Кпд газового котла

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

Фактические 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.

Работа 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

Изменение 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

Теплоэффективность 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. Но, 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%.

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.

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;

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;

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%.

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.

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.

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.

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:

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.
В процессе реакции горения метана выделяется углекислый газ и простая вода, которая тут же испаряется, отнимая часть тепловой энергии сожженного топлива.
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 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.

Настенная (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.

Схема 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.

Горелки 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

Схема 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%.

Обычная 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.

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.

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

Эффективность газовых котлов

В первую очередь следует разобраться, как распределяется тепловая энергия сгорающего топлива. Энергоносителем для газового котла является природный или сжиженный газ, при этом теплотворная способность любого из этих видов топлива должна быть в рамках нормативных требований – только в этом случае отопительный агрегат будет способен генерировать тепло в соответствии со своими паспортными показателями.

Теплотворная способность газа – это величина, указывающая, какое количество теплоты выделится в процессе сжигания единицы объема топлива. Отопительный агрегат основную часть этой энергии направляет на нагрев теплоносителя в системе здания, т.е., на обогрев дома. Чем больший процент энергии будет задействован для решения этой задачи, тем лучше.

КПД теплового генератора (выражается в процентах) – это показатель того, какая именно часть теплоты сгорания энергоносителя используется на обогрев дома. Чем выше КПД, тем эффективнее используется топливо, тем меньше его требуется для поддержания работы отопительной системы в штатном режиме.

экономичность газового котла — Эффективность и экономичность зависят друг от друга

В свою очередь, чем полнее используется топливо и чем ниже его расход, тем меньше тратится денег на приобретение энергоносителя. Таким образом, эффективность котла напрямую связана с его экономичностью.

В процессе сгорания газового топлива в нормальных условиях и при достаточной подаче кислорода выделяется CO₂ (диоксид углерода, он же углекислый газ) и H₂O (вода).

Тепловая энергия, полученная в результате сгорания газа, расходуется:

на нагрев теплоносителя;
на испарение водяных паров, полученных в ходе горения;
уходит в трубу вместе с дымовыми газами.

Самые экономичные газовые котлы отличаются от остальных тем, что абсолютный максимум тепловой энергии направляют на обогрев дома, при этом потери по последним двум пунктам списка сведены к минимуму.

Камеры сгорания и горелки

Коэффициент полезного действия теплогенератора, работающего на природном или сжиженном газе обычно составляет 90-95%, у агрегатов премиум-класса данный показатель может достигать 98%.

В определенной степени КПД устройства зависит от характеристик газовой горелки, которым оборудован котел.

При выборе источника тепла следует обратить внимание на тип камеры сгорания агрегата – она может быть открытой и закрытой:

в открытую камеру сгорания воздух попадает из помещения;
в закрытую камеру воздух поступает с улицы по коаксиальному дымоходу, причем нагнетается вентилятором.

Очевидно, что во втором случае процесс горения проходит при более высокой подаче кислорода, благодаря чему топливо сгорает практически полностью, максимально отдавая тепловую энергию. Это не только снижает количество дымовых газов, но и увеличивает эффективность работы котла.

Сами горелки бывают двух типов – со ступенчатой и плавной регулировкой, благодаря которой можно менять мощность работы агрегата. Самые недорогие агрегаты снабжают одноступенчатым или двухступенчатым горелочным устройством.

Если газовый котел оснащен модуляционной горелкой, управляемой электроникой, он способен максимально экономить энергоноситель. Это связано с тем, что степень нагрева теплоносителя плавно регулируется в зависимости от реальных потребностей дома в тепле. Это одно из важнейших условий снижения затрат на топливо в отопительный сезон.

Внимание! Эффективный и надежный газовый агрегат с модульной горелкой и принудительной подачей воздуха в топку имеет смысл устанавливать в составе отопительной системы с индивидуальной регулировкой микроклимата в каждом помещении. Это требует серьезных вложений на этапе покупки и монтажа оборудования, но в дальнейшем система окупает себя за счет серьезной экономии энергоресурсов.

Еще немного о КПД котельных установок

Данный показатель зависит не только от особенностей топки и горелочного устройства, но и от того, как передается тепловая энергия.

