Домой СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ Как уменьшить большой расход газа котлом на отопление дома

Как уменьшить большой расход газа котлом на отопление дома

674
0

Отвод продуктов сгорания газа из закрытой камеры сгорания котла турбо осуществляется принудительно, вентилятором-дымососом  в дымоход. Подвод воздуха к камере сгорания производится с улицы по воздуховоду, за счет разряжения, создаваемого работающим вентилятором.

Газовые котлы с закрытой камерой сгорания и принудительным дымоудалением снабжены датчиком давления, который срабатывает в случае, когда прекращается нормальное дымоудаление и подвод воздуха для горения, при нарушениях в работе вентилятора.

Система дымо- воздуховодов котла проводится вверх, через крышу, или горизонтально, через наружную стену помещения, в котором установлен котел.

Производители котлов турбо рекомендуют  для устройства системы дымо-/воздуховодов  выбирать одну из двух принципиальных схем:

  • Концентрической коаксиальной системы “труба в трубе” , где отвод продуктов сгорания осуществляется по внутренней металлической трубе, проходящей внутри другой трубы большего диаметра. Приток воздуха для горения при этом осуществляется через кольцевой зазор между трубами.
  • Раздельной системы труб, где отвод продуктов сгорания осуществляется по одной трубе, а приток с улицы воздуха для горения осуществляется по другой отдельной трубе.

Требования к устройству системы дымо- воздуховодов изложены в инструкции по монтажу и эксплуатации котла.

Не превышайте максимально возможную длину системы дымо-/воздуховодов. При слишком длинной системе дымо-/воздуховодов или слишком большом количестве поворотов общее аэродинамическое сопротивление системы дымо-/воздуховодов окажется слишком большим. Вентилятор не сможет подать в горелку необходимое количество воздуха.

Участки дымохода с наружной стороны здания или проходящие внутри неотапливаемого помещения длиной более 1 м., должны быть теплоизолированы. Это уменьшит образование конденсата в трубах.

На вертикальных участках дымохода необходимо установить конденсатоотводчик – уловитель образующегося в дымоходе конденсата, с отводом конденсата в канализацию. Горизонтальные участи труб для отвода дымовых газов и подвода воздуха для горения необходимо прокладывать с уклоном 1 -2 % в сторону от котла.

Коаксиальный дымо- воздуховод газового котла. L — смотри инструкцию. 1 — уплотнительное кольцо; 2 — дросселирующая вставка в горловине вентилятора препятствует подаче в горелку избытка воздуха.

Дросселирующая вставка в дымоход экономит газ

При небольшой длине дымо-/воздуховодов аэродинамическое сопротивление системы будет мало. В результате, количество засасываемого вентилятором в горелку воздуха может оказаться избыточным.

Для увеличения аэродинамического сопротивления системы и уменьшения количества подаваемого в горелку воздуха, в котлах турбо необходимо устанавливать дросселирующую вставку — диафрагму, диффузор. Кроме того, дросселирующая вставка уменьшает воздействие ветра на работу горелки через систему дымоудаления.

В каких случаях устанавливать и какого размера должна быть вставка, указано в инструкции производителя котла.

Дросселирующую вставку можно использовать для настройки оптимальной подачи воздуха и в других случаях.

Если взять напрокат газоанализатор, измеряющий избыток воздуха в продуктах сгорания работающего на максимальной мощности котла, то можно подбором дросселирующей вставки добиться подачи в котел оптимального количества воздуха.

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.

Правильная установка дросселирующей вставки экономит газ.

Котел с регулятором газ/воздух расходует меньше газа 

Принципиальная схема устройства и работы котла с автоматической регулировкой оптимального соотношения воздух/газ с газовым клапаном Honeywell VK42.. / VK82.. SERIES

В продаже можно найти газовые котлы (в т.ч. двухконтурные) для отопления частных домов и квартир, оснащенные автоматическим регулятором оптимального соотношения воздух/газ.

