Кпд газового котла: характеристики, расчеты, советы по увеличению кпд

Советы по выбору

Выбор радиатора зависит от системы отопления, установленной в доме. Для автономной конструкции рекомендуют использовать батареи из чугуна, стали и алюминия. Такие изделия легко выдержат давление контура.

В многоквартирных домах с центральным отоплением устанавливают чугунные или биметаллические изделия. Такие радиаторы выдержат повышенное давление контура и прослужат не один год.

Главный критерий выбора батареи — теплоотдача. От этого зависит температура внутри помещения. Хорошо зарекомендовали себя алюминиевые, стальные и чугунные изделия, поэтому им отдают предпочтение большинство пользователей.

Viessmann Vitoligno 100 VL1A025 30 кВт

Цена: 236000 руб

Если вам необходимо купить пиролизный котел, который работает исключительно на дровах, обратите внимание на модель Viessmann Vitoligno 100 VL1A025 30 кВт. Это решение для тех, кто не знает, что делать с углем

Загрузочной камеры устройства хватит на огромное количество дров длиной до пятидесяти сантиметров. Умеет отапливать (эффективно) площадь до 300 квадратных метров. Имеется электронный дисплей, позволяющий легко регулировать температуру в помещении. Судя по отзывам, сложностей в обращении нет.

+ ProкПД 87;длительное горение;рентабельность;эффективность;теплоизоляция.

— Меньшенужны мягкие дрова.

Виды

Рассмотрим основные виды твердотопливных котлов. Среди них можно выделить основные 4 типа: классические, пиролизные, котлы длительного горения и автоматические.

Классические котлы. В таких аппаратах основной принцип состоит в том, что тепло подается через пламенное горения топлива. Они имеет две дверцы: одна предназначена, чтобы загрузить топливо, другая – для чистки от золы и прочих продуктов горения. Работают на дровах и угле, а отличить их можно по материалу, используемому при изготовлении – чугун либо сталь.
Пиролизные. Принцип пиролиза – именно на нем построена работа следующего вида котла. Этот принцип заключается в разложении и газификации твердого топлива. Данный процесс происходит только при закрытом дымоходе и камере сгорания. Пиролизные котлы имеют высокий уровень КПД (90%), а длительность горения может достигать 10 часов. Очень прост в эксплуатации: двора полностью сгорают самостоятельно, автономное регулирование температуры теплоносителя.
Длительного горения. Как обеспечивается длительность процесса горения? Очень просто.Сейчас существует две системы горения: канадская и прибалтийская. Прибалтийская не слишком часто используется, так как слишком дорогая, а вот канадская имеет достаточно хорошие показатели. Стоимость таких отопительных систем абсолютно адекватная, есть широкий выбор ассортимента. В общем, любой каприз за ваши деньги.
Автоматические. Полностью автоматизированная работа котла: начиная от загрузки топлива, заканчивая очищением прибора от продуктов горения. Такие котлы, как правило, оснащены шнековым или транспортерным бункером (именно благодаря чему и обеспечивается автоматическая чистка аппарата от золы). Легки в управлении, за ними не требуется постоянный присмотр, в комплекте часто идет регулятор температуры. Отличный вариант в любой частный дом.

Выбор циркуляционного насоса для отопительной системы

Для того чтобы подобрать циркуляционный насос для отопительной системы, необходимо произвести соответствующие расчеты

Обратите внимание на то, что в течение часа данным элементом будет прогоняться в три раза больше воды, чем составляет ее общий объем в системе. Таким образом, общий объем подходящего количества жидкости в среднем 10 литров на 1 киловатт мощности отопительного котла. Требуемую модель насоса для отопительной системы и его мощности определяют по напорно-расходным параметрам

Напор должен равняться гидравлическому сопротивлению отопительной системы

Требуемую модель насоса для отопительной системы и его мощности определяют по напорно-расходным параметрам. Напор должен равняться гидравлическому сопротивлению отопительной системы.

Обычно скорость напора жидкости в системах с принудительной циркуляции довольно низкая, что дает право судить о низких потерях гидравлического сопротивления, которые обычно не превышают 2 метров. Точное сопротивление рассчитать довольно непросто, поэтому производительность циркуляционного насоса определяется по средней точке. Для того чтобы рассчитать производительность учитываются также размеры площади объекта отопления и мощность, которой обладает источник электроэнергии. Следует помнить, что насос необходим только в системе с принудительной циркуляции, система с естественной циркуляцией в нем не нуждается.

