Понятие КПД котлов и систем отопления: обзор и способы увеличения


Оптимизация расходов на отопление напрямую связана с повышением эффективности работы всей системы. Добиться этого можно несколькими способами. Но специалисты рекомендуют сначала провести анализ и выявить наиболее существенные факторы, влияющие на этот показатель. На основе этих данных вычисляется фактический КПД котлов и систем отопления: обзор и способы увеличения этого показателя помогут снизить финансовую нагрузку при обслуживании.

Причины снижения КПД котлов отопления

Снижение КПД из-за тепловых потерь

Еще до того как повысить КПД батареи отопления, нужно определиться с этим параметром. Фактически он состоит из нескольких составляющих – эффективность работы котла, радиаторов и трубопроводов. Но кроме этого нужно учитывать величину тепловых потерь здания.

Поэтому, нужно сначала не думать — как увеличить КПД батареи отопления, а улучшить теплоизоляцию дома. Только уменьшив потери через стены и окна можно приступать к модернизации отопления. Ошибочно считается, что главным показателем системы является КПД газовых котлов отопления или их твердотопливных аналогов. Однако фактически полезное действие системы определяется по следующей формуле:

Q=Vпотр/Vпоступ

Где Q – показатель КПД, Vпотр — количество затрачиваемой энергии на нагрев теплоносителя, Vпоступ – фактическая передача тепла воздуху в помещении.

При анализе работы котла, в особенности газового типа, видно, что он функционирует не все время. Он должен поддерживать уровень нагрева теплоносителя на установленном тепловом режиме. За передачу энергии отвечают другие элементы системы – трубопроводы и радиаторы. Именно им в первую очередь нужно уделить внимание, так как КПД системы отопления на 80% зависит от их правильного функционирования.

Что нужно сделать, чтобы этот показатель изначально был максимальным:


  • Выбрать низкотемпературный режим работы. При минимальной разнице нагрева воды после котла и в обратной трубе затраты на энергоноситель уменьшится;
  • Использование электронных систем управления – термометров и программаторов. Они позволят автоматически изменять работу котла при колебаниях температуры в доме и на улице;
  • Провести модернизацию элементов, чтобы выйти на максимальное КПД отопления в доме.

Все эти способы взаимосвязаны друг с другом. Поэтому при организации отопления нужно профессионально пойти к каждому этапу.

Во время проектирования системы нужно рассчитать ее основные параметры – тепловые потери, работу каждого узла и оптимальный температурный режим. Сделать это можно с помощью онлайн калькуляторов (высокая погрешность) или заказав услугу у специализированных расчетных бюро (точные данные).

Методы повышения эффективности работы котла

Кпд газового котлаФактические показатели КПД для котлов различных типов


На первом этапе нужно правильно подобрать тип отопительного оборудования. Определяющими показателями для организации отопления с высоким КПД являются тип используемого топлива и мощность котла. Лучше всего себя зарекомендовали себя модели, работающие на газе.

Как видно из данных графика, существенного отличия при работе котла в нормальном режиме нет. Разница КПД для газовых котлов отопления возникает только в момент запуска до достижения требуемого температурного режима (50-70°С). Затем происходит стабилизация работы и показателя эффективности. Но для улучшения последней можно сделать следующие шаги:

  • Разница между расчетной и фактической мощности котла не должна быть более 15%. Превышение значения приведет к неполному сгоранию газов, что еще больше увеличит расход топлива;
  • Использование конденсационного фактора. Это незначительно повысит КПД у всей системы отопления. Однако стоимость конденсационных котлов отличатся от традиционных на 35-40%;
  • Уменьшение тепловых потерь через дымоход. Увеличение КПД батареи отопления напрямую зависит от этого фактора.

Кпд газового котлаРабота чугунного радиатора через тепловизор

Выполнив эти условия можно на 1-1,5 процента повысить эффективность работы отопительных приборов. Но лучше всего изначально приобретать подходящую модель кота, которая максимально соответствует параметрам всей системы.

Во время работы конденсационных котлов скапливаемую жидкость нельзя утилизировать в канализацию. Она имеет ряд вредных элементов, что скажется на работе автономной системы отчистки сточных вод.


Правила подключения радиаторов и их модернизация

Наибольший интерес представляют другие элементы – батареи и трубы. Для повышения КПД батареи отопления нужно изначально правильно подобрать соответствующую модель. В идеале она должна иметь максимальный показатель теплопроводности. Это относится к алюминиевым и биметаллическим батареям.Если взять КПД радиаторов отопления — таблица покажет существенные отличия от чугунных. Однако следует учитывать, что и остывание алюминиевых будет проходить намного быстрее. Этот материал не аккумулирует тепло. К тому же в чугунных происходит неравномерное распределение полученной энергии.

Характеристики теплоотдачи радиаторов в зависимости от степени нагрева воды

Для сравнения можно рассмотреть таблицу КПД радиаторов отопления стального типа.