На первом этапе тепло, получаемое в топочной камере, греет водяную рубашку агрегата. Затем дымовые газы и оставшаяся тепловая энергия проходят через теплообменник, выполненный из стали или чугуна, благодаря чему еще часть тепловой энергии тратится на нагрев воды. Оставшееся тепло вместе с дымовыми газами уходит в атмосферу через дымоход.

Если измерить температуру дымовых газов на выходе из трубы, можно оценить экономичность котельного оборудования. У отопителя с низкой эффективностью температура газов на выходном патрубке достигает (или даже превышает) 200 градусов – это означает, что безвозвратно теряется заметная часть тепловой энергии, то есть, приличный процент топлива сгорает впустую. Газовые котлы отопления можно считать достаточно эффективными, если на выходе из трубы температура дымовых газов не превышает 150 градусов. У экономичного котла этот показатель составит около 100 градусов.

температура выходящих дымовых газов — Параметры выходящих дымовых газов

Наименьшая температура у продуктов сгорания – у конденсационных газовых котлов. Это достигается благодаря конструктивным особенностям агрегата, где предусмотрена система отбора теплоты, полученной при парообразовании воды. Как уже было сказано выше, вода выделяется в процессе сгорания газового топлива, а затем испаряется – и на это испарение тратится часть полученной тепловой энергии. Конденсационные колы отличаются от классических газовых агрегатов тем, что отбирают эту энергию обратно, конденсируя водяной пар.

Конденсационная модель оснащена горелкой цилиндрического типа, которая смонтирована внутри стального нержавеющего теплообменника, выполненного в виде змеевика с витками, расположенными очень близко друг к другу. По змеевику циркулирует теплоноситель. Водяной пар, образовавшийся в ходе химической реакции горения, проходит сквозь змеевик, поскольку у него нет иного пути, и конденсируется на его поверхности. В процессе конденсации пар отдает змеевику тепло.

Определяя, какой газовый котел самый экономичный, следует обратить внимание на конденсационные котлы, поскольку температура продуктов сгорания на выходе из трубы у них самая низкая – всего лишь 45-70 градусов, при этом КПД составляет 98%.

Что выбрать: конденсационный или обычный котел?

Как уже было сказано, экономичность и надежность конденсационного котла не вызывает сомнений. Но следует учесть, что продавцы такого оборудования нередко вводят покупателей в заблуждение, декларируя, что КПД конденсационного теплогенератора составляет более 100%. Они к базовому показателю в 98% прибавляют «проценты эффективности», полученные за счет конденсации водяного пара – т.е., тепловую энергию, которую агрегат отбирает обратно, изначально затратив на преобразование воды в пар.

Любой грамотный человек, изучавший в школе физику, знает, что КПД оборудования не может превышать 100%. Конденсационный агрегат способен снизить до минимума теплопотери, но не может увеличить количество тепловой энергии, полученной при сжигании газа. Таким образом, реальный коэффициент полезного действия конденсационного теплогенератора не превышает 98%.

Однако при выборе отопительного агрегата, работающего на газе, важно учитывать следующее:

конденсационные котлы экономичнее обычных, но стоят существенно дороже из-за более сложной конструкции;
обслуживание традиционного газового агрегата (промывку теплообменника и т.д.) можно выполнить своими руками, технически в этом нет ничего сложного, а для чистки конденсационного котла требуется привлекать сертифицированных специалистов.

Если искать экономный газовый котел среди обычных агрегатов, то важно понимать, что экономия при покупке оборудования в дальнейшем может обернуться повышенными расходами на ремонт и обслуживание.

Не забудьте оценить затраты на монтаж.

К примеру, напольный газовый котел с открытой камерой сгорания требует установки в специально отведенном помещении с огнестойкой отделкой. Кроме того, для него монтируется фундамент и вертикальный дымоход.

А модель с закрытой камерой сгорания можно устанавливать в любом удобном месте и вывести дымоход через стену.

Компактные газовые котлы подвешиваются на стену и занимают минимум места – это максимально удобный вариант.

