При выборе газового оборудования следует обращать внимание на расход газа. Тогда отопление не разочарует и не подорвет семейный бюджет. Важно учитывать, что помимо показателя потребления топлива, который прописан в технических характеристиках, на расход газа газовым котлом влияют и внешние факторы. Поэтому, чтобы агрегат расходовал топливо экономно, следует устранить их воздействие.
Факторы, влияющие на расход газа
Чтобы понимать, как повлиять на расход газа в газовых котлах отопления и уменьшить его, следует рассмотреть, от чего зависит потребление топлива.
На расход газа влияет мощность агрегата – чем мощнее устройство, тем больше ему нужно топлива. На данный фактор повлиять никак не удастся. В любом случае агрегат мощностью 24 кВт будет расходовать топлива больше чем устройство на 12 кВт.
Потребление газа увеличивается при снижении температуры на улице. Погодозависимая аппаратура фиксирует похолодание и газовый котел начинает включаться чаще, чтобы поддерживать в помещении установленную температуру. При сильном морозе дом остывает быстрее, и тогда хозяева выставляют регулятор своего котла на максимум. Количество газа, прошедшего через газовую горелку, существенно возрастает.
Калорийность газа также влияет на его потребление. Топлива, которое имеет невысокое качество, понадобится больше, чем хорошего газа. Нередко газораспределяющие организации грешат подачей неосушенного топлива с большим количеством влаги и прочих примесей. На низкокачественном топливе агрегат будет дольше нагреваться и, соответственно, расходовать больше газа.
Еще одним существенным фактором является техническое состояние теплообменников. В них происходит нагрев теплоносителя, который распределяется по отопительной и системе горячего водоснабжения. В процессе эксплуатации в контуре накапливается накипь, которая ухудшает его теплоотдачу. В этом случае потребуется больше топлива, чтобы нагреть теплоноситель до оптимальной температуры. При появлении такой проблемы следует очистить теплообменник, тогда расход газа придет в норму.
Наличие дополнительных функций – если котел работает не только на отопление, но и производит ГВС, то он будет расходовать больше топлива. Чем больший объем воды нужно нагреть, тем больше мощности и, соответственно, газа на это потребуется. При подключении дополнительных устройств, например, «теплых полов» или полотенцесушителя, расход топлива увеличится.
Определенные факторы можно скорректировать самостоятельно, а на некоторые повлиять невозможно. Чтобы снизить потребление газа, следует контролировать хотя бы те, которые можно откорректировать.
Сколько энергии потребляет отопительная система?
При выборе газового котла важно подобрать газовый агрегат, который сможет вырабатывать достаточно мощности, чтобы обеспечить потребность в обогреве, производстве воды и прочих надобностях.
Оптимальную мощность агрегата можно рассчитать самостоятельно по формулам. Начинают расчет с общепринятого соотношения, что для обогрева 10 м² нужно 1 кВт энергии. Так, например, для дома площадью 100 м² необходим котел мощностью 10 кВт. Затем полученный результат умножают на поправочные коэффициенты, которые зависят от различных факторов:
- местного климата;
- степени утепления здания;
- наличия дополнительных функций (ГВС, системы «теплый пол»);
- материала, из которого построены стены.
Финальный результат округляют до показателя мощности стандартных моделей агрегата: 12 кВт, 14 кВт, 24 кВт и т.д.
Сколько газа нужно сжечь для 1 кВт?
Чтобы понять, какой расход газа у газового котла при производстве 1 кВт, нужно знать теплотворную способность топлива и КПД агрегата.
Теплотворная способность означает количество энергии, получаемой при полном сгорании 1 м³. Согласно стандартным данным, этот показатель обычной магистральной смеси составляет 9,3 кВт/м3 .
КПД – коэффициент полезного действия, он означает способность газового котла передать теплоносителю энергию сгоревшего топлива. В среднем КПД газовых устройств составляет 90%. Получается, что при сгорании 1 м³ теплоноситель получит не более 8,37 кВт (9,3х90 %). На генерацию 1 кВт тепловой мощности уходит около 0,12 м3 газа (1/8,37). Выходит, что для генерации 1 кВт горелка должна сжечь 0,12 м3 топлива.
Как рассчитать средний расход топлива за час, сутки или месяц?
Чтобы рассчитать часовой расход газа для газового котла, следует умножить производительность агрегата на 0,12 м3 . Для агрегата мощностью 10 кВт почасовой расход будет составлять: 0,12×10=1,2 м3
Суточную норму измеряют исходя из того, что агрегат работает около 50% суточного времени – 12 часов. Тогда среднесуточный расход считается следующим образом: 1,2×12=14,4 м3
Найти максимальный расход газа газовым котлом в месяц можно, умножив суточный на 30 дней: 14,4×30=432 м3
Обратите внимание! При расчете норм расхода газа учитывается, что агрегат работает на полной мощности, что в жизни бывает нечасто. Обычно устройство обогревает помещение на 50-70% своей производительности.
Таким образом, можно сопоставить предполагаемые траты на отопление конкретным газовым котлом.
Особенности сжиженного топлива
Сжиженный газ получают путем перевода природного топлива в жидкое состояние. Для этого его очищают от примесей, а после охлаждают до конденсации. Эта технология позволяет уменьшить объем газа до 600 раз. Сжиженное топливо хранят в баллонах, которые подключают к котлу. Эта система отопления подходит для частных домов, если отсутствует централизованное газоснабжение.
Потребление сжиженного топлива зависит от тех же факторов, что и для обычного природного газа. В среднем агрегат мощностью 10 кВт потребляет 0,86 л3/час баллонного топлива. Газовый котел производительностью 30 кВт расходует примерно 2,58 л3/час.
Как уменьшить расход газа?
Каждый владелец газового котла пытается сэкономить топливо, чтобы цена отопления не оказалась слишком большой. Существует несколько способов того, как уменьшить расход газа в газовом котле:
- Снизить тепловые потери – в любой системе отопления возникают потери тепла. Чтобы минимизировать их, необходимо по возможности утеплить слабые места дома: установить герметичные окна и двери, утеплить стены.
- Установить погодозависимую автоматику – многие современные агрегаты оснащены специальной автоматикой с погодозависимыми датчиками, которые измеряют температуру на улице или в помещении и в соответствии с этим регулируют работу котла.
