Какие котлы самые экономичные и практичные для дома?
Высокотехнологичные газовые котлы
Эффективность или КПД газового котла определяется отношением количества тепла полученного в результате сгорания газа к его величине, доставленной в отопительную систему. Чем ближе это значение к 1, тем выше КПД, который у лучших котлов достигает значения 0,98 или 98%. Часть энергии уходит на нагрев корпуса, а другая часть просто вылетает в трубу в виде раскаленных отходящих газов.
В газовом котле энергия сгорания газа расходуется:
для нагрева теплоносителя;
на тепловые потери с выходящими продуктами горения;
на превращение воды, которая образуется в процессе горения, в пар.
Из этого перечня становится понятным, что для увеличения КПД необходимо уменьшить тепловые потери. Рынок предлагает газовые котлы отопления для частного дома экономичные и не очень, их КПД может изменяться от 90 до 98%. Простые и дешевые котлы имеют и самый низкий показатель эффективности. Значительно лучше показали себя котлы с модуляционными горелками и принудительным нагнетанием воздуха, которыми управляет электроника. Температура выходящих газов у котлов такого типа находится в пределах 100 – 150 градусов, соответственно их КПД достигает величины 95%. Эти котлы легко автоматизируются, т. к. существует возможность плавной регулировки мощности.
В простейших газовых котлах температура дымовых газов достигает 200 градусов Цельсия. Котлы, в которых установлен чугунный теплообменник, имеют температуру удаляемых продуктов горения от 100 до 150 градусов. Но по-прежнему в дымовых газах присутствует огромное количество паров воды образующейся в результате химической реакции горения газа.
Из школьного курса химии известно, что при сгорании газа образуются углекислый газ и вода, которая при высокой температуре горения превращается в пар и уносит в дымоход часть тепловой энергии. Высокотехнологичный и самый экономичный котел отопления с помощью специального устройства конденсирует этот пар, а его теплота передается в контур отопления. Многие фирмы выпускают не только настенные, но и напольные газовые котлы самые экономичные из них – конденсационные.
Устройство, отбирающее энергию пара, представляет собой горелку в виде цилиндра, по стенкам которого проходит частый змеевик из нержавеющей стали. Змеевик связан с контуром, а внутри него циркулирует теплоноситель. Образующиеся дымовые газы, которые содержат пары воды, проходят через змеевик, водяные пары конденсируются на его поверхности и отдают тепло воде.
После прохождения змеевика температура дымовых газов минимальна и находится в пределах 45 — 70 градусов. Таким способом достигается КПД – 98%. Конденсационные — самые экономные газовые котлы для частного дома цена их, как и любого нового, технологичного оборудования, пока высока. Но при этом следует учитывать, что в отдаленной перспективе дополнительные затраты окупятся за счет экономии газа.
На что расходуется тепловая энергия газа?
Прежде чем приступить к выбору, нужно знать несколько важных вещей об отопительном оборудовании. Природный газ, поступающий в наши дома по магистралям, должен соответствовать нормативам и иметь определенную теплотворную способность. Эта величина показывает, какое количество теплоты выделяется при сжигании единицы объема газа. Задача отопительной установки – максимально направить эту энергию на обогрев здания. Чем лучше она это сделает, тем выше эффективность ее работы.
Эффективность теплогенератора, или иначе, — его КПД выражается в процентах от теплотворной способности горючего. Простыми словами, величина КПД газового котла показывает, какую часть от теплоты сгорания топлива ему удается передать в дом. Чем эта часть больше, тем полнее используется энергоноситель, вы меньше платите за потери, а значит, — растет экономичность. Между двумя терминами «эффективность» и «экономичность» можно поставить знак равенства.
Немного о процессе горения природного газа. Он достаточно сложен, но мы не станем вдаваться в подробности, а выделим основные вещества, образующиеся в результате процесса. В случае когда кислорода подается достаточно и созданы идеальные условия для горения, то выделяется диоксид углерода (углекислый газ СО2) и обычная вода. Теперь перечислим, на что же расходуется тепловая энергия горючего в котельной установке:
для нагрева теплоносителя;
на потери с уходящими дымовыми газами;
на испарение воды, образующейся при химической реакции горения.
Самые эффективные и надежные газовые котлы функционируют таким образом, чтобы первую статью расхода энергии увеличить до максимума, а остальные 2 – свести к минимуму.
