Отопительная техника, работающая на твердом топливе, представлена сегодня целой группой аппаратов.
Каждый твердотопливный котел, выпускаемый сегодня отечественными и зарубежными компаниями-производителями – это совершенно новые, высокотехнологичные нагревательные приборы.
Благодаря внедрению в конструкцию отопительных приборов технических новшеств и оснащения устройствами автоматического контроля, удалось значительно повысить КПД, оптимизировать работу твердотопливных котлов.
В нагревательных приборах этого вида используется традиционный принцип действия, аналогичный хорошо знакомому для нас варианту печного отопления. Основное действие обусловлено процессом генерации тепловой энергии выделяемой при сгорании в топке котла угля, кокса, дров и других топливных ресурсов с последующей передачей тепла теплоносителю.
Как и другие устройства, обеспечивающие выработку, передачу энергии, котельное оборудование имеет свой коэффициент полезного действия. Рассмотрим более детально, что собой представляет КПД агрегатов, работающих на твердом топливе. Постараемся найти ответы на вопросы, связанные с этими параметрами.
Что такое КПД отопительных приборов
Для любого нагревательного агрегата, в задачу которого входит обогрев внутреннего пространства жилых зданий и сооружений различного назначения, важным компонентом была, есть и остается эффективность работы.
Параметром, определяющим эффективность твердотопливных котлов, является коэффициент полезного действия.
КПД показывает отношение затраченной тепловой энергии, выдаваемой котлом в процессе горения твердого топлива к полезному теплу, которым снабжается вся система отопления.
Выражается это соотношение в процентах. Чем лучше работает котел, тем выше проценты. Среди современных твердотопливных котлов есть модели с высоким КПД, высокотехнологичные, эффективные и экономичные агрегаты.
Для справки: в качестве грубого примера, следует оценить тепловой эффект, получаемый при сидении возле костра. Выделяемая при горении дров тепловая энергия способна обогреть ограниченное вокруг костра пространство и предметы.
Большая часть тепла от горящего костра (до 50-60%) уходит в атмосферу, ни давая никакой пользы, кроме эстетического содержания, в то время как соседние предметы и воздух получают ограниченное количество килокалорий.
Коэффициент полезного действия у костра минимальный.
К примеру: при горении угля, дров или пеллет выделяется разного количество тепловой энергии. Во многом КПД зависит от технологии сжигания топлива в камере сгорания и типа системы отопления. Другими словами, каждый вид нагревательных приборов (традиционные котлы на твердом топливе, агрегаты длительного горения, пеллетные котлы и аппараты, работающие за счет пиролиза), обладает своими технологическими особенностями конструкции, влияющие на параметры КПД.
Отражаются на эффективности котлов так же условия эксплуатации и качество вентиляции. Слабая вентиляция становится причиной нехватки воздуха, необходимого для высокой интенсивности процесса сжигания топливной массы. От состояния дымохода зависит не только уровень комфорта во внутренних помещениях, но и КПД обогревательной техники, работоспособность всей системы отопления.
Сопроводительная документация на отопительный котел должна иметь заявленный производителем КПД оборудования. Соответствие реальных показателей заявленной информации достигается за счет правильного монтажа аппарата, обвязкой и последующей эксплуатацией.
Правила эксплуатации котельных устройств, соблюдение которых оказывает влияние на величину КПД
Любой вид отопительного агрегата имеет свои параметры оптимальной нагрузки, которая должна быть максимально полезной, с технологической и экономической точки зрения.
Процесс эксплуатации твердотопливных котлов построен таким образом, что большую часть времени техника работает в оптимальном режиме.
Обеспечить такую работу позволяет соблюдение правил эксплуатации отопительного оборудования, работающего на твердом топливе. В данном случае необходимо придерживаться и следовать следующим пунктам:
- необходимо соблюдать приемлемые режимы дутья и работы вытяжки;
- постоянный контроль над интенсивностью горения и полноты сгорания топлива;
- контролировать величину уноса и провала;
- оценка состояния нагреваемых в процессе горения топлива поверхностей;
- регулярная чистка котла.
