В наше время газовые котлы играют очень существенную роль в отоплении во многих странах мира. Ведь, начиная от крупных городов и заканчивая отдаленными поселками, проведен газ. И поэтому газовое отопление постепенно вытеснило печи на дровах. Газовый котел размещается внутри здания в специально предназначенном для этого хозяйственном помещении. После чего к оборудованию подключают обогревательный контур, подключают дымоход и запитывают котел от газопровода. Для любых видов котлов: напольных, настенных и других; существует такой важный показатель, как КПД.
Что означает КПД
На рынке можно встретить огромное количество моделей газовых котлов от различных производителей, среди которых присутствуют не только отечественные, но и зарубежные. Обычно при покупке данного газового прибора, покупатели определяют свой выбор исходя из стоимости и мощности оборудования. И, к сожалению, это неправильные критерии выбора газового котла. Многие владельцы частного домохозяйства забывают про такой показатель, как коэффициент полезного действия. Это очень важный параметр, по которому можно подобрать достаточно хороший обогревательный прибор. Коэффициент полезного действия котла имеет следующее определение: это отношение полезной теплоты, израсходованной на обогрев воды, к установленной теплоте газового котла. То есть, не все тепло, которое вырабатывает газовый котел, идет на нагрев рабочей жидкости. Какая-то часть энергии уходит в окружающую атмосферу и на собственные нужды обогревательного прибора.
Другие изменения
Очень хорошие показатели в плане производительности имеются, помимо всего прочего, и у газовых нагревательных агрегатов, оснащенных модуляционными горелками. Современные котлы от лучших европейских производителей изначально дополняются подобными элементами двухуровневыми или же полностью модулированными. Горелки этого типа способны самостоятельно приспосабливаться к фактическим рабочим параметрам смонтированной в доме системы отопления. Таким образом процент недожога в котлах такой конструкции снижается до минимума.
В обычных нагревательных агрегатах владельцы дома могут, помимо всего прочего, попробовать изменить положение горелки. Установка этого элемента ближе к водяному контуру позволяет повысить КПД котла на несколько процентов. Тепловой баланс агрегата в этом случае увеличивается в большую сторону.
Как рассчитать среднее значение КПД
Каждый газовый котел комплектуется паспортом. Именно в паспорте отображается значение коэффициента полезного действия. Но основная проблема в том, что это лишь среднее значение КПД, которое может отличаться от действительности. Данный показатель рассчитывает завод-изготовитель по формуле n=(Q/Qo)*100%, где:
- n – коэффициент полезного действия;
- Q – тепловая энергия, которую получилось задействовать на обогрев;
- Qo – значение общего количества тепла, которое выделяется при сжигании газа.
Данная формула позволяет только лишь вычислить среднее значение КПД. Газовое оборудование, у которых показатель коэффициента достигает практически 100%, все чаще можно встретить на рынке, и ассортимент такой продукции увеличивается в геометрической прогрессии. Конечно, такой показатель полезного действия, прямо говоря, недостоверен. Ведь во время работы котла в частном доме, добавляются дополнительные потери тепловой энергии, которые не учитываются производителем. И именно эти потери могут основательно понизить коэффициент полезного действия отопительного оборудования.
Фактическое полезное действие установленного оборудования правильнее всего рассчитать по следующей формуле: Nf=100-(q+q2+q3+q4), где:
- Nf – фактический коэффициент полезного действия оборудования;
- q – энергия тепла, улетучиваемая в дымоход;
- q2 – потери энергии, образуемые из-за слоя гари внутри стенок котла;
- q3 – потери, вызванные неправильно приготовленной газовой смеси;
- q4 – тепловые потери, вызванные колебаниями температурой окружающего пространства.
Выяснено, что наибольшие потери тепла указываются в показателе q. Получается, что большая часть выработанного тепла буквально «улетает в трубу».
Чугунные и стальные конструкции – в чем отличия
Из какого бы материала ни был изготовлен котел, очень важно, чтобы он соответствовал основным эксплуатационным характеристикам. Разберемся в них более подробно
В первую очередь стоит обратить внимание на материал теплообменника – чугун или сталь. Если вы хотите воспользоваться готовой схемой твердотопливного котла – своими руками чугунный теплообменник сделать вряд ли получится
Такая работа требует как специального оборудования, так и особых знаний и умений. Поэтому можно приобрести готовые секционные конструкции, которые перед транспортировкой разбирают, а на месте снова собирают.