- Использовать конденсационные модели – этот вид агрегата расходует на 30% меньше «голубого» топлива за счет резервного источника нагрева – капель конденсата, оседающего на теплообменнике. Однако такое устройство экономно работает только при небольших температурах теплоносителя – до 60ºC. Поэтому в регионах, где бывают сильные морозы, качественный нагрев данный котел организовать не сможет.
Как сэкономить газ
Делаем максимально экономичную систему отопления по расходу газа
В этой статье речь пойдет о настенных котлах.
В интернете довольно широко и подробно рассказано о таких способах экономии газа, как установка термовентилей с термоголовками на отопительные приборы для покомнатной авторегулировки температуры. Так как нет смысла во всех помещения дома поддерживать одинаковую температуру. А ведь снижение на один градус разности температур в помещении и на улице (считайте в помещении) уменьшает потребление газа примерно на 5-6%. Легко подсчитать, например, сколько можно сэкономить газа, если поддерживать в помещениях второго неиспользуемого этажа температуру не +22, а +5.
Также много пишут и о применении программируемого электронного термостата, позволяющего автоматически снижать температуру в доме в ночное время, в дневное время во время отсутствия дома жильцов, а также на период отъезда из дома на несколько дней или в отпуск.
Также все знают и о необходимости утепления дома.
Здесь же, расскажу Вам о тех способах экономии газа, которые редко рассматриваются в интернете. А они зачастую даже более важны, чем описанные выше. Дело в том, что у отопительных котлов, такой параметр как КПД (коэффициент полезного действия), который и определяет экономность расходования газа, не является фиксированной величиной. Скорее величину КПД указываемую в паспорте котла, можно назвать максимально достижимой в лабораторных, но не реальных условиях эксплуатации. Поэтому, что толку, что в паспорте Вашего котла указана величина КПД в 90%? В реальности ведь Ваш котел может работать и с КПД 50% и даже ниже. От каких основных параметров работы котла зависит КПД котла и пойдет речь далее.
Коэффициент использования тепла или экономичность
котла (далее «КИТ» котла) в зависимости от температуры выхлопных газов
(продуктов сгорания)
В некоторых источниках и рекламе КИТ совершенно напрасно называют КПД
(коэффициентом полезного действия), так как с точки зрения законов физики, КПД
не может быть равен или больше, чем 100%. Даже не специалист в теплотехнике, видя в технических
характеристиках котлов КПД более 100% начинает думать, что его обманывают. Действительно
КПД не может быть равен 100% или тем более выше 100%. Выше 100% может быть
только коэффициент использования тепла относительно «низшей» теплоты сгорания
топлива, так как традиционно сложилось в Европе и постсоветском пространстве считать теплоту сгорания по «низшей».
Думаю нужно пояснить. При расчете теплоты сгорания топлива различают «высшую» (полную) и «низшую» теплоту
сгорания топлива.
«Низшая» теплота сгорания топлива не учитывает количество тепла, которое образуется при
конденсации водяных паров. Эти водяные пары образуются при сгорании газового
топлива в результате химической реакции присоединения атомов кислорода (из
воздуха) к атомам водорода (из углеводородов газового топлива) с образованием
всем известного Н2О или попросту паров воды.
КИТ неконденсационных котлов может достигать в теории 92% (но в реальности ориентировочно не более 80%) от
«низшей» теплоты сгорания газового топлива (природного газа или сжиженного
пропан-бутана).
КИТ конденсационных котлов может достигать в реальности ориентировочно до 90-93% от «низшей» теплоты сгорания (в высокотемпературном режиме 80/60 градусов), или 108% от «низшей» теплоты сгорания
газового топлива в низкотемпературном режиме ( 50/30 градусов).
Чем меньше температура выхлопных газов, тем соответственно бОльшее количество
тепла удалось из них получить и направить с систему отопления дома. Соответственно потратить меньше газа на
получение того же нужного количества тепла в дом.
Но есть ограничение на минимальную температуру выхлопных газов для
«атмосферных» котлов. При недостаточной утепленности выхлопной трубы, в
выхлопной трубе может исчезать тяга, а также происходить образование кислотного
конденсата (разрушающего неконденсационные котлы).
В связи с этим приходится часто применять более дорогостоящий многослойный
дымоход из нержавейки с утеплителем внутри (так называемый «сэндвич»), а также дорогостоящий
специальный сифон для удаления кислотного конденсата из дымохода, чтобы
конденсат не стекал в котёл.
Самая низкая температура выхлопных газов у конденсационного котла, работающего
в низкомпературном режиме (режим конденсации) – около +40 градусов. Поэтому у
большинства конденсационных котлов предусмотрено принудительное удаление
продуктов сгорания (турбокотлы) посредством воздушного компрессора (турбины).
Принудительное удаление выхлопных газов решает проблему исчезновения тяги в
дымоходе при низкой температуре выхлопных газов.
КИТ котла
при разной температуре поступающего в него теплоносителя
Чем меньшей температуры в котел поступает теплоноситель, тем больше
разность температур на разных сторонах перегородки теплообменника котла, и тем
эффективнее тепло переходит из выхлопных газов (продуктов сгорания) в
теплоноситель через стенку теплообменника. Приведу пример с двумя одинаковыми
чайниками, поставленными на одинаковые конфорки газовой плиты. Одна конфорка
включена на максимальное пламя, а другая на среднее. Закипит быстрее тот
чайник, который стоит на максимальном пламени. А почему? Потому, что разность
температур между продуктами сгорания под этими чайниками и температурой воды
для этих чайников будет разная. Соответственно скорость теплообмена при бОльшей
разнице температур будет бОльшей.
Применительно к котлу отопления, мы не можем увеличивать температуру сгорания,
так как это приведет к тому, что большАя часть нашего тепла (продуктов сгорания
газа) будет вылетать через выхлопную трубу в атмосферу. Но мы можем так
спроектировать нашу систему отопления (далее СО), чтобы понизить температуру
теплоносителя, поступающего в котёл, а следовательно, понизить и среднюю
температуру теплоносителя циркулирующего через котёл. Среднюю температуру
теплоносителя на обратке (входе) в котёл и подаче (выходе) из котла будем
называть температурой «котловой воды».
Как правило, наиболее экономичным тепловым режимом работы неконденсационного
котла считают режим 75/60. Т.е. с температурой теплоносителя на подаче (выходе
из котла) +75 градусов, а на обратке (входе в котел) +60 градусов Цельсия.