Перечисленные пункты являются тем необходимым минимумом, которого нужно придерживаться во время эксплуатации котельного оборудования в отопительный сезон. Соблюдение простых и понятных правил позволит получить заявленный в характеристиках КПД автономного котла, улучшить работу твердотопливного котла.
Можно сказать о том, что каждая мелочь, каждый элемент конструкции нагревательного прибора сказывается на величине коэффициента полезного действия. Правильно сконструированный дымоход, система вентиляции обеспечивают оптимальный приток воздуха в топочную камеру, что существенно отражается на качестве горения топливного продукта.
Работа вентиляции оценивается величиной коэффициента избытка воздуха. Чрезмерное увеличение объема поступающего воздуха приводит к перерасходу топлива. Тепло интенсивнее уходит через трубу вместе с продуктами горения. При уменьшении коэффициента работа котлов существенно ухудшается, высока вероятность возникновения в топке зон, ограниченных кислородом.
При такой ситуации в топке начинает образовываться и скапливаться в больших количествах сажа.
Интенсивность и качество горения в твердотопливных котлах требуют постоянного контроля. Загрузка топочной камеры должна выполняться равномерно, не допуская очаговых возгораний.
На заметку: уголь или дрова равномерно распределяются по колосникам или по решетке. Горение должно проходить по всей поверхности слоя.
Равномерно распределенное топливо быстро подсыхает и горит по всей поверхности, гарантируя полное выгорание твердых компонентов топливной массы до летучих продуктов горения.
Если вы правильно заложили топливо в топку, пламя пи работе котлов будет ярко желтого, соломенного цвета.
Во время горения важно не допускать провалов топливного ресурса, иначе придется столкнуться с существенным механическими потерями (недожог) топлива. Если не контролировать положения топлива в топке, упавшие в зольный ящик крупные фрагменты угля или дров могут привести к несанкционированному возгоранию остатков продуктов топливной массы.
Сажа и смола, скопившаяся на поверхности теплообменника, уменьшают степень нагрева теплообменника. В результате всех перечисленных нарушений условий эксплуатации уменьшается полезный объем тепловой энергии, необходимой для нормальной работы системы отопления. Как следствие, можно говорить о резком снижении КПД отопительных котлов.
Факторы, от которых зависит КПД котлов
Котлы с высоким значением КПД на сегодняшний день представлены следующей отопительной техникой:
- агрегаты, работающие на угле и на другом твердом ископаемом топливе;
- пеллетные котлы;
- аппараты пиролизного типа.
КПД нагревательных приборов, в топку которых идет антрацит, каменный уголь и торфяные брикеты, составляет в среднем 70-80%. Значительно больший коэффициент полезного действия у пеллетных устройств – до 85%. Загружаемые гранулами, нагревательные котлы этого типа отличаются высокой эффективностью, выдаваемые во время горения топлива огромное количество тепловой энергии.
На заметку: одной загрузки вполне достаточно для работы аппарата на оптимальных режимах до 12-14 часов.
Абсолютный лидер среди твердотопливного отопительного оборудования – пиролизный котел. В этих приборах используется дрова или отходы древесины. КПД такой техники сегодня составляет 85% и более. Агрегаты так же относятся к высокоэффективным устройствам длительного горения, но при соблюдении необходимого условия — влажность топлива не должна превышать 20%.
Немаловажным для значения коэффициента полезного действия является тип материала, из которого изготовлен отопительный прибор. Сегодня на рынке представлены модели твердотопливных котлов, выполненных из стали и из чугуна.
Для справки: К первым относятся стальные изделия. Для снижения рыночной стоимости агрегата, компании – производители используют основные элементы конструкции, выполненные из стали.
Например, теплообменник изготавливается из высокопрочной жароустойчивой черной стали толщиной 2-5 мм.
