Минимальное время работы контура отопления

#30

Содержание

Как правильно должен работать газовый котел отопления

Организация оптимальной работы узлов отопления

Методы настройки при помощи дополнительного оборудования

Как ещё улучшить КПД

Коротко о главном

Опубликовано в журнале СОК №7 | 2021 (стр. 32-35)

В общем случае управляемость системы отопления связана с тепловой инерционностью всех элементов, влияющих на формирование микроклимата: ограждающих конструкций, воздушного пространства помещения, отопительного контура и приборов отопления.

Без учёта данных параметров создать эффективную схему управления системой автономного отопления при изменениях внешних атмосферных условий не представляется возможным.  Инерционность контура отопления зависит от конструкционных материалов деталей теплогенератора, труб и запорно-регулировочной арматуры, приборов отопления, объёмов и теплофизических свойств теплоносителя.

Оценочный расчёт объёма теплоносителя, по многочисленным рекомендациям в Интернете,  можно выполнить исходя из расчёта 10 л теплоносителя на 1 кВт мощности котла. Так, объём отопительной системы с котлом мощностью 24 кВт оценивается в 240 л. В реальности данный расчёт может привести к большим ошибкам. Настенные газовые котлы часто используются в автономных системах поквартирного отопления. Площадь таких квартир составляет в основном 50–70 м². Максимальная мощность настенных котлов в большинстве случаев равна 18–24 кВт. По указанным рекомендациям объём теплоносителя в системе отопления находится в пределах от 200 до 240 л. В действительности квартира в 50–70 м² имеет три-пять отопительных приборов (радиаторов), а длина трубопроводов двухтрубной системы не превышает 25–35 м. Рекомендации по расчёту теплоносителя в системе отопления данного типа  определят объём теплоносителя в такой системе в размере 25–30 л.

Многие консультанты заявляют, что малая инерционность тепловых приборов отопления является положительным фактором, поскольку такие системы быстро нагревают помещение. Однако дело не только в тепловой инерционности приборов отопления, но и в инерционности всего теплового контура и работе теплогенератора.

Настенные газовые котлы конвекционного типа, доля применения которых в России составляет до 98%, не способны работать на мощности менее 6–7 кВт·ч. Это обусловлено применением в них атмосферной горелки, которая конструктивно не может работать в режиме менее 40% от максимальной заявленной тепловой мощности . Для обогрева помещения площадью 50–70 м²  бóльшую часть времени отопительного сезона требуется не 1 кВт мощности на 10 м² отапливаемого помещения, а 0,2–0,4 кВт, поскольку температура наружного воздуха в этот период, в зависимости от региона, составляет от −5 до +5°C.

Поскольку конвекционные газовые настенные котлы не могут работать на мощности менее 6–7 кВт·ч, их использование при поквартирном отоплении всегда связано с избыточной мощностью. В результате газовый котёл работает в режиме «старт-стоп» («тактование»). Для снижения количества включений и выключений настенного котла все производители ввели в его систему управления запаздывание повторного запуска — не менее одной минуты по продолжительности. Следовательно, в режиме работы настенных котлов с избыточной минимальной мощностью возникают паузы, связанные не только с настройкой порогов температуры теплоносителя, но и с алгоритмами работы котлов.

Величина тепловой инерционности отопительного контура зависит от двух составляющих: инерционности теплогенератора, трубопроводов, регулировочной арматуры и теплоносителя; инерционности отопительных приборов автономных систем отопления (радиаторов, конвекторов, тёплого пола).

Для поквартирного отопления время нагрева элементов первой группы составляет не более одной-двух минут. А в полноценных системах автономного теплоснабжения загородного дома площадью 200–300 м² этот показатель составляет уже около десяти минут.

При рассмотрении вопросов управления теплоснабжением квартиры в многоквартирном доме ограждающие конструкции, как правило, имеют большую тепловую инерционность. Суточные колебания температуры атмосферы допускается не учитывать. Теплопотери через ограждающие конструкции можно принять стационарными.

Для создания оптимальных алгоритмов управления системой отопления помещения при изменении заданной температуры внутри помещения необходимо оценить влияние инерционности объёма воздуха. Данный параметр применительно к системе отопления зависит от объёмов помещения, типа приборов отопления и их мощности. Если мы рассматриваем отопительные приборы с естественной циркуляцией воздуха (типа радиаторов или конвекторов), то инерционность объёма воздуха в помещении влияет на продолжительность нагрева, которая составляет, в диапазоне гистерезиса настройки воздушных терморегуляторов, около десяти минут.

Рис. 1. Процессы нагревания и охлаждения отопительных приборов системы водяного отопления

Что касается приборов отопления, то показатели инерционности сильно зависят от их материалов и конструкции. В общем виде процессы нагрева и остывания радиаторов отопления представлены на рис. 1. В работе  представлены данные по инерционности отопительных приборов.

Постоянные времени отопительных приборов:

• в режиме нагревания конвектора Atoll (ПКН 310) — Тпр.нагр = 6 мин.;
• в режиме нагревания панельного радиатора Profil-Kompakt (FKO 22-03-09) — Тпр.нагр = 15 мин.;
• в режиме охлаждения конвектора Atoll (ПКН 310) — Тпр.охл = 15 мин.;
• в режиме охлаждения панельного радиатора Profil-Kompakt (FKO 22-03-09) — Тпр.охл = 38 мин.

Данные приборы отопления малоинерционны. Алюминиевые и биметаллические радиаторы имеют характеристики инерционности в два-три раза больше, чем у панельных радиаторов. Чугунные радиаторы имеют показатели инерционности ещё выше — в два-четыре раза.

Если в качестве отопительных приборов используется водяной тёплый пол, то инерционность данного низкотемпературного прибора зависит от многих факторов, и в режиме установившегося колебательного процесса с амплитудой регулирования 2–3°C время нагрева составляет пять-десять часов.