Чугунным теплообменникам свойственно покрываться сухой ржавчиной – особой пленкой, защищающей стенки агрегата от разрушения. Кроме того, влажная ржавчина также образуется намного медленнее, чем обусловлен длительный срок эксплуатации чугунных изделий – от 10 до 25 лет. Среди прочих преимуществ чугунных теплообменников можно назвать отсутствие необходимости в частом и сложном обслуживании. Чистка таких устройств требуется нечасто, да и нагар практически не снижает КПД котла. В случае необходимости ремонта или усиления мощности агрегата нужно лишь заменить дефектные секции или увеличить их число.
Недостатки чугунных изделий таковы:
- большая масса котла предполагает наличие отдельного фундамента;
- затруднения в процессе сборки и высокие затраты на транспортировку;
- чувствительность к термическим ударам – чугун не любит перепадов температур, поэтому контакт горячей поверхности с холодными дровами или холодной водой может быть губительным для него;
- большая тепловая инерционность – на разогрев котла требуется длительное время, но и его последующее остывание происходит медленно.
Что касается стальных изделий, то они менее чувствительны к перепадам температур и не боятся контакта с холодными объектами. Это свойство позволяет при сборке котлов отопления на твердом топливе по чертежам оборудовать их чувствительными автоматическими элементами. А благодаря небольшой инерционности такие агрегаты быстро прогреваются и остывают – это позволяет регулировать температуру воздуха в доме. При этом, можно сделать чертеж твердотопливного котла длительного горения своими руками, что позволит учесть все нюансы.
По внешнему виду котлы из стали – это сплошные сварные агрегаты, которые довольно сложно перевозить, хотя и чувствительность к механическим повреждениям у них намного ниже аналогов из чугуна.
Возможность ремонта стальных котлов с точки зрения некоторых специалистов весьма сомнительна. Отремонтировать, равно, как и сварить котел своими руками по чертежу в домашних условиях довольно непросто, со временем на швах в нем могут образовываться течи. Справедливости ради, отметим, что все зависит от навыков работника в работе со сварочным аппаратом. Но выполнить ремонт чугунного теплообменника все же проще – требуется только замена секций.
Как правило, котлы с чугунными теплообменниками являются энергонезависимыми, стоят недорого, поэтому они могут стать достойной альтернативой уже установленному отопительному оборудованию в случае отключения электричества. Циркуляция теплоносителя в таких агрегатах происходит естественным путем, без применения насоса. Однако монтаж батарей нужно выполнять так, чтобы вода по трубам при нагревании свободно перемещалась по трубам под воздействием давления в котле.
КПД напольного котла
Существует несколько видов газовых котлов. Одними из наиболее распространенных, являются напольные. Оборудование такого типа зарекомендовало себя положительными эксплуатационными параметрами и компактностью. Конструктивная особенность таких устройств позволяет добиться большей мощности, по сравнению с настенными аналогичными моделями.
В линейке напольного оборудования есть модели, которые могут без воздействия насоса взаимодействовать с носителем тепла. В таких устройствах минимальное количество автоматики и дополнительного оборудования. Это, в свою очередь, влияет на надежность и простоту обслуживания.
Значение КПД таких газовых котлов колеблется в пределах 90% при идеальных условиях эксплуатации. Это довольно хороший показатель производительности, но при всем этом у напольного котла есть недостатки. Основным из них можно выделить необходимость отдельного обустроенного помещения, в котором должны соблюдаться установленные требования.
Настройка оборудования
Открытая камера представляет собой достаточно простое устройство сгорания. Выглядит так: над горелкой располагается теплообменник в виде змеевика из тонких медных трубок. Благодаря открытой конструкции воздух, необходимый для реакции горения, поступает к месту воспламенения газа из окружающей среды.
Как правило, хватает воздуха из помещения (при условии организации хорошей вентиляции). Но есть настенные модели с забором воздуха извне, для чего монтируется специальное отверстие в стене. Открытые камеры сгорания требуют обязательного наличия дымохода.