Чем больше площадь батареи – тем быстрее будет нагреваться воздух в комнате. Но нужно учитывать степень остывания теплоносителя. Желательно, чтобы температурный режим работы радиаторов в доме был одинаков.

Методы подключения радиаторов

Кпд газового котлаИзменение КПД радиатора в зависимости от способа подключения

Определившись с этим параметром можно переходить к основным тонкостям увеличения КПД батареи отопления. Главным из них является способ подключения к системе. Лучше всего сделать соединение с системой с одной стороны прибора. Тогда теплоноситель продет полный цикл по батареи.

Но на практике такое сделать можно далеко не всегда. Поэтому предпочитают выбирать «золотую середину» — верхний подвод и нижнее подключение к обратной трубе. Такая методика имеет следующие преимущества:


  • Можно добиться повышения КПД батареи отопления другими способами, компенсировав 2%;
  • Оптимальная протяженность магистрали, что тоже сказывается на эффективности всей системы;
  • Возможность установки крана Маевского и автоматического терморегулятора.

Такая схема актуальная для систем как с верхней, так и с нижней разводкой трубопроводов. Но помимо этого для увеличения КПД батареи отопления нужно правильно выполнить ее монтаж.

Перед приобретением определенной модели радиатора нужно узнать возможные варианты его подключения — верхний, нижний или боковой.

Установка радиаторов для максимального КПД

Значение коэффициента для различных вариантов обустройства радиаторов

Главное правило монтажа радиаторов любого типа заключается в оптимальном нагреве помещения. Т.е. они должны находиться в той области комнаты, где тепловые потери будут максимальны. Это в первую очередь относится к оконным конструкциям.

Для того, чтобы сделать отопление с высоким КПД подоконник должен перекрывать верхнюю плоскость батареи на 2/3. Также нужно учитывать рекомендуемые расстояния от конструкции до стен и пола:

  • От подоконника до верхней части секции – 100 мм;
  • От поверхности пола до батареи – 120 мм;
  • От задней панели радиатора до стены – 20 мм.

Таким образом можно обеспечить максимальное КПД всей системы отопления. Конвекционные потоки теплого воздуха будут частично задерживаться в области подоконника, нагревая стену и уменьшая тепловые потери через окно.

Для лучшей конвекции теплого воздуха можно установить вентилятор небольшой мощности.

Другие способы улучшения КПД системы отопления

Универсальная горелка для твердотопливного котла

Что еще можно сделать для улучшения КПД батарей в отопления и не только их? Нужно правильно подобрать теплоноситель. Несмотря на популярность антифризов, они имеют недостаток – пониженный показатель энергоемкости. Поэтому при отсутствии вероятности воздействия отрицательных температур на систему следует заполнять ее обычной дистиллированной водой.

Для повышения КПД газовых отопительных котлов старого образца заменяют горелку на более эффективную. Она не только снизит потребление газа, но и повысит безопасность работы котла. Это же относится и к возможной модернизации твердотопливных моделей отопительных приборов. Если в доме была поведена газовая магистраль – можно установить новую горелку. Рекомендуется приобретать модели, работающие как на газе, так на жидком топливе (дизеле, отработанном масле).


Сделать максимальное КПД для отопления в доме можно с помощью систематической прочистке труб. Для этого используют химический, гидравлический или комбинированный способы. Выбор зависит от материала изготовления трубопровода (пластик или металл) и степени загрязнения магистрали.

Установка отражающих экранов позади батарей также увеличит КПД всей системы отопления. Лучше всего использовать для того пенофол, на одну из сторон которого нанесен слой фольги. Даже простая чистка радиаторов от пыли и грязи путь и незначительно, но улучшит их теплоотдачу.

В видеоматериале можно ознакомиться с интересным способом самостоятельной организации отопления с высоким показателем КПД:

strojdvor.ru

Как повысить КПД газового котла

Кпд газового котлаТеплоэффективность котельного оборудования, указывается в коэффициенте полезного действия. КПД газового котла, обязательно прописывается в технической документации. Согласно заверениям производителей, у некоторых моделей котлов, коэффициент достигает 108-109%, другие работают на уровне 92-98%.Чтобы самостоятельно рассчитать теплоэффективность котла и предпринять шаги для увеличения КПД, потребуется хорошо понимать, что скрывается за приведенными цифрами.

Как рассчитать КПД котла отопления на газе

Методика расчета эффективности, происходит посредством сравнения затраченной тепловой энергии для нагрева теплоносителя и фактического количества всей теплоты, выделенной во время сжигания топлива. В заводских условиях, вычисления выполняют по формуле:

η = (Q1/ Qri) 100%

В формуле расчетов КПД водогрейного котла на газе, указанные значения означают:


  • Qri – общее количество тепловой энергии, выделяемое при сжигании топлива.
  • Q1 – тепло, которое удалось аккумулировать и использовать для нагрева помещения.

