Quanto consuma una caldaia a metano?

[giorgiodavid]

Sto cercando di capire qualcosa di termotecnica... mi è capitata sotto mano, una relazione dove veniva calcolato il consumo annuo di una caldaia, ma non sono sicuro che le cose siano state riportate correttamente. Di seguito quanto trovato:

Potenza al focolare 207 kW
PCI Potere calorifico inferiore 8,9
Combustibile A 23,26 kg/h
Peso specifico metano 0,71
Combustibile B 32,76 mc/h
Combustibile C circa 65648 mc/anno

Prima considerazione è che mancano alcune unità di misura, quali sono secondo voi queste unità di misura? Io ho trovato che il peso specifico del metano si misura in kg/mc, e che il PCI si misura in MJ/mc che però non trova riscontro nelle relazioni precedentemente indicate. Avendo anche il foglio di calcolo, so quali operazioni matematiche sono state adottate, secondo chi ha fatto questo calcolo:

Combustibile A = Potenza focolare / PCI
Combustibile B = Combustibile A / Peso specifico metano
Combustibile C = Combustibile B * 12 * 167

Il calcolo finale è l'unico chiaro, dove si indicano quante ore all'anno l'impianto è acceso considerando 12 ore al giorno per 167 giorni (a Roma dal 1 novembre al 15 aprile). Ma per il resto ho difficoltà, per il momento, a comprendere... soprattutto non capisco quel 8,9 che dimensioni ha!

Su internet, invece, più semplicemente ho trovato una relazione che mi calcola il consumo con solo due parametri:

Potenza focolare = 207 kW
PCI = 9,97 kWh/mc
Combustibile = Potenza / PCI = 21 mc/h * 12 * 167 = 42000 mc/anno

Come si vede il risultato non collima: help! Il valore del PCI è stato ricavato partendo da un PCI letto sulla bolletta del gas di 39,88 MJ/mc, considerando che 1 MJ = 238,85 kcal e che 1 kWh = 859,85 kcal.

Spero di ottenere un chiarimento da qualche termotecnico per poter comprendere meglio la situazione, grazie.

[Guerra]

Ciao David,
il problema è quel 8.9 dove non è indicata l'unità di misura.
Dai tuoi calcoli si evince che questo valore è dimensionalmente uguale a kWh/kg.
Se guardi la tabella sotto riportata

http://www.miniwatt.it/mwEnergypedia/mwen_Potere%20calorifico.htm

se fossero kWh/kg il combustibile sarebbe il carbone.
Infatti prendendo il PCI della bolletta e convertendolo in kWh/mc , dividendolo per il peso specifico del metano kg/mc, risulta

PCI metano = 13.66 kWh/kg.

Se noi facciamo come da primo calcolo:

207/13.66 /0.71 = 21.3 mc/h

come risulta nel tuo secondo calcolo.

[giorgiodavid]

In effetti, tra un calcolo e l'altro, quel valore di 13,66 kWh/kg era venuto fuori anche a me. Quindi, risultando fallato il primo calcolo, il secondo risulta più semplice poiché tutti i passaggi fatti nel primo calcolo, sono insiti nel valore di PCI indicato nel secondo?

Altro quesito, per calcolare il consumo, occorre tenere conto anche del rendimento della caldaia, oppure in questo caso no, poiché stiamo considerando la potenza al focolare? Tra, l'altro, credo che un consumo calcolato in questo modo, si riferisca al massimo consumo, cioè quando la caldaia è caricata al massimo e sempre in funzione, giusto?

[Guerra]

Sì alla prima domanda.
Nel secondo quesito: sì, devi tener conto del rendimento della caldaia.
Il consumo massimo: dipende dal tipo di caldaia, se modulante o on/off (quindi 0-100%).
Sempre in funzione: lo hai deciso tu (12 ore di funzionamento).

Se il tuo edificio ha la certificazione energetica, questa riporta il consumo necessario per riscaldarlo.

[paolo a m]

per calcolare il consumo, occorre tenere conto anche del rendimento della caldaia, oppure in questo caso no, poiché stiamo considerando la potenza al focolare?

