Что нужно для уменьшения расхода газа котлом на отопление
Задачей системы отопления является поддержание комфортной температуры в доме. Для этого, тепловая энергия, которая выделяется при сгорании газа в котле, постоянно расходуется на компенсацию тепловых потерь дома.
Газ расходуется на восполнение тепловых потерь в доме:
- Тепловых потерь через ограждающие конструкции — стены, окна, двери, чердак, цоколь.
- С воздухом, удаляемым через систему вентиляции.
Со стоками горячей воды в канализацию. Потерь в самой системе отопления.Как уменьшить большой расход газа и потери тепла, связанные с работой системы отопления
В этой статье рассмотрим вопросы, как сократить потери тепла, связанные с работой системы отопления. Как уменьшить большой расход газа котлом на отопление дома.
Отопительный котел в частном доме чаще всего служит источником тепловой энергии для двух потребителей тепла:
- Системы отопления с водяным контуром.
- Системы приготовления горячей воды, контура ГВС.
Потребление тепла системой отопления
Система отопления восполняет тепловые потери здания и поддерживает комфортную температуру воздуха в его помещениях. Потребителями тепла в системе отопления частного дома обычно бывают контуры с радиаторами и теплыми полами.
Система отопления потребляет тепловую энергию не круглый год, а только в отопительный период. Причем, количество потребляемой энергии непостоянно, а зависит от колебаний температуры наружного воздуха в отопительный сезон.
Тепловая энергия на отопление расходуется непрерывно, но количество потребленной энергии постоянно меняется. Максимальное количество потребляемой энергии может отличаться от минимального её расхода в десять раз и более.
Исходя из изложенного выше, идеальный источник тепловой энергии для системы отопления частного дома должен отвечать следующим требованиям:
- Производить тепловую энергию постоянно, без перерывов.
- Иметь максимальную производительность, достаточную для компенсации тепловых потерь дома в условиях самых низких температур наружного воздуха.
- Иметь возможность регулирования количества производимой тепловой энергии от максимального значения до минимального, отличающегося в 10 раз и более.
Следует заметить, что идеальных отопительных котлов, отвечающих всем этим требованиям, в продаже Вы не найдете.
У меня расход газа большой, а у соседа меньше. Что делать?
Сравнивать свой расход газа, с тем, что говорит сосед, не стоит. Мало ли кто и что говорит. Чудес не бывает.
Вы сами подумайте, куда может уходить тепло, которое образуется в горелке котла при сгорании газа? Из котла тепло может уходить только в теплообменник и далее в отопительную систему, либо с дымовыми газами в трубу и на улицу.
Как можно сравнивать расход газа сегодня и вчера, если погода (температура, ветер) всегда разные?
Конструкции домов тоже разные. Может быть в вашем доме больше теплопотери, чем у соседа, например, из-за более тонкого слоя утеплителя на потолке. Вы сами видели толщину утеплителя у соседа?
Возможно у соседа работой котла управляет комнатный термостат и он держит в доме более низкую температуру в комнатах, чем вы?
Или у него по другому работает вентиляция.
Больше тепла уходит в трубу, если первичный теплообменник котла забит снаружи сажей, накипью и ржавчиной — внутри.
Расход газа увеличивается, если в газовой трубе низкое давление или подается не качественный по составу газ.
Причин может быть очень много. А скорее всего сосед просто хвастун и желает показать свое превосходство.
Чтобы уменьшить расход газа приходится действовать по многим направлениям, по крупицам сокращая расход.
Расход газа зависит от теплозащиты дома, от температуры на улице, от КПД котла, от точности поддержания температуры в помещении. Работа котла на минимальной мощности, цикличность работы — все это снижает КПД системы отопления.
Выбираем экономичный газовый котел
О минусах слишком мощного котла
Строительными правилами не рекомендуется установка котлов с полезной мощностью, которая значительно превышает мощность отопительной системы в доме или квартире.
Например, в сервисной инструкции двухконтурного котла Protherm Gepard 23 MTV указан его КПД в режиме отопления: 93,2% при максимальной тепловой мощности (23,3 кВт.) и 79,4% при работе с минимальной мощностью (8,5 кВт.) Представьте, как еще уменьшится КПД, если этому котлу придется работать с системой отопления мощностью, например 4 кВт.
Учтите, что отопительный котел в течении года большую часть времени работает с минимальной мощностью. Минимум 1/4 часть израсходованного на отопление газа будет буквально вылетать бесполезно в трубу. Это будет расплата за установку в доме слишком мощного оборудования для отопления и ГВС.
Импульсный режим работы, тактование котла
Большая разница между мощностью газового котла и мощностью отопительных приборов, в числе прочих минусов, приводит к работе котла в импульсном режиме.
Избыточная цикличность, импульсивность работы или, как говорят в народе, «тактование котла» проявляется в том, что котел производит тепловой энергии в единицу времени больше, чем способен принять менее мощный отопительный контур. Поэтому, температура воды на выходе из котла быстро растет и он отключается раньше, не успев нагреть радиаторы.
