Management of domestic hot water system based on the example of a gas-fired instantaneous water heater

• Autorzy: Jachimowski Artur , Pełka Grzegorz , Luboń Wojciech , Folta Michał

Identyfikatory

DOI

10.29119/1641-3466.2024.194.6

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Purpose: The aim of the study was to present the actual efficiency of a gas-fired instantaneous water heater for the production of domestic hot water. Design/methodology/approach: The object of the study was a gas-fired instantaneous domestic hot water heater located in a flat in Krakow. Measurements with a suitable device were carried out for three basic variants of hot water preparation, defined as showering, washing hands and washing dishes. Findings: The tests and analyses carried out have revealed that the current efficiency (average efficiency based on 3 measurements - 77.61%) differs radically from that indicated on the water heater data sheet. Such a drop in efficiency may be caused e.g. by fouling of the surface of the heat exchanger on the flue gas side and scaling of the exchanger on the heated side. Research limitations/implications: The tests proved that the heater did not reach its nominal efficiency during the tests, but on the other hand, simulations of different intensities and durations of water consumption did not drastically change the efficiency of hot water preparation. Practical implications: Regular cleaning of the exchanger would probably reduce the difference between the efficiency declared by the manufacturer and the one achieved during the tests. A clean heater will also ensure a sufficiently low level of carbon monoxide in the flue gas, which has a real impact on the safety of the appliance. Social implications: The values obtained from the measurements for each operating mode can help occupants understand how to prepare water most efficiently with this particular appliance, which will have a real impact on the bills they pay. The user will be provided with information on what percentage of energy they use from the volume of gas burned. Originality/value: Gas-fired instantaneous water heaters provide an efficient and energysaving solution, especially in situations where the demand for hot water is low, and immediate access to it is crucial.

Słowa kluczowe

EN

hot water; hot water management; gas-fired instantaneous water heater

PL

woda gorąca; zarządzanie ciepłą wodą; gazowy przepływowy ogrzewacz wody

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Śląskiej
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe. Organizacja i Zarządzanie / Politechnika Śląska
• Rocznik: 2024
• Tom: z. 194
• Strony: 95--111
• Opis fizyczny: Bibliogr. 30 poz.

Twórcy

autor

Jachimowski Artur

• Department of Technology and Ecology of Products, Cracow University of Economics

• https://orcid.org/0000-0003-4045-2418

autor

Pełka Grzegorz

• AGH University of Krakow, Faculty of Geology, Geophysics and Environmental Protection, Department of Energy Resources

• https://orcid.org/0000-0002-8822-5188

autor

Luboń Wojciech

• AGH University of Krakow, Faculty of Geology, Geophysics and Environmental Protection, Department of Energy Resources

• https://orcid.org/0000-0002-2245-4631

autor

Folta Michał

• AGH University of Krakow, Faculty of Geology, Geophysics and Environmental Protection, Department of Energy Resources