Обратите внимание: выбор в пользу энергонезависимого котла есть смысл делать только в том случае, если нет возможности обеспечить электропитание оборудования. Такие модели имеют относительно небольшую стоимость, но не дают возможности экономить топливо.

Как сделать правильный выбор?

Сравните следующие показатели:

КПД агрегата (указывается производителем в паспорте изделия);
уровень температуры продуктов сгорания на выходе;
особенности конструкции теплообменника (чем больше витков, тем больше тепловой энергии успеют отдать дымовые газы);
качество теплоизоляции водяной рубашки котла (важно, чтобы не было лишних теплопотерь);
тип камеры сгорания;
тип горелки (плавная регулировка – это возможность переводить котел на максимально экономичный режим работы относительно конкретных условий).

Установленный котел отопления для частного дома необходимо правильно отрегулировать, это должны выполнить специалисты. Практика показывает, что не стоит и в дальнейшем экономить на приглашении опытных профессионалов для регулировки отопительного агрегата – даже малейшие отклонения от оптимальных режимов функционирования узлов ведут к тому, что работа котла становится менее эффективной и топлива тратится больше.

Сделанный выбор вас не разочарует, если вы учтете все рекомендации. Но следует понимать, что экономичный котел оправдает ожидания только в том случае, если дом хорошо утеплен, выбран оптимальный вариант отопительной системы, используется топливо с надлежащими характеристиками.

Какие бы ни были высокие показатели у котельного агрегата, он требует регулярной профилактической чистки – накопившиеся загрязнения снижают мощность котла и провоцируют перерасход топлива.

profiteplo.com

Зависимость КПД водогрейного оборудования от нагрузки

Повышение тепловой нагрузки, то есть увеличение количества сжигаемого топлива, не всегда приводит к положительным результатам. Одновременно с увеличением тепловой отдачи самого котла растет и потеря теплоты, которая уходит с дымовыми газами, так как их температура пропорциональна балансу температуры оборудования. Эффективность отопительного оборудования при этом уменьшается. Аналогично происходит и при эксплуатации отопителя на пониженной мощности. Если мощность будет ниже эксплуатационной более чем на 15%, это приведет к неполному сгоранию топливного вещества, а, соответственно, к прямому увеличению объема дымовых газов, что также снизит КПД отопительного оборудования. Поэтому важно точно соблюдать мощность котла, чтобы эксплуатировать его в оптимальном состоянии с наибольшей эффективностью.

КПД котлов с различными типами топлива

Расчет КПД котла, приведенный выше, применим только для грубых расчетов и редко используется при проектировании системы отопления. Он не применим для точных расчетов, так как не все тепло, получаемое при сжигании, расходуется на нагрев теплоносителя. Некоторая часть тепла теряется. Поэтому более точный расчет эффективности водогрейного оборудования производится по формуле:

η=100 — (q2 + q3 + q4 + q5 + q6), где q2 — потеря теплоты с уходящими продуктами горения; q3 — потери из-за недожога горючих газов; q4 — потери, связанные с механическим недожогом и золообразованием; q5 — потери из-за наружного охлаждения; q6 — потеря тепла со шлаками при очистке топки.

Потери тепла в отопителе

Потеря тепла с отходящими газами

Потери тепла с уходящими продуктами горения (q2) являются самыми весомыми. Температура продуктов горения напрямую влияет на эффективность отопительного котла.

Нормальный температурный напор на холодном конце воздухонагревателя обеспечивается при температуре 70-110°С.

При уменьшении температуры уходящих газов на 12-15°С КПД котла увеличивается примерно на 1%. Однако охлаждение уходящих газов требует увеличения размеров поверхностей нагрева, что увеличивает размеры всей конструкции. Кроме того, при уменьшении температуры отработанных газов есть риск возникновения низкотемпературной коррозии.

Эта температура зависит от температуры поступающего воздуха и вида топлива. Рекомендуемые значения температуры уходящих газов для различных видов сжигаемого топлива и различной температуры входящего воздуха приведены в таблице ниже.

