  • ~20% didesnės galios (nei 10 kW kompensuojama) saulės elektrinės įrengimas;
  • rezervinio dujinio katilo įrengimas (žiemos mėnesiams, kai sukauptos elektros energijos „likučio“ nebebus).

Be to, rezervinio dujinio katilo įrengimas (esant visai infrastruktūrai) perspektyvus ir tuo, kad tai iš tiesų atsarginis energijos tiekimo šaltinis, jeigu dingtų elektra.

10 Comments

  1. Anonymous

    Labai panašiam sprendime ir skaičiavimuose esu. Tai galutinė išvada?:

    1. Per kiek “atsipirktų” šilumos siurblio įrengimas?
    2. Daikin turi “hibridinį” oras – dujos – vanduo sprendimą. Manau jis idealiausiai tinka panašioje situacijoje. Klausimas tik ar APVA kompensuotų tokio įrengimą 🙂 jei taip, atsakymas būtų aiškus.

    • Liutauras

      1. “atsipirkimo” šiuo atveju neskaičiuoju. tam reikėtų vertinti labai daug kintamųjų, o sudėtingiausia – energijos šaltinių kainų svyravimus.
      2. šiandien klausiau APVA telefonu – sakė ne, dar išsiunčiau raštu paklausimą

  2. ogis

    dujų katilas irgi neveiks be elektros

    • Valdas

      Teoriškai taip, bet su minimaliom išlaidom pakaktu upso. Siurbliukas ir kt

      • Audro

        Paprasto ups negalima jungti su cirkuliaciniais siurbliais ,todėl kad jei išduoda ne sinusoidine kintamą įtampą,o sąlyginai impulsinę(kampuotą) .Gali sudegti po kažkiek laiko cirkuliacinis. Jiems reikia tikrų inverterių kurie sukuria realią sinusoidę

    • Niuniauskas

      Skaičiai ir grafikai gražūs, bet būtų įdomu dar matyti įrengimo kainų ir gautos naudos pinigines išvestines, bei atsipirkimo laiką. Dujų katilas 800e vs 10kw saulės elektrinė 7k eur po APVA + 9kw ŠS sakykim 6k eur

      • Liutauras

        šiame etape aš kol kas vertinu gryną fiziką – ar šilumos siurbliui užteks saulės elektrinės pagaminamos elektros?

  3. Jablonskis

    Kaži kaip bus su dujom… Ir kainom…. Nieko stabilaus siais laikais nėra.. sausi skaiciavimai… Del duju stygiaus gali labai pabrangti… Kitas dalykas jei šs su apva parama plius se su apva parama .. kiti skaiciukai gaunasi…

    • Liutauras

      taip, mūsų atveju SE gavusi 30% APVA paramą, ŠS irgi planuoju su APVA 50% parama

  4. Arturas

    Saules elektriniu FB grupej diskutavom apie jusu skaiciavimus, imetu savo komentarus senesnius

    Dristu teigti, kad autorius ima pernelyg optimistini duju kaloringuma. A klases 114m2 namas 2016m statybos. duju kondensacinis katilas.

    2021m pradzioje eksperimentavau su klausimu kas labiau apsimoka sildymui/karsto vandens ruosimui. Kadangi mano katilas rodo kiek kwh prigeneravo (matomai turi kazkoki kaloringumo davikli pas save), tai man 1m3 duju sugeba padaryt tik 9kwh energijos
    tingiu redaguot, bet pakopinu senesni susirasinejima.
    uz 2021m sunaudojau 748m3,
    bet kovo-lapkricio men karsta vandeni ruosiau elektra, is anksteniu metu vidurki vedu kad apie 25m3 per men karstam vandeniui
    tai apie 950m3 duju per metus,
    duju kaloringumas 8-9kwh is m3 tai 950*8=7600kwh metinis poreikis sildymui + karstas vanduo
    paziurejau mano Energiniam namo sertifikate suskaiciuota 51.37kwh/m2 metinis poreikis sildymui + karstam vandeniui. tai gaunasi ~5862kwh
    turint omenyje, kad ten sildyma skaiciuoja berods 20 laipsniu palaikyt
    o pas mane 22-23 laikoma
    sakyciau arti realybes
    kadangi, dabar ir toliau, planuoju karsta vandeni elektra daryt, tai manau, kad per metus iki 800m3 duju sunaudosiu
    prie dabartiniu kainu iskaitant 3.99 abonentini galima sakyt kad 1m3 kainuoja 0.61eur
    488eur per metus, arba
    40.66e per men
    tai net jei 3x padideja kaina (cia prie 0.55eur/m3), mano menesine imoka gaunasi apie 120eur
    kas yra nemazai, nu bet ne taip, kaip kitiem
    pvz kas neapsiltintuose senuose namuose gyvena kaip prie mano ~7600kwh namo poreikiu
    tai sakykim COP gaunasi apie 3
    7600/3=2500kwh metinis elektros poreikis?
    nu sakykim 2500-2900metinis elektros poreikis prie COP 3
    nu tai gristant prie skaiciavimu, jei man 2500-2900kwh reik silumos siurbliui
    tai gal ir normaiai gautusi
    nes as vien tik karstam vandeniui boileriui ruost dabar sunaudoju ~220kwh/men
    2021m 10men karsta vandeni ruosiau tik elektra, tai tam sunaudojau apie 220kwh
    va mano atsiperkamumas siurblio
    prie dabartiniu duju kainu per 13m
    jei duju kaina dideja 2x, o elektros kaina nemazeja per 5.5m
    jei duju kaina dideja 3x, o elektros kaina nesikeicia per 3.5m
    turint omenyje, kad silumos siurblio resursas turbut iki 10m?
    nezinau, panasu, kad kolkas neplanuoju silumos siurblio
    juolab kad turiu oras/oras
    tai cia neatsizvelgiau i aptarnavimo kastus, galimus gedimus ir pan.

Leave a Reply

Your email address will not be published.