КПД котлов отопления. Как повысить? Газовые, электрические, напольные

КПД котлов отопления. Как повысить? Газовые, электрические, напольные Анемометр

Кпд настенных газовых котлов: описание, каталог, отзывы, характеристики

Отопительный газовый котел представляет собой устройство, при помощи сгорания топлива (природного или сжиженного газа) осуществляющего нагрев теплоносителя.

Устройство (конструкция) газового котла: горелка, теплообменник, теплоизолированный корпус, гидравлический блок, а также приборы безопасности и управления. Такие котлы на газе требуют подключения дымохода для отвода продуктов сгорания. Дымоход может быть как обычный вертикальный, так и коаксиальный («труба в трубе») для котлов с закрытой камерой сгорания. Многие современные котлы комплектуются встроенными насосами для принудительной циркуляции воды.

Принцип работы газового котла – теплоноситель, проходя через теплообменник, нагревается и далее циркулирует по системе отопления, отдавая полученную тепловую энергию через радиаторы, теплый пол, полотенцесушители, а также обеспечивая нагрев воды в бойлере косвенного нагрева (в случае его подключения к котлу на газе).

Теплообменник – металлическая емкость, в которой нагревается теплоноситель (вода или антифриз) – может быть выполнен из стали, чугуна, меди и т.д. Надежность и долговечность газового котла зависят от качества теплообменника в первую очередь. Чугунные теплообменники устойчивы к коррозии и имеют длительный срок службы, но чувствительны к резкому перепаду температур и отличаются значительным весом. Стальные емкости могут страдать от ржавчины, поэтому их внутренние поверхности защищают различными антикоррозийными покрытиями, обеспечивающие продление «жизни» прибора. Стальные теплообменники являются наиболее распространёнными при производстве котлов. Медным же теплообменникам коррозия не страшна и благодаря высокому коэффициенту теплопередачи, малому весу и габаритам такие теплообменники часто используются в настенных котлах, но из минусов следует отметить, что они дороже стальных.
Помимо теплообменника немаловажной деталью котлов газовых является горелка, которая может быть различных видов: атмосферная или вентиляторная, одноступенчатая или двухступенчатая, с плавной модуляцией, двойная.

Для управления газовым котлом используется автоматика с различными настройками и функциями (например, погодозависимая система управления), а также устройства для программирования работы и удаленного управления котлом.

Основными техническими характеристиками газовых котлов отопления являются: мощность, количество контуров обогрева, тип топлива., вид камеры сгорания, тип горелки, способ монтажа, наличие насоса и расширительного бака, автоматика управления котла.

Какой выбрать лучший газовый котел и как подобрать по площади? Подробнее можно узнать в статье: Как выбрать газовый котел.

Чтобы определить необходимую мощность газового котла отопления для частного загородного дома или квартиры используется простая формула – 1 кВт мощности котла для обогрева 10 м2 хорошо утепленного помещения при высоте потолков до 3 м. Если требуется обогрев подвала, застекленного зимнего сада, помещений с нестандартными потолками и т.п. мощность котла на газе должна быть увеличена. Также необходимо увеличение мощности (порядка 20-50%) при обеспечении газовым котлом и горячего водоснабжения (особенно если необходим нагрев воды в бассейне).

Особенность расчета мощности у газовых котлов: номинальное давление газа, при котором котел работает на 100% заявленной производителем мощности, для большинства котлов составляет от 13 до 20 мбар, а фактическое давление в газовых сетях в России может быть и 10 мбар, а иногда и ниже. Соответственно, газовый котел часто работает только на 2/3 своих возможностей и это необходимо учитывать при расчете. Более подробно с таблицей расчета мощности котла отопления можно ознакомиться здесь

Большинство газовых котлов можно перевести с работы от природного газа на сжиженный газ (баллонный пропан). Многие модели переключаются на сжиженный газ заводским способом (при покупке уточняйте эти характеристики модели), либо к газовому котлу дополнительно поставляются форсунки (жиклеры) для переключения на баллонный газ.

Плюсы и минусы газовых котлов:

Газовые котлы – это оптимальный выбор при наличии магистрального газа или сжиженного газа.