Вид топлива	Температура уходящих газов, ^oС	Температура входящего воздуха, ^oС
Каменный уголь	130-140	20-30
Слабореакционные угли марок А, ПА, Т	120-130	20-30
Бурые угли Марки Б3 Марки Б2 Марки Б1	140-145 145-150 150-160	30-40 40-50 60-70
Горючие сланцы	140-150	40-50
Торф	150-160	50-60
Мазут сернистый (s_p = 0.5-2%)	150-160	70-90
Природный, попутный газ	110-120	20-30

Чтобы произвести расчет потерь тепла, связанных с уходящими продуктами горения, применяется формула:

q₂ = (T1 — T3) (A2/(21 — O2) + B), где Т1 — температура уходящих продуктов горения в контрольной точке за пароперегревателем; Т3 — температура входящего воздуха; 21 — концентрация кислорода в воздухе; О2 — концентрация кислорода в уходящих продуктах горения, ее определение происходит в контрольной точке; А2 и В — коэффициенты, которые зависят от сжигаемого топлива, приведены в таблице ниже.

Сжигаемое вещество	А₂	B
Мазут	0,68	0,007
Природный газ	0,66	0,009
Уголь	0,664	0,008
Коксовый газ	0,6	0,011
Сжиженный газ	0,63	0,008
Кокс	0,65	0,008
Дерево сухое	0,65	0,008

Потеря тепла из-за химического недожога

Данный вид потери (q3) учитывается, если в качестве топлива используются газообразные вещества или мазут. Для современных газовых котлов он составляет 0,1-0,2%. Если процесс сжигания идет с небольшим избытком воздуха, то потерю следует принимать равной 0,15%, а при большом избытке воздуха — равной нулю. Если же используется смесь газов с разной температурой сгорания, то q3=0,4-0,5%.

Данный вид потерь (q4) характерен для твердых видов топлива. К примеру, для антрацита он равен 4-6%, для полуантрацита — 3-4%, а для каменного угля — 1,5-2%. Малореакционные виды угля необходимо сжигать с жидким шлакоудалением, тогда q4 будет минимальным из приведенных значений, при твердом же шлакоудалении принимается верхняя граница теплопотерь.

Потери тепла от наружного охлаждения

Данный вид потерь (q5) весьма невелик (составляет менее 0,5%) и уменьшается с ростом мощности отопительного агрегата. Такие потери соответствуют прямому расчету паропроизводительности котла:

при паропроизводительности D от 42 до 25 кг/с потери равны q5=(60/D)^0,5/lgD;
при паропроизводительности D более 250 кг/с потери принимаются равными 0,2%.

Потери тепла при удалении шлаков

Потери, связанные с физическим теплом шлаков, (q6) учитываются при жидком шлакоудалении. Если же шлак из топки удаляется твердым методом, то потеря тепла учитывается только если она составляет более 2,5Q.

Расчет эффективности котла на твердом топливе

Любой отопительный котел был бы идеальным, если бы его эффективность составляла 100%, однако, как уже говорилось ранее, такое невозможно из-за различного рода теплопотерь, зависящих как от сжигаемого топлива, так и от окружающих условий. Приведем пример расчета КПД отопительного устройства, работающего на твердом топливе:

потери, связанные с физическим удалением шлаков q6= (Ашл*Зл*Ар)/Qri, где Ашл — доля шлака, которое определяется по балансу уноса золы из топки относительно объема топлива . При условии, что доля уноса золы при правильно организованном процессе горения составляет обычно 5-20%, то доля шлака составляет от 80 до 95%;
Зл — энтальпия золы при температуре 600°С. Зл равняется 133,8 ккал/кг при нормальном тепловом расчете;
Ар — зольность, рассчитанная на рабочую массу. В зависимости от вида топлива Ар колеблется от 5 до 45%;
Qri — минимальное количество теплоты, выделяемое при сгорании. Данный параметр зависит от вида топлива и изменяется в пределах от 2500 до 5400 ккал/кг.

Исходя из вышеприведенных параметров, q6 колеблется в пределах от 0,1 до 2,3%.

Потери q5 зависят от номинальной производительности котла и вырабатываемой мощности. Для современных отопительных котлов малой мощности, которые применяются для обогрева частных домов, потери тепла от наружного охлаждения составляют 2,5-3,5%.