Ссылка на этот тепловой режим есть в паспорте котла, при указании его КПД
(обычно указывают режим 80/60). Т.е. в другом тепловом режиме, КПД котла будет
уже ниже заявленного в паспорте.
Поэтому современная система отопления должна работать в проектном (например 75/60)
тепловом режиме весь отопительный период, вне зависимости от уличной
температуры, кроме случаев использования уличного датчика температуры (смотрите
ниже). Регулирование же теплоотдачи отопительных приборов (радиаторов) в период
отопительного периода должно осуществляться не посредством изменения
температуры теплоносителя, а посредством изменения величины протока
теплоносителя через отопительные приборы (применение термостатических вентилей
и термоэлементов, т.е. «термоголовок»).
Во избежание образования кислотного конденсата на теплообменнике котла, для
неконденсационного котла температура теплоносителя в его обратке (входе) не
должна быть ниже +58 градусов Цельсия (принимают обычно с запасом, как +60
градусов).
Оговорюсь, что на образование кислотного конденсата также существенное значение оказывает соотношение поступающего в камеру сгорания воздуха и газа. Чем больше избыток воздуха, поступающего в камеру сгорания — тем меньше кислотного конденсата. Но не стоит этому радоваться, так как избыток воздуха приводит к большому перерасходу газового топлива, что в конечном итоге «бьёт нас по карману».
Приведу для примера фото, показывающее, как разрушает теплообменник
котла кислотный конденсат. На фото теплообменник настенного котла Вайлант,
проработавшего всего один сезон в неверно спроектированной системе отопления.
Видна довольно сильная коррозия со стороны обратки (входа) котла.
Для конденсационных же котлов, кислотный конденсат не страшен. Так как
теплообменник конденсационного котла изготавливается из специальной
качественной легированной нержавеющей стали, которая «не боится» кислотного
конденсата. Также и конструкция конденсационного котла устроена так, что
кислотный конденсат стекает через трубочку в специальную емкость для сбора
конденсата, но не попадает ни на какие электронные узлы и компоненты котла, где
он мог бы повредить эти узлы.
Некоторые конденсационные котлы умеют сами изменять температуру теплоносителя
на своей обратке (входе) за счет плавного изменения процессором котла мощности
циркуляционного насоса. Тем самым увеличивая,
экономность сжигания газа.
Для дополнительной экономии газа, используют подключение датчика уличной
температуры к котлу. Большинство настенных котлов имеют возможность автоматически
менять температуру теплоносителя в зависимости от уличной температуры. Делается
это для того, чтобы при уличной температуре, которая теплее, чем температура
холодной пятидневки (самые сильные морозы), автоматически понижать температуру
котловой воды. Как писалось выше, это уменьшает расход газа. Но при
использовании неконденсационного котла, важно не забывать о том, что при
изменении температуры котловой воды, температура теплоносителя на обратке
(входе) котла не должна падать ниже +58 градусов, иначе будет образовываться
кислотный конденсат на теплообменнике котла и разрушать котёл. Для этого при пуско-наладке котла, в режиме
программирования котла, выбирается такая кривая зависимости температуры
теплоносителя от уличной температуры, при которой бы температура теплоносителя
в обратке котла не приводила бы к образованию кислотного конденсата.
Хочу сразу предупредить, что при использовании неконденсационного котла
и пластиковых труб в системе отопления, устанавливать датчик уличной
температуры практически беЗсмысленно. Так как мы можем проектировать для долговременной
службы пластиковых труб температуру на подаче котла не выше +70 градусов (+74 в
период холодной пятидневки), а во избежание образования кислотного конденсата,
проектировать температуру на обратке котла не ниже +60 градусов. Эти узкие
«рамки» и делают применение погодозависимой автоматики беЗполезным. Так как такие рамки требуют температуры теплоносителя в интервале +70/+60. Вот уже при
применении медных или стальных труб в системе отопления, уже появляется смысл
использовать погодозависимую автоматику в системах отопления даже при
использовании неконденсационного котла. Так как можно проектировать тепловой
режим котла 85/65, который режим может меняться
под управлением погодозависимой автоматики, например, до 74/58 и давать
экономию в расходе газа.
Приведу пример алгоритма изменения температуры теплоносителя на подаче котла в зависимости от температуры уличной температуры на примере котла Baxi Luna 3 Komfort (ниже). Также, некоторые котла, например, Вайлант, могут поддерживать заданную температуру не на своей подаче, а на своей обратке. И если Вы установили режим поддержания температуры на обратке +60, то Вы можете не опасаться появления кислотного конденсата. Если же при этом температура на подаче котла будет изменяться до +85 градусов включительно, но если Вы применяете медные или стальные трубы, то такая температура в трубах не уменьшает срок их службы.
Из графика мы видим, что, например, при выборе кривой с коэффициентом 1,5 котле автоматически будет менять температуру на своей подаче от +80 при уличной температуре -20 градусов и ниже, до температуры подачи +30 при уличной температуре +10 (на среднем участке кривой зависимости температура подачи +.
Но насколько температура подачи +80 уменьшит срок службы пластиковых труб (Справка: по данным производителей, гарантийный срок службы пластиковой трубы при температуре +80, составляет всего 7 месяцев, поэтому не надейтесь на 50 лет), или температура обратки ниже +58 снизит срок службы котла, к сожалению, не имеется озвученных производителями точных данных.
И получается, что при применении погодозависимой автоматики с неконденсационным котлом газ экономить-то Вы сможете, но вот насколько уменьшиться срок службы труб и котла предугадать невозможно. Т.е. в вышеописанном случае применение погодозависимой автоматики будет на Ваш страх и риск.
Таким образом, наибольший смысл в применении погодозависимой
автоматики при использовании конденсационного котла и медных (или стальных)
труб в системе отопления. Так как погодозависимая автоматика сможет
автоматически (и без вреда для котла) изменять тепловой режим котла с,
например, 75/60 для холодной пятидневки (к примеру, -30 градусов на улице) до
режима 50/30 (к примеру, +10 градусов на улице). Т.е. можно безболезненно выбрать кривую зависимости, например, с коэффициентом 1,5 не опасаясь высокой температуры подачи котла в морозы, в тоже время не опасаясь появления кислотного конденсата в котле при оттепелях (для конденсационных котлов справедлива формула, что чем больше в них образуется кислотного конденсата, тем больше они экономят газ). Для интереса выложу график зависимости КИТ конденсационного котла, в зависимости от температуры теплоносителя в обратке котла.