Горелка котла после включения быстро отключается по достижении заданной температуры в прямой трубе на выходе из котла. Но радиаторы при этом остаются не прогретыми до этой заданной температуры — нагретая в котле вода просто не успевает дойти до отопительных приборов.
Через короткое время циркуляционный насос подает в теплообменник, оставшуюся прохладной воду из обратного трубопровода системы отопления и горелка снова включается. Далее все повторяется снова.
Тактование уменьшает срок службы котла и увеличивает расход газа
Увеличение количества запусков в результате цикличности, больше всего съедает ресурс работы у весьма дорогостоящих частей котла — газового и трехходового клапанов, циркуляционного насоса, вентилятора отходящих газов.
Для зажигания в момент запуска, на горелку подается максимальное количество газа. Часть газа, до момента появления пламени, буквально улетает в трубу. Постоянное «перезажигание» горелки еще больше увеличивает расход газа и снижает КПД котла.
Работа в режиме «тактования» значительно уменьшает ресурс работы деталей котла, заметно снижает КПД.
Многие производители выпускают двухконтурные газовые котлы максимальной мощности около 12 кВт. и минимальной меньше 4 кВт. Такие котлы наилучшим образом соответствуют потребностям систем отопления и ГВС небольших частных домов и квартир. Однако, дилетантский подход — чем мощнее, тем лучше, заставляет многих ставить котлы мощностью 24 кВт, а то и 30 кВт.
Для приготовления горячей воды и отопления домов и квартир с отапливаемой площадью до 120 м2, с одной ванной, рекомендую устанавливать двухконтурные газовые котлы максимальной мощностью 12 кВт.
Котел с бойлером ГВС сокращает расход газа
Система отопления и ГВС с двухконтурным газовым котлом пользуется популярностью благодаря сравнительно небольшой стоимости, простоте и малым габаритам. Однако, она имеет существенные недостатки, которые приводят к увеличению расхода газа и воды, к снижению комфорта пользования горячей водой.
Настенный газовый котел с бойлером — оптимальный вариант для организации отопления и ГВС в доме или квартире.
Для домов и квартир больших размеров, площадью более 120 м2, очень советую использовать систему ГВС с бойлером послойного нагрева и двухконтурным котлом, или с бойлером косвенного нагрева и одноконтурным котлом.
Газовый котел с открытой камерой сгорания экономит газ
Сравните КПД газовых котлов одной и той же мощности и марки, но с разными типами камеры сгорания, с открытой камерой сгорания (атмо) и с закрытой (турбо). Обнаружите, что котлы атмо имеют более высокий КПД, чем турбо.
В котлах турбо, в результате постоянной работы вентилятора, через камеру сгорания и далее в трубу, уходит избыточное количество воздуха. А с воздухом теряется тепло и увеличивается расход газа.
Кроме того, в котлах турбо дополнительно имеем расход электроэнергии на работу вентилятора в системе дымоудаления.
В частном доме выгодно заранее, на стадии строительства, предусматривать устройство дымохода для газового котла атмо с открытой камерой сгорания.
Для увеличения КПД котлов турбо, некоторые производители оснащают котел модулируемой системой турбонаддува. Вентилятор такого котла изменяет скорость вращения по сигналу датчика. В результате в камеру сгорания подается ровно столько воздуха, сколько необходимо для сгорания подаваемого в горелку количества газа. Отсутствие недостатка или избытка воздуха для горения сводит к минимуму потери тепла и газа через систему дымоудаления. Модулируемым турбонаддувом обычно оснащаются котлы люксовой категории.
Правильный подвод воздуха и отвод дыма уменьшает расход газа
Для сжигания 1 м3 газа требуется
12÷14 м3 воздуха? Например, котлу мощностью 18 кВт при номинальном расходе газа 1,93 м3 / ч на горение требуется воздуха
В режиме нехватки воздуха для горения происходит не полное сгорание газовоздушной смеси. Такой режим приводит к резкому уменьшению количества теплоты, выделяющейся при горении, и к интенсивному образованию сажи. Сажа оседает на теплообменнике и способна в короткое время полностью забить просветы между пластинами оребрения теплообменника.
Неполное сгорание газа сокращает выделение тепла, а загрязнение теплообменника сажей затрудняет передачу тепла от сгоревшего газа к отопительной воде в нем. Все это приводит к увеличению потребления газа котлом.
Избыток воздуха, проходящего через горелку котла, бесполезно забирает с собой и уносит в дымовую трубу часть тепла, что тоже увеличивает расход газа.
В целях сокращения расхода газа, необходимо обеспечить подачу в котел оптимального количества воздуха для горения.
Для экономии газа важно
Правильно сделать систему подвода/отвода воздуха и дыма, а также своевременно выполнять работы по её обслуживанию.
Дефекты системы могут длительное время оставаться незаметными для хозяев, но все это время будут увеличивать расход газа.
При эксплуатации отопления необходимо ежегодно, до начала отопительного сезона, выполнять:
- Чистку теплообменника котла от сажи.
- Контролировать исправность и устранять дефекты системы подачи воздуха и отвода дымовых газов котла.