( ) дешевизна использования
( ) экономичность
( ) простота эксплуатации
( ) высокая мощность
( ) компактные размеры
( ) популярность
( ) множество вариантов производителей и стоимости

(-) необходимость постоянного наличия газа и его достаточное давление
(-) жесткие требования к установке
(-) необходимость получения разрешения на установку
(-) постоянный контроль за утечкой газа
(-) необходимость профессионального подключения и обслуживания
(-) определённые требования к помещению, где установлен котёл

Отопительный котел может иметь один (только для обогрева) или два контура (отопление и горячее водоснабжение (ГВС)). К одноконтурному котлу для обеспечения горячей водой можно подключить внешний бойлер (от 100 до 3000 литров на выбор покупателя, оптимальный вариант при большом расходе горячей воды или при нескольких точках водоразбора). Также можно обратить внимание на котлы со встроенным бойлером. Конечно, они отличаются бОльшими габаритами и весом, чем обычные, и в некоторых случаях их ремонтопригодность ниже, как и любого другого прибора, сочетающего два устройства, но иногда это является лучшим вариантов обеспечить и тепло и воду сразу.

Самые экономичные котлы – конденсационные. Благодаря использованию современных технологий, КПД таких котлов на 10-11%, чем у обычных.
Принцип работы конденсационного котла: при сжигании газа образуются продукты сгорания, в которых присутствует большое количество пара. Пар при конденсации выделяет определённое количества тепла, которое также можно применять для нагрева теплоносителя. Конденсация пара происходит в специальном теплообменнике увеличенной площади, который и поставляет дополнительное тепло для системы отопления.
Плюсы конденсационных котлов – исключительная эффективность и экономичность по сравнению с обычными, минусы – высокая цена и необходимость постоянного отвода конденсата, который образуется в теплообменнике.

Про анемометры:  Включение газового котла, первый запуск: инструкция

Газовые котлы по способу монтажа могут быть напольные и настенные (навесные). Настенные котлы чаще всего имеют небольшую мощность и габариты, а промышленные котлы большой мощности относятся к напольным, имеют большие размеры и устанавливаются в котельные большой площади.

Подключение котла осуществляется в соответствии с прилагаемой к нему инструкцией по монтажу и эксплуатации. Каждый вариант газового котла имеет свои особенности установки по конкретному месту. Чтобы правильно установить и подключить газовый котел отопления необходимо обратиться к профессиональным монтажникам, имеющим допуск для работы с газовым оборудованием.

Требования к помещению, нормы и правила установки газового котла: Для газового оборудования предъявляются строгие требования как к помещению, где оно будет установлено, так и к самому оборудованию и способу монтажа. Подробно с этой темой можно ознакомиться здесь: Правила и требования к установке газовых котлов

Обвязка котла – это устройства для полноценной работы системы отопления и водоснабжения. В нее входят: насосы, расширительные баки, фильтры (при необходимости), коллекторы, обратные и предохранительные клапаны, воздушные клапаны, вентили и т.д. Также понадобится приобрести радиаторы, соединительные трубы и вентили, терморегуляторы, бойлер и др. Вопрос выбора котла достаточно серьезный, поэтому подбор оборудования и его полную комплектацию лучше доверить профессионалам.

Какой котел самый лучший? На российском рынке газового котельного оборудования есть свои лидеры по качеству и надежности. Лучшие фирмы-производители и марки газовых котлов представлены в ассортименте:

«Премиум-класс» или “Люкс” – самые надежные и долговечные, удобные в управлении, комплект собирается как «конструктор», дороже остальных. К таким производителям можно отнести немецкие компании Buderus и Viessmann.

«Средний класс» – хорошие показатели, средняя по уровню цена, не так престижно, но вполне надежно, представлены стандартные типовые решения. Это итальянские котлы Ariston, Hermann и Baxi, шведские Electrolux, немецкие Unitherm и котлы из Словакии Protherm.

«Эконом-класс» – бюджетные простые газовые котлы, срок службы меньше, чем у котлов более высокой категории. У некоторых производителей есть бюджетные модели газовых котлов, например, Ferroli или Нева Люкс. Отечественные газовые котлы и котлы импортных брендов, но российского производства (сборки) отличаются доступными ценами и высокой ремонтопригодностью.

Посмотрите также:

Требуется помощь в выборе или не нашли нужную модель? Позвоните!

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.

Устройство газового напольного теплогенератора
Схема напольного атмосферного котла с чугунным теплообменником

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.