КИТ котла
в зависимости от соотношения массы газа к массе воздуха для сгорания.
Чем полнее сгорает газовое топливо в камере сгорания котла, тем больше
тепла мы сможем получить от сжигания килограмма газа. Полнота же сгорания газа
зависит от соотношения массы газа к массе поступающего в камеру сгорания
воздуха для горения. Это можно сравнить с настройкой карбюратора в двигателе
внутреннего сгорания автомобиля. Чем лучше настроен карбюратор, тем меньше
расход топлива при одной и той же мощности двигателя.
Для регулировки соотношения массы газа к массе воздуха в современных котлах
используется специальное устройство, дозирующее количество подачи газа в камеру
сгорания котла. Его называют газовой арматурой или электронным модулятором
мощности. Основное назначение этого устройства – автоматическое модулирование
мощности котла. Также и регулировка оптимального соотношения газа к воздуху
производиться на нем, но уже вручную, единожды при пуско-наладке котла.
Для этого, при пуско-наладке котла, нужно вручную, настроить давление газа по
дифференциальному манометру на специальных контрольных штуцерах газового
модулятора. Настраивается два уровня давления. Для режима максимальной
мощности, и для режима минимальной мощности. Методика и инструкция по
проведению настройки изложена обычно в паспорте котла. Дифференциальный
манометр-же можно не покупать, а изготовить из школьной линейки и прозрачной трубочки
от гидроуровня или системы переливания крови. Давление газа в газовой
магистрали очень малое (15-25 мБар), меньше, чем при выдохе человека, поэтому
при отсутствии рядом открытого огня проведение такой настройки безопасно. К
сожалению, далеко не все сервисники котлов при проведении пуско-наладки котла
производят процедуру настройки давления газа на модуляторе (от лени). Но если
Вам нужно получить максимально экономную по расходу газа работу Вашей системы
отопления, то такую процедуру Вам нужно обязательно произвести.
Также при пуско-наладке котла, нужно по методике и таблице (приводится в паспорте котла) настроить сечение диафрагмы в воздуховодных трубах котла в зависимости от мощности котла и конфигурации (и длины) труб выхлопа и забора воздуха для горения. От правильности выбора этого сечения диафрагмы, также зависит правильность соотношения объема воздуха подаваемого в камеру сгорания к объему подаваемого газа. Правильное это соотношение обеспечивает наиболее полное сгорание газа в камере сгорания котла. А, следовательно, и сводит к необходимому минимуму потребение котлом газа. Приведу (для примера методики правильной установки диафрагмы) скан из паспорта котла Бакси Нувола 3 Комфорт —
П.С. Некоторые из конденсационных котлов, умеют помимо управления количеством подачи газа в
камеру сгорания, также управлять и количеством воздуха для сгорания. Для этого
в них применяется турбокомпрессор (турбина) мощностью которой (оборотами) управляет процессор
котла. Такое умение котла, даёт нам дополнительную возможность экономить расход газа помимо всех вышеперечисленных мер и способов.
КИТ
котла в зависимости от температуры поступающего в него для горения воздуха.
Также экономность расходования газа зависит от температуры воздуха,
поступающего в камеру сгорания котла. Приведенный в паспорте КПД котла,
справедлив для температуры воздуха поступающего в камеру сгорания котла +20
градусов Цельсия. Это объясняется тем, что при поступлении в камеру сгорания
более холодного воздуха, часть тепла уходит на разогрев этого воздуха.
Котлы бывают «атмосферные», которые забирают воздух для горения из окружающего
пространства (из помещения в котором они установлены) и «турбокотлы» с закрытой
камерой сгорания, в которую воздух поступает принудительно с помощью
турбокомпрессора, расположенного в котле. При прочих равных условиях
«турбокотел» будет обладать большей экономичностью расхода газа, чем
«атмосферный» котёл.
Если с «атмосферным» котлом все понятно, то с «турбокотлом» возникают вопросы,
откуда лучше забирать воздух в камеру сгорания. «Турбокотел» устроен так, что
приток воздуха в его камеру сгорания, можно организовать из помещения в котором
он установлен, а можно сразу с улицы (посредством коаксиального дымохода, т.е.
дымохода «труба в трубе»). К сожалению, у обоих этих способов есть и плюсы и
минусы. При поступлении воздуха из внутренних помещений дома, температура воздуха
для сгорания выше, чем при заборе с улицы, но вся пыль, образующаяся в доме,
прокачивается через камеру сгорания котла, засоряя её. Особенно забивается
пылью и грязью камера сгорания котла при проведении отделочных работ в доме.
Не забывайте, что для безопасной работы «атмосферного» или «турбокотла» с
забором воздуха из помещений дома, необходимо организовать правильную работу
приточной части вентиляции. Например, должны быть установлены и открыты приточные
клапаны на окнах дома.
Также при удалении продуктов сгорания котла вверх через крышу, стоит учесть
стоимость изготовления утепленного дымохода с конденсатоотводчиком.
Поэтому наибольшую популярность (в том числе по финансовым соображениям) приобретают
системы коаксиального дымохода «через стену на улицу». Где по внутренней трубе
выбрасываются выхлопные газы, а по наружной трубе закачивается с улицы воздух
для горения. При этом выхлопные газы подогревают засасываемый для горения
воздух, так как коаксиальная труба при этом выступает как теплообменник.
КИТ котла
в зависимости от времени непрерывной работы котла (отсутствию «тактования»
котла).
Современные котлы сами подстраивают свою вырабатываемую тепловую мощность,
под тепловую мощность потребляемую системой отопления. Но пределы
автоподстройки мощности ограничены. Большинство неконденсационных котлов могут
модулировать свою мощность примерно от 45 до 100% номинальной мощности. Конденсационные
модулируют мощность в соотношении 1 к 7 и даже 1 к 9. Т.е. неконденсационный котел
номинальной мощностью 24 кВт, сможет в режиме непрерывной работы выдавать не
менее, к примеру, 10,5 кВт. А конденсационный, к примеру, 3,5 кВт.
