КПД газового котла: характеристики, расчеты, советы по увеличению КПД

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.

Которыми являются:

• 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.

Производители в технических паспортах традиционно указывают КПД своих газовых котлов. Но, по большему счету, такая цифра является эталонной и максимально возможной. А то достигнет ли отопительное оборудование указанного на заводе значения по большему счету зависит от владельца, его знаний и навыков

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.

Любой газовый котел является частью системы отопления. Поэтому во многом его КПД зависит не от собственных настроек, технического состояния, производительности, а от мощности, состояния, правильности выбора и монтажа других элементов конструкции. К примеру, от радиаторов отопления

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.

Хотя процессы горения в газовых котлах более эффективные, чем в их твердотопливных аналогах, но часть топлива все равно не сгорает. Такое явление получило название «недожог» и он является одной из основных причин снижения КПД газового котла

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.

В ряде случаев повысить КПД своего газового котла получится с помощью настроек в сервисном меню. Но следует помнить, что по большей части они относятся к разряду тонких и поэтому поднимут эффективность отопительного прибора всего на 3-8%. Чтобы войти в сервисное меню необходимо ввести специальный код, установленный производителем

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.

На несколько процентов газовый котел станет более эффективным после очистки внешних поверхностей газовой горелки, теплообменника от продуктов сгорания, запекшейся пыли и других видов загрязнений

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.

На фото изображен дымоход, забитый сажей и другими продуктами сгорания. И даже с первого взгляда понятно, что в таком виде это оборудование не сможет обеспечить ожидаемый КПД. Поэтому состояние вентиляционной системы и дымохода необходимо контролировать регулярно. И подходить к процедуре не формально, а вполне ответственно. Так как от этого зависит эффективность всей системы отопления

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.

Следует помнить о том, что перекошенный при установке более, чем на 1° радиатор будет влиять на КПД любого газового котла. А, если неправильно установленных приборов несколько, то никакими регулировками котла компенсировать этого не удастся. И единственно правильным решением будет устранение недочетов, хотя это и накладно

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.

На фото видно, что каналы теплообменника забиты карбонатами (солевыми отложениями). Который приводит к существенному снижению КПД и досрочному выходу котла из строя. Избежать указанных негативных последствий можно, если регулярно выполнять очистку каналов

Промывка газового котла может выполняться тремя способами.

А именно:

• 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.

Единственным существенным недостатком химического способа очистки теплообменника является необходимость использовать специальное оборудование (бустер)

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 очистки теплоносителя является механический метод – очистка щеток вручную

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

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.

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.

Приобретая газовый котел для своего собственного дома, мы обращаем внимание на два основных показателя: цена оборудования и его мощность. Почему-то многие из нас не смотрят на очень важную позицию – коэффициент полезного действия (КПД). А ведь именно этот коэффициент говорит о том, как экономно будет работать купленный вами котел. Производитель в паспорте ставит максимальный показатель, который определяется правильной и грамотной эксплуатацией прибора. Но в жизни такое случается редко, отсюда не только теплопотери, но и потери денежных средств из вашего кошелька. Поэтому вопрос, как повысить КПД газового котла, в настоящее время волнует многих потребителей.

Начнем отвечать на поставленный вопрос с того, что отметим – коэффициент полезного действия газового котла зависит от многих показателей.

• Количество тепловой энергии, которая передается от сжигаемого топлива теплоносителю. Это основа КПД.
• Далее идут теплопотери. Чем их меньше, тем лучше. Основная масса теплопотерь происходит из-за неправильного сжигания топлива, в данном случае природного газа. Здесь два вида недожога: химический и механический.
• И последний вид теплопотерь, который зависит от неравномерного распределения выделяемой тепловой энергии.

Получается так, снизив теплопотери, можно поднять коэффициент полезного действия до заявленного производителем. В случае с газовым отопительным оборудованием нас будут интересовать всего лишь два вида тепловых потерь – это химический и механический вариант.

</p>

Виды теплопотерь

Начнем с механического. По сути, получается вот какая схема. В процессе сжигания газа в топку должен подаваться кислород. Для этого в конструкции самого газового котла установлена небольшая камера с дверцей. Ее называют поддувало. Приоткрывая или прикрывая дверцу-заслонку, мы впускаем в камеру сгорания свежий воздух, обогащенный кислородом.

