КПД котлов и радиаторов отопления: обзор и способы увеличения

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
Методы повышения эффективности работы котла
Правила подключения радиаторов и их модернизация
Методы подключения радиаторов
Установка радиаторов для максимального КПД
Другие способы улучшения КПД системы отопления

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.

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:

Как увеличить КПД газового котла

Здесь вы узнаете:

От чего зависит КПД котла
Как рассчитать КПД котла отопления
Причины снижения КПД котлов отопления
Как увеличить КПД газового котла
Установка радиаторов для получения максимального КПД
Каким должен быть энергоэффективный котел
У какого газового котла самый высокий КПД

Для того чтобы определиться с понятием экономичного газового котла надо уточнить, что такой котел будет отапливать помещение с минимальными затратами. Это котел, правильно рассчитанный по мощности в соответствии с площадью отопления, с высоким КПД, с хорошей регулировкой режимов работы, с оптимальным расходом газа. Если обобщенно определить критерии экономичности котла, то стоит обратить внимание на следующее:

Оптимально подходящая мощность;
Высокий КПД;
Оптимальная конструкция и дополнительное оснащение;
Надежная, хорошо зарекомендовавшая себя фирма-производитель.

Рассмотрим эти и другие критерии, влияющие на экономичность котла. Более подробно.

От чего зависит КПД котла

Коэффициент полезного действия представляет собой процент от теплотворного показателя горючего. Иными словами, КПД указывает, какую часть от теплоты сгорания топлива котлу удается использовать для обогрева. При этом любые расчеты принимают за основу свойства природного газа, который соответствует принятым государственным стандартам.

Показатели оборудования зависят от нескольких основных факторов:

тип горелки – закрытые модели демонстрируют более высокую эффективность, нежели атмосферные;

конструкция теплообменника – максимальный объем энергии теплоносителю передают настенные и напольные конденсационные модели;

система управления – датчики, автоматические решения, встроенный или смонтированный отдельно насос гарантируют рациональное использование топлива;

тип розжига – при устройстве электроподжига отсутствует необходимость в установке постоянно работающего запальника, что экономит ресурс;

сторонние факторы – правильность установки, конструкция дымохода и т.д.

Самые энергоэффективные котлы относятся к категории дорогих, но затраты на их покупку и установку с лихвой окупаются за счет минимального потребления горючего, длительного срока эксплуатации.

Как рассчитать КПД котла отопления

Рассчитать значения можно несколькими способами. В европейских странах расчет КПД котла отопления принято производить по температуре отходящих газов (метод прямого баланса), то есть зная разницу между температурой окружающей среды и реальной температурой отходящих через дымоход газов. Формула довольно проста:

ηбр = (Qir/Q1) 100%, где

ηбр (читается «эта») – КПД котла «брутто»;
Qir(МДж/кг) – общее количество тепла, выделяемое при сжигании топлива;
Q1 (МДж/кг) – к-во тепла, которое удалось аккумулировать, т.е. использовать в целях обогрева дома.

Например, если Q1 = 22 МДж/кг, Qir = 19 МДж/кг, то КПД «брутто» = (19/22)*100 = 86,3%. Все замеры проводятся при уже установившемся, стандартном режиме работы котла.

Метод прямого баланса не учитывает теплопотери самого котлоагрегата, недожог топлива, отклонения в работе и прочие особенности, поэтому был придуман принципиально другой, более точный способ расчета – «метод обратного баланса». Используется уравнение:

ηбр = 100 – (q2 + q3 + q4 + q5 + q6), где

q2 – потери тепла с уходящими газами;
q3 – потери тепла вследствие химического недожога горючих газов (применимо к газовым котлам);
q4 – потери тепловой энергии с механическим недожогом;
q5 – теплопотери от наружного охлаждения (через тепплообменник и корпус);
q6 – потери тепла с физическим теплом шлаков, удаляемых из топки.

КПД «нетто» котла отопления согласно методу обратного баланса:

ηнетто = ηбр — Qс.н, где

Qс.н – общий расход тепловой и электрической энергии на собственные нужды в % выражении.

Реальный КПД практически всегда будет отличаться от заявленного производителем, поскольку зависит от правильности монтажа котла и отопительной системы, системы дымоудаления, качества электроснабжения и т.д. Измеряется он, соответственно, уже на месте.

Причины снижения КПД котлов отопления

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.

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).

Виды теплопотерь

Разобравшись в том, что такое КПД в котлах отопления, необходимо проанализировать причины, мешающие добиться от оборудования максимальной отдачи.

Механический недожог – для поддержания процесса горения к горелке должен поступать свежий воздух. Для этого в котле предусмотрена миниатюрная дверца – поддувало. Если это окошко открыто слишком сильно, внутри камеры образуется сквозняк, вытягивающий часть несгоревшего газа в дымоход. При этом КПД падает на несколько процентов.
Химический недожог – если наблюдается нехватка кислорода, газ также не прогорает полностью, поэтому отправляется в дымоход. В таком случае коэффициент полезного действия способен снизиться на 7%.
Общие теплопотери – отсутствие надлежащей термоизоляции крыши крадет 10-25% КПД. Хорошо проводящие тепло стены забирают 20-30% мощности котла. Старые окна и двери лишают вас 15-25% отопления. Пол на грунте уменьшает эффективность обогрева на 3-6%, а неправильное обустройство системы вентиляции удаляет из помещения 30-40% тепла.

Как увеличить КПД газового котла

Создать подходящие условия для повышения коэффициента полезного действия, можно оптимизировав процессы самостоятельно или с привлечением специалиста. Изначально все параметры заложены в конструкции электрокотла, эффективность принимаемых мер по увеличению КПД техники будут зависеть от этих данных.

Для начала проводят модернизация без изменения структуры твердотопливных котлов:

Комнатные терморегуляторы. Они контролируют температуру в жилых помещениях, не влияя на работу теплоносителя.
Установка циркулярного насоса, так можно стабилизировать равномерность и скорость прогревания.
Замена газовой горелки, повысит увеличение КПД твердотопливного котла на 5-7%. Модуляционная горелка позволит расходовать газовоздушную смесь в правильных пропорциях, что исключит неполное сжигание.
Расположение горелок у водяного контура прибавит к общему количеству КПД несколько процентов. Такая частичная модификация положительно повлияет на расход топлива и увеличит тепловой баланс всей системы.

Проведение регулярного обслуживания и очистка оборудования увеличит его КПД. Накипь в трубах системы отопления и сажа на внешних стенках дымохода, образующиеся в процессе работы, могут забирать до 5%. Пластиковые трубы меньше нуждаются в уходе, но осуществлять их продувку требуется периодически.

Засорившийся дымоход суживает проход отводящей дым трубы, это приводит к уменьшению тяги, а это уже не только потеря процентов тепла, но и угроза для здоровья людей, находящихся в жилых помещениях.

Также теплообменник с видимыми признаками загрязнения, которые представляют из себя солевые отложения металлов, провоцирует сильный расход всех видов энергии затраченных на работу, что уменьшает теплопроводность и может вывести из строя котел. Чистку камеры сгорания обязательна и проводят ее несколько раз в год.

Как вариант понизить химические тепловые потери, для этого производят высококвалифицированную настройку системы оборудования. Лучше воздержаться от самостоятельной настройки и доверить дело специалисту.

Борьба с недогаром решается увеличением скорости поступления сжиженного газа в горелку, так процесс сгорания происходит активнее, а КПД, соответственно, увеличивается.

