Эффективность и надежность газовых отопительных котлов

13.05.2016

Эффективность и надежность газовых отопительных котлов




С каждым годом газ дорожает, вместе с ним дорожает и отопление. Ни для кого не секрет, что установка собственной котельной в жилых домах и производственных объектах позволяет экономить 50 и более процентов денег, расходуемых на оплату отопления. Поэтому многие ТСЖ, владельцы производственных, сельскохозяйственных и других объектов планируют установку собственных котельных. При этом всех интересует экономическая эффективность устанавливаемых котлов.


Рис. 1. Графики изменения температуры теплоносителя

  • Экономическая эффективность устанавливаемых котлов определяется:
  • удельной стоимостью котла;
  • КПД котла и динамикой его изменения в процессе эксплуатации;
  • надежностью котла.

Удельная стоимость котла определяется отношением его стоимости к мощности. Этим показателем удобно пользоваться при сравнении котлов. Он наглядно показывает, сколько нужно заплатить за 1 кВт производимого тепла при покупке того или иного котла. Так, например, покупая котел с чугунным теплообменником европейского производителя мощностью 157 кВт, вы заплатите 220–270 тыс. руб.

Простой расчет показывает, что 1 кВт тепла, при использовании этих котлов, вам обойдется в сумму от 1400 до 1700 руб. За котел канадского производителя Camus серии Blue Flame мощностью 174 кВт вы заплатите 160 450 руб, а 1 кВт тепла вам обойдется в 922 руб. Стоимость котла является важной составляющей стартовых расходов. А вот текущие расходы зависят от надежности выбранного вами котла, величины КПД и динамики изменения этой величины в процессе эксплуатации.

КПД котлов во многом определяется качеством сжигания газа. Для современных котлов с атмосферными горелками он составляет 91–93 %, а с наддувными — 94–95 %. Но наддувная горелка не входит в комплект котла и стоит на порядок дороже. В процессе эксплуатации КПД может только снижаться! И происходит это изменение по мере «зарастания» накипью внутренней поверхности теплообменника.

Этот процесс характерен для котлов с чугунными теплообменниками. Замедляют этот процесс, проводя химическую обработку нагреваемой воды. Хотите сохранить КПД котла с чугунным теплообменником — потратьтесь на химводоподготовку. Котлам с медными теплообменниками это не грозит, т.к. скорость движения воды в них свыше 2,1 м/с. При такой скорости исключается оседание частиц, содержащихся в воде, на поверхность теплообменника, а, следовательно, и требования к химводоподготовке имеют значительные послабления.

При этом каждый, кто имеет опыт эксплуатации котлов, знает, что если им не управлять, то в течение срока службы котла, а это не один и не два года, десятки и сотни кубометров газа могут быть израсходованы нерационально, а попросту выброшены в трубу. Поэтому следующим условием снижения текущих расходов является правильный выбор экономичного режима управления котлом.

Первый и самый простой — это ручной режим управления, когда температура теплоносителя задается вручную и любые изменения ее значения производятся только пользователем. В современной отопительной установке ручной режим — это уже вчерашний день. Во многом решение этих вопросов берет на себя современная автоматика. Следует отметить, что применение управляющих систем, таких как «умный дом», позволит вам сэкономить дополнительные деньги на плате за газ.

Управляющие системы регулируют отопление в зависимости от температуры наружного воздуха — так называемое «погодозависимое отопление». На практике, с решением этой задачи эффективно справляется комнатный термостат. Простой комнатный термостат дает до 25–30 % экономии топлива за отопительный сезон (при правильной эксплуатации установки). Эти же деньги будут «сожжены» буквально за несколько месяцев при ручном управлении.

Еще более экономичное расходование газа заключается в поддержании нескольких режимов отопления в течении суток. Для жилых помещений — это дневной или ночной режим отопления. Для производственных помещений применимы три температурных режима — дневной, ночной и режим выходных дней. В этом случае управление котлом осуществляет контроллер. Он оптимизирован для поддержания требуемой температуры теплоносителя в соответствии с температурным графиком.

