КПД котла: формула расчета, кпд брутто и нетто, способы повышения

КПД котла – это пропорция количества сгоревшего топлива и объемов тепла, отправленного на полезное действие – отопление здания. Этот показатель не может быть стопроцентным, поскольку тепло частично расходуется при нагреве самого агрегата, частично теряется из-за несовершенства конструкции, частично не обеспечивается качеством топлива. Кроме того, производительность конкретной установки зависит от текущей нагрузки – КПД котлов из руководства по эксплуатации реальны только в определенном диапазоне.

Для нагрева теплоносителя системы отопления отправляется не все 100% тепла от сгорания газа, ТТ, ЖТ и электричества, если модель энергозависима, частично оно уходит на функционал самой установки. Энергия расходуется на работу турбин, циркуляционного насоса, блока управления, автоматики, вентилятора, системы отвода дыма, электрического привода. Учитывая этот фактор, выделяют КПД брутто и нетто котла.

Что такое КПД котла: производительность по произведенной теплоте – КПД котла брутто, и отданной теплоносителю – КПД нетто. Такой подход позволяет определить степень технологической идеальности оборудования и его экономичность.

КПД котлов отопления рассчитывают разными методами. В некоторых странах расчет выполняют с учетом тепловых потерь в агрегате, неполном сжигании топлива. Это методика расчетов использует формулу по обратному балансу.

Купить котел отопления можно в нашем интернет-магазине.

Коэффициент полезного действия котла брутто определяется по формуле для прямого баланса, ее используют в странах Евросоюза. Она предусматривает значение разницы температур в рабочей зоне и выходящих в дымоход газов. КПД котла формула этого параметра содержит в себе:

• ηбр – коэффициент полезного действия котла брутто;
• Q1 – объем тепла в МДж/кг направление на систему отопления;
• Qir – суммарный объем теплоэнергии МДж/кг от сгорания топлива.

Действительный КПД парового котла и других видов агрегата всегда отличен от показателей, которые объявляет производитель. Поскольку КПД газового котла и оборудования на других видах топлива во многом обуславливается схемой монтажа и ОС в целом, корректностью настроек, качеством электроэнергии (для энергозависимых моделей), эффективностью отвода дыма и газов, другими факторами. То есть КПД настенного газового котла индивидуален для конкретного объекта и оборудования. КПД напольного газового котла может быть максимум 90%.

КПД отопительного котла одинаков не при каждой любой мощности, но адекватен нагрузочному режиму. Так, увеличение объемов сжигаемого топлива пропорционально увеличивает тепловые потери на технику и в схему отвода дыма.

Если установка функционирует на наименьшей мощности, она не может сформировать условия для полного сгорания, что обуславливает снижение КПД газовых, ТТ, ЖТ котлов отопления. Это один из главных факторов, которые нужно учитывать при выборе отопительного оборудования. Например, в руководстве по эксплуатации производитель заявляет КПД газового котла отопления Protherm Волк KSO на наибольшей мощности – 92,5%, но на минимальной – лишь 78,3%. Для многих моделей оптимален режим при нагрузках от 60 до 90 % от общей мощности.

Обратите внимание! Выше обозначены основные аспекты производительности котлов отопления, другие параметры, влияющие на коэффициент – это технологическое совершенство оборудования, снижающее теплопотери, своевременность обслуживания. Качество рабочей среды отопительной системы – также влияет на производительность установки, поэтому ОС нужно регулярно чистить и промывать.

• твердотопливные дровяные от 75 до 87;
• ТТ-агрегаты угольные от 80 до 88;
• твердотопливные пеллетные от 80 до 92;
• ЖТ-установки на дизеле от 86 до 91;
• жидкотопливные на мазуте от 85 до 88;
• ТЭНовые на электричестве от 99 до 99,5;
• газовые конвекционные от 87 до 94;
• конденсационные газовые от 104 до 116, но если пересчитать по высшей теплоте сгорания, то КПД составит 97-98%.

На заметку! КПД конденсационных газовых котлов превышает 100%, чего по законам физики не может быть. Но такие показатели получают в разных расчетных системах, для которых установлены 2 термина: низшая теплота – если дым и другие продукты выходят по дымоходу, и высшая – здесь учитывается вся энергия, включая пары жидкости.

Котел отопления с высоким КПД – конденсационный – вырабатывает тепло и собирает энергию от конденсата, который поступает во второй теплообменник. Такое решение позволяет не терять ресурс, а увеличивать полезное действие агрегата.

Любые действия по изменению конструкции котла отопления для увеличения его производительности недопустимы, имеют малую вероятность изменений КПД. Невозможно даже установить дополнительный теплоизоляционный слой, поскольку производители не предусматривают для него места установки. Но все же способы сделать установку более эффективной есть:

• Регулировка заслонки поддувала. Процедуру выполняют экспериментальным способом – нужно найти позицию, которая обеспечивает нагрев рабочей среды до максимальных отметок. Показатели отслеживают по приборам на оборудовании.
• Экономайзер. Это устройство встраивают в дымоход вместо одного из участков трубы, в нем аккумулируется тепло выходящих газов. То есть экономайзер функционирует на том же принципе, что и конденсационные агрегаты. Но нужно точно рассчитать характеристики устройства, учесть требования к системе дымоудаления, чтобы избежать формирования обратной тяги.

• Контроль над состоянием дымохода. Система дымоотведения должна быть чистой, нельзя допускать осаждения на ее стенки сажи и засоров. Эти факторы сужают канал, что снижает интенсивность движения воздушных потоков – тягу.
• Прочистка агрегата и теплообменника. Эти меры не нужны только что купленному агрегату, но необходимы для проработавших хотя бы один сезон. Процедуры нужно выполнять регулярно по регламенту или по мере надобности. В процессе эксплуатации на внутренних стенках теплообменника формируется накипь и другие отложения, они забивают рабочие модули и снижают эффективность работы котла.
• Контроль над трубами системы отопления. Трубопровод не должен зарастать накипью, загрязнениями. Отложения забирают часть тепла от агрегата, снижая его КПД. Трубы из пластика менее подвержены этому фактору, но и их рекомендуется периодически продувать.
• Газовый фильтр. Этот элемент интегрируют в отопительную систему перед запорной арматурой газопровода. Он очищает газ от загрязнений и примесей, чем уменьшает образование сажи при горении и обеспечивает более полное сжигание топлива.

• Прочистка топки. Даже камеру сгорания газового агрегата нужно прочищать хотя бы 1 раз в год, хотя копоть от него минимальна, в сравнении с дровами, дизелем и углем.
• Снижать тягу в сильные морозы. Такое решение настоятельно рекомендуют специалисты. Это можно сделать с помощью ограничителя тяги, регулирующим сечение трубы, который устанавливают в верхней точке дымохода.
• Турбулизатор. Устройство сформировано из пластин, их устанавливают между теплообменником и топкой. Турбулизатор увеличивает площадь забора тепла.

В видео рассказывают, как повысить мощность и эффективность расхода тепла газового котла

Остальные способы увеличения КПД газовых котлов заключаются в грамотно выполненной установке и пусконаладке. Эти работы проводят один раз и выполняют их специалисты во время первого запуска оборудования. Если изначально настройки были выполнены правильно, производительность установки будет соответствовать установленной производителем. Повысить коэффициент за счет коррекции конструкции агрегата – малоэффективно и небезопасно.