При работе газового настенного котла малая инерционность некоторых высокотемпературных приборов отопления, с точки зрения быстроты нагрева помещения, является преимуществом. Но на длительность нагрева воздуха влияет малая инерционность контура отопления. Система встроенного защитного регулирования работы настенных конвекционных котлов основана на установлении порогов гистерезиса температуры подачи теплоносителя на выходе из котла. Данный диапазон изменения определяется заводскими настройками по отоплению в ±5°C и может быть заново установлен на объекте в диапазоне до ±15°C.

При работе котла на минимально возможной мощности (7 кВт) время нагрева составляет две минуты 20 секунд. Указанное время меньше времени нагрева любых приборов отопления в несколько раз (водяной тёплый пол при поквартирном отоплении на рассматривается). Теплоноситель будет нагреваться быстро: даже малоинерционный тепловой прибор не успеет нагреться, и котёл выключится по перегреву теплоносителя. Это значит, что применяемые в рассматриваемой системе отопительные приборы не способны реализовать вырабатываемое настенным котлом тепло, если не изменены заводские установки режимов работы котла.

Чем меньше тепловая инерционность тепловых приборов, тем лучше для скорости нагрева помещения.

Но важно учитывать и инерционность самого контура отопления. Для более устойчивой работы настенного газового котла целесообразно сразу (если котёл используется для поквартирного отопления) предельно занизить максимальную мощность работы котла в режиме «зима». Необходимо выставить верхний порог давления газового клапана на уровне 400 Па. Можно также увеличить порог гистерезиса настройкой выключения температуры до 15°C и установить температуру отключения отопления 60°C. Режим работы такой системы отопления с избыточной мощностью теплогенератора всегда регулируется только за счёт количества циклов включения и выключения котла, но это будет происходить в два-три раза реже, чем при заводском уровне настроек.

Настенный конвекционный котёл  используется для отопления помещения и подготовки горячей воды. Для подогрева проточной воды в объёме потребления одной точкой разбора (душ, ванная, кран) требуется мощность более 15 кВт·ч. Именно это является причиной того, что   настенные котлы всегда будут работать с избыточной мощностью. И при отоплении, и при подготовке горячей воды в настенных котлах используется один и тот же основной теплообменник и атмосферная горелка, которые рассчитываются исходя из максимальной нагрузки (подготовка горячей воды).

Выводы

1. Тепловая инерционность гидравлической части контура отопления — важный показатель для правильного подбора системы автоматического управления работой котла. В системах поквартирного отопления данный показатель в несколько раз ниже, чем у любых отопительных приборов, применяемых в настоящее время в ИЖС.

2. При поквартирном отоплении с использованием конвекционных газовых котлов основной режим работы отопительной системы — периодическое включение и выключение теплоагрегата. Это обусловлено значительной избыточностью тепловой мощности настенного газового котла в режиме «Отопление» даже при работе на минимальной нагрузке. Однако на практике можно значительно снизить число включений-выключений котла за счёт корректировки его заводских настроек (данные работы по настройке котла должны проводить специалисты).

3. Режим работы настенного газового конвекционного котла при поквартирном отоплении с точки зрения цикличности не соответствует номинальным условиям эксплуатации котла, установленным заводом-изготовителем для гарантийных обязательств.

Установка терморегулятора

Ещё одной причиной частого включения-выключения газового котла отопления является то, что работа оборудования регулируется только по температуре теплоносителя. Вода нагрелась до нужной температуры, прибор выключился, вода охладилась, котёл включился. Но теплоноситель остывает гораздо быстрее, чем воздух в помещении. Такое управление не является рациональным, так как при этом повышаются расходы на топливо, в комнатах может быть жарко, что, конечно же, повлияет и на комфорт жителей.

Лучший выход из сложившийся ситуации – установка комнатного терморегулятора. Прибор предназначен для осуществления автоматического управления газовым котлом. Функционирование отопительного агрегата становится более эффективным, есть возможность сэкономить на топливе. Система запускается только в том случае, когда понижается температура воздуха в помещении, а она может оставаться на уровне в результате попадания в комнату солнечных лучей или скопления людей в помещении.

Ассортимент термостатов позволяет выбрать модель в соответствии со своими пожеланиями и финансовыми возможностями. Самыми дешёвыми являются механические изделия. Они не требуют к себе особого отношения, отличаются прочностью и надёжностью. Намного сложнее с современными программаторами. Это устройства, которые можно программировать, задавать им определённые опции, выставлять разные температуры в зависимости от ваших потребностей.

Для эффективного и экономного функционирования отопительной системы следует позаботиться о правильном выполнении монтажных работ. Вам не нужно будет беспокоиться о том, как часто должен включаться котёл отопления, если его работа будет регулироваться термостатом. Это не только позволит сэкономить на топливе, но и продлит срок эксплуатации отопительного оборудования.

Способы снижения теплопотерь

Вышеизложенная информация поможет быть использована для правильного расчета нормы температуры теплоносителя и подскажет, как определить ситуации, когда нужно применять регулятор.

Но важно помнить, что на температуру в помещении влияет не только температура теплоносителя, уличного воздуха и сила ветра. Также должна учитываться степень утепления фасада, дверей и окон в доме

Чтобы снизить теплопотери жилья, нужно побеспокоиться о его максимальной термоизоляции. Утепленные стены, уплотненные двери, металлопластиковые окна помогут сократить утечку тепла. Также при этом снизятся затраты на отопление.

Эффективность работы системы отопления зависит от многих факторов. К ним относятся номинальная мощность, степень теплоотдачи радиаторов и температурный режим работы

Для последнего показателя важно правильно подобрать степень нагрева теплоносителя. Поэтому нужно определить оптимальную температуру в системе отопления для воды, радиаторов и котла

Удаление воздуха из системы отопления твердотопливного котла.