Таким же образом изготавливаются нагревательные трубчатые элементы, используемые для нагрева основного контура.
Чем толще сталь, используемая в конструкции, тем выше теплообменные характеристики оборудования. Соответственно растет коэффициент полезного действия.
В аппаратах из стали увеличение КПД достигается за счет установки специальных внутренних перегородок в виде труб – ступеней основного потока и рассекателей дыма.
Меры вынужденные и частичные, позволяющие незначительно повысить эффективность основного устройства. Среди моделей стальных твердотопливных котлов редко можно встретить приборы, имеющие КПД выше 75%.
Сроки эксплуатации таких изделий составляют 10-15 лет.
Зарубежные компании с целью повышения КПД стальных отопительных котлов используют в своих моделях процесс нижнего сжигания, с 2-мя или с 3-мя тяговыми потоками. В конструкции изделий предусмотрена установка трубчатых нагревательных элементов для улучшения теплообмена. Подобная техника имеет КПД в пределах 75-80%, и прослужить может дольше, в 1,5 раза.
В отличие от стальных агрегатов, большей эффективностью обладают чугунные твердотопливные аппараты.
КПД у таких нагревательных приборов составляет 80%. Следует учитывать огромные по времени сроки эксплуатации чугунных котлов. Срок работоспособности у подобной техники составляет 30-40 лет.
Как повысит эффективность отопительной техники, работающей на твердом топливе
Сегодня многие потребители, имея в своем распоряжении твердотопливный котел, стараются найти наиболее удобный и практичный способ как повысить КПД отопительного оборудования.
Технологичные параметры нагревательных приборов, заложенные производителем, со временем теряют свои номинальные значения, поэтому для повышения эффективности котельного техники изыскиваются различные способы и средства.
Рассмотрим один из наиболее эффектных вариантов, установка дополнительного теплообменника. В задачу новой оснастки входит снятие тепловой энергии с летучих продуктов горения.
На видео можно увидеть, как сделать самостоятельно экономайзер (теплообменник)
Для этого нам предварительно необходимо узнать какова температура дыма на выходе. Изменить ее можно при помощи мультиметра, который помещается непосредственно в середину дымохода. Данные о том, сколько можно получить дополнительного тепла от улетучивающихся продуктов горения необходимы для расчета площади дополнительного теплообменника. Делаем следующие действия:
- отправляем в топку дрова определенного количества;
- засекаем за сколько времени прогорит определенное количество дров.
К примеру: дрова, в количестве 14.2 кг. горят 3,5 часа. Температура дыма на выходе из котла составляет 460 0 С.
Читайте также: Сливная яма в частном доме своими руками: как выкопать и сделать самому
За 1 час у нас сгорело: 14,2/3,5 = 4,05 кг. дров.
Для расчета количества дыма используем общепринятое значение — 1 кг. дров = 5,7 кг. дымовых газов. Далее умножаем количество сгоревших за один час дров на количество дыма, получаемое при сгорании 1 кг. дров.
В итоге: 4,05 х 5,7 = 23,08 кг. летучих продуктов горения.
Эта цифра и станет отправной точкой для последующих расчетов количества тепловой энергии, которую можно использовать дополнительно для нагрева второго теплообменника.
Зная значение теплоемкости летучих горячих газов, как 1,1 кДж/кг., делаем дальнейший расчет мощности теплового потока, если мы хотим снизить температуру дыма с 460 0С до 160 градусов.
Q = 23,08 х 1,1 (460-160) = 8124 кДж тепловой энергии.
В итоге получаем точное значение дополнительной мощности, которую обеспечивают летучие продукты горения: q = 8124/3600 = 2,25 кВт, цифра большая, которая может оказать существенное влияние на повышение эффективности отопительного оборудования.
Зная о том, сколько энергии уходит впустую, желание оснастить котел дополнительным теплообменником вполне оправдано.