Если же при этом температура на улице намного теплее, чем в холодную
пятидневку, то может быть ситуация, когда теплопотери дома меньше, чем
минимально возможно вырабатываемая котлом мощность. Например, теплопотери дома
5 кВт, а минимально модулируемая котлом мощность 10 кВт. Это приведет к
периодическому отключению котла по превышению заданной температуры на его
подаче (выходе). Может случиться так, что котел будет включаться и выключаться
каждые 5 минут. Частое включение/выключение котла называют «тактованием» котла.
Тактование помимо того, что снижает срок службы котла, еще и существенно
повышает расход газа. Сравню расход газа котлом в режиме тактования с расходом
бензина автомобилем. Считайте, что расход газа при тактовании – это езда в
городских пробках по расходу топлива. А непрерывный режим работы котла – это
езда по свободной автотрассе по расходу топлива.
Дело в том, что в процессор котла заложена программа, которая позволяет котлу
при помощи встроенных в него датчиков косвенным образом измерять потребляемую
системой отопления тепловую мощность. И подстраивать вырабатываемую котлом
мощность под эту потребность. Но на это котлу требуется от 15 до 40 минут в
зависимости от емкости системы. И в процессе подстраивания своей мощности котёл
работает не в оптимальном по расходу газа режиме. Сразу после включения котел
модулирует максимальную мощность и только с течением времени, постепенно методом
аппроксимации выходит на оптимальный расход газа. Получается, что когда котел
тактует чаще, чем 30-40 минут, у него не хватает времени, чтобы выйти на
оптимальный режим и расход газа. Ведь с началом нового такта, котел начинает
подбор мощности и режима заново.
Для устранения тактования котла устанавливается комнатный термостат. Его лучше
установить на первом этаже посередине дома и, если в помещении где он
установлен имеется отопительный прибор, то ИК излучение этого отопительного
прибора должно попадать на комнатный термостат в минимуме. Также на этом
отопительном приборе не должен быть установлен термоэлемент (термоголовка) на
термостатическом вентиле.
Многие котлы уже комплектуются выносной панелью управления. Внутри этой панели
управления и расположен комнатный термостат. Причем он электронный и
программируемый по часовым зонам суток и по дням недели. Программирование
температуры в доме по времени суток, по дням недели, и когда уезжаете на несколько
дней, также позволяет очень существенно сэкономить на расходе газа. Вместо
съемной панели управления на котел устанавливается декоративная заглушка. Для
примера приведу фото съемной панели управления котлом Baxi Luna 3 Komfort,
установленной в холле первого этажа дома, и фото этого же котла установленного
в пристроенной к дому котельной с установленной декоративной заглушкой вместо
панели управления.
Использование бОльшей доли лучистого тепла в отопительных приборах.
Также можно экономить любое топливо, а не только газовое, применяя
отопительные приборы с бОльшей долей лучистого тепла.
Объясняется это тем, что у человека нет возможности чувствовать именно
температуру окружающей среды. Человек может чувствовать только баланс между
получаемым и отдаваемым количеством тепла, но не температуру. Если мы возьмём руки
алюминиевую болванку с температурой +30 градусов, нам она будет казаться
холодной. Если же мы возьмём в руки кусок пенопласта с температурой -20
градусов, то он будет нам казаться тёплым.
Применительно же к среде, в которой человек находится, при отсутствии
сквозняков, человек не чувствует температуру окружающего воздуха. А только
температуру окружающих его поверхностей. Стен, пола, потолка, мебели. Приведу
примеры.
Когда Вы спускаетесь в
погреб, то через несколько секунд Вам становиться зябко. Но это не от того, что
температура воздуха в погребе, например, +5 градусов (ведь воздух в неподвижном
состоянии является лучшим теплоизолятором, и Вы не могли замерзнуть от
теплообмена с воздухом). А от того, что изменился баланс взаимообмена лучистого
тепла с окружающими поверхностями (Ваше тело имеет температуру поверхности в
среднем +36 градусов, а погреб имеет температуру поверхностей в среднем +5
градусов). Вы начинаете отдавать лучистого тепла намного больше, чем получаете.
Поэтому Вам и становиться холодно.
Когда Вы находитесь в
литейном или сталеплавильном цеху (или просто у большого костра), то Вам
становится жарко. Но это не от того, что высока температура воздуха. Зимой, при
частично выбитых окнах в литейном цеху температура воздуха в цеху может быть
-10 градусов. Но Вам всё равно очень жарко. Почему? Конечно же, температура
воздуха здесь ни причём. Высокая температура поверхностей, а не воздуха
изменяет баланс лучистого теплообмена Вашего тела и окружающей среды. Вы
начинаете получать намного больше тепла, чем излучаете. Поэтому люди,
трудящиеся в литейных и сталеплавильных цехах, вынуждены надевать на себя
ватные штаны, ватники и шапки ушанки. Для защиты не от холода, а от слишком
большой величины лучистого тепла. Чтобы не получить тепловой удар.
Отсюда делаем вывод, который не осознают многие современные специалисты по
отоплению. Что нужно нагревать поверхности окружающие человека, но не воздух.
Когда мы греем только воздух, то сначала воздух поднимается к потолку, а только
потом, опускаясь, воздух нагревает стены и пол за счет конвективного круговорота воздуха в
помещении. Т.е. сначала тёплый воздух поднимается под потолок, нагревая его,
затем по дальней стороне комнаты спускается на пол (и только тогда начинает
нагреваться поверхность пола) и далее по кругу. При таком чисто конвективном способе отопления помещений, возникает некомфортное распределение температуры по помещению. Когда самая высокая температура в помещении на уровне головы, средняя на уровне пояса, и самая низкая на уровне ног. Но Вы наверняка помните пословицу: «Держи голову в холоде, а ноги в тепле!».
Не случайно в СНИПе указано,
что в комфортном доме, температура поверхностей наружных стен и пола не должна
быть ниже средней температуры в помещении более, чем на 4 градуса. Иначе
возникает эффект, что одновременно жарко и душно, но в то же время зябко (в том
числе по ногам). Получается, что в таком доме нужно жить «в трусах и валенках».
Вот так издалека был вынужден привести Вас к осознанию того, какие отопительные
приборы лучше использовать в доме, не только для комфортности, но и для
экономии топлива. Конечно же отопительные приборы, как Вы уже и догадались,
нужно использовать с наибольшей долей лучистого тепла. Давайте посмотрим, какие
отопительные приборы дают нам наибольшую долю лучистого тепла.