Воздух в системе отопления может стать причиной ряда проблем: плохая циркуляция теплоносителя или ее отсутствие, шум при работе насоса, коррозия радиаторов или элементов системы отопления. Чтобы избежать этого, необходимо выпустить воздух из системы. Пути для этого два – первый вручную – продумываем установку кранов в наивысшей точке системы и на подъемных участках и периодически проходим эти краны, выпуская воздух. Путь второй – установка автоматического клапана спуска воздуха. Принцип его работы простой — когда воздуха в системе нет, то клапан заполнен водой и поплавок находится в верхней части клапана, и, через шарнирный рычаг, герметизирует выпускной клапан воздуха.

Когда в камеру клапана попадает воздух, то падает уровень воды в клапане, поплавок опускается и через шарнирный рычаг открывает отверстие выпуска воздуха на выпускном клапане. По мере выхода воздуха из камеры, уровень воды растет и клапан снова занимает верхнее положение.

Мы выше уже описывали устройство группы безопасности котла, когда говорили о защите от высокого давления теплоносителя. В идеале, если вы установили группу безопасности, на ней есть автоматический клапан спуска воздуха. Проследите лишь, чтобы группа безопасности была установлена в верхней части системы вашего отопления. Если нет, рекомендуем поставить отдельно автоматический клапан сброса воздуха и навсегда решить проблему поиска воздушных пробок в вашей системе отопления.

Обвязка твердотопливного котла — Автоматический клапан спуска воздуха

Оптимальные значения в индивидуальной системе отопления

Автономное отопление помогает избегать многих проблем, которые возникают с централизованной сетью, а оптимальная температура теплоносителя может регулироваться в соответствии к сезону. В случае индивидуального отопления под понятие нормы включают теплоотдачу прибора отопления на единицу площади помещения, где стоит этот прибор. Тепловой режим в данной ситуации обеспечивается конструктивными особенностями отопительных приборов.

Важно следить, чтобы носитель тепла в сети не остужался ниже 70 °С. Оптимальным считают показатель 80 °С

С газовым котлом контролировать нагрев легче, потому что производители ограничивают возможность нагрева теплоносителя до 90 °С. Используя датчики для регулировки подачи газа, нагрев теплоносителя можно регулировать.

Немного сложнее с аппаратами на твердом топливе, они не регулируют подогрев жидкости, и запросто могут превратить ее в пар. А уменьшить жар от угля или древесины поворотом ручки в такой ситуации невозможно. Контроль нагрева теплоносителя при этом достаточно условный с высокими погрешностями и выполняется поворотными термостатами и механическими заслонками.

Электрические котлы позволяют плавно регулировать нагрев теплоносителя от 30 до 90 °С. Они оснащены отличной системой защиты от перегрева.

Какую температуру ставить в котле отопления низкие и высокие значения

Поделимся своим опытом относительно разных температурных режимов.

1. 40 градусов. Такой режим часто оказывается экономически невыгодным. При такой температуре газовый котел вполне может недогревать до полградуса. Из-за этого циркуляционный насос и нагрев не отключаются. Соответственно, расход газа только увеличивается. В некоторых моделях котлов расход может быть даже выше, чем при установленной температуре 70°С. Кроме того, от такого температурного режима лучше отказаться еще и в случаях нестабильной работы электросети. Теплоноситель за короткое время остынет, в помещении станет холодно уже через несколько часов.
2. 50 градусов. Большинство тестов показывает, что при установке этой температуры расход газа самый низкий. Однако циркуляционный насос работает довольно долго, что повышает расходы на электричество. Плюс в случае перебоев электросети батареи немного дольше сохраняют тепло. При общих подсчетах такой режим работы системы менее экономичен, чем следующий.
3. 60 градусов. Это по праву самый экономичный режим. Газа требуется больше, чем при режиме 50 градусов, но заметно снижаются расходы электричества. Суммарные расходы оказываются ниже. Да и помещение обогревается лучше.
4. 70 градусов. В таком режиме электроэнергия тратится меньше, но расход газа увеличивается. Но более важная проблема в том, что с некоторыми моделями котлов при таком режиме работы возможны скачки температуры воздуха в помещении. Они могут быть как практически незаметными, так и довольно ощутимыми. Дело в том, что радиаторы продолжают сильно греть помещения даже после отключения нагрева в котле, затем остывают, потом вновь сильно разогреваются.

Устанавливать еще более высокую температуру не стоит, если только вы не живете в холодных северных регионах. И причин тому несколько. Главная – в доме просто не нужны такие высокие температуры. И даже если нужно максимально обогреть помещения, лучше устанавливать температуру ниже. При слишком высоких значениях появляется неприятный запах паленой пыли с батарей, полипропиленовые трубы изнашиваются быстрее.

Так какая температура должна быть на котле отопления? Мы рекомендуем около 60-65 градусов, если температура на улице не ниже -10°С. Если ниже, можно увеличить мощность. Если на улице около нуля, больше 50-55 градусов не понадобится.

Какая температура на котле оптимальна для отопления без разницы температур в помещениях?

Часто владельцу жилья важнее не экономия, а равномерный обогрев всех помещений в доме. Котел работает постоянно, не допуская снижения температуры ниже выбранного значения. Конечно, электричества для такого режима нужно больше, но вот на газе можно сэкономить.

40 градусов для комфортного и равномерного обогрева не всегда достаточно. При таком режиме дом будет прогреваться в среднем на 20-20,5 градусов при температуре на улице не ниже -9°С. Если двадцати градусов в помещении вам недостаточно, можно установить 45-50 градусов на котле.

Нормы температуры

Требования к температуре теплоносителя изложены в нормативных документах, которые устанавливают проектирование, укладку и использование инженерных систем жилых и общественных сооружений. Они описаны в Государственных строительных нормах и правилах:

• ДБН (В. 2.5-39 Тепловые сети);
• СНиП 2.04.05 «Отопление вентиляция и кондиционирование».

Для расчетной температуры воды в подаче принимается та цифра, которая равняется температуре воды на выходе из котла, согласно его паспортным данным.

