Zużycie energii elektrycznej przez kocioł gazowy: ile prądu jest potrzebne do pracy standardowego urządzenia?

Być może dla kogoś będzie nowością fakt, że gazowe urządzenia kotłowe potrzebują nie tylko gazu, ale i energii elektrycznej. A wraz z zużyciem gazu należy uwzględniać również zużycie energii elektrycznej kotła gazowego, który jest sercem Państwa systemu grzewczego.

Z pewnością znajdzie się czytelnik, który zaprotestuje i będzie miał rację. Jego racja polega na tym, że istnieją jednak kotły gazowe bez podłączenia do sieci elektrycznej. Są to klasyczne urządzenia stojące z otwartą komorą spalania, wymagają one oddzielnego pomieszczenia i ścisłego przestrzegania w nim rygorystycznych przepisów bezpieczeństwa pożarowego.

Kotły niezależne energetycznie są obecnie używane w oddalonych od miast wsiach, na daczach – tam, gdzie zdarzają się przerwy w dostawie prądu. Lub przy chęci zaoszczędzenia na zakupie sprzętu. My zaś porozmawiamy o nowoczesnym gazowym sprzęcie grzewczym, który działa tylko przy zapewnieniu wysokiej jakości, niezawodnego zasilania elektrycznego.

Po co kotłowi gazowemu zasilanie elektryczne?

Wraz z pojawieniem się zamkniętych komór spalania, gazowe urządzenia stały się zależne od sieci elektrycznych. Zużycie energii elektrycznej w takich kotłach jest określane przez skład i ilość elektroniki znajdującej się wewnątrz.

A instalować je można już nie tylko w izolowanej kotłowni, ale także w kuchniach, łazienkach. Z punktu widzenia bezpieczeństwa mają one wysoki poziom ochrony.

Strzałkami zaznaczono główne odbiorniki energii elektrycznej ściennego kotła gazowego – wentylator nadmuchowy i wbudowaną pompę obiegową. W systemach z kotłem stojącym pompa jest instalowana oddzielnie, a ogólnie w systemie grzewczym można użyć nie jednej, ale kilku pomp, a wszystkie będą zużywać energię elektryczną.

Wymieńmy, co konkretnie wymaga zużycia energii:

• elektryczny zapłon;
• pompa obiegowa;
• wentylator w zamkniętej komorze spalania;
• automatyka (regulacja podawania gazu, a także czujniki ciągu, ciśnienia gazu, wody itp.).

Kocioł gazowy z zapłonem elektrycznym zapala się automatycznie od iskry elektrycznej. Nie ma w ogóle knota zapłonowego, który stale płonie w innych systemach zapłonu, gaz nie jest marnowany na jego spalanie.

W momencie pojawienia się iskry elektrycznej, pewna energia elektryczna jest zużywana, ale sam moment trwa ułamek sekundy. Przy tym zużycie energii elektrycznej jest minimalne, a oszczędność gazu dzięki brakowi palnika pilotującego przewyższa te koszty. Jedyną wadą jest to, że w przypadku braku zasilania elektrycznego nie można uruchomić urządzeń kotłowych.

Jeśli natomiast nagle zaniknie zasilanie w sieci, zadziała odcinacz gazu. Po pojawieniu się zasilania, zapłon elektryczny ponownie uruchomi system grzewczy bez udziału człowieka.

Pompa obiegowa – to ona gwałtownie zwiększa zużycie energii elektrycznej! Jednak zminimalizowanie kosztów podczas pracy kotła gazowego jest realne, jeśli we wszystkich pomieszczeniach zastosuje się termostaty, włączając je do ogólnego schematu zasilania pompy i funkcjonowania kotła.

Programator dodatkowo znacznie zwiększa efekt ekonomiczny. Termostat pomaga jedynie utrzymywać stabilnie zadaną temperaturę, natomiast programator może ustawiać tryb pracy dzienny/nocny, zmiany w dni tygodnia itp.

Nowoczesna automatyka kotła gazowego wymaga zasilania elektrycznego i składa się z bardzo złożonych urządzeń elektronicznych, które bez interwencji człowieka regulują dopływ paliwa i siłę płomienia palników gazowych, kontrolują temperaturę, diagnozują awarie.

Wentylator (turbina) w zamkniętej komorze spalania również zużywa energię elektryczną, ale mniej niż pompa obiegowa. Koszty są uzasadnione lepszym usuwaniem spalin. Kocioł z kominem koncentrycznym nie wypala tlenu w pomieszczeniu, nie przepuszcza na zewnątrz tlenku węgla i jest cichszy.