Чаще всего устанавливается для моделей напольных газовых котлов, а также использовалась для комплектации котла старого образца (при этом розжиг производила запальная горелка).
Схемы устройства камеры згорания
Напольные газовые котлы с атмосферной горелкой можно настроить самостоятельно. Наддувные же системы регулируются автоматическим блоком управления, не требуют дополнительной настройки.
Схема действий при настройке одноступенчатого оборудования:
- Установить устройство на котле.
- Подсоединить к газопроводному патрубку.
- Проверить на абсолютную герметичность.
- Снять корпус горелочного оборудования.
- С помощью манометра сделать замеры давления газа на входе.
- Подсоединить к электричеству. Проследить, чтобы перемычки, фазы были подключены верно.
- В дымоходной трубе разместить газоанализатор.
- Запустить устройство.
- С помощью манометра снять показания давления на выходе из горелочного блока. Показания давления должны соответствовать параметрам, обозначенным в техпаспорте.
- Приток воздуха отрегулировать воздушной заслонкой.
- Показания газоанализатора также должны соответствовать всем нормам установки газового оборудования.
Настройка газового оборудования должна проводиться специалистами. Самые простые котлы открытого типа возможно настроить самостоятельно при наличии определенных навыков, знаний устройства горелочного блока. От качества работы горелки зависит эффективность котла, уровень его КПД, расход топлива. Поверхностно определить, что оборудование работает неисправно можно по изменившемуся пламени горелки.
КПД настенных газовых котлов
Настенные модели газовых котлов являются компактными и экономичными обогревательными приборами. Такие котлы отлично служат для обогрева домов, небольших дач и загородных объектов. КПД такого оборудования обычно составляет от 85% до 100% по заверениям завода изготовителя. Но, как мы уже знаем, на данный показатель влияют фактические потери тепловой энергии.
Настенные модели, как правило, имеют небольшие габариты и вес, что и позволяем монтировать их на стену. Они оснащены коаксиальным дымоходом и имеют в своей конструкции встроенный гидронасос. Благодаря насосу производится принудительное движение теплоносителя внутри системы отопления, что в значительной степени позволяет повысить полезное действие котла.
Финальные стадии
На заключительных этапах осуществляются следующие операции:
Также можно провести модернизацию газовой горелки своими руками. Это позволит существенно повысить объёмы выделяемого тепла. Здесь необходимы следующие шаги:
После усовершенствования пламя котла расположится между трубками. В результате они будут серьёзно обогреваться.
Конденсационные отопительные приборы
Котлы такого типа стали производиться относительно недавно. За это время они по праву заслужили звание самых экономичных устройств. Согласно паспорту на приборы, их полезность достигает 110%. И тут невольно возникает вопрос – откуда берутся такие значения. Ведь еще со школы всем известно, что КПД не может превышать 100%. Данное значение может превышать 100% у конденсационных котлов ввиду того, что при сгорании топлива, около 95% энергии идет на полезное действие. При этом внутри котла образуется углекислый газ и водяной пар. Как правило, пар содержит в себе некоторое количество энергии, и если её сконденсировать, то выделяется еще дополнительная энергия, способная повысить КПД на 10-15%. Суммируя данные числа, получается значение, превышающее 100%.
Очистка камеры сгорания
Голубое топливо отличается прежде всего тем, что при его сгорании не образуется слишком много сажи. Чистить топку работающего на газе котла, конечно же, нужно реже, чем твердотопливного оборудования этого типа. Но все же мыть камеру сгорания таких нагревательных агрегатов время от времени нужно. Специалисты считают, что делать такие чистки владельцам газовых котлов нужно не менее 1 раза в 3 года.
Выводы и полезное видео по теме
Первый видеоматериал поможет понять то, как выполняется очистка теплообменника котла, что поможет существенно увеличить его КПД.
Следующий видеоролик даст возможность разобраться с тем, как выполняется очистка газовой горелки с целью повышения эффективности котла.