Выбор графика производится индивидуально. При выходе из «ночного режима» или «режима выходного дня» активизируется режим «быстрого прогрева» помещения. Эффективный переход с одного режима на другой невозможен без динамичных ото пительных систем. Отвечая на этот запрос, рынок уже получил современные медноалюминиевые радиаторы и теплообменники систем воздушного отопления, которые обеспечивают быструю теплопередачу от теплоносителя в отапливаемое помещение.

Но при изменении режимов отопления теплоноситель нужно быстро нагревать. Поэтому к перечисленным выше качествам котла необходимо добавить способность быстро изменять температуру нагреваемого теплоносителя по сигналу блока управления. Как это происходит? По сигналу блока управления увеличивается проходное сечение управляющего клапана и на горелку подается больше газа. Все очень просто, но при этом температура теплоносителя изменяется медленно!

Потому что теплообменник из-за своей массы не сразу прогреваться до требуемой температуры. Котлы с чугунными теплообменниками обладают большой тепловой инерционностью. Ведь такие котлы при мощности 157 кВт весят 600 кг, а масса воды в их теплообменнике составляет 65 кг. Котел мощностью 174 кВт от канадского производителя Camus серии Blue Flame весит 191,4 кг, а масса воды в теплообменнике всего 5,5 кг.

Для сравнения на рис. 1 представлены графики изменения температуры теплоносителя у этих котлов при переходе с «ночного режима» на режим «быстрого прогрева». Из представленных графиков видно, что котел с чугунным теплообменником имеет время разгона 1,5 мин, а котел с медным теплообменником Camus разгоняется за 5 с. Нетрудно заметить, что динамические свойства котла определяются динамичностью теплообменника.

Поэтому котлы Camus, имеющие динамичный теплообменник, позволяют экономить порядка 5–10 % газа на переходных режимах. Но даже самый экономичный котел ничего не стоит, если он ненадежный. Надежность котла определяется, прежде всего, способностью отапливать нужное помещение в любых условиях. А начинается она с гарантии, которую вы получаете, приобретая котел. Канадские котлы Camus имеют 10 лет гарантии на теплообменник.

Cложнее дела обстоят с чугунным теплообменником. Сильный удар может привести к образованию трещин в нем. Чугун также может треснуть, если в неостывший теплообменник попадет холодная вода. При частой смене воды с высокой жесткостью внутри котла может образоваться накипь, которая приводит к локальному перегреву участков теплообменника и появлению микротрещин. Большое значение в обеспечении надежного отопления имеет характеристика горелок.

Атмосферные горелки всегда встроены в котел и являются его конструктивной частью. Работают они практически бесшумно. Скорость потока и условия смешения газа с воздухом в атмосферной горелке задаются давлением подачи газа. Поэтому котлы европейского производства с атмосферной горелкой (а их на российском рынке большинство), нормально работают при давлении газа, принятом в Европе — не ниже 150 мм водн. ст. (1,5 кПа).

В России же природный газ к потребителям подается по ГОСТ 5542–87 при двух номинальных уровнях давления 130 мм водн. ст. (1,3 кПа) или 200 мм водн. ст. (2 кПа). Нетрудно заметить, что котлы с такими горелками будут работать не везде. Но такой вывод справедлив не для всех атмосферных горелок. Все те же канадские котлы оснащаются атмосферными горелками из жаропрочной нержавеющей стали.

Щели для выхода пламени выполнены в них методом лазерной перфорации, а их ширина составляет всего лишь 0,5 мм. Такая щель не даст пламени проскочить внутрь горелки при низких давлениях газа, а котел продолжает работать даже при давлении 60 мм водн. ст. (0,6 кПа). Для повышения эффективности предварительного смешения газа с воздухом внутри горелки помещен эжектор в виде трубки Вентури.

Про котлы с атмосферными горелками можно сказать, что за их простотой стоит надежность, полная комплектность и невысокая стоимость. Вы можете поставить себе дорогой тяжелый котел, с дорогой наддувной горелкой, который принесет вам еще и высокие эксплуатационные расходы. Но если вы умеете считать деньги, то сможете сделать правильный выбор.


Возврат к списку




Анализ интернет сайта Яндекс.Метрика Счетчик PR-CY.Rank