Automatyka w kotle gazowym zwiększa jego końcowy koszt, ale dzięki niej zarządzanie systemem grzewczym sprowadza się do ustawienia żądanej temperatury i naciśnięcia zaledwie jednego przycisku.

Energia elektryczna jest potrzebna do pracy sterownika, który reguluje dopływ gazu, oraz wielu czujników. Jej zużycie zależy od stopnia złożoności automatyki, ale ogólnie chodzi o niskie zużycie energii.

Zużycie energii elektrycznej przez kocioł gazowy w liczbach

Zazwyczaj wszyscy interesują się przede wszystkim zużyciem gazu. Natomiast pytanie, ile energii elektrycznej zużywa typowy kocioł gazowy, schodzi na drugi plan. Zajmijmy się tym.

Energozależny kocioł gazowy podłącza się do sieci prądu przemiennego o standardowych parametrach: 220 V i 50 Hz. Dla stabilnej pracy urządzenia ważne jest, aby napięcie nie spadało poniżej 195 V. Przy niższym napięciu elementy elektryczne zaczną szwankować i wyłączać się.

Minimum zużycia energii elektrycznej

Zapotrzebowanie na energię elektryczną na różnych etapach pracy jest różne. Minimalne zużycie energii elektrycznej kotła gazowego wynosi 65 W. Jest to w fazie pracy pompy obiegowej, a w momencie zapłonu elektrycznego – 120 W, czyli prawie dwukrotnie więcej. Jeśli włączony jest wentylator, to również zużywa energię elektryczną – kolejne 30-35 W.

Wygoda uruchamiania kotła, oszczędność gazu i bezpieczeństwo dzięki brakowi stale palącego się zapalnika – to główne zalety kotła gazowego z zapłonem elektrycznym, mimo że zapłon elektryczny wymaga zużycia energii elektrycznej.

Wyciągamy wnioski. Do zapłonu elektrycznego potrzebne jest 120 W, następnie przy pracującej pompie i wentylatorze zużycie energii elektrycznej będzie wynosić:

65 + 30(35) = 105(110) W

To minimalne dobowe zużycie energii elektrycznej. Nie uwzględniono tutaj zużycia prądu przez inne elementy urządzenia grzewczego – chociażby przez automatykę. Nieznacznie, ale ostateczny wynik wzrośnie.

Należy również zauważyć, że liczby podano w przeliczeniu na urządzenie jednofunkcyjne, czyli uwzględniono tylko ogrzewanie bez ciepłej wody użytkowej. Jeśli weźmiemy takie same pod względem mocy cieplnej, ale kocioł dwufunkcyjny, zużycie energii elektrycznej będzie wyższe.

O czym mówi karta techniczna kotła gazowego?

W charakterystykach każdego kotła gazowego znajduje się informacja o zużyciu energii elektrycznej. Po przeanalizowaniu dokumentacji technicznej produktów Bosch, Baxi, Vaillant, Ariston i innych widzimy, że moc elektryczna urządzeń stojących wynosi od 100 do 200 W, a wiszących – od 15 do 160 W.

Jednak w systemach grzewczych z kotłami stojącymi często stosuje się osobno zainstalowane pompy obiegowe. Ważne, aby o nich nie zapominać i uwzględniać dodatkowe zużycie energii elektrycznej.

A oto poglądowe porównanie zużycia energii elektrycznej przy obecności CWU (kocioł dwufunkcyjny) i bez CWU (kocioł jednofunkcyjny): stojący kocioł jednofunkcyjny o mocy 30 kW zużywa 15 W, a dwufunkcyjny również o mocy 30 kW – już 150 W.

Z danych technicznych widać, że im większa moc cieplna kotła gazowego, tym wyższe jest jego zapotrzebowanie na energię elektryczną.

Różni producenci w różny sposób opisują w charakterystykach kotłów gazowych ich zużycie energii elektrycznej.

Może to być jedna ogólna linia lub szczegółowo:

• zużycie energii elektrycznej przez pompę;
• moc elektryczna bez pompy;
• straty przy postoju;
• zużycie w trybie czuwania.

Zużycie we wszystkich pozycjach podawane jest w W.

Obliczenie zużycia energii na przykładzie

Aby obliczyć kilowaty energii elektrycznej zużywanej przez kocioł gazowy, wykonujemy klasyczne obliczenie zużycia energii – tak jak w przypadku innych urządzeń elektrycznych. Opieramy się na mocy elektrycznej kotła podanej w karcie technicznej. Producent podaje ten parametr jako wartość maksymalną, przekraczającą w rzeczywistości średnią faktyczną wartość.

Przykład.