Bibliografia

• 1. Alsabry, A., Pigalski, W., Maciejewski, T. (2010). Teoretyczne a rzeczywiste zapotrzebowanie energetyczne na centralne ogrzewanie i wentylację mieszkań w budownictwie wielorodzinnym. Przegląd Budowlany, 11, pp. 39-45.
• 2. Bourke, G., Bansal, P., Raine, R. (2014). Performance of gas tankless (instantaneous) water heaters under various international standards. Applied energy, 131, pp. 468-478. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2014.06.008.
• 3. Burzyński, R. (2023). Jak podgrzewać wodę użytkową za pomocą pomp ciepła. Chłodnictwo i Klimatyzacja, No. 10, pp. 32-40.
• 4. Chudzicki, J., Hendiger, J., Ziętek, P. (2019). Dobór pojemności zasobnika do ciepłej wody współpracującego z kompaktową pompą ciepła. Gaz, Woda i Technika Sanitarna, No. 7, pp. 242-248.
• 5. Ciepło z natury. Retrieved from: https://www.termet.com.pl/upload/upload/pliki_produktow/Ulotki%202023/ULOTKA_PODGRZEWACZ_ZAMKNI%C4%98TA%20K OMORA.pdf, 5.01.2024.
• 6. Czerski, G., Strugała, A. (2014). The energy efficiency of hot water production by gas water heaters with a combustion chamber sealed with respect to the room. Water, 6(8), pp. 23942411.
• 7. Czerski, G., Gebhardt, Z., Strugala, A., Butrymowicz, C. (2013). Gas-fired instantaneous water heaters with combustion chamber sealed with respect to the room in multi-storey residential buildings—Results of pilot plants tests. Energy and buildings, 57, pp. 237-244.
• 8. Czerski, G., Tałach, Z., Butrymowicz, Cz. (4.11.2010). Nowe rozwiązania techniczne w zakresie urządzeń grzewczych z zamkniętą komorą spalania - kierunki poprawy bezpieczeństwa mieszkańców budownictwa wielokondygnacyjnego. Budownictwo mieszkaniowe. Ochrona przeciwpożarowa, wentylacja naturalna, bezpieczne techniki kominowe. Mysłowice/Wrocław.
• 9. Danielak, M. (2018). Przepływowe gazowe podgrzewacze cwu-nowe konstrukcje. Polski Instalator, No. 9-10, pp. 14-16.
• 10. Gużda, A., Szmolke, N. (2018). Efektywność pompy ciepła a zużycie CWU. Budownictwo o zoptymalizowanym potencjale energetycznym, 7(1), pp. 31-36. DOI: 10.17512/bozpe.2018.1.04.
• 11. Hendiger, J., Ziętek, P., Sobieraj, M. (2019). Weryfikacja laboratoryjna możliwości stosowania niskopojemnościowych podgrzewaczy wody z pompą ciepła. Instal, No. 7/8, pp. 22-28.
• 12. Huang, X., Sun, M., Kang, Y. (2019). Fireside Corrosion on Heat Exchanger Surfaces and Its Effect on the Performance of Gas-Fired Instantaneous Water Heaters. Energies, 12(13), 2583. https://doi.org/10.3390/en12132583.
• 13. Itron. Retrieved from: https://gaztechnika.pl/application/files/4215/3856/0181/Gazomierze_miechowe_RF1_GT.pdf, 5.01.2024.
• 14. Jedlikowski, A., Englart, S. (2018). The comparison of calculation methods of gas demand in the installation with combi boilers. E3S Web of Conferences, Vol. 44, p. 00058. EDP Sciences. https://doi.org/10.1051/e3sconf/20184400058.
• 15. Lenartowicz, S. (2020). Jak skutecznie i efektywnie wykorzystać powietrzną pompę ciepła z kotłem. Chłodnictwo i Klimatyzacja, No. 7, pp. 36-37.
• 16. Oleniacz, R., Kasietczuk, M., Kępka, P. (2016). Wpływ rodzaju spalanych paliw i działań termomodernizacyjnych na oddziaływanie budynku jednorodzinnego na jakość powietrza. In: K. Gaj, J. Kuropka (Eds.), Powietrze atmosferyczne. Jakość-zagrożenia-ochrona (pp. 253-266). Wrocław: Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej.
• 17. Panagiotidou, M., Aye, L., Rismanchi, B. (2021). Alternative Heating and Cooling Systems for the Retrofit of Medium-Rise Residential Buildings in Greece. Energy Technology, 9(11), 2100377. https://doi.org/10.1002/ente.202100377.
• 18. Pinkas, M. (2020). Analiza porównawcza gazomierzy miechowych i termicznych w realnych warunkach eksploatacji. Gaz, Woda i Technika Sanitarna, No. 12, pp. 10-18.
• 19. Podgrzewacze wody - rodzaje, zasada działania. Retrieved from: https://www.instalacjebudowlane.pl/6829-23-43-podgrzewacze-wody--rodzaje-zasada-dzialania.html, 20.12.2023.
• 20. Raluy, R.G., Dias, A.C. (2020). Life cycle assessment of a domestic gas-fired water heater: Influence of fuel used and its origin. Journal of environmental management, 254, 109786. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2019.109786.
• 21. Regulation of the Minister of Infrastructure On technical conditions to be met by buildings and their location, Journal of Laws 2022.0.1225, i.e.
• 22. Rodrigues, A.M., Gomes, M.G. (2014). Natural ventilation of a room with an atmospheric-vent water heater in both on-and off-states. Energy and Buildings, 74, pp. 53-60.
• 23. Rutkowska, G., Wichowski, P., Srok, M. (2015). Analiza możliwości wykorzystania pomp ciepła dla budynku mieszkalnego zlokalizowanego w Euroregionie Beskidy. Europa Regionum, 23, pp. 223-230.
• 24. Serediuk, O., Warsza, Z.L. (2017a). Statystyka błędów pomiarowych gazomierzy miechowych po znormalizowanym okresie ich pracy. Gaz, Woda i Technika Sanitarna, No. 12, pp. 472-476.
• 25. Serediuk, O., Warsza, Z.L. (2017b). Zmiany błędów pomiarowych gazomierzy miechowych w eksploatacji. Przemysł Chemiczny, 96(8), pp. 1767-1770.
• 26. SPIUG (2023). Heating device market in Poland in 2022. Warsaw: Association of Heating Appliances Manufacturers and Importers.
• 27. Szczechowiak, E. (2022). Pompy ciepła dla ogrzewania i chłodzenia w aspekcie obniżenia emisji ditlenku węgla. Przegląd Budowlany, 93(7-8), pp. 160-166.
• 28. Szymański, J. (2017). Podgrzewacze i zasobniki ciepłej wody użytkowej-w profesjonalnym i chałupniczym wydaniu. Polski Instalator, No. 6, pp. 36-38.
• 29. Termet Ferro Goup. Retrieved from: https://www.termet.com.pl/produkt/termaq-electronic-g-19-02/26, 5.01.2024.
• 30. Zamknięta komora spalania kotła kondensacyjnego (2012). Retrieved from: https://www.slideshare.net/eko-blog/zamknieta-komora-spalania-kotla?next_ slideshow=1., 20.12.2023.