Nel secondo quesito: sì, devi tener conto del rendimento della caldaia

Forse è opportuno far riferimento alla definizione di potenza termica al focolare, spesso chiamata anche portata termica. Si trova, tra l'altro, nel Dpr 412/93: "per “potenza termica del focolare” di un generatore di calore, il prodotto del potere calorifico inferiore del combustibile impiegato e della portata di combustibile bruciato; l'unità di misura utilizzata è il kW".
Ne deriva che per il calcolo del consumo basta dividere il valore della potenza per il PCI. Ovviamente questo è il consumo orario nominale in regime di funzionamento continuo. Il calcolo del consumo annuo stagionale è abbastanza complesso. Oggi per diverse esigenze, come per la certificazione energetica, si utilizza la UNI TS 11300-2 "Determinazione del fabbisogno di energia primaria e dei rendimenti per la climatizzazione invernale e per la produzione di acqua calda sanitaria.

[giorgiodavid]

E si, perché in effetti la potenza al focolare riguarda appunto quanto consuma, detta in modo terra terra, la fiamma... mentre il rendimento mi interessa qualora stia considerando il carico a valle e debbo riportare al focolare, la potenza dell'impianto.

[giorgiodavid]

Aggiungo una domanda: senza precisi calcoli delle dispersioni termiche dei montanti di un impianto di riscaldamento centralizzato di condominio, a quanto è possibile stimare tali perdite escludendo le dispersioni degli appartamenti? Un valore del 20% è plausibile oppure è esagerato?

P.S. Sto parlando delle tubazioni che partono dalla caldaia ed arrivano alla base dei montanti di scala dove vengono poi derivati verso i piani superiori che genericamente sono posti all'interno delle autorimesse.

[paolo a m]

La UNI TS 11300-2, che ho richiamato in precedente intervento, prevede diversi modi per il calcolo del rendimento di distribuzione, cito:
La determinazione delle perdite di distribuzione può essere effettuata:
(1)mediante il ricorso a dati precalcolati ricavati da prospetti in base alle principali caratteristiche del sottosistema (prospetto21);
(2)mediante il metodo descritto nell'appendice A;
(3)mediante metodi analitici descritti nelle norme pertinenti.
nel tuo caso può essere utile ricorrere al prospetto della 11300. Se fai una ricerca in rete dovresti trovare qualche versione o estratto della norma. La versione in vigore è quella del 2008. Era fino a poco tempo fa in inchiesta pubblica la nuova versione che dovrebbe uscire tra non molto, anche se ai fini della questione in oggetto non contiene novità.
Debbo dire che, per esperienza, la stima fatta utilizzando il prospetto (è ciò che fanno anche alcuni software, compresi quelli di emanazione regionale come il Cened lombardo) è parecchio approssimata. Certamente più accurata è la valutazione fatta con il metodo dell'appendice A. Richiede però la disponibilità di molti più dati e spesso i risultati sono da spavento: si ottengono rendimenti del 50-60% su costruzioni anche recenti. Per questo molti considerano questa parte della norma eccessivamente penalizzante.

[INGiuseppe]

Sto cercando di capire qualcosa di termotecnica... mi è capitata sotto mano, una relazione dove veniva calcolato il consumo annuo di una caldaia, ma non sono sicuro che le cose siano state riportate correttamente. Di seguito quanto trovato:

Potenza al focolare 207 kW
PCI Potere calorifico inferiore 8,9
Combustibile A 23,26 kg/h
Peso specifico metano 0,71
Combustibile B 32,76 mc/h
Combustibile C circa 65648 mc/anno

[..]

Ciao.. io ho visto anche il PCI con unità di misura [kWh/Nmc], cioè KiloWattOra per NormalMetroCubo, ossia il metro cubo del GN (Gas Naturale) alla condizioni standard : 1[atm] e 15 [°C]...
Comunque, non stupirti di una variazione del PCI.. sono Tutti diversi in Italia...
Nord-Est: gas naturale Russo >90% di Metano, PCI 10 [kWh/Nmc]
Sud: gas naturale Algerino <83 % di Metano, PCI < 9 [kWh/Nmc]


poi ci arriva gas dall'Olanda e dalla Francia-Germania... chissà che ci mettono???!!?!?!?