У панельных же стальных радиаторов доля лучистого тепла варьируется от 50% до
15% в зависимости от типа. Наибольшая доля лучистого тепла у панельных
радиаторов типа 10, у которых доля лучистого тепла 50%. У типа 11 доля
лучистого тепла 30%. У типа 22 доля лучистого тепла 20%. У типа 33 доля
лучистого тепла 15%. Есть еще стальные панельные радиаторы, производимые по так
называемой технологии Х2, например фирмы Керми. Она представляет собой
радиаторы типа 22, в которых теплоноситель проходит сначала по лицевой плоскости
радиатора, а уже только потом по тыльной плоскости. За счет этого увеличивается температура лицевой плоскости радиатора относительно тыльной плоскости, а следовательно и доля
лучистого тепла, так как только ИК излучение лицевой плоскости попадает в помещение.
Уважаемая фирма Керми утверждает, что при использовании
радиаторов сделанных по технологии Х2, потребление топлива уменьшается минимум
на 6%. Конечно же, сам лично не имел возможности в лабораторных условиях
подтвердить или опровергнуть эти цифры, но исходя из законов теплофизики,
применение такой технологии действительно позволяет экономить топливо.
Советую в частном доме или
коттедже использовать стальные панельные радиаторы во всю ширину оконного
проема, в порядке убывания предпочтительности по типам: 10, 11, 21, 22, 33. Когда
величина теплопотерь в помещении, а также ширина оконного проема и высота подоконника не позволяют использовать типы
10 и 11 (не хватает мощности) и требуется применение типа 21 и 22, то при наличии финансовой возможности, посоветую использовать не
обычные типы 21 и 22, а по технологии Х2. Если, конечно, применение технологии Х2 окупится в Вашем случае.
Автор Инчин Владимир Владимирович
Перепечатка не
возбраняется,
при указании авторства и ссылки на этот сайт.
Здесь же, в комментариях прошу писать только замечания и предложения к этой статье.
Часто владельцы частных домов сталкиваются с вопросом: а какую оптимальную температуру выставить на газовом котле, чтобы было тепло и экономно? Разумеется, четко ответить по цифрам на этот вопрос будет невозможно, ведь достаточно много неизвестных переменных: сколько м² нужно отапливать, на сколько хорошо утеплен сам дом, какие погодные условия на улице, модель котла и степень изношенности всей системы отопления.
Поэтому лучшим решением будет обратиться к услугам специалистов, которые не только проведут тщательный анализ, но и сами настроят автоматику котла отопления для максимальной эффективности при низких затратах топлива.
Но можно дать общие рекомендации. После проведенных экспериментов можно точно сказать, что при минимальной температуре расход газа будет самым большим. Почему? Читайте дальше.
Максимальная и минимальная температура газового котла
Стоит оговориться, что для расчета был взят обычный деревянный дом на две комнаты с общей площадью в 40 м². Качество утепления среднее, работает котел мощностью на 24 кВт. Предлагается, что в комнаты должны прогреваться до 21 градуса тепла.
40 градусов
Самый экономически неэффективный режим. Во-первых, котел будет недогревать комнаты примерно на градус-полтора. Из-за этого насос и горелка работать будут постоянно, что приведет не только перерасходу газа, но и к повышенному электропотреблению. Замеры показывают, что электричества может понадобиться примерно в 3 раза больше, чем при режиме в 70 градусов! Поэтому, если наблюдаются проблемы с электроснабжением или котел работает от генератора, от этого режима стоит воздержаться.
В таком режиме батареи начинают остывать буквально через нескольких часов. Стоит также отметить, что при высокой изношенности системы отопления высокая вероятность образования конденсата, который вредит котлу.
50 градусов
Обычно при таких настройках котел показывает самый низкий расход газа, однако циркулярный насос в этом случае работает практически без остановок. Из-за высокой цены на электричество этот режим оказывается дороже следующего.
Батареи остывают гораздо дольше, котел полностью прогревает помещение до необходимых температур.
60 градусов
Оптимальные настройки для большинства котлов. При такой температуре теплоносителя газа требуется больше, чем при 50 градусах, однако насос работает реже. Помещение обогревается полностью, батареи остывают долго, а суммарные расходы ниже других режимов.
70 градусов
Электричества требуется еще меньше, чем при 60 градусах, но необходимо гораздо больше газа. Хотя на первый взгляд и кажется, что подобные настройки выгоднее, опасность таится в другом. При таком режиме работы батареи предложат нагреваться, даже при выключенном котле. Таким образом в помещении возможны скачки температуры, которые негативно скажутся не только на комфорте, но и на состоянии всей системы отопления, в частности труб.
80 градусов и выше
Подобные настройки выставлять не рекомендуется. Во-первых, такие настройки нужны в лютые морозы, если проживаете в северных регионах страны. Во-вторых, из-за воздействия высоких температур трубы быстро приходят в негодность, а также может появиться неприятный запах.
Оптимальные настройки температуры для газового котла
Рекомендуем при температуре до -25 градусов тепла выставлять на газовом котле 60-65 градусов. Если за окном около нуля, тогда можно настроить на 50-55. При температуре ниже 30 градусов – смело выставляйте на котле 70 градусов.
Многие утверждают, что при температуре котла ниже 70 градусов возможно образование конденсата. Но стоит понимать, что многие производители проектируют специальный отвод при таких случаях, что позволяет нивелировать подобный недостаток. А про воздействие высоких температур на трубы мы уже говорили. Поэтому обязательно посоветуйтесь со специалистами и прочитайте инструкцию завода-изготовителя.
Как сэкономить при отоплении, и какая температура должна быть в помещении?
Согласно нормативным требованиям в жилых помещениях температура воздуха должна быть в пределах от 18 до 25 градусов тепла. Поэкспериментируйте с настройками, переключайте режимы, подберите комфортную температуру именно для вас.
Помните, что ночью температура ниже, чем днем. В этом случае идеально будет использование программаторов, которые в автоматическом режиме будут регулировать работу газового котла при температурных изменениях. Таким образом, вы сэкономите, не потеряв в комфорте.
Если ваш дом подключен к газовой магистрали, тогда установите счетчик. Так вы сможете точно контролировать расход топлива и платить только за израсходованный объем, а не по нормативу.
Выводы по теме
Итак, выставляйте температуру на газовом котле от 55 до 65 градусов. Если сильные морозы, то можно установить 70 градусов. Если на улице около нуля – подойдет и 55 градусов.