Для индивидуального отопления решать, какая должна быть температура теплоносителя, следует с учетом таких факторов:

1. Начало и завершение отопительного сезона по среднесуточной температуре на улице +8 °C на протяжении 3 суток;
2. Средняя температура внутри отапливаемых помещений жилищно-коммунального и общественного значения должна составлять 20 °C, а для промышленных зданий 16 °C ;
3. Средняя расчетная температура должна соответствовать требованиям ДБН В.2.2-10, ДБН В.2.2.-4, ДСанПиН 5.5.2.008, СП №3231-85.

Согласно СНиП 2.04.05 «Отопление вентиляция и кондиционирование» (пункт 3.20) предельные показатели теплоносителя такие:

1. Для больницы – 85 °С (исключая психиатрические и наркоотделения, а также помещения административного или бытового назначения);
2. Для жилых, общественных, а также бытовых сооружений (не считая залы для спорта, торговли, зрителей и пассажиров) – 90 °С;
3. Для зрительных залов, ресторанов и помещений для производства категории А и Б – 105 °С;
4. Для предприятий общепита (исключая рестораны) – это 115 °С;
5. Для помещений производства (категория В, Г и Д), где выделяется горючая пыль и аэрозоли – 130 °С;
6. Для лестничных клеток, вестибюлей, переходов для пешеходов, техпомещений, жилых зданий, помещений производства без наличия загорающейся пыли и аэрозолей – 150 °С.

В зависимости от внешних факторов, температура воды в системе отопления может быть от 30 до 90 °С. При нагреве свыше 90 °С начинают разлагаться пыль и лакокрасочное покрытие. По этим причинам санитарные нормы запрещают осуществлять больший нагрев.

Для расчета оптимальных показателей могут быть использованы специальные графики и таблицы, в которых определены нормы в зависимости от сезона:

• При среднем показателе за окном 0 °С подача для радиаторов с различной разводкой устанавливается на уровне от 40 до 45 °С, а температура обратки – от 35 до 38 °С;
• При -20 °С на подачу осуществляется нагрев от 67 до 77 °С, а норма обратки при этом должна быть от 53 до 55 °С;
• При -40 °С за окном для всех приборов отопления ставят максимально допустимые значения. На подаче это – от 95 до 105 °С, а на обратке – 70 °С.

Примеры моделей

1. Бакси.

Оптимальный режим работы этого настенного газового котла достигается так: в небольших квартирах показатели ставятся на F08 и F10. Спектр модуляции стартует с 40% от наивысшей мощности. И минимально возможный рабочий режим – 9 кВт.

Многие модели данной фирмы очень экономичны и могут трудиться при низком давлении газа. Пределы давления: 9 – 17 мбар. Диапазон подходящего напряжения: 165 – 240 В.

1. Вайлант.

Многие аппараты данной марки оптимально трудятся при таких условиях: мощь — 15 кВт. Подача ставится на 50-60. 35 минут аппарат трудится, 20 минут – отдыхает.

1. Ферроли.

Лучшие условия: на отопление 13 кВт, для нагрева воды – 24 кВт.

1. Меркурий.

Давление воды в сети – максимум 0,1 МПа. Высший температурный показатель на выходном участке – 90 С, номинальный показатель уходящих газов – минимум 110 С. Разрежение за аппаратом – максимум 40 Па.

1. Навьен.

В основном, это двухконтурные агрегаты. Здесь работает автоматика. Режим настраивается сам. Задаётся параметр прогрева комнаты. Есть насос, который может снижать параметры на 4-5 градусов.

1. Аристон.

Тоже действует автоматическая настройка режимов. Часто люди выбирают модели с режимом «Комфорт-Плюс».

1. Будерус.

На подаче обычно ставятся значения: 40 — 82 С. На мониторе обычно отражается текущий параметр. Самый удобный летний режим – при 75 С.

Защита от низкой температуры теплоносителя в обратке твердотопливного котла.

Что будет с твердотопливным котлом, если температура его «обратки» ниже 50 °C? Ответ прост – на всей поверхности теплообменника будет появляться смолянистый налет. Это явление снизит производительность вашего котла, существенно затруднит его чистку и самое главное, может привести к химическому повреждению стенок теплообменника котла. Для предотвращения подобной проблемы, необходимо предусмотреть соответствующее оборудование при монтаже системы отопления с твердотопливным котлом.

Задача – обеспечить температуру теплоносителя, который возвращается в котел из системы отопления на уровне не ниже 50 °C. Именно при этой температуре водяной пар, содержащийся в дымовых газах твердотопливного котла, начинает конденсироваться на стенках теплообменника (переходить с газообразного состояния в жидкое). Температура перехода называется «точкой росы». Температура конденсации напрямую зависит от влажности топлива и количества в продуктах сгорания водорода и сернистых образований. В результате химической реакции получается сульфат железа – вещество полезное во многих производствах, но не в твердотопливном котле. Поэтому вполне естественно, что производители многих твердотопливных котлов, снимают котел с гарантии при отсутствии системы подогрева обратной воды. Ведь здесь мы имеем дело не с прогоранием металла при высокой температуре, а с химическими реакциями, при которых не устоит никакая котловая сталь.

Самое простое решение проблемы низкой температуры обратного теплоносителя – использование термический трехходовой клапан (антиконденсационный термостатический смесительный клапан) . Термический антиконденсационный клапан — это термомеханический трехходовой клапан, обеспечивающий подмес теплоносителя между первичным (котловым) контуром и теплоносителем из системы отопления с целью достижения фиксированной температуры котловой воды. По сути, клапан пускает еще не нагретый теплоноситель по малому кругу и котел греет сам себя. После достижения настроенной температуры, клапан автоматически открывает доступ теплоносителя в систему отопления и работает, пока температура обратки вновь не упадет ниже настроенных значений.

Обвязка твердотопливного котла — Клапан антиконденсационный

Способы снижения теплопотерь

Вышеизложенная информация поможет быть использована для правильного расчета нормы температуры теплоносителя и подскажет, как определить ситуации, когда нужно применять регулятор.