Какой котел выбрать
Конечно, конденсационные котлы обладают наивысшей экономичностью, но как уже отмечалось, как новое и высокотехнологичное оборудование они дороги. К счастью существуют и другие варианты. Котел газовый выбирается по основному критерию – мощности. Цена, надежность, долговечность также оказывают определенное влияние, поэтому при выборе нужно постараться найти разумный компромисс.
Резюмируя приведенные выше ситуации, можно сделать выводы о том, какие котлы самые экономичные – это газовые и длительного горения. С точки зрения российских реалий и они не идеальны – либо нуждаются в трудоемком обслуживании, либо энергозависимы (даже в них автоматика функционируют только при наличии электричества). Если не хочется выбирать между сохранением семейного бюджета и комфортом, стоит обратиться к гибридным системам отопления.
Схема твердотопливного и газового котла в одной системе
В сочетании твердотопливного и газового котла первый является резервным, рассчитанным на сильные морозы, периоды недоступности централизованной подачи топлива. В «спокойные» времена используется газовая топка.
В объединении твердотопливного и электрического оборудования первое, напротив, является основным. Электрокотел включают тогда, когда нет желания постоянно добавлять дрова в топку или необходимо временно отлучиться из дома.
Такие комбинированные решения весьма экономичны и надежны, но домовладельцев часто пугает их высокая стоимость. Тем не менее, при использовании для отопления больших домов они быстро окупаются.
От чего зависит экономичность?
Прежде чем дать конкретные рекомендации по выбору экономичного теплогенератора, проясним некоторые моменты. КПД современных установок, сжигающих природный газ, лежит в пределах 90—98%. Самый низкий показатель – у недорогих энергонезависимых моделей, имеющих одно – или двухступенчатое горелочное устройство. Качественнее работают модуляционные горелки с электронным управлением и принудительным нагнетанием воздуха, где мощность регулируется плавно, а не ступенчато. Но надо понимать, что горелка лишь сжигает топливо, а передача теплоты – это задача других элементов котла.
Изначально тепло, выделяющееся в топке, напрямую нагревает водяную рубашку экономичного газового котла. Оставшаяся часть тепла вместе с дымовыми газами попадает в стальной или чугунный теплообменник. Это один из важнейших этапов, именно здесь продукты горения передают часть оставшейся энергии воде, после чего перетекают в дымоход. Доля теплоты, попавшая туда, безвозвратно теряется, уходя в атмосферу.
Насколько велика эта доля, показывает температура дымовых газов, свидетельствующая об экономичности котла. Если на выходном патрубке агрегата температура газов составляет 200 и более градусов, то перед вами не слишком удачная конструкция отопителя. Она позволяет уйти на улицу слишком большому количеству теплоты. Если температура продуктов горения находится в пределах 100—150 ºС, то данный котел уже можно рассматривать как приемлемый вариант.
Самые лучшие показатели по температуре уходящих газов выдают газовые конденсационные котлы. Это реализовано за счет отбора теплоты парообразования воды. В предыдущем разделе мы рассказывали, что выделяющаяся в результате химической реакции вода испаряется, отнимая часть теплоты сгорания природного газа. Так вот, самые экономичные котлы способны отобрать эту энергию обратно, сконденсировав образовавшийся водяной пар.
Для этой цели в агрегате применяется горелка цилиндрического типа, установленная внутрь теплообменника из нержавеющей стали. Последний представляет собой змеевик, где витки находятся близко один к другому, а внутри циркулирует теплоноситель. У пара нет иного пути, кроме как пройти сквозь этот змеевик и сконденсироваться на его поверхности, отдавая теплоту. Температура дымовых газов конденсационных теплогенераторов рекордно низка – от 45 до 70 ºС, а КПД достигает 98%.
Инженеры подчеркивают, что на профильном рынке нет четко сформулированной товарной позиции, идеально отвечающей параметрам самого экономичного котла отопления для частного дома. Эффективность всех типов обогрева обуславливается множеством внешних факторов – регионом, площадью строения, частными запросами относительно микроклимата. Нет таких систем, которые будут безусловно рациональными без привязки к окружающим обстоятельствам.
В профессиональной среде используются специальные методики расчета, в рамках которых единица тепла учитывается в гигакалориях. Обрисовывающие перспективу примерные подсчеты имеют право на существование, но нужно осознавать, что только калькуляция на длительные периоды (не менее 7-10 лет) поможет увидеть разницу между по-настоящему экономичным отоплением и примитивными преимуществами дешевого оборудования. Также следует принимать во внимание потенциальные изменения расценок на приоритетный тип топлива в будущем.