Хотя увеличение КПД практически никак не влияет на теплоэффективность котельного агрегата. На нынешний день природный газ остается самым экономичным, оборудование на этом топливе более распространено и экономически оправдано, чем котлы на традиционном твердом дровяном топливе или угле.

Установка радиаторов для получения максимального КПД

Радиаторы устанавливают на участках, где тепловые потери помещения наиболее значительные, например, рядом с окнами. Чтобы добиться максимального КПД, подоконник должен перекрывать около 2/3 верхней плоскости батареи и находиться от ее поверхности примерно в 10 см. Рекомендованное расстояние между радиатором и полом составляет 12 см. Заднюю поверхность батареи от стены должны отделять 2 см. Это создаст правильную естественную конвекцию, при которой некоторое количество тепла уходит на обогрев стены и блокировку теплопотерь помещения, а большая часть энергии направляется на обогрев.

Меры безопасности при повышении КПД

Еще 20-30 лет назад цена энергоносителей на постсоветском пространстве была невысокой, поэтому никто не уделял внимание такому параметру, как КПД. Ведь все могла решить производительность. Зато, когда газ начал расти в цене, а современные технологии были еще недоступны умельцы начали модернизировать газовые котлы, с целью повышения эффективности, доступными способами.

При выполнении любых работ с газовым оборудованием необходимо соблюдать меры безопасности и владеть специальными навыками и инструментов. А также не стоит использовать запрещенных законодательством способы повышения КПД

К примеру, прикрепляя к теплообменникам медные, алюминиевые пластины для улучшения теплопередачи. Уменьшали теплопотери элементов конструкции приборов отопления привариванием сторонних элементов. Менялась автоматика и теплообменники. В ход шли и другие подобные способы. КПД повышалось, а государство и газовая служба не реагировали на «творчество» умельцев.

Сейчас все иначе и профильные законы запрещают изменять конструкцию газовых котлов, которые должны быть сертифицированными, как и все их отдельные элементы. В результате повышать КПД с помощью замены механических, электрических и других компонентов отопительных приборов на сторонние нельзя.

За нарушение указанных требований может наступить:

Административная ответственность. Если сотрудники горгаза выявят вмешательство в конструкцию котла, а при этом никаких происшествий не было, то придется выплатить штраф в размере 10-15 тыс. рублей. На это указывает статья 7.19 КоАП. В тяжелых случаях газовая служба вправе даже разорвать договор на обслуживание и прекратить поставки топлива.
Уголовная ответственность. О чем свидетельствует Федеральный закон от № 229-ФЗ от 29.07.2018 «О внесении изменений в статью 215.3 УКРФ и статьи 150 и 151 Упк РФ». Эти нормы вступят в действие, если изменения конструкции привели к серьезным последствиям.

То есть рисковать жизнями людей, чтобы поднять эффективность котла на несколько процентов, не стоит.

Каким должен быть энергоэффективный котел

Указанные в документах характеристики и богатый практический опыт показывают, что импортные котлы обладают наиболее высоким КПД. Европейские производители уделяют особое внимание применению энергосберегающих технологий, что позволяет получать максимальную отдачу от оборудования. Составим «портрет» идеального газового котла:

модуляционная горелка – автоматически подстраиваются под режим работы системы, минимизируя процент недожога;
нагрев теплоносителя не более 70 градусов, отводимых газов – до 110 градусов, что обеспечивает оптимальный баланс КПД, желательно наличие конденсационного теплообменника;
коаксиальный дымоход – закрытая камера сгорания требует от оборудования канала для отвода продуктов сгорания типа «труба в трубе», что позволяет подогревать поток воздуха с улицы;
система рециркуляции – позволяет использовать тепло отработанных газов для обогрева помещения.

Конечно, такого идеального котла не существует, но список лучших технических решений поможет выбрать достойную модель.

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%.

Что такое КПД бытовых отопительных котлов, как он рассчитывается и от чего зависит

КПД (коэффициент полезного действия) отопительного котла – это соотношение объема потребляемого топлива к объему выделяемого тепла. КПД даже наиболее эффективных современных моделей водогрейных котлов не может быть 100% в виду теплопотерь внутри котла, недостаточной теплопроводности металлов или несовершенства принципа работы. Кроме того, эффективность одной и той же модели газового котла зависит и от нагрузки: указанный в паспорте КПД является реальным не во всем диапазоне теплопроизводительности.

В статье мы разберем как правильно считать КПД, от чего он зависит и как увеличить эффективность уже приобретенного котла своими силами.

Читайте в статье

КПД-брутто и КПД-нетто

Не всё выработанное при сгорании топлива тепло направляется на нагрев теплоносителя, определенная часть расходуется на собственные нужды котлоагрегата: турбина, вентилятор или дымосос, циркуляционный насос, работа автоматики и электронного дисплея, работа электропривода (как вы уже поняли, в расчете используются все виды получаемой энергии, в том числе и электроэнергия, если котел энергозависимый).

С учетом этого принято разделять эффективность котла по выработанной теплоте (КПД-брутто) и отпущенной теплоте (КПД-нетто).

Такая классификация позволяет выделить степень технического совершенства котла – КПД-брутто или экономичность расхода топлива и электроэнергии – КПД-нетто.

Как рассчитать КПД котла отопления

η бр = (Q1/Q_i r ) 100%, где

η бр (читается «эта») – КПД котла «брутто»;
Q1 (МДж/кг) – к-во тепла, которое удалось аккумулировать, т.е. использовать в целях обогрева дома.
Q_i r (МДж/кг) – общее количество тепла, выделяемое при сжигании топлива;

Например, если Q1 = 19 МДж/кг, Q_i r = 22 МДж/кг, то КПД «брутто» = (19/22)*100 = 86,3%. Все замеры проводятся при уже установившемся, стандартном режиме работы котла.

η бр = 100 – (q2 + q3 + q4 + q5 + q6), где

q2 – потери тепла с уходящими газами;
q3 – потери тепла вследствие химического недожога горючих газов (применимо к газовым котлам);
q4 – потери тепловой энергии с механическим недожогом;
q5 – теплопотери от наружного охлаждения (через тепплообменник и корпус);
q6 – потери тепла с физическим теплом шлаков, удаляемых из топки.

КПД «нетто» котла отопления согласно методу обратного баланса:

η нетто = η бр — Q с.н , где

Qс.н – общий расход тепловой и электрической энергии на собственные нужды в % выражении.

Реальный КПД практически всегда будет отличаться от заявленного производителем, поскольку зависит от правильности монтажа котла и отопительной системы, системы дымоудаления, качества электроснабжения и т.д. Измеряется он, соответственно, уже на месте.

От чего зависит тепловая эффективность котлоагрегатов

Коэффициент полезного действия отопительных котлов равен не при любой мощности, существует пропорциональная зависимость от нагрузки: увеличение тепловой нагрузки (к-ва сжигаемого топлива) увеличивает и теплопотери через корпус или дымоход. Так же точно эксплуатация на минимальной мощности не всегда обеспечивает полноценное сгорание топлива, что приводит к снижению КПД.

Например, в сервисной инструкции к газовым котлам Protherm Волк KSO мощностью 12,5 кВт и 16,0 кВт указано, что при работе на максимальной мощности (12,8 кВт и 16,3 кВт соответственно) КПД равен 92,5 %, в то время как при работе с минимальной нагрузкой (4,5 кВт и 5,8 кВт) – снизится и составит всего 78,4 %.