Проверьте дымовую трубу на плотность швов и стыков, на соответствие рекомендациям производителя котла её длины и диаметра, на отсутствие препятствий в дымовом канале (засорение, обледенение), на задувание и подпор тяги ветром (на расположение оголовка дымовой трубы относительно крыши).
Проверьте свободное поступление воздуха к горелке котла.
На горелке котла при дефиците воздуха пламя приобретает красновато-желтый цвет.
Для настройки и контроля работы горелки и газоотводящего тракта котла удобно ориентироваться на показания газоанализатора, измеряющего избыток воздуха в продуктах сгорания работающего на максимальной мощности котла.
Оптимальные параметры сгорания достигаются при значениях коэффициента избытка воздуха около 1,7-1,8. Значения коэффициента избытка воздуха более 1,8 указывают на то, что через котел протекает избыточное количество воздуха.
Правильные поддувало и дымоход газового котла атмо
Газовый котел с открытой камерой сгорания — атмо, забирает воздух для горения непосредственно из помещения, в котором установлен. Воздух в камеру сгорания котла засасывается за счет разряжения, создаваемого силой тяги в дымовой трубе. Чем хуже тяга в трубе, тем меньше поступает воздуха к горелке.
Газовые котлы с открытой камерой сгорания и естественным дымоудалением снабжены термостатом контроля за выходом дымовых газов в помещение. Термостат выключает котел в случае, когда продукты сгорания начинают поступать в помещение в результате недостаточной тяги в дымоходе.
При срабатывании термостата котел будет заблокирован с выводом соответствующего сигнала об ошибке (см. указания для соответствующей модели котла). Ручная разблокировка котла должна производится не ранее чем через 10 мин., когда термостат остынет.
В помещение, в котором установлен котел, необходимо обеспечить постоянный приток воздуха. Основными потребителями воздуха являются вытяжной канал вентиляции помещения и горелка газового котла атмо, забирающая воздух для горения непосредственно из помещения.
Различают приток воздуха НЕПОСРЕДСТВЕННЫЙ (через приточные отверстия с улицы) и КОСВЕННЫЙ (через приточные отверстия из соседнего помещения).
Для обеспечения достаточного количества воздуха для горения, системы притока должны быть выполнены по определенным правилам.
Непосредственный приток воздуха с улицы выполняется, если котел установлен в отдельном изолированном помещении. В помещении котельной, где установлен котел атмо, должно быть приточное отверстие с улицы площадью минимум 8 см2 на каждый 1 кВт мощности котла. Но в любом случае, площадь отверстия должна быть не меньше 200 см2 . Отверстие размещают в наружной стене или уличной двери.
Приточное отверстие в котельную с улицы должно находиться как можно ниже, на высоте не более 300 мм. от уровня пола. Это обязательное условие при работе котла на сжиженном газе. Если используется природный газ и отсутствует возможность разместить отверстие вблизи пола в нижней зоне помещения, то его можно сделать выше, но полезная площадь должна быть увеличена примерно на 30÷50%.
На отверстии должна быть установлена решетка, не снижающая его полезной площади.
Косвенный приток воздуха из соседнего помещения может быть выполнен для газового котла атмо с максимальной мощностью не более 30 кВт. , когда котел устанавливается в хозяйственном помещении дома.
В этом случае для горения используется воздух, который поступает в дом через систему общей вентиляции здания. А дымовая труба котла, вместе с удалением дыма, выполняет роль дополнительного вытяжного канала вентиляции, усиливающего обмен воздуха в доме во время работы котла.
Для притока воздуха в помещение с котлом, из соседнего помещения (коридора, холла) устраивают приточное вентиляционное отверстие. Площадь отверстия должна определяться из расчета 30 см2 на 1 кВт мощности котла. Это может быть вентрешетка в стене или в двери, или просто щель под дверью.
Категорически недопустимо устанавливать котел с открытой камерой сгорания в помещении, где может возникнуть разряжение в результате работы устройств принудительной вентиляции — канальных вентиляторов, кухонных вытяжек. Работа таких устройств может привести к дефициту воздуха для горения, к появлению в дымовой трубе обратной тяги и к остановке котла.
Проверьте, правильно ли организован приток свежего воздуха в дом для системы вентиляции. Этот воздух используется и для горения газа в котле атмо.
Дымоход котла с открытой камерой сгорания. Котлы с открытой камерой сгорания должны присоединяться к имеющемуся в здании дымоходу с естественной тягой.
Производитель котла, как правило, указывает требования к дымоходу в прилагаемой к котлу инструкции.
Дымовая труба котла атмо должна удовлетворять следующим основным требованиям:
Какая лучше температура котловой воды. Оптимальный режим работы газового котла: зимой и для экономии газа
Если мощность системы отопления соответствует рабочему диапазону мощностей котла
Максимальная мощность системы отопления в доме может попадать в рабочий диапазон мощности котла, указанный в инструкции. Например, общая максимальная мощность радиаторов в доме равна 11 кВт. Диапазон рабочих мощностей котла Protherm Gepard 23 MTV находится в пределах 8,5 — 23,3 кВт.