Подбор котла по общей отапливаемой площади
Каждый владелец должен знать, как подобрать газовый котел по площади дома, как рассчитать диаметр труб и количество радиаторов обогрева. Существует простой и быстрый метод расчета необходимой мощности котла для отопительной системы.
Последовательность вычисления следующая:
Определяем объем отапливаемого помещения – S пом. х h потолков = Vпомещения.
Полученную величину делим на 25 (постоянный коэффициент для частных домов).
Т. е. расчет ведем по формуле — Рном = S x h/25 = V/25. В этой формуле S помещения – в м2, h потолков в метрах, Vпомещения – м3, Рном. котла – кВт.
Величину полученной мощности нужно округлять в большую сторону. Еще один нюанс. Производитель в паспорте указывает номинальную мощность котла, но ведь котел имеет определенный КПД, поэтому от номинальной мощности нужно вычесть величину потерь. Например, котел мощностью 32 кВт имеет КПД 90%. Значит, его полезная мощность будет равна: 32 – 32 х (100% — 90%) = 28,8 кВт.
Конвекционные напольные газовые котлы Протерм Медведь отзывы в сети имеет неплохие – котел надежный, обладает запасом по мощности и обеспечивает дом горячей водой. Следует отметить значительное число моделей котлов выпускаемых компанией ПРОТЕРМ. Она выпускает настенные и напольные модели, которые работают на газе и на твердом топливе – угле, пеллетах и брикетах. Среди множества моделей легко подобрать котел подходящий по мощности, по цене и по типу применяемого топлива.
Определить, какой газовый котел самый экономичный, на самом деле нетрудно. Это конденсационные агрегаты, что упомянуты выше. Другое дело, что стоят они немалых денег, как и всякие высокотехнологичные устройства. Доступность такого приобретения для многих домовладельцев остается под вопросом, так что мы позволим себе дать общие рекомендации для удачного подбора отопительной установки. А для начала развеем один миф.
В действительности КПД никогда не может быть более 100%, это базовые законы физики. Ведь топливо, сгорая, выделяет определенное количество тепловой энергии. Небольшая его доля расходуется на испарение воды, а котел просто возвращает ее обратно, не давая улететь в трубу. В идеале его эффективность равнялась бы 100%, но не более. На практике даже самые дорогие и экономичные газовые котлы для частного дома смогут дать от силы 98%.
При выборе теплогенератора стоит потребовать его технический паспорт и обратить внимание на:
величину КПД, указанную в документации;
температуру уходящих дымовых газов на разных режимах работы агрегата;
конструкцию теплообменника. Чем больше ходов внутри него сделают продукты сгорания топлива, тем лучше;
качество и толщину теплоизоляционного слоя водяной рубашки.
Если в силу особенностей эксплуатации вам требуется простой энергонезависимый агрегат, то надо понимать, что его экономичность не может быть такой высокой, как у конденсационного котла. Вам придется полностью положиться на эффективность системы отопления и хорошее утепление здания. А чтобы дополнительно отобрать тепло у дымовых газов, можно приобрести водяной экономайзер. Он устанавливается на дымоход и подогревает воду, идущую по обратному трубопроводу.
Применение пеллет для обогрева
Пеллеты – это цилиндрические гранулы, спрессованные из различных горючих материалов. Сырьем для пеллет служат отходы древесины, солома, торф и другие. Конечно стоимость пеллет для котлов увеличивает затраты, по сравнению с газовым отоплением, в 3 – 4 раза, но не везде есть газ, а пеллеты дешевле дров, угля и тем более дизеля. Владельцы домов обычно заранее заготавливают пеллеты для отопления цена их подвержена сезонным колебаниям, и летом они дешевле.
Заключение
Современные газовые котлы – это довольно эффективные устройства, по КПД они проигрывают лишь электрическим теплогенераторам. Но степень экономичности агрегатов очень зависит от наличия в них высокотехнологичных элементов, а значит, и от стоимости изделия в целом. Те же конденсационные котлы настолько экономичны, насколько и дороги. В то же время простой бюджетный агрегат может вполне удовлетворить вас, к тому же он в состоянии работать как на природном, так и на сжиженном газе.