Обязательно прочтите инструкцию производителя, максимально используйте автоматику вашего оборудования. Установите газовый счетчик. Таким образом, вы сможете сэкономить, не потеряв в комфорте.
Спецвыпуск
Зависимость расхода природного газа от
температуры наружного воздуха
··· Портфолио ···
Евгений ШПАКОВИЧ (8-й класс),
МОУ гимназия г. Протвино, Московская обл. Руководитель Т. КОЛОТУШКИНА
Задачи: найти способ увеличения
отдачи тепла от сжигаемого в топке котла газа к
нагреваемой воде и уменьшения потерь тепловой
энергии в стальных трубах при транспортировке
(перекачке насосом) нагретой воды от котельной до
дома; уменьшить потери тепла в квартире.
Гипотезы: 1) расход газа не зависит
от температуры наружного воздуха; 2) расход газа
тем больше, чем холоднее на улице.
План работы: 1) определить расход
газа при различных температурах наружного
воздуха; 2) найти объяснение непонятных мне
терминов.
Описание работы. Мои бабушка и
дедушка живут в двухквартирном отдельном доме.
Дом отапливается собственной мини-котельной.
Вода нагревается в котле с помощью горелки,
находящейся внизу котла, и идёт по трубе в дом
(прямая линия отопления) в батареи. Пройдя через
весь дом, вода возвращается в котёл (обратная
линия отопления). При сгорании природного газа
образуются уходящие дымовые газы, которые
выходят по дымовой трубе на улицу. Затем цикл
повторяется: вода нагревается, идёт по трубе в
дом, проходит все батареи и возвращается в
котельную. Я начертил схему отопления и сделал
фотографии входящих в неё частей.
Для решения поставленной задачи
необходимо было поставить в котельную следующие
приборы:
– термометр 1 – для измерения
температуры воды в прямой линии отопления;
– термометр 2 – для измерения
температуры воды в обратной линии отопления;
– термометр 3 – для измерения
температуры уходящих дымовых газов;
– термометр 4 – для измерения
температуры воздуха на улице.
Я поставил везде спиртовые термометры.
Результаты наблюдений сведены
в таблицу. Видно, что при
температуре наружного воздуха +4 °С
расход газа составляет 930 л/ч,
а при –10 °С расход уже 2020 л/ч, т.е. при
изменении температуры на 14 °С расход газа
увеличился более чем в 2 раза. Зависимость
часового расхода природного газа от температуры
наружного воздуха я изобразил на графике:
По результатам наблюдений за работой
системы отопления можно сделать следующие
выводы:
1. Чем ниже температура наружного
воздуха, тем больше расход газа.
2. Температура уходящих дымовых
газов высокая и колеблется от 95° до 105 °С;
3. Повышенная температура уходящих
дымовых газов, отсутствие тепловой изоляции на
стальных трубах ведут к перерасходу природного
газа.
1. Для снижения температуры уходящих
дымовых газов установить дополнительный
теплообменник.
2. Покрыть стальные трубы и корпус
котла качественной теплоизоляцией.
3. Утеплить и заклеить щели в оконных
рамах.
Оптимальная температура теплоносителя в газовом котле с точки зрения расходов на отопление
На многих форумах люди задают вопрос, какую температуру теплоносителя выставлять на котле при использовании термостата, чтобы платить меньше. Далее отвечающие начинают теоретические рассуждения. Одни говорят, ставь меньше, другие – ставь больше. Короче, ни одного практического исследования я не нашел, и решил это дело исправить. Методика тестирования проста: выждать несколько дней, когда температура на улице почти постоянна и не светит солнце (чтобы избежать нагрева внешних стен и внутренних помещений через окна) и провести замер газопотребления при разных значениях температуры теплоносителя. Будучи дальновидным, я еще измерял токопотребление котла. Несложно заметить, что при высокой температуре теплоносителя котел быстрее нагревает помещение, оставляя в батареях запас тепла на некоторое время. Термостат дает отбой, и подогрев с циркуляционным насосом отключаются. При низких температурах теплоносителя тепла от батарей едва хватает для поддержания заданной температуры воздуха в комнате, и горелка с циркуляционным насосом работают почти все время. Ну а поскольку электричество нынче дороже газа, его расход котлом тоже стоит учитывать для более объективной оценки затрат на отопление.
Для тестирования использовались: дом деревенский деревянный, 23 кв.м с паршивым утеплением и 15 кв.м. с хорошим утеплением, всего 38 кв.м. отапливаемой площади (по необходимости включается батарея еще в одной комнате, но обычно она отключена за ненадобностью и там +9 градусов – в тесте была отключена). Котел Viessmann Vitopend 100 24 квт, батареи алюминиевые восьмисекционные. Термостат установлен на 20.5 градусов. ГВС не использовалось для чистоты эксперимента. Температура на улице почти всегда -8 — -10 градусов в дневное и ночное время. Конечно, для чистоты эксперимента необходимо использовать стенд с постоянной наружной температурой, но у меня нет такой возможности, так что с некоторой погрешностью придется смириться. Тесты каждой установки проводились в течение 24 часа 13 минут в следующей последовательности: 50, 70, 60,40 градусов.
- Насос и горелка = 114 (120*) Вт.
- Насос без горелки = 71 (80*) Вт.
- В режиме ожидания = 1.5 Вт.
* — зависит от колебаний напряжения 220-230 вольт.
Расчетные цены на 2018-й год были взяты для Московской и Владимирской областей для сравнения.
Цены в Московской области: газ 5.523 р/м3, электричество 5.38 р/кВтч
Цены во Владимирской области: газ 4.98 р/м3, электричество 5.18 р/кВтч (льготная цена 4.37 до 100 квтч/мес в этом тесте не учитывается).
Если кому интересно, отдельно при выключенном отоплении проводились четыре тестовые принятия душа, примерно по 10-15-20 минут каждый (до минуты не высчитывал), усредненные значения этих тестов 0.44 м3 + 0.029 кВтч дают нам примерную стоимость одного «типичного» принятия душа:
В Московской области: 2.43+0.16 = 2.59 рублей.
Во Владимирской области: 2.19+0.15 = 2.34 рубля.
Далее привожу потребление газа и электричества при различных настройках температуры теплоносителя.