В сервисном меню, как описано выше, находим строку d.0, нажимаем кнопку «mode» и смотрим на дисплее значение параметра мощности котла, кВт. Например, будет видна заводская настройка =15. Кнопкой «-» устанавливаем новое значение мощности котла =11.
Рекомендую попробовать мощность котла установить на 20 — 30% меньше мощности контура отопления, например, d.00 =9 кВт. Этой мощности должно хватить для компенсации тепловых потерь дома, так как мощность радиаторов, как правило, выбирают с некоторым запасом.
Самые экономные котлы отопления
Как уменьшить расход газа в системе отопления? В первую очередь нужно выбрать прибор, подходящий именно для вашего дома. Почему так? Потому что только с учетом площади помещения, материала стен, количества окон и прочих факторов можно рассчитать необходимую мощность и производительность котла. Только тогда техника будет эффективно отдавать тепло, не расходуя лишнюю энергию.
Если вы хотите экономить на потреблении газа, то подключайтесь только к общей магистрали. Использовать баллоны весьма затратно. Какие критерии влияют на экономию:
- Конструктивные особенности;
- Коэффициент полезного действия (КПД);
- Мощность техники;
- Качество топлива;
- Оптимальный режим.
Пройдемся подробнее по каждому пункту.
Конструкция техники
Отопительные котлы бывают с одним и двумя контурами. Одноконтурный прибор рассчитан только на отопление помещения, а для горячего водоснабжения (ГВС) придется дополнительно подключать бойлер. А вот двухконтурные модели уже включают в себя все необходимое и для обогрева дома, и для ГВС.
Чтобы рассчитать экономию, обратите внимание на тип камеры сгорания. Открытая камера забирает воздух из помещения для поддержания горения и отвода газов. Закрытая же принудительно загоняет воздух с улицы. Отвод продуктов сгорания осуществляется вентилятором. Этот принцип способствует полному сгоранию топлива, а также минимальному выделению СО2.
Приборы закрытого типа подключаются к коаксиальному дымоходу. Его конструкция «труба в трубе» задерживает больше тепла. Поэтому воздух с улицы подогревается, что повышает эффективность сгорания.
Влияние КПД
Сегодня рынок предлагает покупателю конвекционные и конденсационные котлы. Какой экономичнее? Считается, что конденсационный, поскольку использует энергию конденсата. При учете дополнительной энергии обычный агрегат имеет КПД 92-94%, а конденсационный — 100-102%.
Стандартная работа заключается в сгорании топлива и отводе газов на улицу, которые имеют высокую температуру. Продукты сгорания содержат в себе примеси и влагу. Проходя через теплообменник, газы достигают 60°. Из-за этого выпадает осадок и скапливается в резервуаре. В процессе выделяется энергия, которая и используется конденсационным прибором. Считается, что благодаря этому можно сэкономить до 20% топлива. Но и здесь есть свои «подводные камни». Такие агрегаты устанавливаются к низкотемпературным системам с теплым полом.
Есть также ряд других нюансов, которые мы описывали в статье «Что такое газовый конденсационный котел ».
Что влияет на КПД конвекционного котла:
- Физический недожог. Когда вместо газа сгорает воздух. Влияет качество топлива;
- Химический недожог. Зависит от количества угарного газа в процессе горения;
- Плохая изоляция, утепление стен.
Как настроить оптимальную работу:
- Проводите чистку системы не реже раза в год. Удаляйте накипь из теплообменника, сажу с горелки и трубок;
- Поставьте заслонку на трубу, чтобы ограничивать приток воздуха;
- Счищайте копоть с деталей камеры сгорания, иначе увеличивается потребление газа.
Настройка газового котла gepard или panther на мощность, ниже минимальной
На третьем этапе производится настройка минимальной мощности котла, на величину, ниже указанной в инструкции.
Такая настройка бывает необходима не во всех случаях, а только тогда, когда первый и второй этапы не приносят необходимого результата. Как в нашем случае, когда на первом этапе кнопкой «-» устанавливаем новое значение мощности котла =9 (минимально возможная настройка, соответствует 8,5 кВт.).
Следует заметить, что настройка мощности котла по описанной ниже методике бывает полезна и в других случаях, так как позволяет через проведение эксперимента настроить отопительную мощность котла в соответствии с реальной мощностью отопительного контура. Реальная мощность обычно оказывается меньше расчетной.
Перед проведением работ по настройке минимальной мощности горелки, необходимо:
- Полностью открыть термостатические и другие вентили на радиаторах, а комнатный термостат установить на максимальную температуру. Термостат, управляющий теплыми полами, настраивают на максимально-допустимую температуру, чтобы не перегреть полы.
- В пользовательском меню котла выставить максимальную рабочую температуру, которую выставляют хозяева в самые морозы, прибавляя еще 5 °С. Обычно это не меньше 65 °С. Если хозяева не помнят её, или на новом котле в меню устанавливают заводскую настройку максимальной температуры 75 °С. Горелка котла должна будет автоматически отключаться при температуре на 5 °С больше, т.е. при 80 °С.