На рисунке, расход газа регулируется газовым клапаном в зависимости от количества воздуха, подаваемого вентилятором в горелку котла. Для изменения мощности котла автоматика регулирует количество воздуха, а от количества воздуха уже меняется расход газа. Расход газа, как бы, подстраивается под количество воздуха. Это позволяет получать оптимальное соотношение газа и воздуха для горения во всем диапазоне мощности котла. Коэффициент полезного действия котла увеличивается, особенно при работе на малой мощности. Это важно, поскольку большую часть времени котлы работают на пониженной мощности.

Существуют газовые котлы, в которых реализован обратный алгоритм регулирования газ / воздух. Мощность котла регулируется расходом газа, а уже под расход газа автоматика меняет количество воздуха.

Конденсационный котел экономит газ

Схема работы и устройства конденсационного газового котла

Как работает конденсационный котел

При химической реакции горения газа в горелке котла образуются два основных продукта — углекислый газ СО2 и вода Н2О , в виде пара. Нагретые до высокой температуры продукты сгорания, куда дополнительно входят другие газы атмосферного воздуха, отдают часть тепла отопительной воде в первичном теплообменнике. Дымовые газы охлаждаются, но их температура, в том числе и паров воды, после теплообменника остается достаточно высокой. В обычном котле тепло дымовых газов уходит в трубу и на улицу.

В конденсационном котле после первичного теплообменника дымовые газы проходят через еще один, конденсационный теплообменник. Отопительная вода из системы сначала проходит через конденсационный теплообменник, подогревается в нем, а затем подается в первичный теплообменник, где окончательно нагревается до необходимой температуры.

Из школьного курса физики известно, что процесс конденсации водяного пара, который в большом количестве содержится в продуктах сгорания, сопровождается выделением значительного количество тепла. Чтобы получить из дымовых газов наибольшее количество тепла, температурный режим конденсационного теплообменника выбирают так, чтобы на его поверхности происходило превращение пара в воду.

Активное превращение пара в воду на конденсационном теплообменнике происходит при подаче в него отопительной воды с температурой не более 50 оС. По этой причине, конденсационные котлы эффективно работают только в системах низкотемпературного отопления, с теплыми полами или с радиаторами, работающими в стандартном режиме мягкого тепла 55/45 оС или 50/30 оС. Многие хозяева не придают должного значения выполнению этого условия. В результате, приобретение конденсационного котла приносит им разочарование. Они не получают ожидаемой экономии газа.

Для перехода со стандартного режима на мягкое тепло мощность (размер) радиаторов придется увеличить примерно в 2 раза. Соответственно возрастут и затраты на устройство системы отопления.

В процессе конденсации вода реагирует с другими продуктами сгорания и превращается в раствор кислоты. Поэтому, теплообменники и другие детали котла, которые соприкасаются с конденсатом приходится изготавливать из нержавеющей стали.

За счет использования высшей теплоты сгорания газа (то есть теплоты горения и теплоты конденсации водяного пара), КПД конденсационного газового котла на 11 — 13% выше, чем у классического котла.

Сигнализаторы загазованности экономят газ

Система автоматического контроля загазованности и защиты от утечек газа в котельной частного дома: 1— сигнализатор загазованности по  угарному газу; 2 — сигнализатор по природному газу; 3 — запорный клапан на газопроводе; 4 — газовый котел; 5 — извещатель в доме, оповещает жителей дома светом и звуком.

С 2016 года строительные правила (пункт 6.5.7 СП 60.13330.2016) требуют в помещениях новых жилых домов и квартир, в которых расположены газовые котлы, водогрейные колонки, кухонные плиты и другое газовое оборудование, устанавливать сигнализаторы загазованности по метану и оксиду углерода (угарный газ, СО). Для уже построенных зданий это требование можно рассматривать как рекомендацию.

Сигнализатор загазованности по метану служит датчиком утечки из газового оборудования бытового природного или сжиженного газа. Сигнализатор по оксиду углерода срабатывает в случае нарушений в работе системы дымоотвода и поступления дымовых газов в помещение. Установка сигнализаторов позволяет вовремя заметить утечку газа и нарушения в работе тракта дымоудаления котла.

Датчики загазованности должны срабатывать при достижении концентрации газа в помещении, равной 10% НКПРП (нижний концентрационный предел распространения пламени) природного газа и содержании в воздухе СО более 20 мг/м3. Сигнализаторы загазованности должны управлять быстродействующими запорными клапанами, установленными на вводе газа в помещение и отключающими подачу газа по сигналу датчика загазованности.