Опыт показывает, что максимального КПД от котла можно добиться при его системном техническом обслуживании с своевременной очисткой горелок, теплообменника от продуктов сгорания, грязи. А также при правильном размещении, использовании радиаторов. Кроме того, высокой эффективностью может отличаться только современное высокотехнологичное оборудование.
Увидели несоответствие или хотите дополнить наш материал полезными рекомендациями по увеличению КПД котла? Оставляйте свои комментарии, участвуйте в обсуждении и задавайте свои вопросы нашим экспертам – форма обратной связи расположена ниже.
Декоративная решетка — мастер-класс
Для изготовления экрана под нишевую конструкцию радиатора нужно сделать несколько шагов:
Изготовление шаблона в виде понравившегося рисунка из ненужной фанеры. Прохождение по шаблону электролобзиком. Нужно обработать его фрезером
Важно добиться идеальных переходов между деталями орнамента. Чтобы закрыть нишу с батареей нужно подготовить несколько шаблонов. В зависимости от ширины ниши следует выбрать свое количество фрагментов. Их нужно зашкурить, покрыть специальной эмалью
Важно сделать специальные отверстия для крепления. После полного высыхания эмали детали зашкуриваются, окрашиваются необходимым оттенком краски. Детали закрепляются при помощи крепежей.
Причины плохой теплоотдачи
На эффективность работы отопительной системы в квартире влияют разные факторы. Больше всего КПД батарей зависит от таких условий:
- материал для изготовления труб, радиаторов;
- размер каждого радиатора в комнате;
- скорость циркуляции горячей воды внутри системы;
- температура нагрева жидкости.
Если указанные выше показатели оптимальны, а теплоотдача все равно низка, причиной может быть загрязнение батареи изнутри. Это происходит из-за накопления ржавчины, грязи, накипи, налета, припоя. В старых домах профессиональная промывка труб, батарей и стояков зачастую серьезно повышает их теплоотдачу.
Промывка чугунных радиаторов
Кроме того, снизить КПД системы может закрытие батарей декоративными коробами или слишком частое окрашивание, в результате которого металл остается покрытым очень толстым слоем ЛКМ. Факторами риска являются и воздушные пробки внутри труб, а также внешнее загрязнение радиаторов.
Схемы подключения радиаторов
Насколько хорошо будут греться радиаторы зависит от того, как в них подавать теплоноситель. Есть более и менее эффективные варианты.
Радиаторы с нижним подключением
Все радиаторы отопления имеют два типа подключения — боковое и нижнее. С нижним подключением никаких разночтений быть не может. Есть всего два патрубка — входной и выходной. Соответственно, с одной стороны в радиатор подается теплоноситель, с другой отводится.
Нижнее подключение радиаторов отопления при однотрубной и двухтрубной системе отопления
Конкретно, куда подключать подающий, а куда обратный написано в инструкции по монтажу, которая обязательно должна быть в наличии.
Батареи отопления с боковым подключением
При боковом подключении вариантов намного больше: тут подающий и обратный трубопровод можно подсоединить в два патрубка, соответственно, вариантов четыре.
Вариант №1. Диагональное подключение
Такое подключение радиаторов отопления считают наиболее эффективным, его берут за эталон и именно так испытывают производители свои отопительные приборы и данные в паспорте по тепловой мощности — для такой подводки. Все остальные типы подключения менее эффективно отдают тепло.
Диагональная схема подключения радиаторов отопления при двухтрубной и однотрубной системе
Все потому, что при диагональном подключении батарей горячий теплоноситель подается на верхний вход с одной стороны, проходит через весь радиатор и выходит с противоположной, нижней стороны.
Вариант №2. Одностороннее
Как понятно из названия, подключаются трубопроводы с одной стороны — подача сверху, обратка — снизу. Этот вариант удобен, когда стояк проходит сбоку от отопительного прибора, что часто бывает в квартирах, потому именно такой тип подключения обычно и преобладает. Когда теплоноситель подводится снизу, такая схема используется нечасто — не очень удобно располагать трубы.