T=40
6.343 м3 / 1.947 квтч
М 35.03 + 10.47 = 45.50р
В 31.59 + 10.08 = 41.67р
T=50
6.140 м3 / 0.944 квтч
М 33.91 + 6.32 = 40.23р
В 30.58 + 4.89 = 35.47р
T=60
6.344 м3 / 0.674 квтч
М 35.04 + 3.63 = 38.67р
В 31.59 + 3.49 = 35.08р
T=70
6.515 м3 / 0.555 квтч
М 35.98 + 2.99 = 38.97р
В 32.44 + 2.88 = 35.32р
Конечно, одной серии тестов недостаточно, чтобы делать окончательные выводы, но предварительные выводы сделать можно:
- Отопление температурой 40 градусов экономически неэффективно. При температуре теплоносителя 40 градусов котел недогревал примерно 0.3-0.5 градусов до заданной на термостате температуры. Нагрев и циркуляционный насос не отключались, что привело повышенному расходу электроэнергии (в 3.5 раз больше, чем при теплоносителе 70 градусов). При этом расход газа оказался даже выше, чем при температуре теплоносителя 50 градусов. Таким образом, это оказался самый дорогой режим для отопления дома. От него определенно стоит воздерживаться при проблемах с электроснабжением, например, при работе котла от резервного аккумулятора.
- При температуре теплоносителя 50 градусов расход газа оказался наименьшим из всех тестов, однако, циркуляционный насос работал почти половину тестового времени, что привело к не самым малым расходам за электроэнергию, из-за чего, при наименьшем расходе газа, этот режим оказался немного дороже следующего.
- Режим отопления при температуре 60 градусов оказался оптимальным по совокупной стоимости газа и электричества. Хотя расход газа меньше при 50 градусах, а расход электричества меньше при 70 градусах, но данный режим является золотой серединой с точки зрения суммарных расходов при нынешних ценах.
- Если же вы выставите температуру теплоносителя 70 градусов, вы сэкономите чуть больше электроэнергии, но потратите чуть больше газа. Также этот режим приводит к более ощутимым скачкам температуры в доме (батареи продолжают нагревать воздух по инерции значительно выше установленной на термостате температуры даже тогда, когда нагрев в котле отключается).
Тестировать режим 80 градусов я не стал по следующим причинам:
- таких лютых морозов, когда он реально нужен я еще не видел.
- от горячих батарей появляется запах паленой пыли.
- высокие температуры приводят к более быстрому износу полипропиленовых труб, поэтому выходить за пределы 70 градусов без особой необходимости, имхо, не стоит.
В целом, по результатам теста выходит, что температура теплоносителя 60-65 градусов будет оптимальной по расходом на отопление, конечно, в данных конкретных условиях, при -9 градусах на улице. При изменении уличной температуры, котла, батарей и дома, значения могут измениться непредсказуемым образом. Предположу, что при температуре около нуля, установка 50-55 градусов будет более эффективна с экономической точки зрения, а при понижении уличной температуры до —20 градусов, думаю, установка 70-75 градусов даст лучший эффект, хотя это предположение я еще не имел возможности проверить.
Если же более равномерная температура в доме (без сильных скачков) более важна, чем экономия каждого рубля, тогда есть смысл выбирать режим, когда максимальное количество тепла, отдаваемое теплоносителем, примерно соответствует вашим потребностям (то есть котел работает постоянно, но не занижает температуру в доме ниже желаемой. Счета за электричество при этом увеличатся, но и температура в доме не будет резко меняться. В моем тесте, установка температуры теплоносителя 40 градусов не в полной мере справлялась с нагревом дома до 20.5 градусов, значит установка 45-50 градусов будет оптимальной в плане комфорта (но не денег!) конкретно при -9 градусах на улице.
Также следует учитывать износ оборудования. Пишут, что при температуре теплоносителя меньше 70-75 градусов в котле образуется конденсат, который ему очень вредит (если только котел не конденсационный). В то же время, большие температуры не лучшим образом сказываются на сроках службы полипропиленовых труб, да и работающий на пределе мощности котел, вероятнее всего, протянет без ремонта меньше, чем при умеренных настройках. Хотя тут многое зависит и от качества котла, и от качества труб.
Если гипотетически температура оставалась бы постоянной весь отопительный сезон (6 месяцев), то расходы были бы такими:
- T=40, стоимость 8190 рублей в МО, 7500 рублей в ВО.
- T=50, стоимость 7241 рублей в МО, 6385 рублей в ВО.
- T=60, стоимость 6961 рублей в МО, 6314 рублей в ВО.
- T=70, стоимость 7015 рублей в МО, 6356 рублей в ВО.
Таким образом, подобрав наиболее оптимальный режим для своего котла, вы можете уменьшить расходы на отопление в зимний период в Московской области на 1229 рублей и во Владимирской области на 1186 рублей. Для домов большей площади, разница должна быть более ощутимой.
Также в форумах многие жалуются на перерасход газа, спрашивают, сколько у кого кубов уходит на отопление. Конкретное потребление я указал выше. Также мне было интересно узнать усредненную норму. На сайте тарифов на газ Московской области указана рассчетная норма потребления газа в месяц для жилых домов без счетчиков:
- Нагрев воды с использованием газового водонагревателя 13,10 м³ /чел.
- Индивидуальное (поквартирное) отопление жилых помещений (жилых домов, квартир, комнат) в пределах станданта нормативной площади 7,00 м³ / м² отапливаемой площади.
Ну а по площади, 38 м2 * 7 м3 = 266 кубов в месяц по нормам. При отоплениие с T=60 и -9 градусах имеем 190 кубов в месяц, или 5.00 м3 /м2 отапливаемой площади – тут ощутимая экономия. Но опять же, необходимо заметить, что это теоретические расчеты при условии, что температура на улице постоянна, около -9 градусов. Если будет не лень, попробую повторить этот тест в более лютые морозы для сравнения.
Также пишите в комментах, если кто-то проведет подобный тест в своем доме. Мой тест может содержать какие-то неучтенные погрешности, а если тестов будет много, из разных домов и с разными котлами, можно будет уже почти точно определить среднюю оптимальную температуру теплоносителя при разных реальных условиях, не довольствуюсь только теоретическими размышлениями, которыми нас кормят в интернете.
Ну и в качестве бонуса, интересный факт (измерил, но не знал, куда приткнуть): приготовление батона хлеба в духовке, 190 градусов, 35-40 минут: 0.0815 м3 (41 копейка во ВО или 45 копеек в МО).