Данная формула не учитывает много факторов: возможные теплопотери, отклонения в рабочих параметрах системы и т.п. Расчеты позволяют получить исключительно средний коэффициент полезного действия газового котла. Большинство производителей указывают именно данное значение.На месте проводится оценка погрешности определения теплоэффективности. Для вычислений применяют еще одну формулу:

η=100 — (q2 + q3 + q4 + q5 + q6)

Расчеты помогают провести анализ, согласно особенностям конкретной системы отопления. Сокращения в формуле обозначают:

  • q2 – теплопотери в отходящих газах и продуктах сгорания.
  • q3 – потери, связанные с неправильными пропорциями газовоздушной смеси, по причине которых возникает недожог газа.
  • q4 – тепловые потери, связанные с появлением на горелках и теплообменнике сажи, а также, механический недожог.
  • q5 – теплопотери, в зависимости от наружной температуры.
  • q6 – потери тепла при охлаждении топки во время очистки ее от шлаков. Последний коэффициент, относится исключительно к твердотопливным агрегатам и не учитывается при расчетах КПД оборудования, работающего на природном газе.

Реальный КПД газового отопительного котла, рассчитывается исключительно на месте и зависит от грамотно сделанной системы дымоудаления, отсутствия нарушений при установке и т.п.Сильнее всего оказывает влияние на теплоэффективность, температура уходящих газов, отмеченная в формуле маркером q2. При уменьшении интенсивности нагрева отходящих градусов на 10-15°С, повышается КПД на 1-2%. В связи с этим, самый высокий КПД в конденсационных котлах, относящихся к классу низкотемпературного отопительного оборудования.

У какого газового котла самый высокий КПД

Статистика и техническая документация, ясно указывают, что котлы импортного производства имеют наибольший КПД. Европейские производители, делают особый акцент на применении энергосберегающих технологий. Иностранный газовый котел, имеет высокий КПД, так как в его устройстве сделаны некоторые модификации:

  • Используется модуляционная горелка – современные котлы ведущих производителей, оснащены плавнодвухступенчатыми или полностью модулируемыми горелочными устройствами. Преимущество горелок – автоматическая приспособляемость к фактическим рабочим параметрам системы отопления. Процент недожига снижается к минимуму.
  • Нагрев теплоносителя – оптимальный котел, это агрегат, разогревающий теплоноситель до температуры не более 70°С, при этом, отходящие газы нагреваются не более 110°С, что и обеспечивает максимальную теплоотдачу.
    , при низкотемпературном нагреве теплоносителя, наблюдается несколько минусов: недостаточная сила тяги, усиленное конденсатообразование.Теплообменники в газовых котлах с самым высоким коэффициентом полезного действия, изготавливаются из нержавеющей стали и снабжаются специальным блоком-конденсатором, предназначенным для отбора тепла, находящегося в конденсате.
  • Температура подводящего газа и воздуха, поступающего на горелку. Котлы закрытого типа, подключаются к коаксиальному дымоходу. Воздух поступает в камеру сгорания через наружную полость двуполостной трубы, предварительно подогреваясь, что снижает необходимые теплозатраты на несколько процентов.Горелки с предварительным приготовлением газовоздушной смеси, также подогревают газ перед подачей его на горелку.
  • Еще один популярный вариант модификации – установка системы рециркуляции отходящих газов, когда дым не сразу поступает в камеру сгорания, а проходит через ломанный дымоходный канал и поступает после подмешивания свежего воздуха, обратно на горелочное устройство.

Максимальное КПД достигается при температуре конденсатообразования или «точки росы». Котлы, работающие в условиях низкотемпературного нагрева, называются конденсационными. Их отличает, малое потребление газа и высокая теплоэффективность, что особенно заметно при подключении к газобаллонным установкам и газгольдеру.Конденсационные котлы, предлагают несколько европейских производителей, среди которых:

  • Viessmann.
  • Buderus.
  • Vaillant.
  • Baxi.
  • De Dietrich.

В технической документации к конденсационным котлам, указано, что КПД устройств при подключении к низкотемпературным системам обогрева, составляет 108-109%.

Кпд газового котла

Как увеличить КПД отопительного котла на газе

Существуют всевозможные хитрости повышения КПД. Эффективность способов, зависит от первоначальной конструкции котла. Для начала, используют модификации, не требующие изменений в работе котла:

  • Изменение принципа циркуляции теплоносителя – здание прогревается быстрее и равномернее, при подключении циркуляционного насоса.
  • Установка комнатных терморегуляторов – модернизация котлов для повышения КПД с помощью датчиков, контролирующих не нагрев теплоносителя, а температуру в помещении, эффективный метод увеличения теплоэффективности.
  • Повышение коэффициента использования газа в бытовом котле, приблизительно на 5 -7%, происходит при замене горелочного устройства. Установка модуляционной горелки, способствует улучшению пропорций газовоздушной смеси и соответственно, уменьшает процент недогара. Тип установленного горелочного устройства, находится в прямой зависимости, относительно уменьшения потерь тепла.
  • Вместо полной модификации котла, может потребоваться частичное преобразование конструкции и регулировка расхода топлива. Если изменить положение горелок и установить их ближе к водяному контуру, удастся увеличить КПД еще на 1-2%. Тепловой баланс котельного агрегата, увеличится в большую сторону.