Но важно помнить, что на температуру в помещении влияет не только температура теплоносителя, уличного воздуха и сила ветра. Также должна учитываться степень утепления фасада, дверей и окон в доме

Чтобы снизить теплопотери жилья, нужно побеспокоиться о его максимальной термоизоляции. Утепленные стены, уплотненные двери, металлопластиковые окна помогут сократить утечку тепла. Также при этом снизятся затраты на отопление.

Обслуживание газового котла с низкой производительностью обходится недешево. Поэтому любой, кто пользуется таким устройством, хочет найти оптимальный режим работы газового котла
, при котором он будет обладать максимально возможным КПД (коэффициентом полезного действия) при минимальных затратах топлива. Особенно актуальной эта проблема становится в преддверии очередного отопительного сезона.

На производительность газового котла влияют разные факторы. Если вы еще не купили данное устройство, а только планируете его приобрести, учтите, что главным условием для его установки является наличие централизованного газоснабжения. Некоторые считают, что смогут обойтись баллонным газом, но это существенно увеличит расходы. В этом случае лучше установить электроотопление.

Оптимальная работа
зависит от следующих критериев:

1. Конструкции котла – они могут быть одноконтурные, двухконтурные, навесные, напольные и т.д.
2. КПД – номинального и реального.
3. Правильной организации отопления в доме: мощность котла должна соответствовать площади обогреваемых помещений.
4. Техническое состояние оборудования.
5. Качества газа.

Теперь подробнее рассмотрим, как можно оптимизировать каждый из критериев, чтобы добиться максимальной производительности устройства.

Конструкция котла

Котлы бывают одноконтурные и двухконтурные. К первому придется докупать бойлер косвенного нагрева, чтобы он смог нагревать воду. Двухконтурный вариант предпочтительнее, так как он укомплектован всем необходимым для производства горячей воды и отопления дома. Для удобства использования приоритетным режимом в таком котле является подача горячего водоснабжения. Это значит, что при включении подачи воды, отопление прекращается.

Существуют настенные и напольные газовые котлы. Первые обладают меньшей мощностью и смогут обогреть только помещение площадью до 300 м². Если ваш дом больше, необходимо будет приобрести еще один навесной или напольный котел.

Номинальный и реальный КПД

В инструкции к любому газовому котлу указывается номинальный КПД, обычно он составляет 92-95%, у конденсационных моделей – около 108%. Однако реальный показатель обычно на 9-10% ниже. Еще больше снижает его наличие различных видов теплопотерь:

1. Физический недожег – этот показатель зависит от объема лишнего воздуха, находящегося в агрегате в процессе сжигания газа. Также на него влияет температура уходящих газов: чем она выше, тем ниже КПД котла.

1. Химический недожег – этот показатель колеблется в зависимости от объема окиси угарного газа, которая появляется от сгорания углерода.
2. Теплопотери, которые уходят через стенки котла.

Повысить реальное КПД устройства можно следующими способами:

1. Снижением показателя физического недожега с помощью регулярной чистки сажи на трубопроводе и уборки накипи с водяного контура.
2. Уменьшением количества лишнего воздуха путем установки ограничителя тяги на дымоходную трубу.
3. Регулировкой положения заслонки поддувала таким образом, чтобы достигалась максимальная температура теплоносителя.
4. Регулярной очисткой копоти на камере сгорания, из-за которой увеличивается расход газа.

Увеличить КПД газового котла позволит замена дымохода на более инновационный. Большая часть традиционных отводных труб слишком зависят от погодных условий. На замену им пришел коаксиальный дымоход, который отличается стойкостью к температурным перепадам и способен повысить КПД, а также сэкономить топливо.

Согласование температуры теплоносителя и котла

Согласовать температуру теплоносителя и котла помогают регуляторы. Это – устройства, которые создают автоматический контроль и корректирование температуры обратки и подачи.

Температура обратки зависима от количества прошедшей по ней жидкости. Регуляторами прикрывают подачу жидкости и увеличивают разницу обратки и подачи до того уровня, который нужен, а необходимые указатели устанавливают на датчике.

Если нужно увеличить поток, то в сеть может быть добавлен насос повышения, который управляется регулятором. Для снижения нагрева подачи применяют «холодный пуск»: ту часть жидкости, какая прошла по сети, из обратки опять переправляют на вход.

Регулятор перераспределяет потоки подачи и обратки соответственно данным, которые снял датчик, и обеспечивает строгие температурные нормы сети отопления.

Заключение

Благодаря газовому котлу можно удобно настраивать климат в доме. Особенно, если вы применяете новаторскую технику с автоматизацией режимов и множеством полезных опций.

Отопительный котел представляет собой устройство, при помощи сгорания топлива (или электричества) осуществляющего нагрев теплоносителя.

Устройство (конструкция) отопительного котла
: теплообменник, теплоизолированный корпус, гидравлический блок, а также элементы безопасности и автоматика для управления и контроля. У газовых и дизельных котлов в конструкции предусмотрена горелка, у твердотопливных — топка для дров или угля. Такие котлы требуют подключения дымохода для отвода продуктов сгорания. Элекрокотлы оснащаются ТЭНами, не имеют горелок и дымохода. Многие современные котлы комплектуются встроенными насосами для принудительной циркуляции воды.

Принцип работы отопительного котла
— теплоноситель, проходя через теплообменник, нагревается и далее циркулирует по системе отопления, отдавая полученную тепловую энергию через радиаторы, теплый пол, полотенцесушители, а также обеспечивая нагрев воды в бойлере косвенного нагрева (в случае его подключения к котлу).