За счет притока дополнительной тепловой энергии для работы по нагреву теплоносителя, повышается не только эффективность всей системы отопления, но и сам КПД отопительного агрегата растет.
Выводы
Несмотря на обилие моделей современной отопительной техники, твердотопливные котлы продолжают оставаться одним из эффективных и доступных видом нагревательного оборудования.
В сравнении с электрическими котлами, которые имеют КПД до 90%, агрегаты на твердом топливе обладают высоким экономическим эффектом.
Увеличение коэффициента полезного действия на новых моделях, позволило этому виду котельного оборудования вплотную приблизиться к электрическим и газовым котлам.
Современные аппараты на твердом топливе способны не только работать длительное время, используя доступное по цене природные топливные ресурсы, но и обладают высокими эксплуатационными характеристиками.
Кпд газового котла отопления: расчет и способы повышения эффективности
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.
Читайте также: Смс розетка: принцип работы, виды и обзор лучших розеток с управлением по gsm
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.
- DeDietrich Naneo, PMC-M 34/39 MI Plus – 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.
Способы – как повысить КПД газового котла
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.
Грамотное обслуживание оборудования
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%.
Правильная настройка газового котла
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?
Своевременная чистка узлов агрегата
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.
Как увеличить КПД котла, век живи век учись — статья №1
Как увеличить КПД котла (коэффициент полезного действия)? Не важно какого: пеллетного котла, дизельного котла или газового… Не секрет, что все, кто купил в свое хозяйство отопительный котел, как правило свято верят в КПД котла, который указан в Руководстве по его эксплуатации, или в Инструкции к котлу. А там, как правило, стоит — 85%, 90%, 92% и даже 95%. Но мало кто знает, что в момент работы котла он крайне редко достигает КПД, указанного в документах производителя. Почему? Давайте разбираться.
Итак,
КПД котла зависит от многих параметров:
- соответствует ли вид топки топливу, которое в нем сжигается,
- от технического состояния котла,
- от нагрузкив которой котел эксплуатируется,
- от организации процесса сжигания топлива в котле,
- от качеста топлива,
- и т.д. и т.п.
Надо знать, что баланс тепла, вырабатываемого отопительным котлом, складывается из следующих величин:
q1 + q2 + q3 + q4 + q5 = 100%, где
- q1 — тепло, переданное теплоносителю (как правило, вода),
- q2 — потери тепла с отходящими газами (физический недожег),
- q3 — потери тепла от химической неполноты сгорания топлива (химический недожег),
- q4 — потери тепла от механической неполноты сгорания (механический недожег),
- q5 — потери в окружающую среду из-за рассеивания тепла.
А теперь самое интересное:
Потери тепла с отходящими газами (q2) или физический недожег тем больше, чем больше проходит через топку котла избыточного воздуха (воздуха, который не принимает участия в самом процессе сжигания топлива), а так же чем выше температура отходящих газов. Потери тепла с отходящими газами может достигать … 15-25%. Такие потери характерны в зимние месяцы, когда котел работает на максимуме. Как уменьшить эти потери- читайте в следующей статье.
Потери тепла от химического недожега (q3) тем больше, чем больше окиси углерода (угарного газа), имеющего высокую теплотворную способность, покидает котел через дымовую трубу, не сгорая в котле.
Самое интересное то, что химический недожег это следствие недостаточного количества воздуха в камере сгорания котла. При неполном сгорании углерода, часть его образует окись углерода: 2С + О2= 2СО. При этом и происходит значительная (как я уже написал)потеря тепла.
Потери КПД котла от химического недожега могут достигать 5-7%.
Читайте также: Лампы накаливания: разновидности + маркировка и правила выбора
Потери тепла от механического недожега (q4) характерны главным образом для твердотопливных котлов. Они образуютс в следствии появления шлака в топке, который плавится и обволакивает несгоревшее топливо. Чем выше зольность топлива и чем меньше летучих веществ в своем составе оно имеет- тем больше его механический недожег. Вообще q4 может достигать 1-3%.