Определенное увеличение КПД, наблюдается при регулярном обслуживании оборудования. После очистки котла, находящегося в эксплуатации и удаления накипи с теплообменника, его эффективность увеличивается, как минимум на 3-5%. КПД уменьшается при загрязнении теплообменника, по причине того, что накипь, состоящая из солевых отложений металлов, имеет плохую теплопроводность. По этой причине, наблюдается постоянное увеличение расхода газа и впоследствии, котел полностью выходит из строя.

Наблюдается небольшое увеличение КПД при сгорании сжиженного газа, достигаемое за счет снижения скорости поступления топлива на горелку, что приводит к уменьшению недогара. Но, теплоэффективность увеличивается незначительно. Поэтому, природный газ продолжает оставаться самым экономичным из всех используемых традиционных типов топлива.

avtonomnoeteplo.ru

Как увеличить КПД газового котла

Для организации систем отопления частного дома часто владельцы используют газовые котлы. Это связано с их хорошей производительностью, широким ассортиментом оборудования, дешевизной самого топлива. Приборы, работающие на газе, надёжные и долговечные, просты в эксплуатации.

Особенно актуален вопрос отопления в зимнее время года. Проблемы в функционировании отопительного оборудования сказываются не только на комфорте, но и на здоровье жителей дома. Проектированием системы отопления занимаются ещё на этапе проведения строительных или ремонтных работ. Именно в это время решается вопрос о выборе котла. Основной параметр, на который опираются при покупке оборудования, это его мощность. Именно от неё зависит качество функционирования системы отопления.

Кпд газового котла

Проверка КПД газового котла

Со временем газовые котлы могут сбавлять свою мощность, то связано с изнашиванием деталей, несоблюдением правил эксплуатации, несоответствующим уходом. Если не предусматривается покупка нового отопительного оборудования в ближайшее время, следует искать способы, как улучшить работу газового котла.

Как рассчитать мощность

Перед покупкой отопительного оборудования для обслуживания частного дома необходимо рассчитать мощность, которой бы хватило для поддержания качественной работы котла. Если у вас нет достаточного опыта и знаний, обратитесь за помощью к профессионалам, так как ошибки на этом этапе обязательно скажутся на производительности и долговечности оборудования.

Обратите внимание! Проблемы появляются не только в случае нехватки мощности отопительного оборудования, но и в случае её избытка. Для расчёта мощности есть специальные формулы. По ним можно самостоятельно вычислить, какой котёл подойдёт для обслуживания дома.  

При расчёте мощности газового котла следует взять во внимание такие параметры:

  • средняя температура в зимние месяцы на данной территории;

    Кпд газового котла

    Работа газового котла и теплопотеря

  • из каких материалов построен дом;
  • какие материалы использовались для утепления дома, и использовались ли вообще;
  • площадь жилых помещений дома.

Вы можете воспользоваться специальными формулами для расчета мощности отопительного оборудования для частного дома.

Обратите внимание! Мощность газового котла также зависит от того, требуется ли горячее водоснабжение в доме.

От чего зависит КПД котла

Чтобы найти решение, как увеличить КПД газового котла, следует сначала ознакомиться, от каких параметров этот коэффициент зависит. В технических документах указывают довольно высокий показатель КПД, однако реальный процент почти всегда далеко не достаёт. Основные параметры, которые влияют на КПД газового котла:

  • соответствует ли вид сжигаемого топлива топке, где оно сжигается;
  • в каком техническом состоянии находится отопительное оборудование;
  • нагрузка на отопительную систему;
  • насколько правильно организована система отопления в частном доме;

    Кпд газового котла

    Схема образования КПД газового котла

  • качество газа, использующегося для отопления дома.

Есть и другие параметры, которые влияют на КПД газового котла. Чтобы отопительная система функционировала наиболее эффективно, следует учесть все критерии, от которых зависит КПД котла.

Виды теплопотерь

Выделяют номинальный и реальный коэффициент полезного действия. Реальный всегда меньше, чем номинальный. Это связано ещё и с тем, что место имеют разные виды потери тепла. Выделяют такие виды теплопотерь:

  • Физический недожог. Показатель зависит от того, какое количество избыточного воздуха, не принимающего участия в образовании тепловой энергии, присутствует в оборудовании во время сжигания топлива. Ещё на её значение влияет температура отработанных газов. В зимнее время при сильных морозах, когда котёл работает на полную мощность, физический недожог может достигать 20%.