Системы контроля загазованности помещений с автоматическим отключением подачи газа в жилых зданиях следует предусматривать при установке газового оборудования независимо от его места установки и мощности.

Фильтр на обратной трубе отопительной системы сокращает расход газа

Использование котла с системой отопления, теплоноситель которой загрязнен механически (шлам, грязь, остатки монтажного материала) может привести к выпадению отложений грязи, частиц ржавчины и накипи на внутренней поверхности теплообменника. Это приводит к нарушениям процесса теплопередачи, и, как следствие, к  увеличению расхода газа.  Кроме того, имеет место перегрев трубок теплообменника и, в результате, преждевременный выход теплообменника из строя.

После монтажа или ремонта системы отопления рекомендуется промывка системы отопления с использованием специальных химических средств и последующим введением ингибитора коррозии.

Стальные трубопроводы и радиаторы системы отопления лучше заменить на новые, не подверженные коррозии.

Не рекомендуется сливать воду из системы отопления и оставлять её на длительное время без воды. Стальные детали системы без воды изнутри интенсивно ржавеют. Свежая вода, залитая в систему, содержит кислород, который добавит свою порцию коррозии.

Стенки обычных пластмассовых водопроводных труб газопроницаемы. Отопительная вода в таких трубах постоянно насыщается кислородом из воздуха. Поэтому, в системах отопления рекомендуется использовать специальные пластмассовые трубы с защитным газонепроницаемым слоем (металлопластиковые и др.). Полимерные трубы, применяемые в системах отопления должны иметь кислородопроницаемость не более 0,1 г/(м3·сут).

Шлам, грязь, продукты коррозии попадают в отопительную воду при монтаже, ремонте, заполнении водой отопительной системы, а также образуются там постоянно в процессе эксплуатации.

Для защиты деталей котла от грязи, на обратной трубе системы отопления перед котлом, обязательно устанавливают фильтр механической очистки.

Фильтр ФММ (фильтр магнитно-сетчатый муфтовый). Фильтр устанавливается на входе отопительной воды в котел, на трубопроводе крышкой вниз горизонтально таким образом, чтобы направление потока жидкости соответствовало стрелке на корпусе фильтра. Перед  и после фильтра рекомендуется установка запорной арматуры, что позволит очищать фильтр без слива отопительной воды.

Внутри корпуса фильтра ФММ установлены сетка и магнитная система. Сетка из нержавеющей стали с размерами ячейки 0,5*0,5 мм служит для улавливания из потока протекающей жидкости механических частиц. Магнитная система предназначена для улавливания мелких ферромагнитных включений (ржавчины).

Для полной очистки фильтра ФММ необходимо снять крышку, извлечь сетку и магнитную систему.  При последующей установке крышки рекомендуется использовать новую прокладку. Очистку фильтра рекомендуется проводить ежегодно, при техническом обслуживании котла.

В продаже бывают другие, внешне похожие фильтры, без магнитной системы и(или) с большим размером ячеек сетки. Не ошибитесь с выбором.

Некоторые модели котлов имеют встроенный сетчатый фильтр на входе отопительной воды в котел. На обратном трубопроводе системы отопления, перед котлом, рекомендуется дополнительно устанавливать фильтр, очищать который удобнее, чем встроенный.

Два котла вместо одного сокращают расход газа 

Каждый из котлов отопления имеет мощность меньше расчетной для дома. Большую часть отопительного сезона работает один котел (газовый) в режиме с более высоким КПД. Электрический котел резервирует работу газового и дополняет мощность газового котла в морозы.

При работе на минимальной мощности КПД котла снижается. Некоторые хозяева считают выгодным ставить два котла. Например, вместо одного 30 кВт. ставят один 20 кВт и второй 10 кВт. Большую часть отопительного сезона работает один котел, оба включают только в самые морозы. Тем самым, весь отопительный сезон обеспечивается работа котла с более высоким КПД.

Кроме того, котлы резервируют друг друга. Котел имеет свойство выходить из строя в самый неподходящий момент, в выходной день или в морозы, или когда хозяев нет дома. С целью резервирования по подаче газа, котел меньшей мощности иногда выбирают на другом виде топлива. Такой котел включают на короткое время, только в морозы или на время ремонта другого котла. Поэтому, резервный котел может работать на более дорогом виде топлива.