Załóżmy, że mamy jednofunkcyjny kocioł gazowy Baxi Luna 31.310 Fi, jego użyteczna moc cieplna wynosi 31 kW, a zużycie energii elektrycznej – 165 W.

Obliczamy dzienne zużycie energii elektrycznej na przygotowanie czynnika grzewczego. Mnożymy moc pobieraną przez liczbę godzin pracy kotła.

Załóżmy, że ogrzewanie nie wyłącza się przez całą dobę:

165 W × 24 godziny = 3960 Wh lub 3,96 kWh — to maksymalne dzienne zużycie energii elektrycznej

Teraz obliczamy, ile energii elektrycznej w kilowatogodzinach zużywa kocioł gazowy ogrzewania miesięcznie. Mnożymy liczbę zużytych kilowatów na dobę przez liczbę dni w miesiącu (30 dni):

3,96 kWh × 30 dni = 118,8 kWh — to maksymalne miesięczne zużycie energii elektrycznej.

Energozależny kocioł nie wymaga naturalnego dopływu powietrza, ponieważ działa wentylacja wymuszona. Jego system sterowania jest w pełni zautomatyzowany, a w trybie oszczędzania energii włączone jest zabezpieczenie przed zamarzaniem – okresowo kocioł włącza się w celu ogrzania, a pompa cyrkulacyjna przepompowuje wodę w układzie.

I wreszcie należy uzyskać zużycie energii elektrycznej za rok lub za sezon grzewczy. Ponieważ mowa o kotle jednofunkcyjnym i odpowiednio ogrzewaniu bez CWU, przyjmijmy długość sezonu grzewczego równą 7 miesiącom.

Zatem: 118,8 kWh × 7 = 831,6 kWh — maksymalne zużycie energii elektrycznej przez cały sezon grzewczy.

W przypadku kotła dwufunkcyjnego należy w obliczeniach uwzględnić 12 miesięcy — choć w trybie ekonomicznym, kocioł pracuje również w miesiącach letnich.

Jak zmniejszyć koszty energii elektrycznej?

Załóżmy, że po pierwsze, zużycie energii elektrycznej zależy bezpośrednio od mocy cieplnej kotła grzewczego. A po drugie, większą część pobieranej energii elektrycznej zabiera pompa cyrkulacyjna, która przepompowuje czynnik grzewczy w rurach, aby rury i grzejniki ogrzewania nagrzewały się równomiernie.

Kocioł z reguły zawsze pracuje w nocy od 23:00 do 06:00. Należy korzystać z licznika wielotaryfowego energii elektrycznej, w godzinach nocnych obowiązują obniżone stawki.

Wymienimy kilka konkretnych propozycji dla tych, którzy mimo to chcieliby obniżyć koszty energii elektrycznej:

1. Zatrzymać wybór na agregacie energoniezależnym. Najprawdopodobniej będzie to wersja wolnostojąca. Pod względem funkcjonalności i komfortu, niestety, nie jest w stanie konkurować z swoimi energozależnymi modelami analogicznymi.
2. Kupić urządzenie energozależne, ale o małej mocy. Tutaj oczywiście istnieje istotne ograniczenie — nie można nie uwzględniać liczby ogrzewanych metrów kwadratowych. Jeśli na przykład trzeba ogrzać 180-200 m² domu jednorodzinnego, to kocioł gazowy potrzebuje mocy 20-24 kW. I to absolutne minimum.
3. Dokładnie zapoznać się z liniami asortymentowymi różnych marek. Każdemu modelowi towarzyszą niuanse i być może dla którejś z nich zobaczą Państwo w specyfikacjach technicznych najbardziej atrakcyjne liczby dotyczące zużycia energii elektrycznej.
4. Proszę przeanalizować, z czego składa się suma całkowitych kosztów płatności za energię elektryczną. Być może udział tych kosztów przypadający na kocioł gazowy jest znikomy i należy zwrócić uwagę na inne obiekty, które rzeczywiście nadmiernie zużywają energię elektryczną.
5. A co Pan/Pani sądzi o wykorzystaniu energii alternatywnej – na przykład paneli słonecznych lub kolektorów na dachu domu?

Proszę nie doprowadzać swoich działań do absurdu w pogoni za oszczędzaniem energii elektrycznej. Proszę pamiętać, że urządzenia gazowe zużywają mało energii elektrycznej, ponieważ ich głównym paliwem nie jest energia elektryczna, ale gaz ziemny lub skroplony.

UPS dla kotła gazowego i jego zużycie energii

W razie zaniku zasilania w sieci urządzenie gazowe przełączy się na pracę awaryjną, co grozi uszkodzeniem drogich podzespołów. W takich sytuacjach z pomocą przychodzi UPS (zasilacz awaryjny).