Основные причины, по которым снижается эффективность отопительных агрегатов

Чтобы понять как увеличить КПД котла, изначально необходимо разобраться, какие нюансы в работе на него влияют. Главных факторов два:

Объемы тепловой энергии, которую получает вода или другой теплоноситель в результате сжигания топлива.
Тепловые потери – чем меньше тепла теряет котел, тем с большим КПД он работает. Обычно теплопотери растут по причине неправильного сжигания газа или твердого топлива. Но также тепло теряется из-за неравномерного распределения тепловой энергии.

Кроме этого, эффективность работы оборудования зависит от соответствия вида используемого топлива топочной камере, в которой оно сжигается. Еще на данный коэффициент влияет правильность организации системы отопления, нагрузка на нее, а также степень износа отопительного оборудования.

Почему возникают теплопотери

Чтобы добиться повышения эффективности работы необходимо обязательно снизить теплопотери. Они возникают по причине:

Физического недожога – существенную роль играет избыточный воздух, который присутствует в котле, а также температура отработанных газов. Чем больше количество воздуха, тем хуже функционирует оборудование. Особенно это ощутимо, когда оборудование работает на полную мощность при очень низких температурах. Потеря теплоты в этом случае самая существенная и составляет примерно 20%.
Механический недожог – данный критерий характерен только для твердотопливного оборудования. Топливо не сгорает должным образом, что влечет за собой образование золы. Такие теплопотери незначительные и равны 1-3%.
Химический недожог – образуется по причине дефицита воздуха в камере сгорания. При его дефиците происходит неполное сгорание газа, и он просто уходит через дымоход. Вследствие этого образуется окись угарного газа. От ее количества зависит размер теплопотерь. В среднем, таким образом теряется около 7% тепла.

Также снижение КПД могут вызвать потери через стенки радиаторов. Для устранения этих теплопотерь выполняется теплоизоляция отопительных приборов.

Почему не стоит доверять рекламе

При просмотре рекламных объявлений, относящихся к мощности твёрдотопливных котлов, часто можно увидеть предложения, обещающие от 90% КПД и выше. Однако если Вы запросите какой-нибудь официальный протокол или акт, подтверждающий этот показатель – Вам его не смогут предоставить, и вот почему.

Чтобы составить подобный документ, необходимо провести испытания, используя для этого соответствующим образом стандартизованное топливо. В отношении угля или дров получить такое топливо нельзя – потому что они по своим характеристикам и составу являются самыми нестабильными в мире. Как можно получить постоянный показатель, используя непостоянные составляющие?

Как выбрать и на что обратить внимание

Вид топлива

Если в выборе топлива клиент отдает предпочтение углю, то лучше выбрать котел и стали. Если же в качестве топлива используются дрова, то наилучшим выбором будет чугунная модель.

Мощность

От данного критерия зависит, какую площадь будет способен обогреть прибор, как часто необходимо подбрасывать топливо.

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ!
Для большого помещения и двухэтажного частного дома подойдет котел мощностью от 20-36 кВт.

А для небольшого дачного дома хватит и 14 кВт.

Вес и стоимость

Большой вес и габариты доставят неудобства, если у клиента нет специального места для размещения котла.

Тяжелый вес также означает более высокую стоимость за установку и доставку. Кроме того, тяжелые котлы стоят значительно дороже более облегченных моделей.

Экономичность

Коэффициент у котла из чугуна меньше, чем у стального. Но чугунный котел дольше остывает, тем самым сохраняя тепло более длительное время.

От времени сгорания зависит временной интервал между закладками топлива. Так, экономичные модели из чугуна могут держать тепло всю ночь.

Долговечность конструкции

Срок использования техники по умолчанию указывается около 10 лет. Но это зависит от аккуратности обращения владельца и качества материалов, из которых сделан котел.

Если выбрать модель с хорошими материалами, надежной сборкой и правильно ухаживать за отопительным оборудованием, то устройство прослужит дольше.

Безопасность

Оборудование может нагреваться, из-за чего есть риск ожогов.

Современные устройства оборудованы специальным слоем защиты, и стенки таких приборов не нагреваются. Кроме того, используется защита на ручки дверей и подключается панель управления.

