7.9: Паливо для ізоляції та опалення будинку (V)

Last updated
Save as PDF

Page ID: 29524

$ \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } $ $ \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} $$\newcommand{\id}{\mathrm{id}}$ $ \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$ $ \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}$ $ \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}$ $ \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}$ $ \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}$ $ \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}$ $ \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}$ $ \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}$ $ \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$ $\newcommand{\id}{\mathrm{id}}$ $ \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$ $ \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}$ $ \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}$ $ \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}$ $ \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}$ $ \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}$ $ \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}$ $ \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}$ $ \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$

Термін окупності

Попередні розділи ілюстрували, що додавання більшої ізоляції та покращення R-значення стіни допоможе скоротити втрати тепла. Менші втрати тепла зменшують кількість палива, яке необхідно спалити, тим самим знижуючи витрати на опалення та захищаючи навколишнє середовище. Однак додавання утеплювача часто передбачає додаткові інвестиції.

Гроші, вкладені в ізоляцію, можна повернути або повернути за допомогою зекономлених грошей через зменшення використання палива. Час, необхідний для відшкодування додаткових витрат за рахунок економії, називається терміном окупності. Проста окупність - це початкові інвестиції, розділені на річну економію після сплати податків.

Простий розрахунок ілюструє цей термін. Якщо R-значення стіни, що використовується в попередньому прикладі, покращити до R-23 шляхом додавання додаткової ізоляції, яка коштує 254$, втрати тепла можна зменшити. Нові тепловтрати після поліпшення можна розрахувати за допомогою рівняння нижче.

\[ New \, Heat \, Loss \, from \, Walls = \dfrac{1,248 ft^2 * 10,500°F days * \tfrac{24 h}{day}}{23 \tfrac{ft^2 °F h}{BTU}} = 13.7 \, \dfrac{MMBTU}{Year} \nonumber\]

Тепловтрати від покрівлі залишаються колишніми і дорівнюють 9,99 ММ БТУ (з розділу 7.9, приклад 2). Тому нові річні сумарні тепловтрати становлять всього 13,7+9,99 = 23,69 ММ БТУ. Річні витрати на опалення після цього поліпшення становили б

\[ Annual \, Cost \, of \, Heating = 23.69 MMBTUs * \dfrac{\$9.80}{MMBTUs} = \$232.16 \nonumber\]

Економія становить $334,96 - $232,16 = $102,80 щороку. Пам'ятайте, що для отримання цієї економії було здійснено інвестицію в розмірі 254 долари. Тож якби ці інвестиції окупилися заощадженнями, це займе

\[ Time = \dfrac{\$254}{\$102.80/year} = 2.47 \, years \nonumber\]

Термін окупності - 2,47 року. Коротші періоди окупності вказують на те, що додаткові інвестиції можуть бути окуплені швидко, і домовласник може почати економити гроші після цього.

Формула нижче допоможе оцінити економічність додавання утеплювача з точки зору «років до окупності» для економії витрат на опалення.

\[ Years \, to \, Payback = \dfrac{C_i * R_1 * R_2 * E}{C_e * (R_2 - R_1) * HDD * 24} \]

де

$ C_i $вартість утеплювача в $/фут ²
- Зберіть інформацію про витрати на ізоляцію та включіть робочу силу, обладнання та пароізоляцію, якщо це необхідно
$ C_e $це вартість енергії в $/бтус
- Щоб розрахувати це, розділіть фактичну ціну, яку ви платите за галон нафти, кВт-год електроенергії, галон пропану або терм (100 CCF) природного газу на вміст BTU на одиницю палива
$ E $= ККД опалювальної системи
- Для систем газу, пропану та мазуту це щорічна ефективність використання палива (AFUE)
$ R_1 $= початкове R значення перерізу
$ R_2 $= остаточне R-значення перерізу
$ R_2 - R_1 $= R-значення додаткової ізоляції, що розглядається
$ HDD $= ступінь нагрівання днів на рік
- Цю інформацію можна отримати у місцевої метеостанції, комунального підприємства або дилера нафти
$ 24 $= множник для перетворення HDD в години нагріву

Рівняння 7.9.1 працює тільки для однорідних ділянок будинку. Наприклад, ви можете оцінити роки, щоб окупитися за стіну або кілька стін, які мають однакові значення R, якщо всюди додати однакову кількість утеплювача. Стелі, стіни або ділянки стін з різними значеннями R повинні бути промальовані окремо.

Приклад 1

Містер Energy Conscious (який живе в Іст-Лансингу, MI з HDD 7164) хоче знати, скільки років знадобиться, щоб відшкодувати витрати на установку додаткової ізоляції на своєму горищі. Він відремонтував свою мансарду і підвищив рівень утеплення з R-19 до R-30, додавши додаткову теплоізоляцію. Він має газову піч з AFUE 0,88 і платить 0,95 дол. США/CCF за природний газ. Утеплення горища коштує 340 доларів, щоб покрити 1100 футів ². Які його роки до окупності?

Відповідь

Нехай R ₁ = 19 і R ₂ = 30.

Найважливішою частиною цієї проблеми є визначення вартості ізоляції на один кв. фут (C _i) і витрат енергії на один БТЕ (С _е).

\[ C_i = \dfrac{\$340}{1100 ft^2} = \$0.31/ft^2 \nonumber\]

\[ C_e = \dfrac{\$0.95}{1 \, CCF * \tfrac{100000 \, BTUs}{CCF}} = \$0.0000095/BTU \nonumber\]

Підставляючи значення в рівняння 7.9.1,

\[ Years \, to \, Payback = \dfrac{0.31 * 19 * 30 * 0.88}{0.0000095 * 11 * 7164 * 24} = 8.65 \, years \nonumber\]

Після 8,65 років пан Енергія Свідомий може почати економити гроші для себе на решту періоду, який він живе в цьому будинку. Протягом усього періоду енергія, яку він не використовує, може допомогти навколишньому середовищу.

Приклад 2

Для будинку в Хакенсаку, штат Нью-Джерсі (HDD = 4600), встановлена вартість оновлення з R-13 до R-22 становить $0.60/ft ². AFUE для масляної печі становить 0,78, а нагрівання нафти коштує 1,13 долара/галон. Скільки часу знадобиться, щоб повернути початкові інвестиції?

Відповідь: Наступне відео охоплює рішення.

Приклад 3

Лейтенант Дейв Раякович має 1200 футів ² даху в своєму будинку в Піттсбурзі, штат Пенсильванія (HDD = 6000). Він розглядає можливість модернізації ізоляції з R-16 до R-22. Кошторис від підрядника склав $775. Його будинок опалюється природним газом. Минулого року середня ціна, яку він заплатив за природний газ, становила $9.86/MCF. Припускаючи AFUE 86%, скільки часу знадобиться Дейву, щоб відновити свої інвестиції?

Відповідь: Наступне відео охоплює рішення.