- Контур отопления охладить до температуры отопительной воды ниже 30 °С.
Далее, запускаем горелку в режиме отопления, в сервисном меню выбираем строку d.52, нажимаем кнопку «mode» и видим на дисплее значение параметра положения шагового электродвигателя газового клапана в заводском режиме минимальной мощности.
Сняв переднюю крышку котла визуально наблюдаем величину пламени в горелке. В нашем примере на дисплее высвечивалась заводская настройка, число =72, а высота пламени в горелке была достаточно большой.
Кнопкой «-» устанавливаем новое значение параметра в строке d.52, например =20. Через 3 секунды после изменения, когда новое значение автоматически подтверждается, наблюдаем значительное снижения высоты пламени в горелке. Это свидетельствует о том, что полезная мощность котла с указанной настройкой сильно уменьшится.
Далее наблюдают на дисплее рост температуры в прямом трубопроводе отопления на выходе из котла. Обычно рост температуры останавливается, достигнув какого-то значения, меньше установленного, например 52 °С . Котел работает, а температура не растет (или изменяется очень, очень медленно). Это значит, что достигнут баланс мощности между котлом и системой отопления при этой установившейся температуре воды.
В этот момент увеличиваем параметр в строке d.52 сервисного меню, выставляем новое значение =30 — температура снова начинает расти и опять останавливается, например на 63 °С. Опять добавляем значение параметра в строке d.52 =35 и так подбираем параметр до тех пор, пока температура не остановится на величине, чуть больше максимальной, например 77 °С .
Если радиаторы плохо прогреваются по высоте, разница температур в прямой и обратной трубе при максимальной температуре более 15-20° , то увеличивают давление срабатывания клапана байпаса. Как регулировать клапан байпаса читайте ниже. Температуру воды в прямом и обратном трубопроводе можно увидеть на дисплее, если войти в сервисное меню, строки d.40 и d.41.
В случае регулировки клапана байпаса, настройку газового клапана в строке d.52 необходимо повторить.
В нашем примере, горелка нагревала воду до максимальной температуры 77 оС при минимальном значении параметра в строке d.52, равном =28 (заводская настройка была =72). При меньшем значении параметра горелка не могла нагреть воду до указанной температуры. А при большем значении горелка нагревала воду до 80оС и автоматика котла отключала горение.
Следует заметить, что описанная выше методика настройки газового клапана, которая позволяет через проведение эксперимента сбалансировать мощность котла с мощностью отопительного контура, отсутствует в рекомендациях производителя котлов. Это идея автора статьи, успешно реализованная при настройке автономных систем отопления с газовыми котлами.
Расчет требуемой мощности: безопасная работа котла
Расчет мощности котла отопления.
Для определения минимальной мощности котла требуется рассчитать потери тепла в единицу времени через окна, стены и потолки сооружения. Необходимо учесть и тепло, уходящее через вентиляционные системы здания. Для точного расчета потребуются специальные знания.
Для самостоятельного предварительного расчета можно воспользоваться соотношениями, которые подтверждены многолетней практикой. Если дом утеплен и построен с выполнением современных требований по энергосбережению, то считают, что на 1 м2 площади достаточно 100 Вт мощности котла.
Однако такой расчет может быть только ориентировочным. Потери тепла зависят не только от толщины стен и потолков, их утепления, деревянных или пластиковых окон, но и от разности между наружной температурой и температурой в помещении. В помещении температура изменяется незначительно, наружная же в зимних условиях может изменяться существенно. Для наших широт вполне вероятен резкий переход от плюс 5˚С до минус 25˚С. Особенности самой системы отопления также должны быть учтены при управлении работой котла.
Элементы управления, располагаемые непосредственно в аппарате, в основном обеспечивают его безопасную эксплуатацию.
Горелка не будет загораться, если в отопительной системе отсутствует вода или нет требуемого в системе давления. Горелка не вспыхнет, если произошло нештатное переключение котла на ГВС, но отбора сантехнической воды нет.
Элементы управления котла отопления.
Утечка газа контролируется опосредованно, через контроль пламени горелки.
Предохранитель обратной тяги не позволит угарному газу попасть в помещение, если произошло перекрытие или засорение дымохода.
Неисправность вентилятора в системе принудительной вентиляции дымохода будет обнаружена датчиком давления воздуха (маностатом), который и не позволит включить котел в работу.
Ограничитель температуры в теплообменнике обеспечит требуемую температуру воды, а в нештатной ситуации сохранит теплообменник в исправном состоянии.
Многие современные аппараты имеют дисплеи, на которых отображаются сведения о состоянии агрегата. Например, настроенная и фактическая температура воды в системе отопления и ГВС, обороты вентилятора и др.