Это одна из основных причин, почему стоит осознанно подходить к выбору мощности котлоагрегата. Наиболее оптимальная работа в большинстве моделей достигается при нагрузке в диапазоне 60-90% от максимальной мощности.

В остальном коэффициент полезного действия зависит исключительно от технологического совершенства модели, направленного на снижение вышеописанных q2-6 (снижение температуры отходящих газов, эффективное сжигание топлива, модулируемые горелки, теплоизоляция и т.д.), а также от качества обслуживания и эксплуатации котлоагрегата. Чистота теплоносителя, регулярная чистка и промывка – все это со временем серьезно влияет на КПД.

Как выбрать комнатный термостат и экономить до 30% в месяц на отоплении

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.

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).

Также из таблицы можно заметить, что средний КПД твердотопливных котлов также отличается в зависимости от используемого топлива, связанно это со степень сжигания топлива, его теплоотдачей, температурой горения и теплопотерями с физическим теплом шлаков, удаляемых из топочной камеры. Даже один и тот же твердотопливный котел может выдавать разный КПД при работе на разных видах топлива.

Как увеличить КПД газового котла

Повысить эффективность сжигания топлива вмешательством в техническое устройство котла практически невозможно, тот же слой теплоизоляции установить не получится в виду банальной непредусмотренности производителем места под него. Кроме того, делать это своими руками запрещено. Тем не менее есть способы увеличить КПД газового котла, особенно, если это несовершенная модель старого образца:

Готовый экономайзер для дымохода – заменяет определенный отрезок дымохода и предназначен для аккумуляции тепла отходящих через дымоход газов (некая имитация конденсационных котлов). Однако нужно точно посчитать параметры экономайзера и требования к дымоходу, чтобы сохранить необходимую тягу и предотвратить обратную тягу, например, при сильном ветре. Цена вопроса – 1 700-2 500 руб. Сэндвич-сетка экономайзер для трубы дымохода.
Самодельный экономайзер – практически идентичный с вышеописанными готовыми изделиями. Как сделать эффективный экономайзер мы уже описывали в одной из предыдущих статей .
Чистка котла и промывка теплообменника – это регулярные меры обслуживания, бессмысленные для новых котлоагрегатов, но крайне эффективные для эксплуатируемых хотя бы несколько сезонов. Дело в том, что во время эксплуатации внутри теплообменника образуются накипь и прочие солевые отложения, забиваются внешние ребра теплообменника, горелки и запальник. Все это приводит к увеличению расхода газа, снижению теплопроизводительности, соответственно, снижению КПД (часто до 20-30%). Как и насколько часто необходимо чистить газовый котел мы также уже разбирали ранее .
Газовый фильтр – устанавливается он перед запорной арматурой газовой магистрали и предназначен для очистки газа от мусора и примесей, иногда встречающихся в составе. Это не только способствует снижению сажеобразования, но и, повышая качество топлива, незначительно снижает теплопотери при недожоге.

Остальные же методы заключаются в правильных пуско-наладочных работах, которые проводятся единожды, при первом запуске котла, исключительно специалистами. При правильной изначальной настройке обеспечивается КПД, гарантируемый производителем. Важно понимать, что повысить этот показатель вмешательством в техническое устройство самого котла невозможно, и уж тем более – не безопасно.

Как увеличить кпд батареи отопления

Основная задача любого вида батарей отопления – максимально возможный обогрев помещения. Параметром, определяющим, насколько прибор соответствует поставленным задачам, является их теплоотдача. Но не только это может повлиять на часто возникающую проблему, которая заключается в том, как увеличить кпд батареи отопления. Справиться с потерями тепла можно достаточно простыми средствами, но перед этим необходимо выяснить, что может повлиять на процесс передачи тепла в окружающее пространство. Рассмотрим основные факторы, влияющие на кпд отопительных приборов:

Модель радиатора, количество секций и размер самой батареи;

Тип подключения радиатора к сети теплоснабжения;

Размещение батареи отопления в помещении;

Материал, из которого изготовлена батарея.

Все эти факторы являются основополагающими в эффективности обогрева помещения с помощью радиаторов. Однако, указанный изготовителем кпд радиаторов отопления можно изменить в лучшую сторону, если использовать несколько хитростей при их выборе и установке. Для этого в первую очередь необходимо разобраться в том, что такое коэффициент полезного действия батарей отопления, как его рассчитать и какие показатели могут на него повлиять. (См. также: Схема водяного отопления частного дома)

Что такое кпд и как его рассчитать

Теплоотдача приборов отопления, к которым относятся батареи или радиаторы, складывается из количественного показателя тепла, которое передано батареей за определённый промежуток времени и измеряется в Ваттах. Процесс теплоотдачи батареями проходит в результате процессов, которые известны как конвекция, излучение и теплообмен. Любой радиатор использует эти три вида теплообмена. В процентном соотношении эти виды передачи тепла могут варьироваться у различных типов батарей.

Каким будет кпд обогревателей, в подавляющем большинстве случаев зависит от материала, из которого они изготовлены. Рассмотрим, какими преимуществами и недостатками обладают радиаторы, изготовленные из разных видов материала.

Чугун обладает сравнительно низкой теплопроводностью, поэтому батареи из этого материала не являются лучшим вариантом. К тому же небольшая поверхность этих приборов отопления значительно снижает теплоотдачу и происходит за счёт излучения. В обычных условиях квартиры мощность батареи из чугуна составляет не более 60 Вт.

Сталь несколько выше чугунных. Более активная теплоотдача происходит из-за наличия дополнительных рёбер, которые увеличивают площадь излучения тепла. Теплоотдача происходит в результате конвекции, мощность составляет примерно 100 Вт.

Алюминий обладает наибольшей из всех предыдущих вариантов теплопроводностью, мощность их составляет около 200 Вт.

Кроме того, для наиболее эффективного обогрева необходимо учесть, какая мощность может потребоваться. При расчёте необходимой для помещения мощности обогревательных приборов используется количество стен, выходящих на улицу и окон. На каждые 10 м2 пола при наличии 1 наружной стены и окна требуется около 1 Квт тепловой мощности батареи. Если наружных стен 2, то требуемая мощность составляет уже 1,3 кВт. (См. также: Печи с водяным отоплением)

Немаловажную роль в увеличении кпд батарей отопления играет способ подключения, который должен соответствовать типу батареи и материалу, из которого она изготовлена. Прямое одностороннее подключение имеет самые высокие показатели по эффективности теплоотдачи и самые низкие по потере тепла. Диагональное подключение используется в случае наличия большого количества секций и существенно снижает возможные потери тепла.

Нижнее подключение используется в том случае, если теплопроводные трубы скрыты под стяжкой пола и не исключает потерю тепла в количестве до 10% от исходного значения. Наименее эффективным считается однотрубное подключение, так как потеря мощности обогревательного прибора при этом способе может достигать 45%.

5 способов увеличения кпд отопительной системы

Существует несколько простых способов, как повысить кпд батареи отопления без особых материальных и трудовых затрат. Рассмотрим их подробно. (См. также: Автономные системы отопления)

Поддержание поверхности отопительных приборов в чистоте.

