Аналогов

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).
[attachment=211]
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.

[attachment=207]

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.

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.

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.

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.