Тактование уменьшает срок службы котла и увеличивает расход газа
Любой человек, даже не будучи механиком и электриком, знает, что наиболее тяжелый режим работы для оборудования — это момент запуска, включения механического и электрического оборудования. В период пуска наблюдается наибольший износ, чаще всего происходят отказы в работе. Увеличение количества запусков в результате цикличности, больше всего съедает ресурс работы у весьма дорогостоящих частей котла — газового и трехходового клапанов, циркуляционного насоса, вентилятора отходящих газов.
Для зажигания в момент запуска, на горелку подается максимальное количество газа. Часть газа, до момента появления пламени, буквально улетает в трубу. Постоянное «перезажигание» горелки еще больше увеличивает расход газа и снижает КПД котла.
Некоторая цикличность работы газового котла предусмотрена нормальным режимом его работы. Например, регулирование температуры в помещении без термостата или с помощью двухпозиционного термостата происходит за счет периодического включения и отключения горелки котла.
Задача регулирования мощности котла состоит в том, чтобы исключить избыточную цикличность — тактование, вызванное отсутствием адаптации настроек котла к системе отопления.
Сколько газа будет потреблять газовый котел в месяц?
Главная » Отопление и водоснабжение » От чего зависит расход газа в газовых котлах отопления?
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.
- 1 Факторы, влияющие на расход газа
- 2 Сколько энергии потребляет отопительная система?
- 3 Сколько газа нужно сжечь для 1 кВт?
- 4 Как рассчитать средний расход топлива за час, сутки или месяц?
- 5 Особенности сжиженного топлива
- 6 Как уменьшить расход газа?
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.
Выбор схемы отопления дома газовым котлом
Читайте здесь, как сделать газовое отопление дома своими руками?
Возможна ли организация газового отопления в деревянном доме?
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.
Как рассчитать сколько газа потребляет газовый котел
Газ все еще является наиболее дешевым топливом, поэтому при наличии газовой магистрали стоит без раздумий выбирать именно газовый котел.
Согласно опросам и практике, в тройку важнейших критериев выбора у большинства покупателей входит параметр расхода газа.
Несмотря на то, что он указывается в характеристиках практически каждого современного котла, это не позволяет быстро представить примерную стоимость газа, расходуемого за сутки, месяц или за весь отопительный сезон.
Чтобы облегчить планирование бюджета на отопление, достаточно единожды разобраться в принципах расчета потребления газа котлами.
Рассчитываем сколько газа потребляет газовый котел в час, сутки и месяц
В проектировании индивидуальных систем отопления для частных домов используются 2 основных показателя: общая площадь дома и мощность отопительного оборудования.
При простых усредненных расчетах принято считать, что для отопления каждых 10 м2 площади достаточно 1 кВт тепловой мощности + 15-20% запаса мощности. Однако для планирования расходов более удобно измерять работу непосредственно газовых котлов в куб.
м/час (кубометрах) – если используется природный газ из магистрали; или же в кг/час (килограммах) – если используется сжиженный газ (что сильно дороже).
Известно, что теплота сгорания природного газа – 9,3-10 кВт на м3, отсюда следует, что на 1 кВт тепловой мощности газового котла необходимо около 0,1-0,108 м3 природного газа. На момент написания статьи стоимость 1 м3 магистрального газа в Московской области – 5,6 руб/м3 или 0,52-0,56 руб за каждый кВт тепловой мощности котла.
Но такой метод можно использовать, если неизвестны паспортные данные котла, ведь в характеристиках практически любого котла указывается расход газа при его непрерывной работе на максимальной мощности.
Например, известный напольный одноконтурный газовый котел Protherm Волк 16 KSO (мощностью 16 кВт), работая на природном газе, расходует 1,9 м3/час.
- В сутки – 24 (часа) * 1,9 (м3/час) = 45,6 м3. В стоимостном выражении – 45,5 (м3) * 5,6 (тариф для МО, руб.) = 254,8 руб/сутки.
- В месяц – 30 (дней) * 45,6 (суточный расход, м3) = 1 368 м3. В стоимостном выражении – 1 368 (куб. м) * 5,6 (тариф, руб.) = 7 660,8 руб/мес.
- За отопительный сезон (предположим, с 15 октября по 31 марта) – 136 (дней) * 45,6 (м3) = 6 201,6 кубов. В стоимостном выражении – 6 201,6 * 5,6 = 34 728,9 руб/сезон.
Однако это лишь приблизительные теоретические подсчеты, поскольку на практике котел не работает 24/7 на полную мощность: в таком случае многократно ускоряется износ его элементов.
Грамотно подобранный по мощности (с учетом площади, теплопотерь дома и небольшим запасом мощности в 10-20%) газовый котел потребляет лишь 50-70% от рассчитанных выше по максимально возможному режиму работы котла значений.
То есть на практике, в зависимости от условий и режима отопления, тот же Protherm Волк 16 KSO, расходует 700-950 кубов газа в месяц, что около 3 920-5 320 руб/мес. Точно определить расход газа методом расчета невозможно!
Для получения точных значений используются приборы учета (газовые счетчики), ведь расход газа в газовых котлах отопления зависит от правильно подобранной мощности отопительного оборудования и технологий модели, предпочитаемой хозяином температуры, обустройства системы отопления, средней температуры в регионе за отопительный сезон и еще от множества факторов, индивидуальных для каждого частного дома.