Микрофакельные горелки с блоком автоматики
Горелки напольных атмосферных котлов работают в паре с энергонезависимой автоматикой

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.

Из чего складываются потери кпд котла

Потери тепла с химическим недожогом – q3 – возникает из-за неполного сгорания летучих компонентов топлива
в топке котла. Причинами появления химического недожога могут быть: плохое смесеобразование, общий недостаток
воздуха, низкая температура в топочном объёме котла, особенно в зоне догорания(верхняя часть топочного объёма).

При
достаточном коэффициенте избытка воздуха и хорошем смесеобразовании, химический недожог – зависит от теплонапряжения
в топочном объёме (объём топки / мощность котла). В современном котле со слоевой топкой, при значениях
теплонапряжения – qv = 0.23 – 0.

Потери тепла с механическим недожогом – q4 – сумма потерь теплоты с уносом, шлаком и провалом. Для
слоевых топок величина потерь с уносом зависит от теплонапряжения(читай выдаваемая мощность) в топочном объёме (МВт)
отнесённого к площади зеркала горения (qv / площадь решётки = qr ).

С увеличением qr (т.е. с форсировкой котла),
резко увеличивается доля несгоревшего топлива уносимого с продуктами сгорания (потери с уносом). Так, с увеличением
qr с 0.93 до 1.63 (в 1.7 раза) величина потерь с уносом возрастает с 3 до 21% (в 7 раз).

Потери теплоты со шлаком,
возрастают, с увеличением зольности топлива и ростом теплонапряжения. Потери теплоты с провалом зависят от
спекаемости топлива, содержания в топлива мелочи и от конструкции колосниковой решётки. При использовании
охлаждаемой уголковой решётки потери теплоты с провалом не превышают 0.5%. В современном котле со слоевой топкой
потери тепла с механическим недожогом – q4 – составляют 1-5%.

Про анемометры:  Датчик расхода газа: назначение, модификации

Потери тепла от наружного охлаждения – q5 – наблюдаются в связи с тем, что температура наружной
поверхности котла всегда выше температуры окружающей среды. Котёл в лёгкой обмуровке имеет величину потерь –
q5 – в пределах 0.5%

Прочие потери тепла – q6 – сумма потерь с физической теплотой шлака, на охлаждение панелей и балок, не
включённых в циркуляционную систему котла – как правило, не превышают 0.5-2%

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.

Котел газовый конденсационный – конструкция

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.

Принципиальная схема работы конденсационного оборудования
За счет конденсации водяного пара теплогенератор эффективно использует теплоту сгорания газа

Кпд электрического котла

электрический котел protherm кпд

Электрические котлы компактны и не требуют обслуживания. Они состоят из:

  • корпуса;
  • теплообменника;
  • платы управления аппаратом;
  • нагревательных элементов – тэны, электроды;
  • емкости для нагрева теплоносителя.

Устройства с мощностью от 2 до 27 кВт – это так тэновые устройства с нагревательными спиралями. Их устанавливают в металлический корпус. Процесс нагрева воды происходит в два этапа: сперва нагревается спираль, затем она отдает выработанное тепло трубкам, а те отдают тепло теплоносителю.

Из-за этого КПД тэновых приборов самый низкий среди всех видов котлов – потери происходят уже на первом этапе передачи тепла. Образование накипи на тэнах также приводит к уменьшению теплопередачи. Но присутствие в конструкции регулирующих элементов (термодатчиков) способно улучшить экономичность таких котлов.

В электродных котлах нагревательными элементами в нем являются стержни: положительно заряженный катод и отрицательный анод. Принцип действия основан на использовании сопротивляемости жидкости, поэтому в качестве теплоносителя для них рекомендуется использовать специальные составы, стоимость которых также несколько повышает расходы на отопление дома, хотя можно заливать обычную воду, но ее следует специально готовить. Поэтому использовать электродные котлы для открытых систем не очень рационально.

Индукционные электрокотлы считаются самыми компактными. Их основной элемент – диэлектрическая трубка, в ней создается электромагнитное поле за счет стального сердечника, который размещен в колбе. Поверхность емкости играет роль индукционной катушки и нужна для передачи тепла носителю.

Теплопотери почти исключаются, это позволяет увеличить КПД аппарата до 98-99%. Если отопление решено организовать с электрическим котлом, то этот вид – самый выгодный, хотя его стоимость выше, если сравнивать с теновыми и электродными моделями аналогичной мощности.

