Икономия на електроенергия от електрически бойлер
#1
Здравейте. Бойлерът ми има голям дял в месечната сметка за ток. Реших да направя нещо по въпроса. Предварително пояснявам, че не си играя много с термостата на бойлера и той не се намира на етажа, на който живея. Други потребители могат да го управляват ръчно, стига да им е удобно.

Закупих устройство за отдалечен контрол на бойлера и започнах да събирам данни. Започвам темата и ще я обновявам в последствие с промените и резултатите.

Устройството има електронен температурен сензор, който се монтира в тръбичката в долната част, заедно с капилярния терморегулатор (по спецификация регулира от 0 до 75 градуса).
   
При моя бойлер дълбочината на тръбичката е около 30 cm. Практически това са 30 cm от дъното на бойлера, на които се извършва измерването на температурата.

Тук е първият интересен момент. Ако терморегулаторът е настроен на 60 градуса, е ли целият обем до най-високата точка загрят с горе-долу същата температура?

Предстои да измеря температурата на водата от чешмата. Междувременно смятам, че е горе-долу същата. В първите 1-2 доподгрявания, докато все още се подгява студената навлезла вода може би има по-сериозна конвекция, съответно смесване на водата и равнометно разпределение.

   

Обърнете внимание, че първите периоди на доподгряване на водата са по-кратки, а по-късните -> по-дълги.

Периодът на включено състояние на нагревателя (в случай на доподгряване) е около 5 минути, мощността на нагревателя е 2600W, т.е. консумираната енергия е 2600*(5/60) Wh или около 216 Wh. Грубо за нощта е имало 4 доподгрявания (началното охлаждане е поради ползването на топла вода около 1 часа), т.е. около 860 Wh, но да речем, че в редовен случай на неползване на топла вода през нощта това са 5 подгявания или около 1 kWh.

Друг метод за изчисление на тази енергия е като се пресметне количеството енергия необходимо за подгряването на водата (от графиката тя е загрята с 3 градуса).
Q = cp * m * dT
Q - количество топлина [kJ]
cp - специфичен топлинен капацитет, за водата е 4.19 kJ/kg
m - маса
dT - температурна разлика

За подгряване на 1 кг вода с 1 градус сметката е 4.19kJ * 1 * 1; това са 4.19 kWs (киловат-секунди) или 4190/3600=1.164 Wh (ват-часа).

Ако обемът на реално загрятата вода е около 60 литра (30 см от долната част на бойлера са под температурния сензор, бойлерът е 80 литров), тогава за подгряването на тази вода са нужни:

1.164 * 60 * 3 = 209 Wh.

Нощната тарифа в момента е 0.1 лв, т.е. цената за поддържането на водата в бойлера за цялата нощ е 5 доподгрявания с около 200 Вч енергия = 1 кВт/ч енергия или около 10 стотинки.

Предстои днес да настроя бойлера на по-ниска температура, за да се види какви са топлинните загуби (планирани 50 градуса) и да се оптимизират режимите.
Отговори
#2
Прикачвам нова графика на температурата спрямо времето. Температурата на подгряване на водата е по-ниска (около 48 градуса). Интервалът на доподгряване е по-дълъг, т.е. топлинните загуби са намалени (очаквано). Ако в предното измерване доподгряването на водата ставаше с плано нарастващи интервали от време от около час до около два часа, то сега циклите след първоначалния директно отиват към и над 2 часа.

На графиката може да се види и точността на капилярния терморегулатор. Той не е много точен, а се влияе и от атмосферното налягане. В различни дни температурите на включване и изключване варират с до 2 градуса, а от текущата графика се вижда изместване с около 0.5 градуса.

Планирам при включването на активното управление да правя подгряване на водата до около 60-65 градуса в сутрешните часове на нощна тарифа ток (преди 7 часа сутринта по зимно/астрономическо време). През деня температурата на подгряване мисля да е до 50 градуса.

Температурната разлика от 15 градуса за 60 литра воден обем е около 1 kWh. За 30 дни - 30 kWh на нощна тарифа са 3 лв, а на дневна - 6 лв или планирана икономия от 3 лв месечно от натрупване на топлинна енергия на нощна тарифа.

Очевидно, че оптимизациите на режима на бойлера за сега не дават сериозни възможности за икономия на средства.


Прикачени файлове Миниатюри
   
Отговори
#3
Измерих температурата на горещата вода от чешмата и сравнявам с показанията на температурния сензор на бойлера.

За целта напълних пълен термос и потопих датчика вътре. Температурата на водата в термоса е 49 градуса. Измерената в бойлера в момента преди пускането на водата (защото нахлува студена вода в долната част на бойлера) също е 49 градуса. Т.е. потвърждава се принципът на затопляне на водата в обема на бойлера - приблизително еднаква температура на целия обем между датчика на бойлера (на 30 см от дъното) и горната част.
(Всъщност не знам как е позициониран отвора на изходящата тръба от бойлера, но няма логика да е някъде другаде освен в най-горната част.)

Моите тръби не са изолирани и има големи топлинни загуби, но предполагам, че времето за изтичане е било достатъчно да редуцира грешката.
Отговори
#4
ЧНГ!

Дойде фактурата от ЧЕЗ. Правя разбивка на средната месечна такса за последните 3 месеца.
Ако не съм писал, домакинството е с 3 климатика (12-ки инвертор, КОП отопление около 3.5), ел. радиатор 750Вт (баня), бойлер 3кВт 80л. Неизолирана къща (има изолация на 2 от стените, но не съм сигурен, че има някакъв ефект изобщо).

Стойностите на електромера:
08.10.16 10:50 - 46657, 18278
09.11.16 22:11 - 47401.4, 18526 b:1.9
02.01.17 11:32 - 48977, 19191 b:468(84); 99, 20

Електрониката на бойлера е поставена на 9.11.16 и няколко седмици по-късно регулирам затоплянето на водата до 50 градуса.

Сметка:
За целия период: 555 лв или около 185 лв месечно (реално малко по-висока, тъй като липсва 1 седмица за пълни 3 месеца).
За периода до 9.11 - 173 лв.
За периода от 9.11 до 02.01.17 - 382 лв. От тях 84 лв са ток за бойлера или 22% от цялата сметка.

По-рано писах, че интелигентното/умно/smart управление на бойлера не дава големи шансове за намалена сметка.
Очевидно ако бойлерът се замени с термопомпа с очакван КОП 2, тогава месечното намаление би могло да бъде около 20 лв. Смятам, че това е реалистичен случай...

В цялата сметка прави впечатление, че нощната консумация е 1/5 от общата. Т.е. основната консумация е на дневна тарифа. Вариантите биха могли да бъдат:
- оптимизация към консумация на нощна тарифа - (доста) голям воден буфер за водна риза/домашно парно;
- оптимизация към дневната консумирана енергия - фотоволтаици или по-скоро вакуумно-тръбни колектори за подгряване на вода.
- другите варианти включват конвенционални енергоизточници, така че не ги разглеждам. За протокола вписвам, че може да се изчисли каква е цената на 1кВт/ч енергия на пропан-бутан например и да се прецени възможност за комбинирано електрическо/газово котле, което да работи на газ по време на дневната тарифа.
Отговори


Отваряне на:


Потребители разглеждащи темата: 1 гост(и)