Каким бы невероятным не казалось это утверждение, но даже тонкий слой пыли на радиаторах ведёт к понижению теплоотдачи. Например, кпд алюминиевых радиаторов, загрязнённых слоем пыли, может понизиться на 20–25%. Кроме того, в регулярной очистке нуждается и внутренняя часть батареи. С первой проблемой можно справиться самостоятельно путём обычной влажной уборки, а вот для второго придётся обратиться к квалифицированному специалисту. Сантехники имеют на вооружении знания и навыки, которые помогут в короткие сроки очистить радиатор от накипи и других загрязнений, скопившихся в процессе эксплуатации.

Окрашивание радиаторов соответствующей их назначению краской.

Во-первых, для окрашивания необходимо подбирать краску тёмных расцветок. Благодаря этому удастся добиться не только хорошего нагрева батарей, но и значительного повышения теплоотдачи. Во-вторых, необходимо выбрать для окрашивания подходящую краску. В качестве покрытия для чугунных радиаторов отопления лучше использовать известные всем эмали, а для алюминиевых и стальных батарей больше подойдут акриловые, алкидные и акрилатные эмали.

Почему вопрос с покраской стоит так, а не иначе, можно объяснить достаточно просто: чугунные радиаторы достаточно легко поддаются окраске любыми видами эмали ввиду своего строения. Тонкие пластины алюминиевых радиаторов могут быть забиты слишком толстым слоем краски. В заводских условиях радиаторы с тонким корпусом и множеством пластин окрашивают порошковыми красками, которые не представляют угрозы для качественных характеристик радиатора и не изменяют вид его теплоотдачи. Окраска батареи в тёмный цвет позволяет повысить кпд отопительных элементов до 15% от обычного значения. (См. также: Сравнение систем отопления)

Использование отражающих экранов.

Тепло, которое излучает батарея, распространяется во все стороны. Поэтому как минимум половина полезного теплового излучения уходит в стену, расположенную за приборами отопления. Уменьшить напрасные потери тепла можно, расположив за радиатором экран, например, из обычной фольги или готовый, купленный в магазине. При использовании даже самодельного экрана из тонкого металлического листа не только прекращается нагрев стены, но и создаётся дополнительный источник тепла, так как, нагреваясь, экран сам начинает отдавать тепло в помещение. При использовании отражающего экрана, кпд чугунных батарей, да и многих других, можно повысить до 10–15%.

Увеличение площади поверхности батарей.

Между площадью поверхности, которая излучает тепло, и количеством этого тепла есть самая прямая зависимость. Для увеличения теплоотдачи радиаторов можно использовать дополнительный кожух. Материал, из которого он будет изготовлен, необходимо тщательно выдирать. Например, наибольшей теплоотдачей обладают кожухи из алюминия. Их используют в качестве дополнения к чугунным радиаторам. При частых перебоях в работе отопительных систем стоит подумать о приобретении стальных кожухов, которые очень долго сохраняют полученное от радиаторов тепло. Соответственно, этот тип кожухов для батарей отдаёт тепло в окружающее пространство намного дольше других.

Создать дополнительные потоки воздуха в помещении.

Если направить на приборы отопления поток воздуха, например, с помощью обычного бытового вентилятора, то нагрев воздуха в помещении будет происходить значительно быстрее. При этом стоит учитывать, что направление воздушного потока должно быть вертикальным и направленным снизу вверх. При таком способе повышение кпд радиаторов может достигать 5–10%.

Используя даже один способ улучшения теплоотдачи батарей, можно значительно повысить температуру в помещении и снизить затраты на дополнительный обогрев. Перед тем, как вы приступите к улучшению характеристик радиаторов, убедитесь в правильности их подключения к теплосети и в том, что регуляторы подачи тепла на приборах последнего поколения установлены на необходимое значение. Кроме того, при постоянной проблеме с теплоснабжением, нужно уделить внимание теплоизоляции стен и окон, через которые обычно и уходит тепло. Утеплять нужно не только наружные стены, но и те, которые выходят на лестничную клетку.

Как увеличить КПД газового котла своими руками: лучшие способы повышения эффективности котла

У владельцев газовых котлов не возникнет желание переплачивать за обогрев помещений. Но и мириться с недостаточной эффективностью отопительного прибора, приводящей к снижению условий жизни, никто не станет, ведь верно?

Тем более ситуацию нередко можно исправить, причем самостоятельно. Но для этого следует владеть знаниями о том, как увеличить КПД газового котла своими руками. Именно об этом мы поговорим в нашей статье, рассмотрев причины снижения КПД и лучшие способы по их устранению.

Причины снижения КПД и их устранение

К недостаточной эффективности газовых котлов приводит много различных причин. Поэтому процедура увеличения КПД должна начинаться с их выявления.

Задача облегчается тем, что все причины относятся всего к трем категориям.

Химический недожог — возникает вследствие общего недостатка кислорода в топке, плохого перемешивания воздуха с горючими веществами, вышедшими из топлива, или невысокой температуры в самой топке. В результате чего происходит неполное сгорание газа, а, следовательно, тепла вырабатывается меньше. Причины такого недожога приводят к тому, что КПД может снизиться на немалые 7%.
Механический недожог — возникает в результате того, что часть топлива по различным причинам, в том числе из-за плохого перемешивания с воздухом, выпадает из процесса смесеобразования с воздухом и не участвует в горении, а уносится в дымоходную трубу. Что приводит к снижению КПД на 3-7%.
Общие теплопотери. К ним приводит неправильное функционирование не самого котла, а других элементов системы, которые влияют на эффективность отопительного прибора напрямую. К примеру, радиаторов, вентиляции. И нередко общие теплопотери приводят к наибольшему снижению КПД котла.

Поможет выявить причину и повысить эффективность знание нюансов.

Способ #1 — исключение химического недожога

Поскольку признаком химического недожога является неполное сгорание топлива, то определить то, как повысить КПД в этом случае просто. Для этого достаточно выполнить визуальный осмотр элементов конструкции котла. В результате чего будут выявлены значительные отложения продуктов сгорания на поверхностях теплообменника, газовой горелки, теплозащитного корпуса.

Причин нехватки кислорода из-за которых происходит химический недожог несколько.

Основными из них являются:

засорение дымохода и/или воздуховодов вентиляции;
некачественные пуско-наладочные работы при подключении котла.

На поверхностях каналов систем дымоудаления осаждается значительное количество сажи, других продуктов сгорания. Со временем это приводит к тому, что процесс отвода отработанных газов из камеры сгорания котла замедляется. В результате туда поступает меньше чистого воздуха, что приводит к недожогу.

Повысить КПД в указанном случае получится, выполнив очистку каналов дымохода, вентиляционной системы, поверхностей горелок и других загрязненных элементов конструкции. Чтобы избежать аналогичных проблем в будущем регулярно следует выполнять тщательный контроль состояния труб, котла. Такая процедура должна выполняться перед началом каждого отопительного сезона. Подробнее об обслуживании газовых котлов мы говорили здесь.

Некачественные пуско-наладочные работы, их невыполнение могут привести к тому, что электроника не сможет выбирать оптимальные режимы работы, к примеру, управлять размером пламени. В итоге газ не будет полностью сгорать, особенно на этапе розжига.

Устранить указанную причину, а, следовательно, повысить КПД можно, если выполнить необходимые пуско-наладочные работы.

Способ #2 — устранение механического недожога

Чаще всего к неполному сгоранию газа в результате механического недожога и последующей потере эффективности может привести несколько причин.

К основным относятся:

высокая тяга;
неправильная настройка мощности котла.