Теплообменник — металлическая емкость, в которой нагревается теплоноситель (вода или антифриз) — может быть выполнен из стали, чугуна, меди и т.д. Чугунные теплообменники устойчивы к коррозии и достаточно долговечны, но чувствительны к резкому перепаду температур и имеют большой вес. Стальные могут страдать от ржавчины, поэтому их внутренние поверхности для увеличения срока защищают различными антикоррозийными покрытиями. Такие теплообменники являются наиболее распространёнными при производстве котлов

Медным теплообменникам коррозия не страшна и благодаря высокому коэффициенту теплопередачи, малому весу и габаритам такие теплообменники популярны, часто используются в настенных котлах, но обычно дороже стальных.
Помимо теплообменника немаловажной деталью котлов газовых или жидкотопливных является горелка, которая может быть различных видов: атмосферная или вентиляторная, одноступенчатая или двухступенчатая, с плавной модуляцией, двойная. (Подробное описание горелок представлено в статьях про газовые и жидкотопливные котлы)

Для управления котлом используется автоматика с различными настройками и функциями (например, погодозависимая система управления), а также устройства для удаленного управления котлом – GSM-модуль (регулирование работы устройства через SMS-сообщения).

Основными техническими характеристиками котлов отопления являются: мощность котла, тип энергоносителя, количество контуров обогрева, тип камеры сгорания, тип горелки, тип монтажа, наличие насоса, расширительного бака, автоматика котла и др.

Чтобы определить необходимую мощность
котла отопления для дома или квартиры используется простая формула — 1 кВт мощности котла для обогрева 10 м 2 хорошо утепленного помещения при высоте потолков до 3 м. Соответственно, если требуется обогрев подвального помещения, застекленного зимнего сада, помещений с нестандартными потолками и т.п. мощность котла должна быть увеличена. Также необходимо увеличение мощности (порядка 20-50%) при обеспечении котлом и горячего водоснабжения (особенно если необходим нагрев воды в бассейне).

Отметим особенность расчета мощности у газовых котлов: номинальное давление газа, при котором котел работает на 100% заявленной производителем мощности, для большинства котлов составляет от 13 до 20 мбар, а фактическое давление в газовых сетях в России может быть и 10 мбар, а иногда и ниже. Соответственно, газовый котел часто работает только на 2/3 своих возможностей и это необходимо учитывать при расчете. При выборе мощности котла обязательно отметьте все особенности теплоизоляции дома и помещений. Более подробно с таблицей расчета мощности котла отопления можно

Так какой котел лучше выбрать
? Рассмотрим типы котлов:

«Средний класс»
— средняя по уровню цена, не так престижно, но вполне надежно, представлены стандартные типовые решения. Это итальянские котлы Ariston , Hermann и Baxi , шведские Electrolux , немецкие Unitherm и котлы из Словакии Protherm .

«Эконом-класс»
— бюджетные варианты, простые модели, срок службы меньше, чем у котлов более высокой категории. У некоторых производителей есть бюджетные модели котлов, например,

Больше полезных статей в источнике Перейти на канал автора статьи

Друзья — я не профессионал в отоплении и просто делюсь своим опытом с вами тем, что удалось откопать в интернете и узнать от сервисного мастера.

Сначала расскажу про исходные данные моего дома и моей системы отопления:

• Дом хорошо утеплен — площадь дома 82 кв.м. + тамбур с радиатором 4 кв.м.
• Система отопления состоит из теплого водяного пола по всей площади дома (кроме тамбура) с покрытием из керамогранита, а также системой радиаторов, которые соединены специальным смесительным модулем.

Котел у меня Baxi luna 3 на 24 кв. Для моей площади, как оказалось, — это с почти с двукратным запасом.

Котел я купил заранее еще до монтажа системы отопления — взял с запасом, основываясь на отзывах в интернете именно luna3, так как вроде как наименее проблемный котел из всей линейки baxi.

Листайте галерею, там много фотографий:

Потом мне смонтировали всю систему, повесили котел. Сами установщики осуществили пробный пуск, проверили на утечки и порекомендовали погонять систему двое-трое суток и визуально смотреть, чтобы не было критичного падения давления и визуальных протечек.

Дальше я понаблюдал за системой пару дней, стравливал лишний воздух из батарей, в итоге давление в системе стабилизировалось, протечек не обнаружил.

Перед отопительным сезоном решил поставить котел на гарантию, для этого позвонил в специальные сервис и вечером у меня был сервисный мастер для пуска котла.

Он проверил давления в расширительном бачке, и полез в настройки котла, которые были выставлены по умолчанию.

Первое, на что обратил мое внимание сервисник — это Максимальная полезная мощность системы отопления. На моем котле этот параметр находится под номером F13 (на других она может быть под другим номером).

Мастер предложил убавить мощность котла до 50%, так как мой котел рассчитан на отапливаемую площадь более 200 квадратов, а у меня меньше 100%.

Я спросил его, что будет если оставить мощность системы по умолчанию на 100%.

— При таких настройках Ваши деньги будут просто вылетать в трубу, — ответил мастер!

Оказывается, что через систему не будет успевать проходить достаточное количество теплоносителя и котел будет «тактовать» — то есть будет часто включаться, а во время включения прогревать небольшой объем воды и быстро отключаться при достижении порога установленной на котле температуры.

Тем самым будет происходить излишняя нагрузка на котел при его частых включениях и перерасход газа, так как при каждом включении определенный объем ценного топлива будет просто улетать в трубу до момента включения газовой горелки.

Также сервис-мастер обратил внимание на такой параметр как Минимальное время ожидания горелки в режиме отопления, которое по-умолчанию в моем котле составляет 3 минуты и работает под режимом F18.

По сути — это временной интервал времени через который горелка загорится заново. Мастер рекомендовал установить этот интервал как минимум на 10 — 15 минут, опять же для того, чтобы котел не так часто включался.

—

На что мастер возразил и сказал, что от этого в доме станет не сильно прохладнее, так как теплоноситель за 10 минут не сильно остынет, а котел все равно будет просто дольше догревать теплоноситель до необходимой температуры.

Также сервисник спросил меня как мы планируем пользоваться подогревом воды. Я спросил а как надо?

Он ответил, что здесь есть два варианта работы:

1. Первый вариант — так же как в квартире, когда мы регулируем температуру воды из под крана смешением горячей и холодной воды. В этом случае он рекомендовал бы выставить температуру воды на котле 52С, так как при температуре воды выше +54С начинается интенсивное выпадение солей из водопроводной воды. И также ему потребуется настроить мощность котла на ГВС.