    Кпд газового котла

    Теплопотери от газового отопления и низкий КПД

  • Химический недожог. Значение этого критерия повышается в зависимости от количества окиси угарного газа. Углерод не сгорает в отопительном оборудовании, выходит наружу через дымоход, однако, имеет способность производить большое количество тепловой энергии. Окись угарного газа образовывается вследствие сгорания углерода. Потеря тепла от химического недожога колеблется в пределах 5-7%.
  • Механический недожог характерен для твёрдотопливных отопительных котлов. Это потеря коэффициента полезного действия в результате неполного сгорания топлива и образования золы. Процент незначительный – всего 1-3.

Кроме того, теплопотеря может происходить через стенки отопительных приборов. В этом случае тепло рассеивается непосредственно в окружающую среду через наружную облицовку отопительного прибора.

Способы увеличения КПД

Чтобы отопительная система работала с минимальными потерями тепла, следует ознакомиться с действенными способами, как улучшить КПД газового котла. Для этого нужно максимально исключить все виды теплопотерь.

  • Чтобы снизить процент физического недожога, следует следить за состоянием и чистотой жаровых труб и водяного контура. На трубопроводе образовывается сажа, а на контуре накипь, поэтому эти элементы отопительной системы требуют регулярной прочистки.
  • В газовом котле не должно быть избыточного воздуха, так как вместе с ним в дымоход уходит и тепло, которое могло использоваться для нагревания теплоносителя. Эту проблему можно решить, установив на дымоходную трубу ограничитель тяги.

    Кпд газового котла

    Как циркулируют газы в котле

  • Регулировка заслонки поддувала. Сделать это можно при помощи установленного в котле термометра. Нужно просто заслонку поставить в такое положение, чтобы при этом достигалась максимальная температура теплоносителя.
  • Следить за тем, чтобы поддерживалась нормальная тяга. Она уменьшается в результате сужения сечения дымохода. Избежать этого можно, если регулярно очищать отводящую трубу, ведь на её стенках налипает сажа.
  • Необходимо регулярно чистить камеру сгорания, так как на поверхности её стенок образовывается копоть, из-за чего увеличивается расход топлива.

Обратите внимание! Владельцы частных домов очень часто припускаются ошибки, сливая периодически теплоноситель из системы. Не следует этого делать, даже раз в год, даже для профилактики. Дело в том, что вода в систему поступает неочищенная. Когда она нагревается и проходит сквозь трубы, выпадает осад, а это основная причина образования накипи на стенках трубопровода.

Монтаж коаксиального дымохода

Если вы ищете варианты, как повысить КПД газового котла, обратите внимание на то, какой дымоход  установлен. Традиционные отводящие трубы обладают рядом недостатков, основным из которых является зависимость от погодных условий. Альтернативой обычному дымоходу может стать коаксиальный дымоход, который отличается такими преимуществами:

  • существенно увеличивает КПД газового котла;
  • стойкий к воздействию высоких температур;
  • может быть выполнен в разных вариантах;
  • позволяет экономить топливо;
  • обеспечивает длительное поддержание температуры в помещении.

    Кпд газового котла

    Коаксиальный дымоход

Устройство коаксиального дымохода не требует особых усилий. Конструкция представляет собой две отводящие трубы разного диаметра, по одной транспортируются отводящие газы, по другой насыщенный кислородом воздух.  

Если у вас нет опыта работы с отопительным оборудованием, но возникла необходимость решить вопрос, как улучшить КПД газового котла, обратитесь к специалистам. Они выполнят работы на высшем уровне, обеспечивая наиболее эффективное функционирование отопительной системы вашего дома.

prokommunikacii.ru

Самые экономичные газовые котлы для отопления дома

Все меньшее число людей готовы платить лишние деньги за повышенный расход природного газа, потребляемого с целью отопления частных домов и квартир. Отсюда и спрос на экономичные газовые котлы, призванные заменить собой старые отопительные агрегаты либо занять место в котельных новых зданий.

Но попробуйте разобраться, какие котлы самые экономичные и как выбрать среди них подходящую модель. Рядовые граждане, несведущие в отопительной технике, попадаются на удочку недобросовестных продавцов и начинают переплачивать еще на этапе приобретения теплогенератора. Поэтому понятие экономичности газовых котлов требует разъяснений, которые не помешает изучить перед походом в магазин.

Кпд газового котла

От чего зависит экономичность

В идеале газовый котел отопления должен сначала эффективно сжечь магистральный или сжиженный газ, а потом все полученное тепло направить на нагрев теплоносителя для отопительной системы. В реальности не все так гладко, и вот почему:

  1. Для эффективного сжигания горючего и получения максимального количества теплоты нужно смешать газ и воздух в четких пропорциях (примерно 1 : 10). Это умеет делать далеко не каждый теплогенератор.
  2. В процессе реакции горения метана выделяется углекислый газ и простая вода, которая тут же испаряется, отнимая часть тепловой энергии сожженного топлива.
  3. Разогретые продукты горения априори не могут передать всю энергию теплоносителю, какая-то ее часть все равно вылетит в дымоходную трубу. Величина этой части зависит от конструкции отопительного агрегата.