Если открыть заслонку больше необходимого параметра, то газ полностью сгорать не будет. Внутри топки образуется сквозняк, вытягивающий с продуктами сгорания топлива и часть несгоревшего газа. Соответственно будет меньше выделяться тепловой энергии. Это минус, это падение КПД газового котла.

Химические теплопотери – это, наоборот, большой недостаток кислорода в камере сгорания. То есть заслонка прикрыта слишком сильно. Без кислорода газ полностью сгорать не будет и опять, вместе с продуктами сгорания, будет вылетать в дымоходную трубу. При этом падение коэффициента полезного действия будет самым большим до 7%.

</p>

Как увеличить КПД

Создать правильные условия эксплуатации газового котла и тем самым повысить коэффициент полезного действия можно реально, не вызывая специалиста, то есть своими руками. Что для этого нужно сделать?

1. Отрегулировать заслонку поддувала. Это можно сделать экспериментальным путем, найдя, при какой позиции температура теплоносителя будет выше всего. Контроль проводите по термометру, установленному в корпусе котла.
2. Обязательно следить, чтобы трубы системы отопления не зарастали изнутри, чтобы на них не образовывалась накипь и грязевые отложения. С пластиковыми трубами сегодня стало проще, их качество известно. И все же специалисты рекомендуют периодически продувать систему отопления.
3. Следить за качеством дымохода. Нельзя допускать его засорение и налипания на стенки сажи. Все это приводит к суживанию сечения отводящей трубы и уменьшению тяги котла.
4. Обязательное условие – чистка камеры сгорания. Конечно, газ не сильно коптит, как дрова или уголь, но стоит хотя бы один раз в три года мыть топку, очищая ее от сажи.
5. Специалисты рекомендуют снизить тягу дымохода в самое холодное время года. Для этого можно использовать специальное устройство – ограничитель тяги. Устанавливается он на самом верхнем краю дымохода и регулирует сечение самой трубы.
6. Снизить химические тепловые потери. Здесь два варианта, чтобы добиться оптимального значения: установить ограничитель тяги (уже выше было об этом сказано) и сразу после установки газового котла провести грамотную настройку оборудования. Рекомендуем это поручить специалисту.
7. Можно установить турбулизатор. Это специальные пластины, которые устанавливаются между топкой       и теплообменником. Они увеличивают площадь отбора тепловой энергии.

</p>

Вот такие причины, устранив которые можно рассчитывать на повышение эффективности работы котельного оборудования. Конечно, таких причин немало, но эти считаются основными, отвечающими на вопрос: как увеличить КПД газового котла.

Не забудьте оценить статью:

Голосов: 1 Средняя оценка: 5,00 из 5

—>

31 марта 2019

Коэффициент полезного действия указывает на теплоэффективность отопительного котла. Это один из важнейших показателей оборудования, позволяющий спрогнозировать, сколько топлива потребуется для обогрева помещения. КПД газового котла отопления обязательно указывается производителем в техническом паспорте, поэтому покупатель получает возможность подобрать оптимальную модель. Рассмотрим способы расчета коэффициента полезного действия, особенности выбора оборудования на основе показателя эффективности.

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.

Методы расчета КПД для газового котла

В России для подсчета эффективности котлов на официальном уровне до сих пор используется методика обратного баланса. Расход энергии высчитывается по нижнему порогу сгорания топлива, из этой величины вычитается количество тепла, ушедшего в дымоход (определяется с помощью калорифера). В реальных условиях этот способ неактуален по двум причинам: качественная теплоизоляция корпуса оборудования и автоматическая регулировка работы горелок.

Производители высчитывают КПД газового котла отопления по такой формуле:

η = (Q1/Qri)*100%

Где:

Q1 – тепло, которое котел использовал для отопления;

Qri – общее количество энергии, выделяемое при сгорании природного газа.

Результат такого расчета является примерным, поскольку не учитывает все разнообразие погрешностей при работе оборудования в реальных условиях. На месте можно вычислить величину таких отклонений по формуле:

η = 100-(q2+q3+q4+q5)

Где:

q2 – тепло выводимых продуктов сгорания;

q3 – недожог газа, связанный с ошибочными пропорциями газовоздушной смеси;

q4 – механический недожог топлива и потери тепла из-за образования сажи;

q5 – влияние на теплопотери, зависящие от внешней температуры.