Боковое подключение для двухтрубной и однотрубной системы
При таком подключении радиаторов эффективность нагрева только чуть ниже — на 2 %. Но это только если секций в радиаторах немного — не более 10. При более длинной батарее ее дальний от край будет плохо греться или вообще останется холодным. В панельных радиаторах для решения проблемы ставят удлинители потока — трубки, которые доводят теплоноситель чуть дальше середины. Такие же устройства можно устанавливать в алюминиевые или биметаллические радиаторы, улучшая при этом теплоотдачу.
Вариант №3. Нижнее или седельное подключение
Из всех вариантов седельное подключение радиаторов отопления самое малоэффективное. Потери составляют примерно 12-14%. Но данный вариант самый незаметный — трубы обычно укладываются по полу или под ним и такой способ наиболее оптимальный с точки зрения эстетики. А чтобы потери не влияли на температуру в помещении, можно радиатор взять чуть более мощный чем требуется.
Седельное подключение радиаторов отопления
В системах с естественной циркуляцией такой тип подключения делать не стоит, а вот при наличии насоса работает она неплохо. В некоторых случаях даже не хуже бокового. Просто при какой-то скорости движения теплоносителя возникают вихревые потоки, вся поверхность разогревается, повышается теплоотдача. Данные явления пока не изучены до конца, потому спрогнозировать поведение теплоносителя пока невозможно.
Увеличение теплоотдачи.
Для эффективного увеличения показателя излучаемого тепла, есть много способов:
- установка конвектора;
- покраска труб черной краской;
- установка регистра;
- дополнительные секции батареи.
Конвектор представляет собой изогнутую трубу с металлическими пластинами. Изготовить его можно самостоятельно или купить в магазине более современный аналог.
Применение матовой черной краски для окрашивания поверхности теплоносителя тоже дает неплохой результат. Эстетически это выглядит не очень привлекательно, но если речь идет о комфорте, то приходится выбирать.
Еще одной недорогой и достаточно популярной конструкцией является регистр. Это несколько соединенных между собой широких труб с заваренными срезами. К ним также относятся полотенцесушители, радиаторы, магистральные линии и даже обыкновенную стальную трубу, закрепленную по всему периметру комнаты.
Техника выполнения работы по соединению секций радиатора
Наращивание батарей отопления – полезный навык для домашнего мастера. Зная, как стыковать секции, не составит труда обеспечить собственный микроклимат в каждой комнате.
Перед тем как соединить два радиатора, делают расчет мощности. Формула проста – на 10 м2 требуется 1 кВт тепловой мощности. Производительность секции указана в техпаспорте. Эти данные пригодятся для расчетов. После нужно купить необходимое количество элементов, найти инструменты и собрать нагревательный прибор.
Инструменты и комплектующие для работы
Для сборки радиатора отопления своими руками пригодятся:
- ключ гаечный или разводной;
- радиаторный ключ;
- заглушки с правой и левой резьбой – по 1 шт.;
- ниппели;
- прокладки паронитовые;
- межсекционные прокладки из прочного, гибкого материала;
- секции батареи;
- наждачная бумага фракции №120.
Для защиты пригодятся нитяные перчатки. Батареи удобнее устанавливать вдвоем, помощник не помешает.
Поэтапный процесс наращивания батареи
Сборка радиатора отопления своими руками выполняется в любое время. Если отопительный сезон уже начался, сеть надо перекрыть, слить теплоноситель из контура и демонтировать отопительный прибор.
Как подсоединить батарею:
- Демонтированный радиатор уложить на горизонтальную плоскость. Чтобы не поцарапать покрытие батареи и стола (пола), настелить ткань. Снять все дополнительные элементы – краны, термодатчики. Для промывки батарею унести в ванну, открыть заглушки и промыть струей воды.
Проверить целостность резьбовых соединений, торцов отопительного прибора. Если есть наросты отложений, стыки обработать наждаком. Снова уложить батарею на ровную горизонтальную поверхность. Участок выбирается ровный для обеспечения герметичности стыка. Малейшая кривизна положения приведет к неровности стыка. Для уплотнителей выбирают только паронитовые прокладки. Это прочный, гибкий материал, переносящий нагрев без потери качества. Проверить качество резьбы ниппелей
Ровная и равномерная нарезка без сколов – залог прочной стыковки. Сдвинуть секции, вложив между ними прокладки. Осторожно начать закручивать ниппель. Деталь имеет с одной стороны левую резьбу, с другой – правую. Это значит, что при вращении притягиваются обе секции
Работы удобнее выполнять со специальным радиаторным ключом. Инструмент может идти в комплекте с батареей, но также продается отдельно.
