Оптимальная температура работы газового котла. Оптимальная температура котла. Расчет температурного режима работы отопления

Некоторые современные модели котлов могут менять режим работы в зависимости от наличия людей в помещении. Это дает возможность поддерживать оптимальную температуру при длительном отсутствии хозяев. Но все-таки надолго без присмотра оставлять котел в работающем состоянии не стоит. Иначе при аварийном отключении электричества агрегат может выйти из строя.

Если вы затрудняетесь самостоятельно перенастроить или отрегулировать работу своего газового котла, обращайтесь к специалистам.

Самые экономичные котлы

Статистика и технические характеристики указывают на то, что газовые котлы зарубежных производителей имеют наибольший КПД. Неплохо на рынке зарекомендовали себя производители Baxi, Protherm, Buderus, Bosch.

Если вы еще не определились с выбором, обратите внимание на конденсационные котлы – его КПД выше, чем у традиционных на 10-11%, они самые экономичные и мощные, но и стоят недешево. Зато низкий расход топлива и длительный срок службы окупят затраченные на него средства. Его принцип действия отличается тем, что продукты сгорания топлива не уходят в виде газа, а проходят через теплообменник из высококачественной стали, нагревают воду, остывают и выпадают в виде жидкого конденсата.

Чтобы добиться оптимальной работы газового котла, следует поддерживать его в исправном состоянии, регулярно чистить от сажи и накипи, а также оборудовать его автоматической системой регулирования температуры в помещении. Если выполнять указанные рекомендации, ваш агрегат порадует бесперебойной работой, низким расходом газа и уютной атмосферой в доме.

2. КИТ котла при разной температуре поступающего в него

Чем меньшей температуры в котел поступает , тем больше разность температур на разных сторонах перегородки теплообменника котла, и тем эффективнее тепло переходит из выхлопных газов (продуктов сгорания) в 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 , поступающего в , а следовательно, понизить и среднюю температуру циркулирующего через . Среднюю температуру на обратке (входе) в 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 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 , а посредством изменения величины протока через отопительные приборы (применение термостатических вентилей и термоэлементов, т.е. «термоголовок»).

Во избежание образования кислотного конденсата на теплообменнике котла, для неконденсационного котла температура 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 , 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 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 имеют возможность автоматически менять температуру 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 на обратке (входе) котла не должна падать ниже +58 градусов, иначе будет образовываться кислотный конденсат на теплообменнике котла и разрушать . Для этого при пуско-наладке котла, в режиме программирования котла, выбирается такая кривая зависимости температуры от уличной температуры, при которой бы температура 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 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 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 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 на 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 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 при оттепелях (для конденсационных 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 в обратке котла.

3.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 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 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 газа. Приведу (для примера методики правильной установки диафрагмы) скан из паспорта котла Бакси Нувола 3 Комфорт -

4. 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 . При прочих равных условиях «турбокотел» будет обладать большей экономичностью расхода газа, чем «атмосферный» .

Если с «атмосферным» 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.

5.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 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 мощность. Например, теплопотери дома 5 кВт, а минимально модулируемая 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 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 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 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 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.

6. 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. Пример. 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.

Пример 1. 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.

Пример 2. 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.

Пожалуй, к таким отопительным приборам можно отнести так называемые «тёплые полы», а также «тёплые стены» (приобретающие всё бОльшую популярность). Но и среди обычно наиболее распространенных отопительных приборов можно выделить по наибольшей доле лучистого тепла стальные панельные радиаторы, трубчатые радиаторы и чугунные радиаторы. Вынужден считать, что наибольшую долю лучистого тепла дают стальные панельные радиаторы, так как производители таких радиаторов указывают долю лучистого тепла, а производители трубчатых и чугунных радиаторов хранят это в тайне. Так же хочу сказать, что получившие в последнее время алюминиевые и биметаллические «радиаторы» вовсе не имеют права называться радиаторами. Их так называют только потому, что они такие же секционные, как и чугунные радиаторы. То есть называют их «радиаторами» просто «по инерции». Но по принципу своего действия алюминиевые и биметаллические радиаторы нужно относить к классу конвекторов, а не радиаторов. Так как доля лучистого тепла у них менее 4-5%.

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 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.

Выводы. 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.

Перепечатка не возбраняется,
при указании авторства и ссылки на этот сайт.