2. Второй вариант — более простой, но менее комфортный для потребителей: это просто регулировать горячую воду комфортной температурой на котле. При этом мощность котла убавлять не надо. Но при таком варианте потребитель будет испытывать ряд неудобств, а именно:

1. более долгий прогрев воды до заданной температуры.
2. нельзя регулировать температуру воды смесителем и пользоваться только горячей водой
3. нельзя получить фиксированную температуру воды, так как при разной степени открытия крана — температура воды будет разной.

Но мы уже привыкли пользоваться по старинке и регулировать воду на котле, поэтому отказался от настройки мощности котла.

Регулировать максимально полезную мощность ГВС также можно —у нас это функция F14, которая по умолчанию установлена на 100%. Возможно также можно убавить этот параметр до 80%.

Что у меня получилось в итоге:

• Мощность котла у меня убавлена до 10кв (или 40% от 24 кВт).
• Максимальная полезная мощность ГВС — 100%, хотя можно тоже с этим параметром поэкспериментировать.
• Минимальное время ожидания горелки — установил 10 минут вместо стандартных 3 минут

Единственное, что забыл спросить мастера, так это параметр: Время постциркуляции насоса системы отопления, которое также по-умолчанию на котле установлено на 3 минуты.

Если следовать обывательской логике, — то получается при увеличении интервалов работы горелки его также надо увеличивать? Или необязательно? Кто знает: напишите в комментариях?

И вообще, — правильные ли советы мне дал сервисник или смысла во изменении заводских настроек нет?

Больше полезных статей Перейти в Источник

Настройка мощности газового котла

Современные газовые котлы имеют функцию модулирования горелки в определенном диапазоне. Для котла 24 киловатта диапазон регулировки составляет от 9 до 24 кВт (у разных производителей значение может несколько отличаться).

Но в некоторых котлах (не во всех, у BAXI и у ARISTON точно) есть возможность изменять настройки, в том числе максимальную и минимальную мощность системы отопления. При этом в интернете я встречал мнение о том, что якобы установка мощности котла в минимум позволяет снизить расход газа чуть ли не вдвое!

Чтобы разобраться приведу дальше немного теории и своих мыслей, а также результат личных измерений на этот счет.

Газовый котел передает энергию газа через теплообменник теплоносителю, далее эта тепловая энергия переносится в радиаторы отопления циркуляционным насосом. Радиаторы греют воздух в помещениях. Можно спорить очень долго, но в конечном итоге это процесс передачи энергии.

У отапливаемого здания (помещения) есть тепловые потери, которые нужно компенсировать. От котла они ну никак не зависят. Котел сжигает газ, у которого, как и у любого другого топлива есть теплотворная способность.

Теплотворная способность – это количество энергии, выделяемой в виде тепла при полном сгорании газа с кислородом в стандартных условиях. Здесь ключевой момент – при полном сгорании газа с кислородом.

Т.е. газовый котел при самых идеальных условиях сгорания топлива даст определенное количество тепловой энергии. Эта тепловая энергия должна быть эффективно перенесена на отапливаемые помещения. Я хочу сказать, что в конечном итоге расход газа в конкретном помещении при прочих равных условиях будет зависеть от теплотворной способности газа, тепловых потерь отапливаемого объема и эффективности работы системы отопления. Говорить о том, что установка одного параметра в котле как-то кардинально поменяет ситуацию с расходом газа, я бы не стал.

Газовый котел – это только часть системы отопления. У всех элементов системы есть КПД. Коэффициент полезного действия показывает, насколько эффективно происходит преобразование энергии. В системе отопления тепловая энергия передается от газа к теплоносителю через теплообменник и от теплоносителя к конечному “потребителю” через радиаторы. И у газового котла и у радиатора есть свой КПД (который, кстати, даже зависит от способа подключения), и он не равен 100%. И в конечном итоге, экономия газа будет напрямую зависеть от того, насколько эффективно эта энергия передается. Рассматривать вопрос экономии только с точки зрения настройки мощности газового котла я считаю недостаточно, но здесь может быть получена существенная экономия.

Настройка минимальной и максимальной мощности отопления

В газовом котле горелка модулируется (изменяется количество газа клапаном в зависимости от условий). При режиме модуляции горелка включается сначала на максимальную величину, затем при подходе к заданной температуре убавляется в минимальное заданное значение и в таком режиме работает до момента отключения, как бы медленно догревая теплоноситель.

Поэтому, скорость нагрева теплоносителя будет зависеть от этих двух параметров.

Если условно разделить будет три возможных варианта:

1. Минимум 100%, максимум 100% — самый быстрый нагрев теплоносителя
2. Минимум 50%, максимум 100% — средняя скорость
3. Минимум 0%, максимум 0% — минимальная скорость нагрева теплоносителя

Когда устанавливаем минимальную и максимальную мощность одинаковыми, фактически котел будет работать без модуляции в режиме постоянной установленной мощности. Если ставим минимум — 0%, максимум — 100% (это заводская настройка) горелка будет модулироваться в пределе от 0-100 по логике, установленной на заводе.

Вариации конечно могут быть и другие. Стоит отметить, что расход газа котла напрямую зависит от того, сколько времени работает горелка. Чтобы понять, есть ли возможность изменять эти значения конкретно в Вашем котле, нужно изучить инструкцию. Для котлов BAXI порядок настройки есть в этом информационном разделе. 

Экономия газа газовым котлом за счет изменения мощности

Ранее я акцентировал внимание на ключевом моменте – теплотворной способности газа. Она будет максимальная при полном сгорании газа с кислородом. В свою очередь – полное сгорание такой смеси произойдет только в случае, если соблюдается нужная пропорция. Если газа слишком много – он не будет сгорать полностью и вылетать в трубу, мало – выделять меньше тепла.

Кто-то когда-нибудь видел, чтобы бытовой газовый котел настраивали с газоанализатором? Нет.