Это значит, что при вращении притягиваются обе секции. Работы удобнее выполнять со специальным радиаторным ключом. Инструмент может идти в комплекте с батареей, но также продается отдельно.
- Немного прихватить секции, проверить ровность стыков и затянуть до герметичности. Количество оборотов витков ниппеля на каждой секции должно быть равным.
Зная, как увеличить батарею отопления, несложно собрать систему с необходимыми показателями мощности. После наращивания секций радиатор проверяют на герметичность.
Для бытовой проверки потребуется:
- кусок трубы сечением в 15 мм;
- насос автомобильный с манометром;
- ниппель от покрышки.
Теперь ниппель припаять к трубе, а ее вставить в радиатор. Эта конструкция нужна для опрессовки воздухом. Установить на одно из входных отверстий радиатора заглушку. К ниппелю подключить автомобильный насос с манометром. Закачивать воздух с давлением в 1 бар. Если герметичность стыков нарушена, появится свист выходящего воздуха. Надо найти протечку, подтянуть ниппель или поменять прокладку. Провести опрессовку еще раз. При отсутствии протечек установить радиатор в сеть.
Опрессовка водой проводится в том же порядке. Вместо воздуха закачивается подкрашенная вода. Прибору дать постоять 5 часов, обследовать на протечки. Если есть негерметичный стык, вода просочиться. Подтянуть стыки, проверить еще раз, установить батарею в систему.
Наращенная батарея увеличивается по весу. Перед монтажом радиатора желательно упрочнить крепежи, вкрутить дополнительные кронштейны. Это убережет прибор от обрушения, ведь с теплоносителем батарея будет еще тяжелее. В сеть прибор встраивается в выбранном месте с учетом увеличения длины батареи.
Как установить терморегулятор на батарею: пошаговая инструкция
Понадобятся:
- металлопластиковая труба диаметром 20 мм;
- 2 тройника с резьбой 1/2″;
- 6 металлопластиковых обжимных фитингов-американок;
- терморегулятор;
- шаровый кран.
Порядок действий:
Открутить разводным ключом гайку сгона и раскрутить старую обмотку.
Очистить резьбу сгона, чтобы стало хорошо видно место соединения радиатора и трубы.
Ту же операцию проделать с нижним соединением. Для удобства монтажа снять радиатор и положить на ровную горизонтальную поверхность. Удерживая футорку радиатора одним ключом, вторым раскрутить трубку.
После этого вычистить старый уплотнитель из отверстия, например, отверткой.
Теперь нужно собрать байпас с терморегулятором и шаровым краном. Смазать резьбу обжимного фитинга силиконовым герметиком, чтобы он заполнил все полости.
Взять 2 тройника и 2 ниппеля, скрутить вместе.
Прикрутить к ниппелю терморегулятор и шаровый кран.
Установить в тройник переходные муфты с металлопластика на металл. Должен получиться вот такой узел.
Вкрутить его в батарею.
Аналогично поступить с нижним соединением.
Для байпаса отрезать участок металлопластиковой трубы нужной длины, предварительно сняв гайки с обжимных фитингов и замерив расстояние.
Откалибровать кромки, то есть снять фаски калибратором.
Надеть на трубу гайку и обжимное кольцо, соединить с шаровым краном и терморегулятором.
То же самое проделать с другим концом трубы. Перемычка (байпас) готова. Соединить ее с радиатором.
Повесить батарею на старое крепление и соединить со стояком. Для этого подготовить 2 трубки из металлопластика. Не забудьте измерить длину сверху и снизу — она часто бывает разной.
Снять байпас с радиатора. Вкрутить трубки в верхний и нижний узлы.
Установить байпас на радиатор, а трубки — в отводы стояка. Вверху стоит терморегулятор для отопления.
Внизу — шаровый кран.
Затянуть гайки разводным ключом. Радиатор с терморегулятором можно запускать в эксплуатацию.