Выходит, что одна часть энергии, содержащейся в топливе, теряется на стадии горения, а другая – во время теплопередачи. Чем меньше эти потери, тем рациональнее используется энергия топлива и экономичнее газовый котел для дома. Эффективность работы отопителя характеризуется его КПД, указанным в техническом паспорте на изделие. Чем выше этот показатель, тем больше теплоты теплогенератор направляет на нагрев теплоносителя и экономнее расходует природный газ.

Кпд газового котла

КПД современных газовых котлов зависит от их конструкции и лежит в диапазоне от 85 до 96%. Более высокие показатели эффективности, озвучиваемые продавцами теплового оборудования, не соответствуют действительности.

Оценка экономичности разных отопителей

При выборе задача стоит несколько шире, чем просто подобрать самый экономичный газовый котел. Важно, чтобы он соответствовал условиям вашего загородного дома или квартиры и подошел к системе отопления. Решение задачи невозможно без понимания, какие существуют виды теплогенераторов и чем они отличаются друг от друга. Сейчас на рынке предлагается 3 разновидности газоиспользующих агрегатов:

  • атмосферные, с открытой камерой сгорания;
  • наддувные (иначе – турбированные), с закрытой камерой сжигания;
  • наддувные конденсационные.

Перечисленные разновидности производятся в напольном и настенном исполнении. Только среди атмосферников можно найти так называемые парапетные (пристенные) модели, с боковым дымоходом, выходящим на улицу горизонтально сквозь стену. Существуют двухконтурные модификации котлов, предназначенные для обеспечения горячей водой 2—3 потребителей в частном доме.

Кпд газового котлаНастенная (слева) и напольная (справа) модель газового отопителя

Напольное или настенное исполнение никак не влияет на мощность или экономичность газового котла. Имеет значение только конструкция и принцип работы теплогенератора, поэтому каждую разновидность стоит рассмотреть отдельно.

Агрегаты с открытой камерой сгорания

Эти газовые котлы нельзя отнести к самым экономным, поскольку их КПД редко превышает 85%, а температура газов на выходе в трубу достигает 150 °С. Причина кроется в простом способе сжигания горючего со свободной подачей воздуха из помещения, где находится агрегат. При переизбытке воздуха в топливовоздушной смеси создаются не самые лучшие условия горения, что негативно влияет на КПД отопителя. Высокая температура продуктов сжигания свидетельствует о недостаточно эффективном теплообмене и потерях тепла.

Кпд газового котлаСхема напольного атмосферного котла

Есть и другой момент. Большинство горелок, устанавливаемых в недорогих атмосферниках, может функционировать в одном режиме. Проще говоря, для поддержания установленной температуры теплоносителя горелка периодически включается и выключается. Это простейший алгоритм работы, но не самый экономный. Тем не менее, данные котлы пользуются большой популярностью по следующим причинам:

  • самая низкая цена;
  • независимость от наличия электричества в доме;
  • простота и надежность конструкции, отсутствие электроники.

Примечание. Не все атмосферные котлы – энергонезависимые. Есть множество моделей разных производителей, оборудованных средствами управления и автоматики, работающих от электросети. Но от наличия этих средств КПД теплового агрегата не становится выше.

Кпд газового котлаГорелки атмосферных котлов

Для частного дома с открытой системой отопления, работающей самотеком, нет лучшего варианта, как выбрать атмосферный газовый котел, не нуждающийся в электричестве. Даже невзирая на относительно низкую эффективность. Подобные системы для того и существуют, чтобы обогревать частные дома в районах с ненадежным электроснабжением. Никто не станет думать об экономии, когда при отключении электроэнергии остановится высокотехнологичный котел и дом начнет промерзать.

Турбированные теплогенераторы

Кпд газового котлаСхема настенного теплогенератора с наддувом

Закрытая камера сгорания и принудительная подача воздуха, реализованная в таких агрегатах, однозначно улучшают условия сжигания как природного, так и сжиженного газа. В отличие от атмосферников, в наддувных отопителях применяются следующие типы горелок:

  • двух – и многоступенчатые;
  • модуляционные.

Суть в том, что при достижении установленной температуры теплоносителя такие горелки переключаются на низшую ступень интенсивности горения (первый тип) либо плавно уменьшают мощность до минимума (второй тип). То есть, электронный блок управления газового котла самостоятельно регулирует мощность горелочного устройства в зависимости от тепловой нагрузки либо появления запроса со стороны системы ГВС. Отсюда и более высокий КПД наддувного двухконтурного котла – 90—92%.