Высокая тяга образуется при чрезмерной производительности системы дымоудаления. В результате чего продукты сгорания отводятся с такой скоростью, что газ просто не успевает сгорать.

Устранить причину недожога в этом случае достаточно просто. Для чего нужно просто перекрыть часть канала дымоудаления с помощью ограничителя тяги. Если такое приспособление не предусмотрено, утратило работоспособность, то для повышения КПД его следует установить или заменить. Что при использовании современных модульных дымоотводов несложно. В противном случае добиться нужного результата не получиться.

Неправильная настройка мощности котла чаще всего проявляется в виде явления названного тактованием. Оно представляет собой режим работы при котором циклы запуска/выключения происходят слишком часто. А поскольку подача газа при включении котла наибольшая, то его значительная часть не успевает сгореть.

Положение усугубляется тем, что электроника всегда запрограммирована так, что команда на пьезоэлементы для начала выработки искры подается с некоторым запозданием. Это делается для обеспечения качественного розжига.

Повысить КПД в последнем случае получится быстро и без каких-либо затрат. Достаточно войти в сервисное меню своего газового котла. А затем используя кнопку «—» установить меньшее значение мощности.

КПД достигнет оптимальных показателей, если мощность котла и суммарная тепловая мощность радиаторов будет примерно равна. Необходимые данные о рабочих характеристиках оборудования можно узнать из их технических паспортов или у производителя, продавца.

Иногда так бывает, что мощность котла окажется существенно ниже аналогичного суммарного параметра радиаторов. В этом случае КПД получится увеличить повышением мощности отопительного агрегата. Что также можно сделать самостоятельно, зайдя в сервисное меню.

Изменять рабочие характеристики котлов возможно, ведь они имеют максимальное и минимальное значение мощности. А поставляются настроенные на среднюю производительность.

Способ #3 — снижение теплопотерь

Общие теплопотери — это причины, чаще всего приводящие к невысокому показателю КПД котла. И неслучайно специалисты уверяют в том, что эффективность самого отопительного прибора на внушительные 80% зависит от правильности выбора, установки и производительности радиаторов.

Изменение суммарной тепловой мощности

В тоже время манипуляции с указанными элементами систем отопления затратные. Но следует помнить о том, что без них котел не достигнет максимальных значений КПД.

То есть, если с помощью описанных в предыдущих разделах статьи способов не удалось довести эффективность прибора отопления до оптимальных значений, то придется выходить из положения с помощью выполнения ряда процедур с радиаторами.

К которым относятся:

изменение суммарной тепловой мощности;
правильная установка.

Такой способ увеличения КПД газового котла, как изменение суммарной тепловой мощности имеющихся радиаторов, достаточно сложный. Но его придется использовать, если нужного результата не получилось добиться с помощью регулировок отопительного прибора, поверженного тактованию.

Метод представляет собой добавление в состав отопительной системы радиаторов – одного или нескольких. Или замены имеющихся батарей на более мощные.

Это делается, чтобы уравнять мощность котла с аналогичным суммарным показателем радиаторов. С целью устранения частых запусков/выключений котла. Что приводит к повышению КПД, уменьшению износа оборудования и расхода недешевого газа.

К описанному способу приходится прибегать и в случаях, когда низкая суммарная мощность не позволяет увеличить производительность котла с целью повышения КПД. Такая необходимость возникает, когда температура теплоносителя достигает 70-75 °С. Дело в том, что при таком разогреве воды на поверхности радиаторов начинают подгорать частицы пыли, что не создает комфортных условий для проживания.

А самое плохое в том, что при указанной температуре начинается высокий износ элементов конструкции системы отопления из полимерных пластиков, активно использующихся в последние годы. В результате вместо ожидаемого повышения КПД можно получить протечку теплоносителя, причем даже не в одном месте.

Проверка правильности расположения радиаторов

Если регулировка котла не помогает повысить эффективность, а мощность оборудования сходная и достаточная для обогрева помещений, тогда следует обратить внимание на расположение радиаторов. Так как их эффективность будет оптимальной при соблюдении ряда требований.

А именно радиаторы должны находиться:

в местах помещений, где тепловые потери наиболее значительные, к примеру, у окон;
в 12 см от пола;
в 10 см от подоконника, кроме того он должен перекрывать радиатор на 2/3;
в 2 см от стены.

При соблюдении перечисленных требований будет происходить естественная конвекция. При этом небольшая часть тепла тратится на обогрев стен, блокировку теплопотерь, а вся остальная энергия служит для решения главной задачи — отопления помещений. В указанной ситуации нагрузка на котел будет наименьшая, что существенно повышает КПД.

Но при высоких теплопотерях из-за низкой энергоэффективности здания не удастся добиться высокой эффективности работы отопительного оборудования. Так, больше всего тепла уходит через старые окна со щелями, не утепленные стены, двери и крыши.

То есть в таких случаях, из-за щелей, сквозняков и прочих недостатков, КПД даже современных котлов падает на десятки процентов. Что компенсировать настройками или любыми другими способами не получится. В такой ситуации предстоит задуматься о замене окон, теплоизоляции стен, пола или потолка, а лучше – обо всем сразу.

Способ #4 — ТО и промывка теплообменника

Добиться и поддерживать высокую эффективность любого газового котла можно не спонтанными действиями (после выявления его низкой эффективности), а при систематическом выполнении определенных процедур — техническом обслуживании отопительного агрегата. Рекомендуем ознакомиться с особенностями выбора газовой компании и заключения договора на ТО газового котла.

Такой комплекс операций состоит из осмотра и проверочных работ. Они позволят выявить и устранить всевозможные недочеты, которые снижают КПД, еще на ранних стадиях. Что исключит не только снижение эффективности, но и износ котла, и других элементов системы отопления.

Особое внимание следует уделить промывке теплообменника. Причина в том, что на его внутренних поверхностях достаточно быстро начинается образовываться налет. Он напоминает осевшую известь на поверхности обычного чайника. В результате, спустя некоторое время, газовому котлу требуется больше времени, чтобы подогреть теплоноситель до нужной температуры. То есть налицо снижение КПД, кроме того, при засорении происходит перегрев теплообменника, что чревато его досрочным выходом из строя.

Промывка газового котла может выполняться тремя способами.

очисткой вручную (механический способ);
с помощью специального раствора для промывки теплообменника котла (химический способ);
гидродинамическим способом.

Для механической чистки, после перекрытия поставки газа и слива теплоносителя, выполняется разборка котла. Которая заканчивается демонтажом теплообменника.

Далее с помощью скребка, щеток, обычного пылесоса производится удаление отложений из его внутренних каналов. При этом необходимо проявлять осторожность и аккуратность, так как теплообменнику легко нанести повреждение.

После окончания очистки выполняется сборка котла и проверка герметичности теплообменника и его соединений.

Очистка химическим способом (с помощью промывочного раствора) — процедура более простая и эффективная. Но теплообменник все равно придется демонтировать. А затем в него заливается спецсредство, которое справляется даже с наиболее стойкими отложениями (трехвалетным железом, солевым карбонатом). После слива кислоты ее остатки из теплообменника следует удалить с помощью воды, прогнав ее бустером через теплообменник.

Гидродинамическая промывка является наиболее простым способом очистки газового котла с целью повышения КПД. Так как демонтаж оборудования не требуется и все, что надо это закачать обыкновенную воду (с абразивным наполнением) в систему отопления и осуществить ее прокачку. Причем с постепенным увеличением давления. Для выполнения процедуры нужен насос и специальные насадки.