Потери тепла в окружающую среду из-за рассеивания тепла (q5) — это потери, которе происходят через стенки котла, через его внешнюю облицовку. Они могут достигать 1-2%.
Так каков же реальный КПД котла?
Таким образом, если в Паспорте вашего котла указан КПД 90%. То нужно понимать, что это КПД, которого можно добиться, если котел работает в номинальном режиме, и в нем сжигается неплохое топливо с низкой зольностью. Если же учесть другие факторы, с которыми сталкивается владелец котла при его эксплуатации, то реальный КПД котла может снижаться до 65- 70% (!!!)
Как максимально приблизиться к номинальному КПД?
Есть небольшие хитрости, которые нужно знать и про которые будем говорить в следующей статье, которая не заставит себя долго ждать. Вот она.
Увеличиваем КПД угольного котла с помощью простого устройства!
Вы когда-нибудь задумывались над тем, каким образом можно уменьшить выбросы тепла через дымоход твердотопливного котла и использовать его по назначению вместо того, чтобы греть улицу? Наверняка многие сейчас подумали про шибер или водяную рубашку, намотанную вокруг дымохода. Однако существует более простое и изящное решение экономить до 20% топлива, благодаря использованию автоматического стабилизатора тяги дымохода. Итак, давайте же разберемся что это такое и как это работает.
Признаки правильной работы дымохода
Как вы понимаете, дымоход, а именно, создаваемая им тяга — это единственная переменная, неподвластная нашему контролю.
Если учесть факт зависимости тяги от множества факторов (направление ветра, температура окружающей среды, атмосферное давление), не удивляет, что тяга превышает минимально необходимую норму на протяжение большей части отопительного сезона. Это, в свою очередь, означает, что огромное количество выделяемого тепла попросту выбрасывается в воздух.
При нормальной работе дымохода, скорость движения газов внутри него должна соответствовать нормам, указанным в паспорте твердотопливного котла.
О нормальной работе дымохода свидетельствует желтый с золотистыми языками цвет пламени.
В случае же избыточной тяги, скорость движения газов внутри трубы увеличивается, о чем свидетельствует светло-желтый, близкий к белому, цвет пламени, и гудение внутри трубы во время работы котла.
Особенности использования стабилизатора тяги дымохода в ТТ-котле
Стабильная работа твердотопливного котла напрямую зависит от своевременной подстройки интенсивности горения внутри камеры. Оптимальное функционирование таких устройств обеспечивается наличием устойчивой тяги в дымоходе.
Специальный стабилизатор тяги дымохода автоматически подмешивает холодный воздух в дымоход, снижая температуру и скорость движения газов внутри трубы. Это, в свою очередь, позволяет максимально эффективно использовать сжигаемое топливо, при этом не влияя на корректный режим работы котла.
Правильно настроенный регулятор значительно повышает КПД от сгорания дров или угля, и увеличивает срок службы котла.
Как правило, стабилизатор тяги дымохода устанавливается на дымоходную трубу, в полуметре от нагревательного прибора. Так как принцип его работы обоснован на системе идеально сбалансированных «грузиков», то находится он должен исключительно внутри помещения, дабы исключить влияние погодных факторов на его работу. Далее, необходимо обозначить правильную регулировку агрегата.
Для этого, открываем инструкцию на котел, находим нужную нам модель и смотрим на параметр «минимальная тяга». Устанавливаем на регуляторе значение равное или на шаг выше найденного ( к примеру, 22 Па). На этом установку можно считать законченной.
Теперь вне зависимости от погоды, ваш котел будет использовать максимально возможное количество тепла, при этом продолжая гореть в штатном режиме.
Однако, вариантов размещения прибора несколько:
- Установка на одном уровне соединения котла с дымоотводящей системой. Однако, расстояние не должно быть менее 40 см от поверхности пола;
- Размещение на 50 см выше места соединения теплогенерирующего агрегата с дымоходом.