Потери от механического недожога (q4) в большей степени зависят от устройства самого котла и применяемого топлива. Теплопотери при этом составляют от 3 до 11%. Потери от химического недожога (q3) зависят от полноты смешивания горючего с поступающим воздухом. В обычных условиях такие потери равняются 0,5-1%.

Основной вид теплопотерь (q2), связанный с температурой уходящий газов, зависит от используемого топлива, температуры уходящих продуктов горения, организации процесса сгорания и особенностей конструкции оборудования. Для достижения нормы теплового расчета в 150°С минимальная рекомендованная температура уходящих газов при сжигании угля должна равняться 280°С. Потери тепла при этом составляют 9-22%.

Суммируя все потери, получаем максимальный коэффициент, который может быть получен в современном отопительном котле, равный 100-(9+0,5+3+2,5+0,1)=84,9%. Достижение подобного показателя может быть только при грамотном монтаже теплового оборудования, наладке высшей эффективности в зависимости от окружающих условий и подборе оптимального топлива. Эффективность отопительной системы зависит от оптимальной нагрузки, которая рекомендована производителем. Работа устройства должна быть организована так, чтобы большую часть времени он работал в экономичном режиме нагрузки.

Основные правила эксплуатации котлов для достижения максимального КПД:

контроль стабильности горения и максимальной полноты сгорания;
контроль состояния поверхности нагрева и очистка котла;
расчет оптимальной тяги и давления поступающего воздуха;
расчет доли золы.

Правильный расчет тяги, соответствующий балансу давления поступающего воздуха и скорости исходящих газов, положительным образом сказывается на полноте сгорания. Однако чрезмерное повышение давления поступающего воздуха влияет на увеличение потерь тепла с уходящими газами. Если же, наоборот, ограничить поступающий воздух, то это приведет к недостатку кислорода, а значит и к снижению процесса горения и увеличению золообразования.

Соблюдение данных рекомендаций позволит эксплуатировать отопительный котел в оптимальном режиме с максимальным КПД, что снизит затраты на отопление. Тепла вашему дому!

1poteply.ru

Подсчёт КПД газового котла отопления

Метод расчёта производительности осуществляется путём сравнения потраченной теплоэнергии на нагрев жидкости и фактического объёма всей теплоты, что была выделена в момент сжигания топлива. Вычисляется по такой формуле:

η = (Q/ Qобщ.)*100%: η — читается как “эта”;
Q1 — тепло, которое удалось аккумулировать и использовать для нагрева помещения;
Qобщ. — общее количество тепловой энергии, которое выделяется при сжигании топлива.

Однако эта формула не берёт в учёт многие нюансы, например, возможные тепловые потери, отклонения в рабочих параметрах системы и прочее. Расчёты дают возможность узнать только средний КПД самого котла от газа. Многие изготавливающие компании указывают именно это значение.

Тут же оценивают погрешности определения тепловой эффективности. Используют такую формулу:

η=100 — (q2 + q3 + q4 + q5 + q6)

Расчёты помогают проанализировать в соответствии с особенностями определённой отопительной системы.

Обозначение	Значение
q2	Тепловые потери в отходящих газах и продуктах сгорания
q3	Потери, связанные с неверными пропорциями газовоздушной смеси, по причине которых появляется 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 топочной камеры во время очистки её от шлаков. Последний коэффициент относится только к твердотопливным устройствам, не учитывается при расчётах КПД оборудования, функционирующего на природном газе

Настоящий коэффициент полезного действия рассчитывают только на месте, в зависимости от правильно выполненной системы удаления дыма и качественного монтажа.

Больше всего на тепловую эффективность влияет температура отходящих газов, которая отмечена в формуле сокращением q2. Если интенсивность нагрева газов на 10-15 °С, то производительность повышается на 1-2 %. Поэтому наивысший КПД в конденсационных котлах, что относятся к низкотемпературной технике отопления.