На каком виде топлива?

Киловатт тепловой энергии будет стоить в зависимости от того, какой выбран вид топлива. Общеизвестным фактом является то, что самым дешевым видом топлива выступает природный газ. Если ваше домовладение имеет газ, то вопрос к выбору экономичного котла для обогрева помещения перед вами не должен возникать.

Если же у вас пока не имеется газа, но в ближайшем будущем он будет подаваться, то стоит покупать двухконтурный газовый котел. Системы могут работать и на дизельном топливе, а также на природном газе. А во время перехода с одного топлива на другое можно будет уйти от дополнительных затрат.

Надежность «домашнего очага»

Главная угроза, которая может исходить от отопительного котла – это, разумеется, утечка газов. И здесь наше внимание в первую очередь должно быть направлено на наличие у котла качественного блока автоматики (который в котлах «Данко» и «ОК» присутствует, причем в котлах марки «ОК» – даже разборный, ремонтопригодный, имеет возможность подключения программатора или дистанционного управления), и конструкции газогорелочного блока.

Ошибки при разработке этого блока вообще и горелок в частности чреваты не только преждевременным их износом и снижением эффективности всего котла, но и неравномерным распределением пламени в топке, а в отдельных случаях и его самопризвольным затуханием.

В котлах же «Данко» и «ОК» используется принцип «коврового» пламени, при котором огонь по площади топки распределяется равномерно, потенциал каждой горелки используется не более чем на 70%, а изготовлены горелки (и внешнего, и внутреннего контура, что в современных котлах большая редкость) из нержавеющей жаропрочной.

Подводя итог, хочется еще раз отметить: свой выбор на котлах этих марок мы остановили не случайно. Ему предшествовал тщательный и всесторонний анализ отопительных котлов самых разных марок, представленных на рынке отопительного оборудования, проведенный нашими специалистами.

Про анемометры:  Расположение датчиков на змз 406 - Авто Брянск

Отопление для домов и квартир неизбежно связывается с материальными затратами. Потребителям известно, что ценовая вилка на газовые котлы, монтирование и оказание сервисной помощи достаточно высокая. По этой причине многие стремятся к тому, чтобы сделать минимальными расходы на приобретение, установку и эксплуатацию котельных установок.

Но не очень дорогие газовые котлы отопления могут оказаться ненадежными и в эксплуатационный период привести к тому, что возникнут серьезные проблемы, а, следовательно, появятся дополнительные затраты. В худшем случае недорогие котельные установки могут привести к тому, что жилище всегда будет в тепле.

От чего зависит экономичность

Идеальный 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.
Атмосферный напольный котел в разрезе
Эффективность энергонезависимых двухконтурных котлов «Атем» с открытой камерой сгорания лежит в пределах 86…88%

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.

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.

Отопительный котел – сердце вашего дома

Может быть, конечно, мы с дикими животными, как утверждал Маугли, и одной крови, но вот что всегда, с самого начала времен, отличало человеческое жилище от любого другого – так это очаг. Летели тысячелетия, становились историей поколения и эпохи, человеческое жильё меняло свои очертания, менялись и формы очага, но его роль оставалась всегда неизменной – главенствующей.

Мастера, которые умели возводить крепкие печи или камины с хорошей тягой, дающие много тепла и требующие при этом мало дров, ценились в прошлые века чрезвычайно, и заказы у них были расписаны на годы вперед. С тех пор не так уж много изменилось: для нас по-прежнему главными определяющими факторами при обустройстве домашнего очага остаются надежность, эффективность и экономичность.

А соревнования различных современных «очагов» по этим трем показателям давно уже превратились в гонку за лидером – отопительные котлы оторвались и от конвекторов, и от обогревателей, и от тепловентиляторов, и от систем центрального отопления, и уверенно продолжают увеличивать отрыв.

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.
Компоновка отопительного оборудования в котельной
Настенная (слева) и напольная (справа) модель газового отопителя

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.

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.

Турбированные теплогенераторы

Устройство газового турбо-котла
Схема настенного теплогенератора с принудительным наддувом воздуха

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%.

Горелки газовых проточных нагревателей

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.

Оцените статью
Анемометры
Добавить комментарий

Adblock
detector