Выполнять очистку теплообменника необходимо хотя-бы раз в 2 года, что поможет удерживать КПД газового котла на стабильно высоком уровне.

Наиболее доступным способом устранения налета из теплообменника является его очистка с помощью щеток и других подручных материалов. Но наиболее эффективными и не трудоемкими методом считается использование специальных растворов

Способ #5 — очистка теплоносителя

Еще одним доступным способом повышения эффективности отопительного оборудования является установка фильтров в систему отопления.

Указанную процедуру рекомендуется начинать с анализа качества теплоносителя, причем лабораторного. На это придется потратить деньги, но зато станет известно какие-именно фильтры необходимо использовать.

Сегодня активно применяются следующие их разновидности:

грубой очистки;
тонкой очистки;
магнитные.

Первая разновидность (фильтры грубой очистки) эффективны, если в теплоносителе находятся крупные частицы грязи (от полумикрона). Фильтры тонкой очистки служат для очистки воды, если в ней обнаружены взвеси с наиболее мелкими частицами. Нередко изделия обоих видов используются вместе.

Магнитные фильтры успешно справляются с очисткой теплоносителя от металлических частиц. От других видов загрязнений они газовые котлы не защищают.

Очистка теплоносителя, совместно с промывкой отопительного оборудования позволяет получить существенную прибавку в КПД. А самое главное такой результат будет стабилен на протяжении всего срока службы котла.

Меры безопасности при повышении КПД

Сейчас все иначе и профильные законы запрещают изменять конструкцию газовых котлов, которые должны быть сертифицированными, как и все их отдельные элементы. В результате повышать КПД с помощью замены механических, электрических и других компонентов отопительных приборов на сторонние нельзя.

За нарушение указанных требований может наступить:

Административная ответственность. Если сотрудники горгаза выявят вмешательство в конструкцию котла, а при этом никаких происшествий не было, то придется выплатить штраф в размере 10-15 тыс. рублей. На это указывает статья 7.19 КоАП. В тяжелых случаях газовая служба вправе даже разорвать договор на обслуживание и прекратить поставки топлива.
Уголовная ответственность. О чем свидетельствует Федеральный закон от № 229-ФЗ от 29.07.2018 «О внесении изменений в статью 215.3 УКРФ и статьи 150 и 151 Упк РФ». Эти нормы вступят в действие, если изменения конструкции привели к серьезным последствиям.

То есть рисковать жизнями людей, чтобы поднять эффективность котла на несколько процентов, не стоит.

Выводы и полезное видео по теме

Первый видеоматериал поможет понять то, как выполняется очистка теплообменника котла, что поможет существенно увеличить его КПД.

Следующий видеоролик даст возможность разобраться с тем, как выполняется очистка газовой горелки с целью повышения эффективности котла.

Опыт показывает, что максимального КПД от котла можно добиться при его системном техническом обслуживании с своевременной очисткой горелок, теплообменника от продуктов сгорания, грязи. А также при правильном размещении, использовании радиаторов. Кроме того, высокой эффективностью может отличаться только современное высокотехнологичное оборудование.

Увидели несоответствие или хотите дополнить наш материал полезными рекомендациями по увеличению КПД котла? Оставляйте свои комментарии, участвуйте в обсуждении и задавайте свои вопросы нашим экспертам – форма обратной связи расположена ниже.

Что такое эффективная система отопления

Котел как раз и должен работать в прерывистом режиме, если не ошибаюсь, это сделано для увеличения его КПД. Ваша автоматика, если не ошибаюсь, называется “Арбат”. Единственное, что горит в перерывах между включениями основной горелки – запальник. Если покрутить винтик на верхней части блока автоматики (есть там такой, рядом с ручкой регулирования температуры), т.е. завернуть его до упора, то основная горелка будет гаснуть полностью и через какое-то время загораться снова (когда горячая вода в теплообменнике заменяется холодной). Низ теплообменника котла почти всегда холоднее верха, т.к. туда поступает более холодная вода (это не касается систем с принудительной циркуляцией – там может быть и по-другому

КПД, если говорить по простому, показывает, сколько энергии сгоревшего газа пошло на нагрев воды по отношению к той энергии, которая пошла на другие цели, например, на нагрев дымохода, воздуха в нем и т.д. Газовый котел со 100-процентным КПД – это такой котел, который не греет ничего кроме воды. Это, как вы понимаете, утопия. КПД электрического котла значительно, более чем в два раза выше КПД газового котла. Это естественно, электричество греет почти только воду. Совсем мало энергии тратится на побочные цели, например, на нагрев провода от котла к розетке.

Однако, есть КПД и у системы отопления в целом. КПД системы отопления в целом показывает, сколько энергии горячей воды тратится на отопление воздуха в том помещении, которое вы отапливаете, по отношению к энергии, которая отапливает стены, воздух, который не нужно отапливать и т.д. КПД системы отопления можно увеличить, например, теплоизолировав котел отопления и те участки труб, которые проходят по не отапливаемым помещениям.

Когда мы говорим о том, насколько быстро система отопления нагревает наши площади, мы говорим не о КПД, а об эффективности системы отопления. Эффективность системы отопления тем больше, чем быстрее, эффективнее производится теплообмен между водой и воздухом. Для теплообмена служат радиаторы отопления. С другой стороны, чем быстрее тепло воды передается воздуху помещения, тем холоднее получится вода на выходе из радиатора, а, значит, для поддержания эффективности системы отопления нам необходимо повысить скорость циркуляции воды и скорость ее нагрева в котле. Мы сделали круг и вернулись к котлу.

Однако, наше положение спасает тот факт, что наша система стремится к равновесию. Равновесие достигается тогда, когда у нас высокий КПД котла сочетается с высоким КПД и эффективностью системы отопления и высоким качеством теплоизоляции жилища. В этом случае температура на выходе котла очень мало отличается от температуры на его входе, поскольку энергия тратится не на нагрев жилища, а только на компенсацию теплопотерь. Это, конечно, ситуация, близкая к идеальной и трудно достижима. Однако, к ней нужно стремиться.

Описанной ситуации невозможно достичь при реализации схемы отопления без циркуляционного насоса. В этом случае скорость циркуляции напрямую зависит от температуры воды и физика процесса порождает циклическое включение и выключение насоса. Упрощенно, это выглядит следующим образом. В верхней части котла происходит нагрев воды. Пока нагрев слаб, слаба и скорость перемещения воды из котла вверх по стояку. Но, поскольку процесс нагрева воды происходит непрерывно, температура воды в верхней части котла увеличивается и скорость ее ухода в стояк увеличивается. Дальше – больше, и вот у нас температура воды в верхней части котла достигла той, на которую рассчитан нагрев. Горелка котла тухнет (или гаснет, кому как нравится), и мы ждем, когда горячая вода переместится в стояк. Поскольку у нас система замкнутая, на место горячей воды приходит холодная и процесс нагрева повторяется.

Почему же процесс циркуляции такой медленный? Да потому, что в радиаторах отопления процесс идет еще менее эффективно. В радиаторе движение идет сверху вниз. Горячая вода в радиаторе находится наверху. Она не попадет вниз, пока не остынет. Если у нас в радиаторах не будет остывать вода, то она будет пробкой и циркуляция остановится. То есть, условием прохождения воды по радиатору является разница температуры между верхом и низом радиатора и разница температуры воды в верхней части радиатора и на выходе из котла.