В традиционных котлах вентилятор вращается с постоянной частотой, т.е. количество кислорода, поступающего в камеру сгорания постоянное. В зависимости от типа дымохода при монтаже должны применяться диафрагмы, которые в том числе предназначены для регулирования количества воздуха, проходящего через камеру сгорания. Их установкой часто пренебрегают, а это в том числе может существенно сказываться на эффективной работе котла.

У атмосферных котлов (без вентилятора) КПД еще меньше, потому что отбор тепла в дымоход по сути постоянный. Из инструкции на котлы Ariston: потери тепла через дымоход при включенной горелке составляют 5,5%, при выключенной 0,4%. Это говорит о том, что чем дольше работает котел, тем больше энергии удаляется в трубу. КПД котла самый максимальный, когда он работает на номинальной мощности, т.е. 24 вКт (в самом распространенном случае).

Получается, если мы убавляем мощность до минимума – получаем меньший КПД и большие потери тепла через дымоход (из-за того, что котел работает дольше по времени). Это не считая электроэнергии – ее количество тоже будет больше при работе вентилятора. В каком случае здесь может возникнуть двукратная экономия газа? Сложно сказать.

Если горелка была настроена неправильно или сделан дымоход с ошибкой, что приводило к неэффективному сгоранию (перерасходу) топлива – возможно. Если всё выполнено по инструкции – то от изменения настройки максимальной мощности котла критических изменений в сторону снижения расхода быть не должно. Так как всё достаточно индивидуально, то каждый пользователь может самостоятельно провести эксперимент и сделать выводы.

Изменить максимальную мощность котла в настройках и посмотреть результат не так сложно. Далее я приведу результаты своих практических измерений.

Практическое измерение расхода газа при разных настройках мощности котла

Я делал так. Чтобы исключить влияние расхода на ГВС и погодных условий – замерял с 23 часов до 6 утра. Мои условия: котел BAXI Ecofour 24F, отапливаемая площадь 56 квадратных метров, уличная температура минус 3 градуса.

В этой модели F08 – это максимальная полезная мощность системы отопления (0-100%), F10 – минимальная полезная мощность системы отопления (0-100%). Одну ночь установка была с параметром F10 = 100 (постоянная максимальная мощность котла), другую c параметром = 0 (котел убавляет до минимума при достижении заданной температуры и работает некоторое время).

Нужно учитывать, что для достоверности результатов замеры нужно производить примерно в равных условиях, т.е. при относительно одинаковых погодных условиях и равных промежутках времени.

Результаты при 100% мощности (F08=100, F10=100):

15.11.2022 23:52 Показание счетчика 14891,690

16.11.2022 5:56 Показание счетчика 14892,087.

Итого за 6 часов потребление 0,397 куба.

Результат при заводской настройке (F08=100, F10=0):

16.11.2022 23:52 Показание счетчика 14984,043

17.11.2022 5:56 Показание счетчика 14985,509. 

Итого потребление 1,466 куба.

Разница как видите существенная — в 3,5 раза! Если выставить вообще постоянную минимальную мощность горелки (F08=0 и F10=0) – то расход газа будет ещё выше (будет где-то 1.6 куба)!

Справедливости ради стоит отметить, что такая существенная разница получается для моих условий, для более объемной системы отопления возможно результат будет скромнее, всё очень зависит от объема отопительной системы и инерционности остывания помещений. Всё-таки слишком большие интервалы между включениями горелки могут приводить к некомфортным перепадам температуры в помещениях.

Далее я провел измерения расхода за 10 включений горелки с разными настройками. Результат ниже свел в таблицу и они в принципе те же.

Результат 10 запусков на минимальной мощности и на заводской настройке:

Результат на максимальной (номинальной) мощности:

Выводы

На практике в моем случае получилось всё именно так, как я и описывал выше в теории. Котел при настройке на минимальную мощность работает дольше по времени, при этом его эффективность меньше и часть тепла уходит на отопление улицы. Мощность котла изначально избыточна, особенно, когда это касается поквартирного отопления, поэтому, количество потребляемого газа будет напрямую зависеть от частоты включений котла и продолжительности его работы. Поэтому, уменьшать его мощность без предварительных исследований чревато обратным эффектом!

Предупреждение! Установка максимальной мощности котла возможна ТОЛЬКО при правильной настройке газового клапана (по инструкции) и нормального состояния основного теплообменника и циркуляции.

Правильная стратегия – измерить потребление газа при разных настройках конкретно в ваших условиях, посмотреть, как работает котел и выбрать оптимальный вариант.

Если теплообменник никогда не чистили снаружи от сажи, часто подпитывали котел и внутри он покрыт отложениями, то при работе котла на постоянной максимальной мощности в условиях плохого отбора тепла, могут сложиться тяжелые условия эксплуатации (перегрев топки и теплообменника). Это может негативно сказаться на сроке службы элементов котла, а также быть причиной других неисправностей. Обращаю внимание, что данный материал носит справочный характер, любое изменение настроек своего котла необходимо делать с пониманием конкретно своих условий эксплуатации!

Чтобы увеличить интервал между включениями горелки (если это необходимо) требуется дополнительно установить комнатный термостат (для моей маленькой системы это явно не будет лишним).

В моем случае квартира, второй этаж – мои помещения обогреваются со всех сторон соседями, тепловые потери очень низкие – чтобы температура упала на 1 градус, то ждать придется явно больше 10 минут. Установка комнатного термостата рациональна. При этом, нужно понимать, что если, например, тепловые потери помещения высокие и температура помещения быстро снижается в интервал менее 10 минут – установка комнатного термостата ничего не даст. Но это всё равно будет зависеть от погодных условий.

В целом, экономичный режим работы котла будет зависеть также и от других факторов:

• интервал включения котла и продолжительность работы горелки;
• состояние его элементов (теплообменник, насос);
• правильная настройка самой горелки и системы дымохода (эффективность сгорания топлива).

Другими не менее важными факторами, влияющими на расход газа, будут тепловые потери отапливаемых помещений и эффективность работы системы радиаторов.