Кпд газового котлаОбычная и двухступенчатая горелка

Судя по отзывам на форумах, турбированные отопительные агрегаты настенного типа занимают первую позицию в сфере индивидуального отопления квартир. Но вовсе не из-за высокого КПД, а благодаря коаксиальному дымоходу, выводящемуся на улицу горизонтально сквозь стену. Это избавляет от необходимости устраивать традиционный дымоход или подключать котел к вентиляционной шахте, что строго запрещено правилами.

Конденсационные котлы

По сути, это те же турбированные теплогенераторы с закрытой камерой, только с более высоким КПД – до 96%. Достигается за счет замкнутой конструкции теплообменника, окружающего со всех сторон цилиндрическую горелку. Таким способом удается вернуть и использовать теплоту парообразования, отобранную в процессе горения. Выделяющаяся вода испаряется при высокой температуре в зоне сжигания, после чего пар от соприкосновения с теплообменником конденсируется и возвращает энергию обратно.

Кпд газового котла

Конденсационный газовый котел – это однозначный ответ на вопрос, какой лучше выбрать источник тепла в плане экономичности. При условии, что ваш загородный дом снабжается электричеством без перебоев либо у вас имеется альтернативный источник – блок бесперебойного питания или электрогенератор.

Как и наддувные отопительные агрегаты, конденсационные котлы не могут функционировать без электроэнергии.

Поскольку данные источники тепла являются высокотехнологичными, то и цена их довольно высокая. Это единственный существенный недостаток теплогенераторов, по остальным показателям их бьют только электроустановки с эффективностью 99%. Судите сами: дымовые газы, покидающие конденсационный котел, имеют температуру не более 70 °С, что говорит о наименьших потерях и наилучшем отборе теплоты в пользу системы водяного отопления.

Кпд газового котла

Какой газовый котел лучше выбрать

Данный раздел призван привязать все предыдущие рассуждения к реальной жизни, ибо теория и практика – разные вещи. Теоретически все правильно, самый экономичный газовый котел с наибольшим КПД — конденсационный. Но узнав, сколько стоит это чудо техники, купить его отважится не каждый. Да и есть ли такая необходимость?

Взять ту же самотечную систему, коей не нужны насосы, автоматика и электричество. Покупать для нее дорогущий источник тепла – нецелесообразно, хотя турбированный или конденсационный теплогенератор хорошо справится с подобной системой. Он попросту заставит теплоноситель циркулировать принудительно от собственного насоса. Вопрос заключается в надежности электроснабжения и приличной цене оборудования, которое окупится неизвестно когда.

Также не слишком обоснованно покупать конденсационный котел для небольшого дома 100 кв. м площади при любой системе отопления. На такой площади вы вряд ли ощутите экономичность по сравнению с недорогим атмосферником. Можно увидеть реальную разницу, если загородный коттедж площадью свыше 300 кв. м сначала топить простым котлом, а потом поменять его на конденсационный.

Осуществляя выбор газового котла, не заостряйте внимание на одной экономичности, руководствуйтесь также соображениями целесообразности и необходимости. Нет у вас в доме дымохода – берите турбированный теплогенератор, плохо с электричеством – энергонезависимый атмосферник. Имеете коттедж на 2—4 этажа – однозначно ставьте конденсационный котел. Экономичность достигается и другими путями, например, банальным утеплением здания.

otivent.com


teplo-ltd.ru

Экономия топлива

Кпд газового котлаВ процессе сгорания газа появляется углекислый газ, вода и другие вещества, состав которых зависит от типа используемого топлива.

Температура, сопровождающая этот процесс очень высокая (в традиционных котлах превышает 120°C), т.е. выше, чем температура испарения воды. Когда образуются выхлопные газы, содержащаяся в них вода под действием температуры превращается в пар и вместе с выхлопными газами покидает котел через дымоход.

Процесс превращения воды в пар является эндотермической реакцией, которая поглощает тепло из камеры сгорания и повышает температуру выхлопных газов. Если водяной пар котла, содержащийся в выхлопном газе, остудить – пар превратится в воду и освободиться тепло затраченное на эндотермическую реакцию. Эта дополнительная энергия и характеризует энергоэффективность конденсационного оборудования.

Чтобы лучше проиллюстрировать этот процесс, давайте представим, что в емкость налили литр жидкости и грели ее до тех пор, пока она не испарится полностью. Аналогичный процесс преобразования воды в пар происходит в газообразных продуктах сгорания в котле. Газ, необходимый для испарения литра воды и есть бесполезные потери топлива.

Что происходит в камере сгорания

Кпд газового котла
Теплообменник из нержавеющей стали

Упрощенно газовый котел состоит из горелки, где сжигается газ и теплообменника, через который проходит теплоноситель системы отопления.

Горячие дымовые газы нагревают топочное пространство, а вода через теплообменник отводит тепло дымовых газов, увеличивая температуру котельной воды и снижая температуру газообразных продуктов сгорания.

В конденсационном котле теплообменник настолько велик, что температура дымовых газов может опуститься до температуры «точки росы», что приводит к конденсации водяного пара.