Вывод. Если в самотечной системе отопления температура воды на выходе из котла не выше температуры в верхней части радиатора, а та, в свою очередь не выше температуры в нижней части радиатора то и циркуляции не будет.

Мне могут возразить, что это же, дескать, стандартные условия, других не бывает. Я соглашусь, но добавлю свою ложку дегтя. Предположим, у нас есть хорошо теплоизолированное помещение в 100 кв.м. Для отопления этого помещения мы установили, скажем, 5 радиаторов мощностью 2 кВт каждый, и общей мощностью 10 кВт. Однако, поскольку верх каждого радиатора горячее его низа, скажем в два раза, мы имеем неприятную ситуацию, когда двухкиловаттный радиатор отдает всего полтора киловатта мощности. Получается, что мы имеем не 10 кВт на 100 кв.м., а 7,5. Нам становится холодновато, мы увеличиваем температуру, а это тоже плохо, поскольку уменьшает эффективность нашего котла (больше тепла начинает уходить в трубу), системы отопления (больше тепла начинает расходоваться не по адресу).

Есть у нас в случае самотечного отопления равновесие? Есть, только оно имеет вид качелей.

Вот. Кто не понял, прошу вернуться в начало статьи, а я начну светлую повесть о том, что происходит, когда мы вносим в нашу систему циркуляционный насос.

Включив циркуляционный насос, мы устраняем все естественные пробки, связанные с разницей температур. В нашей системе циркулирует теперь любая вода. Холодная, горячая – любая. Если вода не успела нагреться – она все равно уходит в систему. Так начинается путь к нашему равновесию. Предположим, мы отрегулировали котел на 60 градусов. Пока вода в системе, а не в котле (. ), холодная, наш котел работает на полную мощность. Потом температура повышается, поскольку вода не успевает полностью остыть за один цикл прохода по системе. Когда температура в системе достигает 50 градусов, котел начинает работать уже слабее, но все так же стабильно, без ярко выраженных циклов нагрева и остывания.

А вот тут ВНИМАНИЕ. С этого момента все зависит от наших теплопотерь. Если теплопотери велики, то вода возвращается в котел значительно остывшей, скажем те же 50 градусов. Наш котел при этом работает довольно сильно. Мы достигли равновесия, просто оно не слишком хорошее с точки зрения расхода газа и нашего кошелька. Однако, если теплопотери не велики, помещение замечательно теплоизолировано, то мы достигаем другого равновесия, когда температура на входе равна, скажем, 55 или 56 градусам. В этом случае котел тоже работает, но уже не ревет, а шуршит.

Теперь об эффективности. Если на выходе котла наша температура составляет 60 градусов, а на входе – 56 градусов, то это значит, что в каждом радиаторе верх разогревается до 59, а низ остывает до 57 градусов. Числа, естественно, условные. Это значит, что радиаторы отдают полную мощность, котлу не приходится при этом нагревать воду до 70 и выше градусов и тратить на это дополнительную энергию. Кроме этого, мы получаем замечательную возможность регулировать температуру каждого радиатора в любой комнате. Это значит, что, сделав на кухне и в спальне температуру воздуха пониже, мы имеем дополнительную, и судя по книжкам, существенную экономию газа.

Дополнительно, мы имеем удобство подогрева радиаторов, скажем до 35 градусов, что совершенно невозможно при самотечной системе и, таким образом, имеем комфортную температуру в осенние и весенние месяцы, когда прохладно, но не холодно. И, наконец, мы прокладываем систему отопления трубами малого диаметра. Вы думаете, что это не существенно? Ошибаетесь! Мы уменьшаем количество воды в системе и теплопотери через поверхность труб. Ее становится легче и быстрее нагревать, увеличивается скорость ее оборачиваемости в системе и мы опять же увеличиваем эффективность нашей системы отопления и уменьшаем расходы на газ.

Таким образом, мы тратим жалкие 60 ватт энергии на циркуляционный насос и, тем не менее, экономим на газе. Теория, конечно, очень красивая, но чтобы подсчитать прибыли-убытки нужно быть специалистом, которым я не являюсь. Однако, аспектов экономии очень много. Я уверен, что экономия есть.

Вывод. Нет никакой связи между старт-стопным функционированием газового котла и увеличением его КПД. Для увеличения КПД котла нужно покупать хороший котел, а для увеличения эффективности отопления нужно хорошенько теплоизолировать помещение, грамотно спроектировать систему с тонкими трубами и циркуляционным насосом.

Теперь о горелке, которая не гаснет, а продолжает гореть, когда температура достигла необходимой величины. Тут два аспекта. Во-первых, у меня, как следует из вышеизложенного, температура никогда не достигает предельной величины, и горелке нет смысла выключаться совсем. Во-вторых, полное выключение горелки яркий фактор понижения эффективности (и, кстати, КПД котла). Объясняю. Предположим, у нас горит запальник, а основная горелка выключена. Теперь, предположим, пришло горелке время включиться. В любом случае она не включится сразу. Хотя бы потому, что горелка относительно большая, а запальник горит только с одной стороны. Причем, газ – не электричество. Он зажигается не мгновенно.

Что это значит? Это значит, что в момент включения большое количество газа уйдет в трубу в виде газа, а не огня. Первая порция газа просто не успеет воспламениться или воспламенится прямо в трубе (ее просто догонит пламя). Ну что же в этом хорошего? А если эта первая порция газа попадет в помещение из-за недостаточно хорошей тяги? Я не голословен! Сходите к собственной газовой плите и потренируйтесь со спичкой. Все увидите сами.

Нет уж! Не убеждайте меня! Газовая горелка должна всегда тлеть вместе с запальником.

Маленькое отступление. У меня котел производства города Жуковского. Сам он безымянный и автоматика в нем безымянная. Есть модификации с автоматикой Хонивелл, но она, по отзывам самих же производителей работает хуже штатной и стоит как сам котел, то есть котел с автоматикой Хонивелл в два раза дороже обычного котла. Я котлом очень и очень доволен. Никакого обслуживания он уже много лет не требует. Единственное, что приходится менять – это термопара. Она банально прогарает, где-то за три года.

А вот и про радиаторы и воздух, который по ним гуляет. Тоже подтверждение, что котел не очень правильно работает. Воздух откуда появляется? Как я понимаю, это просто закипает вода, и образовавшийся пар пытается подняться к самой верхней точке системы. Т.к. в системе присутствует насос, то он разгоняет этот пузырь по всей системе. У меня прошлую зиму котел как раз на максимуме работал, постоянно в системе булькало, но у меня расширительный бак на втором этаже как раз над котлом стоит, поэтому этот пузырь поднимался сразу к расширительному баку.

Как вы уже, наверное, поняли, описанная ситуация у меня не возможна, хотя бы потому, что котел отрегулирован на 60 градусов. Так откуда же берется воздух в системе отопления? Я уверен, что воздух берется из самой воды. Возможно, вы знаете, а кто не знает, скажу, что обычная вода из водоема, скважины или водопровода на самом деле является газированной. Налейте воду в трехлитровую банку и поставьте на некоторое время. На стенках образуются пузырьки. Это воздух, который находится в воде в растворенном состоянии. Именно этот воздух, высвобождается из воды и образует пузыри. Когда весь воздух из воды выходит, она становится мертвой и с этого момента ваши котел, трубы и радиаторы перестают корродировать.

