Сравнение эффективности котлов
Добрый день, уважаемые коллеги и потребители, которых интересует тема котлов. Меня зовут Кезля Евгений Алексеевич, мне 58 лет, из которых 37 (т.е. всю трудовую жизнь) я занимаюсь котлами. С 1980 по 1993 – это были отечественные котлы ДКВР и ДЕ. Работая в КИСИ (я трудился там 13 лет преподавателем), мы под руководством Шевцова Дмитрия Семеновича переводили паровые котлы в водогрейный режим. К.п.д. котлов при этом повышался примерно с 90 до 95%, а экономия топлива была не менее 20%. Так первый раз я понял, что к.п.д. важный, но не единственный критерий эффективности котла.
22 года с 1993 по 2014 довелось заниматься немецкими котлами Viessmann. Последние два года продаю немецкие котлы Wolf. Возникает естественный вопрос, а можно ли сравнить котлы Viessmann и Wolf. В чем отличия и какие котлы лучше? Вопрос сложный и на него невозможно однозначно ответить. Кроме того, существует множество типов котлов и сравнение различных типов котлов не корректно. Все, что написано ниже относится к бытовым настенным газовым котлам.
Все производители котлов сравнивают «свой» котел с «чужим». Но такие сравнения делаются, как правило, с целью доказать, что «свой» котел лучший, и поэтому они не объективны и приводят к конфликтам.
Для того, чтобы не создавать подобные конфликтные ситуации мне пришла идея сравнивать «свой» котел с идеальным, т.е. с таким, в котором реализованы все известные на сегодня технические решения, увеличивающие его эффективность. Как только возникла идея об идеальном котле, решение нашлось очень быстро. Идеальный котел – это котел три нуля «0» «0» «0». «0» - отсутствие минимального ограничения какого-либо параметра. Конкретно у идеального котла нет ограничения минимальной: температуры котловой воды, расхода котловой воды и мощности.
Первый «0» - минимальная температура котловой воды. Т.е. в идеальном котле не существует ограничения минимальной температуры котловой воды. Такие котлы существуют – это конденсационные котлы. Но сразу возникает следующий вопрос. Теплообменники конденсационных котлов делают из силумина и из нержавеющей стали. Какой материал лучше. Мой вариант ответа – лучше тот материал, который обеспечивает наиболее эффективный теплообмен в котле, что позволяет котлу потреблять меньше топлива.
Как известно наиболее эффективен теплообмен при противотоке: продукты сгорания и конденсат движутся сверху вниз, а нагреваемая вода движется снизу-вверх. При противотоке весь поток уходящих газов охлаждается холодным обратным теплоносителем и происходит полная конденсация водяных паров из продуктов сгорания. Такой наиболее эффективный теплообмен реализован в силуминовом теплообменнике.
В стальном теплообменнике в виде спиральной трубы реализован перекрестный ток, при котором холодным обратным теплоносителем охлаждается только часть продуктов сгорания с конденсаций водяных паров. Часть продуктов сгорания охлаждается горячим подающим теплоносителем без образования конденсата. Такой теплообмен менее эффективен.
Если котел укомплектован датчиком температуры наружного воздуха, то он работает по отопительному графику – температура котловой воды зависит от температуры наружного воздуха. Но есть два варианта работы по отопительному графику: с переменной ΔT и с постоянной ΔT.
Работа по отопительному графику с постоянной ΔT приводит к более низкой температуре теплоносителя, к более низкой температуре уходящих, и как следствие к меньшему потреблению газа котлом. Реализована работа по отопительному графику с постоянной ΔT может быть только в противоточном теплообменнике.
Вывод: противоточный силуминовый теплообменник обеспечивает полную конденсацию водяных паров из продуктов сгорания и работу по отопительному графику с постоянной ΔT, и как следствие меньшее потребление газа котлом.
Второй «0» - минимальный расход теплоносителя через котел. В идеальном котле не должно быть минимального ограничения расхода котловой воды. В газовых бытовых настенных котлах это условие реализуется путем выключения котлового насоса при отсутствии потребности в тепле и отсутствии опасности замораживания системы. Опасность замораживания определяется по датчику температуры наружного воздуха, настроенном на заводе на +2°С. У себя в доме из соображений комфорта я изменил заводскую настройку +2°С на +6°С, т.к. при такой температуре не образуются зоны холода у окон и наружных стен при выключенном котле и котловом насосе.
Вывод: комплектация котла датчиком температуры наружного воздуха позволяет не только управлять котлом по отопительному графику, но и выключать горелку и насос котла при отсутствии запроса на тепло и опасности замораживания.
Третий «0» - минимальная мощность котла. В идеальном котле не должно быть минимального ограничения мощности котла. Таких котлов не существует. Если третье условие не выполнимо, то возникает вопрос – а каким должен быть диапазон модуляции мощности котла. Ответ вытекает из расчета теплопотерь, которые в расчетной точке для Киева рассчитываются для ΔT 42°С (20°С внутренняя температура и -22°С наружная температура). Из второго условия следует, что насос и горелка выключаются при +6°С, ΔT в этой точке 14°С (20°С - 6°С). ΔT14°С (а, следовательно, и мощность) в момент выключения горелки составляет 33% от ΔT42°С (от 100%).
Вывод: оптимально достаточный диапазон модуляции мощности 1:3. НО !!! 1:3 относительно мощности системы отопления (СО), а не относительно мощности котла.
Мощность СО типового дома площадью 150 м2
Типовой дом времен СССР (постройки до 1991 года) стена 2К - 22 кВт
диапазон модуляции СО от 7 до 22 кВт
Типовой дом для Украины стена 2К+100мм теплоизоляция - 12 кВт
диапазон модуляции СО от 4 до 12 кВт
Типовой дом для Германии стена 2К+200мм теплоизоляция + механическая вентиляция с рекуператором - 6 кВт
диапазон модуляции СО от 2 до 6 кВт
Кроме отопления котел обеспечивает горячее водоснабжение (ГВС). Потребность в тепле ГВС составляет 27кВт (18кВт душ + 9кВт мойка или умывальник).
Диапазон модуляции с учетом ГВС следующий.
Типовой дом времен СССР стена 2К - 22 кВт
диапазон модуляции котла от 7 до 27 кВт
Типовой дом для Украины стена 2К + 100мм теплоизоляция - 12 кВт
диапазон модуляции котла от 4 до 27 кВт
Типовой дом для Германии стена 2К + 200мм теплоизоляция + механическая вентиляция с рекуператором - 6 кВт
диапазон модуляции котла от 2 до 27 кВт
Выводы: у фирмы Wolf есть идеальный для Украины конденсационный настенный газовый котел FGB-28K с диапазоном модуляции 4-27 кВт, в котором реализованы все описанные технические решения. Цена такого котла 1180 евро. По сравнению с традиционным не конденсационным котлом за счет экономии газа (до 30%) он окупается максимум за три года.
У фирмы Wolf есть идеальный для Германии котел CGB-2-14 с диапазоном модуляции 1,8 - 14 кВт. Горячую воду такой котел готовит в емкостном бойлере. Но такой котел примерно в 2 раза дороже.
 Сравнение эффективности котлов | [ ] | 492 kB | 727 Downloads |