Таблица потребления известных моделей котлов, согласно их паспортных данных
Модель | Мощность, кВт | Max расход природного газа, куб. м/час |
Лемакс Премиум-10 | 10 | 0,6 |
ATON Atmo 10ЕВМ | 10 | 1,2 |
Baxi SLIM 1.150i 3E | 15 | 1,74 |
Protherm Медведь 20 PLO | 17 | 2 |
De Dietrich DTG X 23 N | 23 | 3,15 |
Bosch Gaz 2500 F 30 | 26 | 2,85 |
Viessmann Vitogas 100-F 29 | 29 | 3,39 |
Navien GST 35KN | 35 | 4 |
Vaillant ecoVIT K INT 366/4 | 34 | 3,7 |
Buderus Logano G234-60 | 60 | 6,57 |
Калькулятор для быстрого подсчета
Напомним, что в калькуляторе используются те же принципы, что и в примере выше, реальные данные расхода зависят от модели и условий эксплуатации отопительного оборудования и могут составлять лишь 50-80% от данных, рассчитанных с условием, что котел работает беспрерывно и на полную мощность.
Исходя из теплопотерь дома
Наглядное изображение теплопотерь частоного дома.
В точности теплопотери дома считаются исходя из площади + корректировки, связанные с площадью остекления, степенью утепленности дома, климатическим поясом и температурой в самую холодную декаду отопительного сезона.
Упрощенно принято считать, что на каждые 10 м2 дома среднестатистического дома с кладкой в 2 кирпича и высотой потолков до 2,7 м приходится 1-1,2 кВт/час теплопотерь.
Соответственно, для поддержания комфортной температуры, необходимо установить баланс получаемого от системы отопления тепла и теплопотерь.
Рассчитаем на примере среднестатистического дома площадью 100 м2, расположенного в Подмосковье, не предполагающего корректировок связанных с климатической зоной.
Теплопотери такого дома составят около 11 кВт/час, столько же будет производить и газовый котел. Вспоминаем, что удельная теплоемкость сгорания природного газа – 9,3 кВт.
Однако большинство газовых котлов имеет КПД 90%, поэтому необходимо внести соответствующую поправку на эффективность.
Итого, расход газа = 11 (кВт/час) / (9,3 (кВт) * 0,9 (КПД 90%)) = 1,31 м3/час, что равно 31,44 куба в сутки. Согласно тарифу на момент написания статьи для Подмосковья это 176,1 руб/сутки.
Но, как и другие методы, расчет исходя из теплопотерь показывает примерную картину с отклонениями 10-30% в каждую сторону. В самый теплый месяц сезона расход может быть минимальный, в то время как в самую холодную декаду в виду больших теплопотерь котел будет работать на максимуме возможностей с постоянно работающими открытыми горелками.
Потребление котлом определенной мощности
Некоторые производят расчет потребления газа по мощности котла, это уместно, если, например, котлоагрегат довольно старый и паспортный расход неизвестен. Допустим, имеется котел мощностью 10 кВт, для расчетов также понадобится КПД, который, вероятно, также неизвестен, но на практике КПД старых советских и постсоветских газовых котлов едва достигал 70%.
Потребление котла считаем по уже понятному из примеров ранее принципу: 10 кВт / (9,3 кВт * 0,7 (предполагаемый КПД 70%)) = 1,54 куб. м/час или 36,96 куб. м/сутки при беспрерывной работе основных горелок. Потребление газа котлом 24 кВт = 24 / (9,3 * 0,7) = 3,69 куб м/час.
Расход газового котла на сжиженном газе
Для удобства замены и в целях безопасности, баллоны размещают на улице.
Многие не только современные, но и довольно ранние газовые котлы работают как на природном, так и на сжиженном (балонном) газе, для смены используемого топлива обычно достаточно сменить горелку, предполагающуюся в комплекте и подключить газовый баллон. Рассчитывается расход по любому из ранее упомянутых принципов: по паспортным данным о расходе при работе на сжиженном газе, по тепловым потерям или мощности котлоагрегата.
Ошибочным является учет расхода сжиженного газа в м3 или литрах, в контексте котельного оборудования более удобно и логично обозначать его объем в кг.
Например, газовый настенный котел Rinnai BR-K12 при беспрерывной работе на максимальной мощности расходует 1,0 кг/час сжиженного газа. Средняя стоимость сжиженного газа на момент написания статьи – 33 руб/кг.
- В сутки – 24 (часа) * 1,0 (кг/час) = 24 кг. В стоимостном выражении – 24 (кг) * 33 (стоимость 1 кг, руб.) = 792 руб/сутки.
- В месяц сгорает – 30 (дней) * 24 (суточный расход, кг) = 720 кг. В стоимостном выражении – 720 (кг) * 33 (цена, руб.) = 23 760 руб/мес.
- За отопительный сезон (предположим, с 15 октября по 31 марта) – 136 (дней) * 24 (кг) = 3 264 кг. В стоимостном выражении – 3 264 * 33 = 107 712 руб/сезон.