Экономичный газовый котёл с высоким КПД

Как показывает практика, а также доказывает техдокументация, котлы зарубежных производителей имеют более высокий коэффициент полезного действия. Европейские организации акцентируют усилия на совершенствовании энергосберегающих технологий. Зарубежные котлы от газа характеризуются высокой производительностью, потому что их устройство подразумевает:

Модуляционную горелку. Котлы популярных компаний отличаются двухступенчатыми либо модулируемыми горелками, которые могут похвастаться автоматической приспособляемостью к фактическим рабочим параметрам отопительной системы. Остатков на выходе минимальное количество.
Нагрев жидкости. Хороший котёл – это оборудование, которое разогревает теплоноситель максимум до 70 °С, в то время как отходящие газы нагреваются не более 110 °С, это и даёт наилучшую тепловую отдачу. Однако при низкотемпературном нагреве жидкости присутствуют некоторые недостатки, такие как малая тяга и активное образование конденсата. Теплообменники в агрегатах от газа с высокой производительностью выполняются из качественной нержавейки и имеют особый конденсаторный блок, который необходим для отбора энергии от конденсата.
Нагрев подводящего газа и воздуха, что поступает в горелочное устройство. Подключение агрегатов закрытого типа происходит коаксиальному дымоходу. Воздух циркулирует в камеру сжигания через наружную полость трубы с двумя полостями, до этого подогреваясь, что способствует снижению нужных тепловых затрат на пару процентов. Горелочные устройства с предварительным изготовлением газовоздушной смеси тоже осуществляют подогрев газа перед подачей его на горелку.
Монтаж системы повторной циркуляции отходящих газов. В таком случае дым поступает не сразу в камеру сжигания, а циркулирует через дымоход, смешивается с чистым воздухом и оказывается опять в горелке.

Наивысший коэффициент полезного действия наблюдается при нагреве образования конденсата либо «точки росы». Агрегаты, функционирующие при низкотемпературном нагреве, называют конденсационными. Их отличие в небольшом количестве потребляемого газа и высокая тепловая эффективность, что очень видно при подсоединении к оборудованиям от баллонов с газом и газгольдеру.

Известно множество брендов конденсационных агрегатов, самыми популярными из них являются только некоторые. Газовые котлы с высоким КПД для дома вы можете выбрать из следующих марок:

Виссман;
Будерус;
Вайлант;
Бакси;
Де Дитрих.

Как увеличить КПД газового котла своими руками?

Повысить коэффициент полезного действия самостоятельно, без помощи специалиста, возможно. Для этого необходимо соблюдать следующие пункты:

Настроить заслонку поддувала. Выполнить это можно путём эксперимента, установив, при какой позиции температура жидкости будет выше всего. Контроль осуществляется по термометру, который установлен в корпусе котла.
Проследить, чтобы трубопровод не зарастал изнутри, не появлялась накипь и скапливалась грязь. С трубами из пластика в этом плане в настоящее время проще, качество их известно. И всё же мастера советуют время от времени продувать отопительную систему.
Следить за качеством дымовой трубы. Смотреть, чтобы трубы не засорялись, а сажа не налипала на стенках. Любые образования способствуют сужению сечения трубы отвода и ослабеванию тяги котла.
Обязательно своевременно чистить камеру сгорания. Понятно, что газ коптит не так, как уголь либо поленья, однако нужно минимум раз в несколько лет мыть топочную камеру и удалять сажу.
Для повышения КПД газовых котлов стоит снижать тягу дымоходной трубы в сильные мороза. С этой целью можно применять ограничитель тяги, устанавливаемый на самом верхнем краю дымохода. Его функция – регулировать сечения самой трубы.
Сделать ниже химические теплопотери. Тут варианта два для достижения лучшего значения: установка ограничителя тяги (говорилось об этом выше) и проведения сразу после монтажа котла от газа качественной настройки техники. Это рекомендуется доверить специализированному работнику.
Ещё одним ответом, на вопрос, как повысить КПД газового котла, может служить следующее – установка турбулизатора. Это особые пластины, устанавливаемые между топочной камерой и теплообменником. Они делают площадь отбора теплоэнергии больше.

Это основной список, следуя ему, вы можете рассчитывать на повышение коэффициента полезного действия своего котельного оборудования. Безусловно, подобных возможностей не мало, но эти являются основными.

teplofan.ru

Экономия топлива

В 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

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:

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

Сколько можно сэкономить

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

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

Как 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

Хорошая 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:

Колебания теплотворной способности газа.
Газовый состав.
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