Выбор способа зависит от конструктивных особенностей котельной и дымохода, а также от собственных предпочтений владельца помещений.
Преимущества тягового стабилизатора
Стабилизатор тяги для дымохода является универсальным, т.е. может применяться с любым теплогенерирующим агрегатом. В том числе, в системах отопления с приборами конденсационного типа, в которых температура сгоревших газов ниже «точки росы».
Благодаря тому, что стабилизаторы изготавливаются из нержавеющей стали, они могут функционировать при рабочей температуре до 500˚C. Они достаточно просты в монтаже на минимальной площади и регулировке.
Кроме того, можно отметить следующие плюсы установки регулятора тяги:
- Эффективное снижение теплопотерь;
- Экономичное использование топлива;
- Увеличение безопасности и срока эксплуатации дымоходной системы;
- Повышение уровня циркуляции воздушного потока;
- Возможность работы дымохода в разных условиях (принудительная и естественная тяга);
- Выравнивание процесса сгорания топлива внутри камеры;
- Отсутствие запаха гари и выброса вредных соединений как внутрь помещения, так и на улицу;
- Монтаж позволяется даже на старый дымоход для связки с новыми котлами.
Наверно многие владельцы твердотопливных приборов, услышав про стабилизатор тяги дымохода, подумали о шибере. Шибером называется небольшая заслонка, прикрывающая дымоходную трубу для сдерживания тепла внутри топки.
Как ни печально говорить об этом, данное решение малоэффективно. Так как при перекрытии шибера, попросту увеличивается скорость движения газов на данном участке дымохода.
Однако, объем уходящих газов на единицу времени остается практически неизменным.
Кпд котла: что такое, как рассчитать и как увеличить своими руками
Коэффициентом полезного действия отопительного котла называют отношение полезной теплоты, израсходованной на выработку пара (или горячей воды), к располагаемой теплоте отопительного котла.
Не вся полезная теплота, выработанная котельным агрегатом, направляется потребителям, часть теплоты расходуется на собственные нужды.
С учетом этого различают КПД отопительного котла по выработанной теплоте (КПД-брутто) и по отпущенной теплоте (КПД-нетто).
По разности выработанной и отпущенной теплот определяется расход на собственные нужды. На собственные нужды расходуется не только теплота, но и электрическая энергия (например, на привод дымососа, вентилятора, питательных насосов, механизмов топливоподачи), т.е. расход на собственные нужды включает в себя расход всех видов энергии, затраченных на производство пара или горячей воды.
* Чтобы купить котел Уникал заходите в соответствующий раздел. А если нужны отопительные котлы оптом, то переходите сюда.
Как рассчитать кпд котла
- В итоге КПД-брутто отопительного котла характеризует степень его технического совершенства, а КПД-нетто — коммерческую экономичность. Для котельного агрегата КПД-брутто, %:по уравнению прямого баланса:
- ηбр = 100 Qпол / Qрр
- где Qпол — количество полезно используемой теплоты, МДж/кг; Qрр — располагаемая теплота, МДж/кг;
- по уравнению обратного баланса:
- ηбр = 100 – (q2 + q3 + q4 + q5 + q6),
- где q — потери тепла в %:
- q2 — с уходящими газами;
- q3 — из-за химического недожога горючих газов (СО, Н2, СН4);
- q4 — с механическим недожогом;
- q5 — от наружного охлаждения;
- q6 — c физическим теплом шлаков.
Тогда КПД-нетто отопительного котла по уравнению обратного баланса
ηнетто = ηбр — qс.н
где qс.н — расход энергии на собственные нужды, %.
Определение КПД по уравнению прямого баланса проводят преимущественно при отчетности за отдельный период (декада, месяц), а по уравнению обратного баланса — при испытании отопительного котла. Вычисление КПД отопительного котла по обратному балансу значительно точнее, так как погрешности при измерении потерь теплоты меньше, чем при определении расхода топлива.
Как увеличить кпд газового котла своими руками
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?