Несмотря на меньший расход, стоимость отопления при использовании сжиженного газа становится просто «золотой», не учитывая дополнительные заботы по закупке, транспортировке и подключению подачи топлива.
Что влияет на расход на практике
Наибольшее влияние на расход оказывает мощность котла и его КПД – то, насколько эффективно используется топливо. Однако эти факторы нельзя существенно изменить при уже имеющемся и функционирующем отопительном оборудовании, их необходимо планировать на этапе выбора и покупки. Чем мощнее котел, тем больше топлива ему понадобиться при работе в предельных режимах.
КПД большинства современных газовых котлов в пределах 90-94%, наиболее эффективны – конденсационные газовые котлы, имеющие КПД 105-109%. Вы наверняка понимаете, что КПД не может превышать 100%, поскольку дополнительная энергия просто не может взяться из-ниоткуда, и это вполне верно.
Дело в том, что конденсационные котлы используют не только тепловую энергию от сгорания газа, но и тепловую энергию конденсатов влаги – одного из продуктов сгорания. Когда обычные конвекционные котлы выбрасывают эту энергию в дымоход, конденсационные направляют ее на подогрев обратки.
Фактически КПД таких котлоагрегатов стремится к 100%, а дополнительные 7-10%, полученных с конденсата являются лишь следующим этапом преобразования. Для обычного покупателя все эти процессы не имеют значения, но чтобы объективно сравнить эффективность с обычными котлами и объяснить покупателю разницу в цене, производители обозначают КПД таким образом.
На расход газа также влияет и температура воздуха в регионе, при более сильных морозах котел пытается поддержать стабильную заданную хозяином температуру, однако теплопотери в виду морозов выше, соответственно, расход газа выше.
Стандартная теплота сгорания природного газа – 9,3-10 кВт на м3, но ни для кого не секрет, что отечественный магистральный газ иногда предоставляется не лучшего качества, имеет меньшую калорийность.
При этом оборудованию необходимо обеспечить то же количество тепла, что и ранее: котел потребляет много газа.
Частой причиной увеличения расхода газа является ненадлежащее и нерегулярное обслуживание котла. В первую очередь внимания требует теплообменник, который засоряется накипью или в последствии использования не идеально чистого теплоносителя. Уменьшить потребление можно просто проведя очистку не только теплообменника, но и горелок.
Последним критерием, от которого может зависеть больший расход – наличие второго контура для ГВС. Если расход двухконтурного котла стал заметно больше, возможно причина в более интенсивном использовании горячей воды.
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.
Расчет потребления газа за определенный период
Чтобы рассчитать потребление газа котлами разной мощности, нужно учитывать, что в холодное время на обогрев 10 кв.м. жилой площади требуется 10 кВт энергии, а при сильных морозах этот показатель увеличивается до 1,2 киловатта. Чтобы рассчитать расход, нужно осуществить такие действия:
- Посчитать площадь всех помещений дома или квартиры, пользуясь техническим планом сооружения.
- Сумму разделить на 10 и умножить на 1,2. Полученный результат является максимальным показателем потребления контура отопления.
Этот параметр нужно просто округлить до большего значения. Если нужно посчитать, сколько газа потребляет котел в сутки, нужно учитывать, что горелка не работает 24 часа. Для осуществления подсчета это время нужно уменьшить вдвое. Норма потребления агрегата на 10 кВт составляет 14,4 куб.м. в сутки (10*0,12*12).
Если нужно вычислить, сколько топлива будет потрачено за месяц, нужно суточное потребление умножить на количество дней. Однако отопительные приборы практически никогда не работают на полную мощность, поэтому расход может быть меньший. Например, за час потребление газа котлом 24 кВт составляет примерно 3,1 куб.м.
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.
Уменьшение расхода газа в газовых котлах
Если нет необходимости использовать двухконтурные котлы, лучше от них отказаться, так как они потребляют больше газа. Однако при невозможности монтажа экономных вариантов отопительных приборов снизить потребление голубого топлива можно. Для этого надо соблюдать такие рекомендации:
- установить в комнатах пластиковые стеклопакеты, а также утеплить стены извне;
- если на крыше присутствует большое количество больших сосулек, основная потеря тепла осуществляется именно через нее, поэтому ее нужно перекрыть или изолировать;
- при выборе лучше отдать предпочтение современным моделям, оснащенным автоматикой;
- установка термостатов и регуляторов на радиаторах позволит уменьшить расходы топлива;
- наличие специальных режимов или таймеров на отопительном оборудовании позволяют поддерживать минимальную мощность в определенные дни;
- следует ежегодно проводить технический осмотр аппаратуры, чтобы избежать ухудшения ее характеристик.
Сэкономить средства можно, установив тепловой аккумулятор. Он накапливает горячую жидкость и сохраняет тепло по принципу термоса длительное время. Даже в самые сильные морозы не стоит устанавливать максимальную температуру нагрева. В этом случае расход увеличится, но атмосфера в доме может стать некомфортной.