В морозы один резервный котел не сможет обеспечить тепловой комфорт в доме. Но замерзнуть не даст. Можно потерпеть, учитывая, что такое совпадение случается не каждый год.

Радиаторы мягкого тепла уменьшают расход газа

В каталогах производителей максимальная теплоотдача радиаторов представлена для температурного режима 90/70/20. Где 90 оС — температура отопительной воды на подаче; 70 оС — температура на обратной трубе и 20 оС — температура воздуха в отапливаемом помещении.

В жилых помещениях систему отопления с радиаторами, в качестве отопительных приборов, и стальными трубами разводки обычно рассчитывают для температурного режима 80/60/20. Такой, достаточно высокотемпературный режим, позволяет увеличить теплоотдачу радиаторов, выбрать радиаторы и трубы минимального размера, а значит снизить их стоимость.

В современных радиаторных системах отопления с пластиковыми трубами обычно используют более щадящий для труб температурный режим 75/65/20.

На рисунке вверху — стандартный температурный режим работы радиатора в системах с пластиковыми трубами. Внизу — максимальные температуры радиатора для комфортного мягкого тепла.

Если задаться целью экономии расходов на отопление, то оказывается, что в радиаторных системах отопления выгодно использовать режим с более низкими температурами. Например, европейский стандарт мягкого тепла 55/45/20.

Известно, что чем больше разница между температурой газов в горелке котла и температурой воды в теплообменнике, тем интенсивней идет процесс передачи тепла от горячего к холодному. Тем меньше температура дымовых газов, тем больше тепла остается в доме и меньше улетает в трубу.

Мягкий температурный режим позволяет также проще устроить комбинированную система отопления с радиаторами и теплыми полами. Тепловой комфорт в доме с радиаторами мягкого тепла становится более приятным для человека.

Главным преимуществом низкотемпературного отопления является возможность применения современных технологий. Речь идет о конденсационных котлах, солнечных коллекторах и тепловых насосах. Они требуют того, чтобы в системе была низкая температура отопительной воды.

Правда, для перехода со стандартного режима на мягкое тепло мощность (размер) радиатора придется увеличить примерно в 2 раза.

Правильный счетчик на газовой трубе экономит газ

Бытовые счетчики газа, как правило, не имеют датчиков давления и температуры, и не корректируют свои показания при изменении этих параметров в газовой трубе.

Количество газа определяется его массой и измеряется в единицах измерения г, кг, или т. Теплотворная способность — количество тепловой энергии, выделяемой при сгорании газа, также зависит от массы сгоревшего газа.

Но газовый счетчик на трубе учитывает не массу газа, а объемный расход газа в м3,  прошедшего через счетчик. А из школьного курса физики известно, что количество газа, кг, в 1 м3 , очень сильно зависит от давления и температуры газа в момент прохождения через счетчик.

Принято результаты измерения объемного расхода приводить к одним и тем же стандартным условиям: давление 101,325 кПа (760 мм.рт.ст.), температура газа 20 °С.

Таким образом, кубический метр для целей учета и расчетов за газ — это то количество сухого газа, которое занимает пространство емкостью один кубический метр при температуре 20 оС и абсолютном давлении 101,325 кПа.

Промышленные счетчики газа оснащены датчиками давления и температуры, которые позволяют учесть эту зависимость и определить количество потребленного газа в стандартных условиях и с высокой точностью.

Бытовые счетчики газа, как правило, не имеют датчиков давления и температуры, и не корректируют свои показания при изменении этих параметров в газовой трубе. Счетчик газа без коррекции показывает потребление газа при рабочих условиях (т.е. давление и температура отличны от стандартных).

Считается, что в газовой сети низкого давления (менее 0,05 бар или 5 кПа) газовые службы техническими средствами должны ограничивать колебания давления в газовой сети в достаточно узком диапазоне, в пределах 15 мбар.  Поэтому, влиянием этих изменений давления на точность определения расхода газа можно пренебречь. А для приведения показаний расхода счетчика к стандартным условиям по давлению используют постоянный поправочный коэффициент.