Рассчитать реальные погрешности можно только после установки и запуска котла, поэтому при покупке приходится ориентироваться на показатели производителя. Важно помнить, что самое большое влияние на коэффициент энергоэффективности оказывает температура отводимых газов. Так, снижение этого показателя на 10-15 градусов позволяет выиграть 1% КПД. В случае с обычными котлами «в трубу» уходит около 6% энергии, тогда как оборудование конденсаторного типа теряет всего 0,5% при отведении продуктов сгорания.

Причины снижения КПД

Газовые напольные котлы и настенные модели демонстрируют наиболее высокую энергоэффективность сразу после установки. Со временем этот показатель снижается в силу двух основных факторов:

• загрязнение горелок – нагар постепенно забивает тонкие отверстия, что становится причиной плохого прогорания топлива;

• кальцинация теплообменника – этому в большей степени подвержены настенные котлы, у которых медные трубки имеют малый диаметр.

Также максимальную отдачу от газового оборудования мешают получить общие теплопотери дома. Ветхие окна и двери, стены с высоким показателем теплопроводности препятствуют формированию комфортного микроклимата, даже если сам по себе котел обладает высоким КПД.

Еще одним важным нюансом остаются радиаторы – от них эффективность всей системы зависит на 80%. Важно использовать качественные современные секции, которые будут легко отдавать тепло окружающему пространству. Эксплуатация старых, забитых, закрашенных или поврежденных коррозией радиаторов не даст насладиться зимой теплом.

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

• Регулировка поддува – определить предпочтительное положение заслонки можно экспериментальным способом. Остановитесь на таком положении, при котором встроенный градусник котла будет показывать наиболее высокую температуру.

• Продувка системы отопления – периодическое проведение такой очистки убережет трубы от зарастания грязью или накипью.

• Чистка дымохода – следите за тем, чтобы канал не зарастал копотью. Сужение трубы приводит к падению тяги, препятствует полноценному сгоранию топлива и увеличивает вероятность отравления угарным газом.

• Чистка горелки – камеру сгорания рекомендуется тщательно мыть хотя бы раз в три года. Эту процедуру желательно доверить специалисту.

• Установка ограничителей тяги – если дымоход слишком широкий и через него уходит много тепла, можно воспользоваться специальным устройством, регулирующим сечение трубы. Перед этим обязательно следует проконсультироваться со специалистом.

• Регулировка оборудования – после установки и запуска котла попросите мастера настроить котел на экономичный режим работы.

• Установка турбулизатора – это особая пластина, которая монтируется между теплообменником и камерой сгорания, увеличивая площадь теплоотдачи.

• Использование датчиков – миниатюрные устройства позволяют отслеживать температуру окружающего воздуха, контролировать подачу газа и прочие параметры работы оборудования. Некоторые модели котлов имеют встроенные системы управления, для других автоматику можно приобрести отдельно.

Дополнительно рекомендуется устранить мостики холода в самом помещении. Возможно, потребуется утепление стен, перекрытий, замена окон и дверей.

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.

Теплопотери при удалении горючих газов

При сгорании природного газа выделяются углерод, углекислый газ и водяной пар. В котлах с обычным теплообменником весь этот коктейль выводится наружу практически сразу после образования. Но современные производители предлагают конденсационные котлы, которые позволяют использовать тепло продуктов сгорания по максимуму. Внутри такого теплообменника водяной пар конденсируется и отдает энергию. Остывшую влагу необходимо периодически сливать и утилизировать специальным образом, поскольку она содержит кислоту.

Обычно заявленный показатель КПД конденсационных котлов превышает 100%, что кажется невероятным с точки зрения физики. Чтобы разобраться с этим вопросом, необходимо разграничивать два понятия:

• НУТС (низшая удельная теплота сгорания) – энергия, получаемая из топлива, когда все продукты сгорания выводятся во внешнюю среду;

• ВУТС (высшая удельная теплота сгорания) – количество энергии, которая учитывает потенциал водяного пара.

В нормативной документации все расчеты проходят с использованием НУТС. Если же учитывать используемую энергию водяного пара, но расчеты вести на основе низшей удельной теплоты сгорания, получаем цифры, которые превышают 100%. В целом разница между НУТС и ВУТС составляет примерно 11% — это и есть предельная разница в КПД котлов с разными теплообменниками.