Именно тогда теплообменник получает порцию тепла, которая в обычных котлах уходит наружу через трубу. Можно сказать, что такой котел имеет два теплообменника:

  1. Один, как в обыкновенном котле.
  2. Второй, использующийся для конденсации водяного пара.

Сколько можно сэкономить

Кпд газового котла
КПД конденсационного отопительного оборудования (нажмите для увеличения)

Эффективность газовых котлов (КПД) может достигать максимум 95-98%.

Конденсационная техника имеет более высокую эффективность, по крайней мере, на 10%. Лучшие модели могут развить эффективность до 109%. Хотя КПД превышает 100%, но это на самом деле так.

Этот технический нонсенс объясняется просто — КПД котла рассчитывается для традиционных котлов, которые были известны ранее. Такой расчет предполагает то, что горячие выхлопные газы, попадая наружу через дымоход, всегда должны иметь углекислый газ и водяной пар.

КПД предполагает такое количество тепла, которое выделяется при сжигании топлива минус тепло для образования пара из воды, содержащейся в выхлопных газах. В конденсационных котлах, нагрев увеличивается под действием тепла, извлеченного из пара, что увеличивает производительность, которая теперь превышает 100%.

Каждый скрупулезный инвестор знает, что прежде чем вы решите купить напольный или настенный котел, вы должны проверить его эффективность. Чем больше эффективность котла, тем больше экономия топлива, и, следовательно, тем меньше счета за отопление.

Какой вид топлива используют

Кпд газового котла
Коаксиальный дымоход (нажмите для увеличения)

Производимые котлы являются устройствами для сжигания природного и сжиженного газа.

При сжигании природного газа образуется в 2 раза больше водяных паров, чем при сжигании мазута (чем больше пара, тем больше тепла может быть получено путем конденсации).

Эффективность такого котла может достигать 109%, что выше, чем в котле на жидком топливе, эффективность которого составляет максимум 104%.

Пар, который получается при сжигании мазута, содержит соединения серы, поэтому теплообменник такого котла должен быть более устойчив к коррозии и, следовательно, будет очень дорогим. Поэтому делать ставку на конденсационные котлы на жидком топливе пока не выгодно.

На данный момент идеальным выбором является настенный газовый одноконтурный или двухконтурный конденсационный котел, который имеет закрытую камеру сгорания. Это значит, что кислород, обеспечивающий горение, не берется из комнаты, в которой находится котел, а попадает в него снаружи по коаксиальной трубе.

Весь процесс сгорания изолирован от помещения, это означает, что выхлопные газы не попадают в комнату. Этим повышается безопасность эксплуатации котла. Благодаря такой камере котел может быть установлен не только в котельной, но и в любой комнате — кухне, ванной комнате, прихожей, коридоре и др.

С закрытой камерой связана и другая экономия — нет нужды строить традиционный дымоход и делать его ежегодный осмотр. В котле для этого предусмотрена небольшая коаксиальная труба, которая горизонтально или вертикально проходит сквозь наружную стену или перекрытие. Через нее свежий воздух попадает в котел, обеспечивая процесс горения, а выхлопные газы удаляются наружу.

Дополнительное снижение потребления энергии

Кпд газового котлаКак видно, конденсационное оборудование эффективно применяется преимущественно в низкотемпературных системах отопления, работая, как с традиционными радиаторами, так и с подогреваемым полом.

Следовательно, чем ниже температура системы отопления, тем больше надо нагревательных приборов, чтобы нагреть комнату. Это еще одна особенность установки такого оборудования.

Плюсы и минусы автоматизации

Кпд газового котлаХорошая автоматизация может уменьшить до 25% эксплуатационный расход газа. До сих пор лучшей является автоматика, способная адаптировать мощность котла к погодным условиям.

Также целесообразно применение таймера, программатора ежедневного или еженедельного цикла, который может быть запрограммирован индивидуально для каждого дня недели. В результате, котел будет работать на сниженной мощности в то время, когда никто не находится дома, или в ночное время.

Погодозависимой автоматикой надо умело управлять. Например, если вам нужно проветрить помещение, открыв окна, вы должны сделать это быстро.

Что может снизить эффективность конденсационного котла? Во многом эффективность котла зависит от качества используемого топлива. В случае применения природного газа это:

  1. Колебания теплотворной способности газа.
  2. Газовый состав.
  3. Колебания давления в питающем газопроводе.

На продолжительную безаварийную эксплуатацию отопительного оборудования очень влияет качество воды, в особенности ее жесткость. Когда вода слишком жесткая, интенсивно образуется накипь, что приводит к значительным потерям энергии и снижению эффективности работы котельного оборудования, поэтому при наличие такой воды надо использовать ее смягчители.

Как работает конденсационный котел, смотрите в следующем видео:

teplo.guru


Categories: Котельная

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.

Adblock
detector