Монтаж радиаторов

Чтобы сделать максимальным коэффициент полезного действия надо установить радиаторы так, чтобы максимально нагреть помещение. Потери тепла должны быть минимальными. Подоконник должен перекрывать верхнюю часть батареи 2/3. Расстояние от верхней части секции до подоконника – 1 метр, от пола к радиатору – 1м 20 см. От стены к панели на батарее (задняя часть) – 2 см. Потоки тепла частично задержатся возле подоконника, нагреют стену, уменьшат потери тепла через форточку.

Теплоноситель также надо подобрать правильно. Антифриз имеет низкий уровень энергоемкости. Поэтому лучше трубы наполнять дистиллированной водой. Можно сменить горелку со старого образца на новый, чтобы повысить безопасность и потребление газа. Систематическая прочистка труб повысить КПД. Для этого используется несколько способов: химический, гидравлический либо комбинированный. Необходимо установить зеркальные экраны за батареями. Даже обычная уборка пыли улучшит теплоотдачу.

Как повысит эффективность отопительной техники, работающей на твердом топливе

Сегодня многие потребители, имея в своем распоряжении твердотопливный котел, стараются найти наиболее удобный и практичный способ как повысить КПД отопительного оборудования. Технологичные параметры нагревательных приборов, заложенные производителем, со временем теряют свои номинальные значения, поэтому для повышения эффективности котельного техники изыскиваются различные способы и средства.

Рассмотрим один из наиболее эффектных вариантов, установка дополнительного теплообменника. В задачу новой оснастки входит снятие тепловой энергии с летучих продуктов горения.

На видео можно увидеть, как сделать самостоятельно экономайзер (теплообменник)

Для этого нам предварительно необходимо узнать какова температура дыма на выходе. Изменить ее можно при помощи мультиметра, который помещается непосредственно в середину дымохода. Данные о том, сколько можно получить дополнительного тепла от улетучивающихся продуктов горения необходимы для расчета площади дополнительного теплообменника. Делаем следующие действия:

отправляем в топку дрова определенного количества;
засекаем за сколько времени прогорит определенное количество дров.

К примеру: дрова, в количестве 14.2 кг. горят 3,5 часа. Температура дыма на выходе из котла составляет 460 С.

За 1 час у нас сгорело: 14,2/3,5 = 4,05 кг. дров.

Для расчета количества дыма используем общепринятое значение — 1 кг. дров = 5,7 кг. дымовых газов. Далее умножаем количество сгоревших за один час дров на количество дыма, получаемое при сгорании 1 кг. дров. В итоге: 4,05 х 5,7 = 23,08 кг. летучих продуктов горения. Эта цифра и станет отправной точкой для последующих расчетов количества тепловой энергии, которую можно использовать дополнительно для нагрева второго теплообменника.

Зная значение теплоемкости летучих горячих газов, как 1,1 кДж/кг., делаем дальнейший расчет мощности теплового потока, если мы хотим снизить температуру дыма с 460С до 160 градусов.

Q = 23,08 х 1,1 (460-160) = 8124 кДж тепловой энергии.

В итоге получаем точное значение дополнительной мощности, которую обеспечивают летучие продукты горения: q = 8124/3600 = 2,25 кВт, цифра большая, которая может оказать существенное влияние на повышение эффективности отопительного оборудования. Зная о том, сколько энергии уходит впустую, желание оснастить котел дополнительным теплообменником вполне оправдано. За счет притока дополнительной тепловой энергии для работы по нагреву теплоносителя, повышается не только эффективность всей системы отопления, но и сам КПД отопительного агрегата растет.

Неправильная подача воздуха

От того, сколько кислорода поступает в топку, сильно зависит работа пламени. Чтобы топливо нормально горело и отдавало максимальное количество тепла, ему необходимо строго определённое количество воздуха – не больше, не меньше. Если воздуха будет мало – углеводороды, выделяемые при горении, будут плохо окисляться, а значит будет меньше выделяться тепла. Если же воздуха поступает много, а он, как правило, поступает охлаждённый, снижается температура выделяемых газов и они не успевают сгореть (оседая опять же сажей на трубах) и выделить тем самым полезное тепло. Стоит заметить, что в воздухе содержится влага, на испарение которой так же тратится тепло (вместо того, чтобы обогревать дом).