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.

Лучшие модели и производители

Интересуясь КПД котлов отопления на газе, стоит ознакомиться с перечнем наиболее удачных вариантов от всемирно известных производителей.

• Vaillant ecoVIT, VKK INT 286/4 – одноконтурная модель для напольной установки. Имеет закрытую камеру сгорания, высокий уровень автоматизации.

• DeDietrichNaneo, PMC—M 34/39 MIPlus – конденсационный котел для настенного монтажа. Комбинированная закрыто-открытая камера сгорания и встроенная система управления.

• ACV Alfa Comfort 60 v15 – энергонезависимый напольный котел, который не требует подключения к электросети. Простой и надежный вариант по демократичной стоимости.

Заключение

При выборе газового котла необходимо учитывать указанную производителем величину КПД, температуру дымовых газов и модель теплообменника. Для получения максимальной отдачи следует устранить общие и специфические теплопотери. Если вас интересует качественное оборудование для обогрева дома, в нашем каталоге легко подобрать энергоэффективную модель от европейского производителя. Менеджер «Смартекс24» готов проконсультировать каждого клиента и помочь с выбором.

Во многие даже достаточно удаленные от городов малые населенные пункты в наше время уже проведен газ. И большинство жителей деревень и поселков России сегодня для отопления домов используют не дровяные печи, а котлы. Такое оборудование устанавливается в здании в одном из хозяйственных помещений. Далее к нему подключается дымоход и контур системы обогрева.

Что такое КПД

Выпускают газовые котлы в наше время многие компании как отечественные, так и зарубежные. При выборе такого оборудования владельцы частных домов в России, к сожалению, смотрят в основном лишь на его цену и мощность. Между тем очень важным параметром, позволяющим выбрать хороший нагревательный агрегат, является КПД. Газовый котел, помимо всего прочего, должен отличаться высокой производительностью.

Чем выше коэффициент полезного действия имеет подобное оборудование, тем меньше в последующем владельцам дома нужно будет платить за голубое топливо. Называют КПД газовых котлов соотношение затраченного топлива на тепловую отдачу.

Формула расчета усредненного КПД

КПД указывается в том числе и в техническом паспорте котла. Однако в данном случае потребителю предоставляется лишь усредненный показатель, высчитывают который фирмы, занимающиеся изготовлением подобного оборудования, по следующей формуле: n=(Q/Qo)*100%.

Здесь Q — тепло, которое удалось выделить, аккумулировать и использовать для обогрева помещений; Qo — общее количество тепловой энергии, выделяющееся при сжигании топлива.

Опередить по такой формуле, к сожалению, можно только усредненный КПД. Газовые котлы с большим показателем производительности на современном рынке представлены в довольно-таки большом ассортименте. У некоторых современных марок подобных агрегатов КПД может достигать 98%. Это конечно же, очень много. Однако на практике такой эффективной работы современные газовые агрегаты, к сожалению, зачастую не показывают. В процессе эксплуатации подобного оборудования в частных домах появляются разного рода теплопотери, что самым негативным образом сказывается на КПД. То есть, будучи установленными в доме, газовые котлы обычно теряют производительность.

Фактический КПД — формула

На месте КПД подобного оборудования определяют обычно по такой формуле: η=100 — (q2 + q3 + q4 + q5 + q6).

Здесь:

• q2 — тепловые потери из-за нагретых, уходящих в трубу продуктов сгорания;

• q3 — потери из-за неверно выбранных пропорций газовой смеси (недожог);

• q4 — потери из-за сажи внутри котла и механический недожог;

• q5 — потери из-за колебаний наружной температуры воздуха.

При этом считается, что сильнее всего на КПД котла влияет показатель q2. То есть в наибольшей мере производительность и экономичность газового нагревательного агрегата зависит от того, сколько индуцируемого им тепла в буквальном смысле слова «вылетает в трубу».

Какие котлы имеют больший КПД

Отечественные производители на настоящий момент выпускают довольно-таки мощное и надежное газовое нагревательное оборудование. Однако в нашей стране, к сожалению, до сих пор не уделяется слишком много внимания экономии ресурсов. Поэтому наибольший КПД на сегодня имеют импортные газовые котлы. В особенности это касается низкотемпературных конденсационных моделей, у которых показатель нагрева теплоносителя не превышает 70 °С, а отводимых газов — 110 °С.