Применять корректировку по давлению для бытовых приборов считается не выгодным еще и потому, что такие счетчики дорогие, менее надежные и сложные в эксплуатации.

Но так ли это все в реальной жизни?

Реальные газовые распределительные сети часто имеют большую протяженность и недостаточную пропускную способность, что приводит к значительным колебаниям давления в дальних участках сети при изменении потребления газа. Особенно велики бывают сезонные изменения давления, особенно в морозы, когда резко увеличивается потребление газа.

По нормам в подающей магистрали должно быть максимальное динамическое давление газа 25 мБар (255 мм.вод.ст). Если вам повезло, и это действительно так,  то счетчик газа отобразит расход газа, почти совпадающий с реальным. Т.е. погрешность измерений будет незначительной.

Если же вашему соседу не повезло, и динамическое давление в газовой подающей трубе у него будет на допустимом для котла минимуме 15 мБар., то, при прочих равных условиях, счетчик покажет расход выше реального расхода газа примерно на 12%. Т.е. при фактическом расходе 1 м3, счетчик покажет результат 1,12 м3. А если в морозы давление в газовой трубе упадет ниже нормативного, например, до 11 мБар, то газовый счетчик вместо фактически потребленных 1 м3 газа, покажет прибавку еще больше.

Чем ниже давление в газовой сети, тем выгоднее газовому бизнесу. Такая прибыль ими не афишируется. Населению какие-либо варианты корректировки по давлению не предлагаются. А население этого и не требует.

Совсем иначе обстоит дело с корректировкой показаний бытовых счетчиков к стандартным условиям по температуре. Газовые счетчики без корректировки по температуре занижают расход газа в зимнее время. Чтобы не терять доходы, газовые бизнесмены придумали и утвердили температурные коэффициенты.

Для приведения к стандартным условиям, объемы газа, прошедшие через счетчик без термокорректора, умножаются на температурный коэффициент. Размер коэффициента утверждается для каждом региона свой.

Стоит отдельно пояснить, что температурный коэффициент применяются только к показаниям приборов учета, установленным вне отапливаемых помещений (на улице). Так как в них поступает газ, либо охлажденный зимними температурами, либо «подогретый» летней жарой. Если прибор учета установлен в отапливаемом помещении – в доме, в квартире – коэффициенты не применяются.

Для тех, у кого газовый счётчик стоит на улице,  температурный коэффициент в средней полосе для летних месяцев  0,96 – 0,98, а зимой около 1,15, а в среднем за год примерно 1,1. Коэффициент применяется помесячно, без учёта реальной температуры подаваемого газа. Объем газа к оплате за месяц рассчитывается как произведение объема газа по счетчику за данный месяц и соответствующего температурного коэффициента.

За расчет и обоснование температурных коэффициентов платит газовый бизнес. Понятно, в чью пользу они рассчитаны.

Чтобы избежать применения температурных коэффициентов при оплате за газ, лучше установить счётчик с термокорректором, который автоматически будет определять расход газа в соответствии с его реальной температурой. Особенно это актуально для тех, кто потребляет увеличенные объемы газа, например, для отопления дома и нагрева воды. Счетчик с термокорректором часто имеет букву «Т» в названии модели счетчика, например ВК-G4Т.

Качественный газ в газовой трубе уменьшает расход газа

Количество тепловой энергии, которое выделяется при сгорании газа зависит и от показателей качества газа. Природный газ, который приходит в котел из газовой трубы не однороден по составу. Кроме метана, в нем могут содержаться другие горючие газы, а также пары воды, газы атмосферного воздуха и другие примеси. В зависимости от соотношения этих компонентов, меняется теплота сгорания газа и его расход.

Нормы допускают некоторые колебания параметров качества газа. Кроме того, в каких-то случаях качество газа может быть хуже установленных норм. У вас, как у потребителя, нет возможности проконтролировать и как-то повлиять на качество газа, поступающего из газовой сети в котел. Нарушает ли это обстоятельство права потребителя, я не знаю. Но, надо понимать, что расход газа сегодня и вчера может быть разным, потому что изменилось качество газа.

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Please enter your comment!
Please enter your name here