Большинство твёрдотопливных котлов, предлагаемых на рынке, работают по следующему принципу. В них установлен термостат, который регулирует температуру воды, циркулирующую по отопительной системе дома для его обогрева. Если вода становится слишком горячей – термостат уменьшает подачу воздуха в котёл (так регулируется мощность твердотопливного котла). Получается, что в тот момент, когда топливо разгорелось и КПД с мощность твердотопливного котла стало максимальным, а значит пламя стало нуждаться в большем количестве кислорода – термостат искусственно снижает КПД, ограничивая подачу воздуха.

После того, как температура снизилась, термостат опять начинает подавать воздух. Но к тому моменту топливо уже догорает и ему не нужно столько кислорода. Эффективность обогрева опять снижается за счёт охлаждения выделяемых газов, о чём было сказано ранее.

Получается, что принцип действия большинства твёрдотопливных котлов абсолютно противоречит понятию высокого КПД.

Организация котельной

Планируя систему отопления для загородного дома, стоит заранее принять во внимание необходимость организации котельной, в которой будет располагаться твердотопливный котел и другое оборудование необходимое для полноценного функционирования отопительной системы. В зависимости от расположения котельные делятся на:

В зависимости от расположения котельные делятся на:

встроенные

Располагаются непосредственно в самом доме, в одном из его помещений.

Такие котельные вынесены в отдельную пристройку, которая соединяется с домом инженерными коммуникациями.

Фото 4: ТТ котел в котельной частного дома

В котельной обычно размещаются:

отопительный прибор

Собственно сам водонагревательный прибор, например отопительный твердотопливный котел «Сибирь» Гефест который генерирует тепло, сжигая твердое топливо.

распределительный коллектор

В состав коллектора входит циркуляционный насос, который обеспечивает циркуляцию теплоносителя по системе отопления.

Отвечает за вывод летучих продуктов сгорания наружу.

Существуют некоторые правила которые следует принять во внимание при планировании котельной:

Размер котельной работающей на угле или дровах должна быть не менее 8м2.
Так как твердотопливный котел необходимо периодически загружать топливом, площадь помещения котельной должна позволять хранить дополнительный запас угля или дров.
Если у вас деревянный дом или стены выполнены из легко воспламеняемого материала, то их нужно обшить защитными стальными листами толщиной 3мм и асбестом.
Пол непосредственно перед топкой должен быть обшит стальным листом. Это защитит пол от горящих углей, когда вы будете топить котел.
Покрытие пола необходимо выполнить из негорючих материалов.
На каждый киловатт котла должно приходится 8см2 площади окна.
В угольной котельной все электрические приборы должны быть в герметичном корпусе.
Сечение дымохода должно соответствовать производительности котла.
Для увеличения газонепроницаемости, необходимо покрыть штукатуркой внутреннюю часть дымохода, или вставить внутрь него асбестоцементную трубу.
Котел должен располагаться на специальном бетонном фундаменте.
Установка котла должна быть выполнена на расстоянии 10см от ближайших стен.

Посмотрите видео о том как правильно выбрать напольный ТТ котел для дома:

В заключении хотелось бы отметить, что использование твердотопливного котла не всегда является лучшим выбором для загородного дома. В любом случае при планировании системы отопления стоит рассмотреть его наравне с устройствами, использующими в качестве топлива: газ, электричество или дизель. Взвесив все варианты вы, наконец, сможете решить, какой же котел купить в свой загородный дом.

Как вам статья?

Мне нравитсяНе нравится

Лучшие твердотопливные котлы длительного горения на пеллетах

1. WIRT SMART AUTO 18

4.9

Качество

Надежность

4.8

Функциональность

Отзывы покупателей

4.8

Оценка редакции

4.9

Топится котел пеллетами и углем (в дополнительной камере сгорания). Объем топки позволяет заложить достаточное количество топлива, чтобы не закладывать его часто.

Закрытая камера сгорания позволяет использовать прибор без наличия дымохода. Защита от перегрева отключит котел при достижении максимально возможной температуры для того, чтобы избежать поломок. КПД устройства достаточно высок, он достигает 92 процентов.