Самыми производительными марками газовых котлов, КПД которых очень высок, на современном рынке являются:

• «Будерус».

• «Виссман».

• «Бакси».

• «Вайлант».

Также очень неплохой маркой нагревательных агрегатов с высоким КПД считается «Де Дитрих».

Как увеличить КПД газового котла: основные способы

Если котел в доме не будет работать с должной производительностью, его владельцам придется переплачивать за расход газа, что, конечно же, самым негативным образом скажется на семейном бюджете. Чтобы повысить производительность нагревательного агрегата и тем самым избежать ненужных трат, можно:

• модифицировать дымоход или улучшить условия отвода отработанных газов;

• почистить камеру сгорания;

• почистить или заменить магистрали системы отопления дома;

• внести изменения в конструкцию котла;

• отрегулировать пропорции газовой смеси в камере сгорания с использованием заслонки.

С использованием таких методик можно повысить КПД и двухконтурного газового котла, и одноконтурного. Подходят такие способы также и для настенных или напольных газовых нагревательных агрегатов.

Что делать с дымоходом

Очень сильно на производительность котлов влияет именно состояние отводящей продукты сгорания трубы. Если дымоход забьется сажей, это уменьшит его диаметр и, соответственно, тягу. Проверять состояние отводящей продукты сгорания газа трубы специалисты рекомендуют не реже 1 раза в год.

Котел закрытого типа для повышения КПД лучше всего будет подключить к коаксиальному дымоходу. В данном случае воздух начнет поступать в камеру сгорания через наружную полость двухполостной трубы, уже будучи слегка подогретым. Это, в свою очередь, снизит начальные теплозатраты на несколько процентов.

Дополнительные меры

Также в доме можно установить систему рециркуляции продуктов сгорания. В данном случае дым будет проходить через ломанный канал и после подмешивания воздуха снова поступать к горелке.

В сильные морозы тягу дымохода специалисты советуют немного снижать. Это также позволит слегка увеличить КПД газового котла напольного или настенного. Для снижения тяги при этом можно использовать особое приспособление, крепящееся непосредственно на дымоход.

Регулировка пропорций газовой смеси

В конструкции любого современного нагревательного агрегата, помимо всего прочего, имеется такой элемент, как заслонка. Правильно отрегулировав ее положение, можно довольно-таки серьезно повысить КПД газового котла.

Если заслонка котла будет открыта слишком сильно, в камеру сгорания начнет поступать очень много воздуха. В этом случае в топке будет образовываться сквозняк, вытягивающий на улицу вместе с продуктами сгорания и часть голубого топлива.

Еще более серьезное снижение КПД газового котла может вызывать слишком сильное закрытие заслонки. В этом случае в камеру сгорания будет поступать мало воздуха. В результате часть газа просто-напросто не сгорит и также выйдет в трубу вместе с дымом. Снизиться КПД нагревательного агрегата при таком положении заслонки может на целых 7%.

Отрегулировать пропорции горючей смеси внутри топки котла самостоятельно будет несложно. Сделать это можно экспериментальным путем. Владельцу дома нужно просто выдвигать и задвигать заслонку до тех пор, пока термометр котла не покажет самый высокий нагрев теплоносителя в системе отопления.

Очистка камеры сгорания

Голубое топливо отличается прежде всего тем, что при его сгорании не образуется слишком много сажи. Чистить топку работающего на газе котла, конечно же, нужно реже, чем твердотопливного оборудования этого типа. Но все же мыть камеру сгорания таких нагревательных агрегатов время от времени нужно. Специалисты считают, что делать такие чистки владельцам газовых котлов нужно не менее 1 раза в 3 года.

Накипь в трубах

Обязательно хозяевам частных домов, чтобы не тратить большие деньги на газ, нужно следить и за состоянием магистралей системы отопления. Снизить производительность котла может в том числе и обычное засорение труб. Опытные владельцы загородных домов, к примеру, не советуют слишком часто менять теплоноситель в контуре системы отопления. Нежелательно сливать воду из магистралей даже по окончании холодного сезона. Дело в том, что любая вода из скважины, колодца и централизованной системы содержит огромное количество растворенных минеральных веществ, которые в последующем и выпадают в трубах в виде осадка.