На счет закипания скажу следующее. Закипание – это плохо. Закипание возможно в системах с открытым расширительным баком. У меня система закрыта, поэтому, я думаю, что мог бы разогреть свою систему и выше ста градусов без закипания. В ней выросло бы давление, и пар бы не образовывался. Но экспериментировать не буду.

И опять о котлах и еще о ГВС. Я вот свой котел как раз хочу менять на двухконтурный, чтобы была возможность его подключения, как раз, к обычному электрическому накопительному водонагревателю . Летом будет горячая вода от электричества, зимой – от газового котла . Долго искал магазин, где продаются теплообменники для того, чтобы подключиться к имеющемуся котлу, так и не нашел, зато в одном магазине мне рассказали о уже реализованной схеме: газовый котел, через его контур вода поступает в накопительный бак, из бака – к потребителям. До этого у меня уже была мысль так сделать, но останавливало то, что у таких котлов обещали переключение работы котла с отопления на ГВС, т.е. отопление просто отключалось в момент открытия крана с горячей водой. Как оказалось, в наших котлах это не так.

Кстати, какая регистрация может потребоваться для двухконтурного котла в случае замены старого на новый? Это же будет один аппарат. Про газовую колонку я такого же мнения, этого добра в доме не надо, лучше накопительного (но газового!) пока ничего не существует, а на лето будет хватать электрической части. Счетчик на газ в любом случае надо ставить, многие подтверждают, что это выгоднее, чем платить круглый год большие суммы за газ, который идет на отопление.

Скажу свое мнение. Я всю жизнь считал, что двухконтурный котел является комбинацией обычного котла и газовой колонки. Идея эта мне абсолютно не нравится. Во-первых, потому, что я не люблю газовые колонки, во-вторых, потому, что если вдруг система отопления не замкнута и в ней постоянно меняется состав воды, то это значит, что вся система будет подвержена коррозии и не прослужит больше 5-ти лет. Говорю это на основе того, что видел в магазинах и читал в книгах и инструкциях.

Действительно, есть варианты повышения КПД котла отопления, при которых разогрев системы ведется, например, котлом на солярке мощностью 20-30 кВт, а потом поддержание температуры осуществляется тенами значительно меньшей мощности. Мне эта идея начнет очень и очень нравиться уже очень скоро, когда цены на газ будут еще выше и встанет реальная задача повышения КПД котла и системы. Скажу только, что такая комбинированная система в большом почете на западе, где беднягам приходится экономить буквально на всем.

Теперь о системах с дополнительным баком. Это тоже классическая схема, описанная во многих и многих книжках, особенно, ранних годов выпуска. Дополнительный бак называется теплоаккумулятором. Он очень хорошо утеплен и используется в системах с отоплением на твердом топливе для того, чтобы топить только один раз в день. В такой системе два контура. Во время топки происходит нагрев как радиаторов, таки и воды в теплоаккумуляторе. Когда топка заканчивается, вода в системе забирается из теплоаккумулятора. Его должно хватать минимум на 8 часов. Теплоаккумулятор, конечно, должен быть значительного объема и, как я уже говорил, хорошо утеплен. Кроме того, такие системы дороги из-за необходимости использования котлов повышенной мощности (чтобы хватало и на дом, и на теплоаккумулятор), дороговизны утепленного металлического бака и, кстати, в такой схеме необходимо использовать циркуляционные насосы.

Такие схемы не получили должного распространения поскольку были довольно оперативно придуманы дровяные (угольные, торфяные) котлы с топками продолжительного горения.

На счет регистрации ничего не скажу, поскольку процедура зависит от местных властей. Сходите в свою контору, которая вам газ поставляет, и узнайте все доподлинно. Если у вас счетчик, то, как я понимаю, никакой регистрации вообще не требуется, поскольку поставщика газа волнует только показания счетчика и ничего больше.

То, что вы считаете накопительный газовый котел самым удачным решением горячего водоснабжения, поверьте, ваше сугубо личное мнение и оно не является самым распространенным.

Как можно увеличить КПД котла?

После покупки отопительного оборудования потребители зачастую заинтересованы в том, как можно увеличить КПД котла. Максимально эффективно работать оборудованию позволяет соблюдение рекомендаций производителя. Но часто даже при правильной эксплуатации возникают ситуации, которые приводят к не экономной работе приобретенного оборудования.

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.

Как повысить коэффициент полезного действия котла?

Предлагаем вам ознакомиться с рекомендациями, которые направлены на повышение продуктивности работы системы:

Если причина недостаточно эффективной работы кроется в площади отбора тепловой энергии, для ее увеличения устанавливается турбулизатор. Его размещают между теплообменником и топочной камерой.
Чтобы устранить теплопотери, возникающие вследствие химического недожога, необходимо грамотно настроить работу оборудования. Рекомендуем доверять эту процедуру только специалисту. Также для снижения тяги рекомендуется установить ее ограничитель. Его установка позволяет регулировать сечение дымоходной трубы. Монтаж ограничителя тяги особенно необходим при сильно низких температурах снаружи.
Для снижения теплопотерь, возникающих из-за физического недожога, и поддержания нормальной тяги необходимо своевременно удалять сажу, которая образовывается на жаровых трубах. Также необходимо удалять накипь, образующуюся на отопительном контуре. Регулярная очистка этих элементов позволяет устранить физические теплопотери.
Поддерживать должное состояние труб системы отопления. Металлические трубы могут «зарастать» изнутри вследствие грязевых отложений. С ПВХ-трубами такого не происходит, но в профилактических целях рекомендуется периодически выполнять продувку отопительной системы. Полностью сливать теплоноситель не стоит. Так как при поступлении неочищенной воды, ее нагревании и прохождении через трубы, выпадает осадок. Из-за этого на стенках трубопроводов образуется накипь.
Отрегулировать заслонку поддувала. Для этого необходимо использовать термометр. Заслонку устанавливают в то положение, при котором достигается максимальное значение температуры теплоносителя.
Поддерживать нормальную тягу. Во избежание ее ухудшения требуется регулярное очищение дымоотводящей трубы от продуктов сгорания. А также нельзя допускать образования копоти в камере сгорания. Из-за большого количества копоти увеличивается объем потребляемого топлива.
Для повышения эффективности котельного оборудования, работающего на газовом топливе, также можно выполнить монтаж коаксиального дымохода. У традиционных дымовых труб есть очевидный недостаток – они зависимы от внешних условий. Коаксиальная отводящая труба отличается стойкостью к скачкам температуры, обеспечивает поддержание заданных температурных параметров в помещении, экономит газ. Конструктивно коаксиальный дымоход состоит из двух труб, которые имеют разный диаметр. Одна труба используется для транспортировки продуктов сгорания, вторая – воздуха, который насыщен кислородом.

Устранить эти причины снижения КПД котлов реально своими руками без вызова специалистов.

Помощь специалистов

Выше мы рассмотрели почему снижается КПД котлов и способы его повышения. Если вам не хватает знаний и опыта работы с котлами, рекомендуем обратиться в компанию «Профтепло». Специалисты выполнят диагностику и примут меры, необходимые для эффективного функционирования отопительной системы. Чтобы воспользоваться услугами, свяжитесь с нами по контактному номеру телефона +7 (4842) 75 02 04 или закажите «Обратный звонок». Услуги предоставляются в Калуге.