Jak długo kocioł gazowy może pracować przy braku zasilania w sieci, zależy od pojemności bloku akumulatorów. Proszę wybrać UPS z wbudowanym akumulatorem lub UPS z możliwością podłączenia wymaganej liczby sekcji akumulatorowych.

Typ «line-interactive» – najczęściej poszukiwane UPS-y, jeśli wierzyć licznym opiniom klientów. Posiadają one stabilizator napięcia, który jest w stanie reagować na wahania napięcia w sieci w granicach 10%, po przekroczeniu tej wartości następuje przejście na zasilanie z baterii akumulatorowej.

Typ «off-line» – to zasilacze awaryjne bez stabilizatora napięcia. Pomagają w przypadku nagłego wyłączenia zasilania, ale nie chronią przed wahaniami napięcia sieciowego.

Typ «on-line» – to najdoskonalsze UPS-y. W nich następuje płynne przełączanie z zasilania sieciowego na zasilanie z akumulatora i odwrotnie. Jedyną wadą jest to, że nie każdego stać na ich cenę.

W momencie uruchamiania kotła gazowego zużycie energii elektrycznej wzrasta co najmniej dwukrotnie, a nawet trzykrotnie lub czterokrotnie. Nawet jeśli jest to chwila trwająca sekundę lub dwie, i tak należy wybrać UPS dla kotła gazowego z maksymalnym zapasem mocy. Dla kotła gazowego o mocy elektrycznej 100 W potrzebny jest UPS o mocy co najmniej 300 W (z zapasem – do 450-500 W).

Jeśli chodzi o pojemność baterii akumulatora, to przykładowo jedna bateria o pojemności 50 Ah wystarczy przy zużyciu energii 100 W na 4-5 godzin pracy. Aby zapewnić 9-10 godzin pracy, trzeba mieć dwie takie baterie itd.

W tej tabeli pokazano czas autonomicznej pracy kotła gazowego w godzinach w zależności od zużycia energii elektrycznej przez kocioł gazowy (mocy elektrycznej w W), pojemności baterii akumulatora (pojemność, Ah) oraz liczby jednocześnie podłączonych baterii (jedna, dwie, trzy lub cztery).

I wreszcie, czy UPS będzie zużywać energię elektryczną na własne potrzeby? Tutaj wszystko zależy od sprawności. Jeśli przyjąć sprawność = 80%, to dla naszego UPS o mocy 300 W zużycie łącznie z obciążeniem będzie:

300 W / 0,8 = 375 W, gdzie 300 W to obciążenie, pozostałe 75 W to zużycie przez sam UPS.

Podany przykład obliczeń jest warunkowy i stosowany dla prostych UPS-ów, a mianowicie w momencie, gdy skoki napięcia sieciowego stają się wyższe od określonego poziomu – ponad 10%. Gdy w sieci jest standardowe 220 V, UPS praktycznie nic nie pobiera.

Szczegółowe obliczenia dotyczące mocy UPS, pojemności akumulatorów i dodatkowych kosztów energii elektrycznej związanych z instalacją UPS w sieci grzewczej lepiej powierzyć elektrykowi.

Podsumowanie i przydatny film na ten temat

Jak wybrać kocioł gazowy (w filmie są informacje o kotłach energozależnych i ich podzespołach, które wymagają do pracy prądu elektrycznego):

Ile prądu zużywa kocioł gazowy (autor filmu dokonuje pomiaru watomierzem):

Autonomiczne zasilanie elektryczne dla kotła gazowego (doświadczenie domowego «majsterkowicza»):

Przy zakupie kotła gazowego postaw zadanie zmniejszenia zużycia energii elektrycznej na jedno z ostatnich miejsc. Koszt opłaty za energię elektryczną jest nieporównywalnie niższy niż oczywista zaleta – oszczędność do 30% zużywanego gazu.

Najważniejsze, aby w waszej okolicy nie było problemów z nagłym wyłączeniem prądu na dłuższy czas. No i, niewątpliwie, automatyka kotłów daje więcej możliwości regulacji i kontroli urządzenia w trakcie jego eksploatacji.

Proszę zostawiać komentarze w znajdującym się poniżej bloku, zadawać pytania, publikować zdjęcia związane z tematem artykułu. Podzielcie się, ile energii zużywa wasz agregat gazowy podczas pracy. Nie wykluczone, że wasze porady dotyczące oszczędzania i zasad eksploatacji kotła przydadzą się odwiedzającym stronę.