Какие изменения можно внести в конструкцию

Для повышения КПД настенных газовых котлов или напольных между топочной камерой агрегата и его теплообменником можно установить специальные турбулизаторы. Так называют особые пластины, способные значительно увеличить площадь отбора теплоэнергии.

Также работу котла можно регулировать с использованием датчиков температуры. Такие приспособления устанавливаются в помещениях дома и включают/выключают горелку нагревательного агрегата в зависимости от прогрева воздуха до заданной хозяевами температуры. При использовании датчиков важно правильно выполнить настройку и синхронизацию работы котла в соответствии с показаниями последних.

Включение горелки газовых нагревательных агрегатов при снижении температуры воздуха в помещениях ниже заданных параметров происходит от специальной «зажигалки». Называют так маленькую горелку, газ на которой не затухает никогда. Много голубого топлива такая «зажигалка» сжечь не может. Однако за сезон из-за ее работы зачастую все же сгорает несколько кубометров голубого топлива. Чтобы снизить потери, обычную «зажигалку» в котле можно заменить на «пьезо». Работать такое устройство будет не хуже традиционного, а экономия от его использования весьма значительная.

Другие изменения

Очень хорошие показатели в плане производительности имеются, помимо всего прочего, и у газовых нагревательных агрегатов, оснащенных модуляционными горелками. Современные котлы от лучших европейских производителей изначально дополняются подобными элементами двухуровневыми или же полностью модулированными. Горелки этого типа способны самостоятельно приспосабливаться к фактическим рабочим параметрам смонтированной в доме системы отопления. Таким образом процент недожога в котлах такой конструкции снижается до минимума.

В обычных нагревательных агрегатах владельцы дома могут, помимо всего прочего, попробовать изменить положение горелки. Установка этого элемента ближе к водяному контуру позволяет повысить КПД котла на несколько процентов. Тепловой баланс агрегата в этом случае увеличивается в большую сторону.

Конденсационные котлы

Таким образом, повысить КПД газового котла будет относительно несложно. Но конечно же, владельцам загородных домов лучше все же сразу приобретать экономичное и производительное оборудование этого типа. Самым высоким КПД, как уже упоминалось, отличаются конденсационные газовые котлы.

На отечественном рынке такое оборудование появилось относительно недавно. Экономичность этих котлов определяется в первую очередь тем, что в них дополнительно используется энергия, образующаяся из-за конденсации водных паров из отработанных газов. Эффективность такого оборудования на порядок выше, чем у обычных нагревательных агрегатов.

Многие производители подобных котлов уверяют даже, что они выпускают газовые котлы с КПД 100% или выше — 108-109%. Конечно, подобные утверждения оспариваются специалистами. Ведь, как известно, КПД любого оборудования редко доходит до 100%. Превышать же эту цифру такой показатель и вовсе не может. Увеличить количество тепла при сжигании одного и того же объема голубого топлива, разумеется, не способен даже самый совершенный нагревательный агрегат.

Но все же КПД газовых котлов отопления конденсационных намного выше, чем обычных. По мнению специалистов, он может доходить до 98-99%.

В плане экономичности расхода газа конденсационные котлы, таким образом, значительно превосходят простые. Однако, к сожалению, при этом и стоит такое оборудование намного дороже традиционного. Приобретать или нет такой агрегат — дело выбора самих хозяев газифицируемого дома. Скорее всего, в процессе эксплуатации газового котла с высоким КПД конденсационного разница в стоимости в конечном итоге окупится. Но произойдет это все же не слишком быстро, к чему покупатели должны быть готовы заранее.

Используемые источники:

• https://sovet-ingenera.com/otoplenie/kotly/kak-uvelichit-kpd-gazovogo-kotla-svoimi-rukami.html
• http://otepleivode.ru/otoplenie/kotlyi-i-vodonagrevateli/kak-povyisit-kpd-gazovogo-kotla.html
• https://smartex-24.ru/news/kpd-gazovogo-kotla.html
• https://fb.ru/article/461067/kpd-gazovogo-kotla-harakteristiki-raschetyi-sovetyi-po-uvelicheniyu-kpd