Технические характеристики:

мощность: 15-18 кВт;
число контуров: 1;
тип топлива: пеллеты, уголь;
размер топки: 35 л.;
управление: механическое;
материал изготовления: сталь;
отапливаемая площадь: 180 кв.м.;

Достоинства:

есть возможность установки твердотопливной горелки;
оптимальная мощность;
удобное управление;

Недостатки:

стоимость;

2. Добрыня 24

4.8

Качество

4.7

Надежность

4.9

Функциональность

4.8

Отзывы покупателей

4.9

Оценка редакции

4.8

Горение топлива осуществляется в топке, внутри корпуса. Сам корпус сделан из котловой стали. Дверца зольника позволяет регулировать подачу воздуха в зону горения.

Зольная камера даст возможность просто вычистить прибор от золы. Большая топка позволяет загружать дрова до полуметра. На верхней стальной плите можно готовить пищу или нагревать воду.

Технические характеристики:

мощность: 24 кВт;
число контуров: 1;
тип топлива: дрова, пеллеты, уголь;
размер топки: 36 л.;
управление: механическое;
материал изготовления: сталь;
отапливаемая площадь: 240 кв.м.;

Достоинства:

можно топить разными видами топлива;
быстро прогревает помещение и воду;
удобное управление;

Недостатки:

качество сборки;

Stropuva Mini S8

Стоимость: 56 100

Рейтинг надежных твердотопливных котлов дополняет модель длительного горения Stropuva Mini S8 с очень оригинальной конструкцией и прочным корпусом. Мощность, конечно, не слишком велика, 8 кВт, но «фишка» этого устройства заключается в его эксплуатационных характеристиках. Вашему дому потребуется долгая и добросовестная служба. Котел полностью исправен. КПД 85%, но стоимость соответствует качеству. Устройство не боится экстремальных температур, имеет элегантную изоляцию и не шумит. При этом не нужно иметь никаких навыков для установки устройства.

+ Proпростое управление;большая продолжительность;широкий выбор топлива.

— Меньшеслабая мощность.

Viadrus Hercules U22D-4

Цена: 54000 руб

Даже сегодня найти надежный твердотопливный котел длительного горения непросто. Небольшой Топ открывает модель Viadrus Hercules U22D-4 с красивым дизайном и долгим сроком службы. Устройство предназначено для обогрева помещений площадью до 200 кв. Работает на дровах! Он весит менее 100 килограммов. При максимальной нагрузке излучает до 60 градусов. В целом производительность оптимальная. Проблема только в том, что кроме дров нет ничего хорошего.

+ Proтишина;рентабельность;энергетическая независимость;качество комплектации;простой осмотр и обслуживание.

— Меньшеподходит только дерево.

Почему не стоит доверять рекламе

Значения современных котлов в зависимости от вида топлива

Фото	Вид котла в зависимости от сжигаемого топлива	Средний КПД, %
	Газовые
— Конвекционные	87-94
— Конденсационные	104-116*
	Твердотопливные
— Дровяные	75-87
— Угольные	80-88
— Пеллетные	80-92
	Жидкотопливные
— На дизельном топливе	86-91
— На мазуте	85-88
	Электрические ТЭНовые	99-99,5

*С точки зрения физики КПД не может превышать 100%: больше тепловой энергии, чем выделяется при сжигании топлива получить невозможно. Однако все зависит от того, как считать. Есть два определения:

низшая теплота сгорания – тепло, полученное при сгорании топлива, когда продукты сгорания просто удаляются через дымоход;
высшая теплота сгорания – теплота с учетом в том числе и энергии, содержащиеся в водяном паре – одном из продуктов сгорания горючих газов.

Газовые конденсационные котлы дополнительно аккумулируют и тепловую энергию конденсата, образующегося из продуктов сгорания газа и оседающего на дополнительном теплообменнике. Таким образом, существенная часть тепла не «вылетает в трубу», а температура отходящих газов практически равна атмосферной.

Устройство простого конденсационного одноконтурного газового котла.

Согласно действующим нормам, как в России, так и в Европе, КПД отопительных котлов рассчитывается по низшей удельной теплоте сгорания, поэтому учет дополнительного тепла, извлекаемого из конденсата, приводит к значениям более 100%. При расчете по высшей теплоте сгорания КПД конденсационных газовых котлов равен 96-98% в зависимости от модели и типа монтажа: у настенных котлов КПД обычно выше, чем у напольных (это относится ко всем газовым котлоагрегатам).

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.

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.