КПД системы отопления и ее эффективность

Как измеряют КПД

Сначала окунемся в теорию, почитаем техническую литературу, где и узнаем, как измеряют КПД. КПД (коэффициент полезного действия) – это отношение полезной работы к затраченной энергии. КПД является безразмерной величиной и часто измеряется в процентах. В формулах КПД обозначается буквой «Этта»: = A/Q, где А – затраченная работа, а Q полезная теплота. В силу закона сохранения энергии КПД всегда меньше или равно единице, то есть невозможно получить полезной работы больше, чем затрачено энергии, не бывает котлов со 100% КПД, который не греет ничего кроме воды. Даже электрический котел, где отсутствует дымоход, а нагревательный элемент находится непосредственно в нагреваемом теплоносителе, не может выдать 100-процентный результат, так как часть энергии тратится на побочные цели – нагрев металлических деталей котла, нагрев провода от котла к розетке и т.п.

Понятие КПД напрямую связано с понятиями энергии и мощности. Применительно к отопительным приборам энергосодержание, или теплосодержание (кВт*ч), является понятием, связанным с количеством топлива (дров, газа, электроэнергии), а мощность (кВт) является понятием, связанным с размерами пламени (размерами нагревательного элемента) и скоростью горения топлива.

Коэффициент полезного действия котла, печи или камина определяется отношением количества освободившейся энергии к количеству использованной на практике освободившейся энергии. Например КПД твердотопливного котла характеризует, какую часть (в %) из всего энергосодержания древесины можно направить при ее сжигании на нагрев воды в системе отопления по отношению к той энергии, которая пошла на другие цели, например на нагрев дымохода, воздуха в нем, какая-то часть древесины остается недогоревшей в виде углей, летучей золы, негорючих газов.

С величиной КПД также связано понятие потери. Например, если потери дымовых газов (т.е. количество энергии, теряемой вместе с дымовыми газами) составляют 20%, то КПД отопительного прибора может составлять не более 80%. Полный КПД складывается из двух величин: КПД горения и потери дымовых газов.

Например, если КПД горения равен 90% и потери дымовых газов составляют 20%, то полный КПД этого очага будет равен

Коэффициент полезного действия присущ не только отопительному прибору. Есть КПД и у системы отопления в целом и зачастую именно этот показатель «страдает», сводя на нет всю работу по энергосбережению. КПД системы отопления в целом, показывает, сколько энергии горячей воды тратится на отопление воздуха в том помещении, которое вы отапливаете, по отношению к энергии, которая отапливает трубы, стены, воздух, который не нужно отапливать, и т.д. КПД системы отопления можно увеличить, например, теплоизолировав трубы, проходящие по неотапливаемым помещениям, сократив расстояние от котла до конечной точки потребления энергии, модернизировав систему отопления.

Расход энергии на обогрев «лишних» площадей называется потерями на теплопередачу. Например, если отопительный прибор (обладающий КПД 72%) подсоединен к системе отопления, в которой потери на теплопередачу составляют 8%, то КПД всей отопительной системы составит

0,72 * (1 – 0,08) = 66%.

При использовании полного КПД отопительной системы можно рассчитать фактически необходимое количество топлива для отопления всего здания. Например, для отопления жилого дома площадью 380 м2 месячная потребность в энергии составляет примерно 13500 кВт*ч, полный КПД отопительной системы принимаем за 66%, из чего и вычисляем фактическую потребность в топливе:

13500 / 0,66 = 20500 кВт*ч.

Если энергосодержание 1 кг древесины равно примерно 4 кВт*ч, то месячный запас дров должен составить

20500 / 4 = 5125 кг,

Другиме составляющие эффективной системы отопления

Если перед вами стоит задача быстрого нагрева воздуха в комнатах дома, то говорить надо об эффективности системы отопления. А это уже речь не об отопительном приборе, а о приборе, который энергию теплоносителя расходует на нагрев воздуха, – радиаторы, системы теплых полов и т.п. Чем быстрее радиатор произведет теплообмен между водой и воздухом, тем эффективнее вся система в целом.

Наличие эффективной системы отопления помимо «радостей» влечет также и «хлопоты». Ведь необходимо следить за тем, чтобы радиатор, преобразующий тепло воды в теплый воздух, сам не остыл и чтобы вода на выходе из радиатора была не слишком холодной, иначе котел будет работать на износ, а это недопустимо. В этих «хлопотах» огромную помощь оказывает циркуляционный насос, поддерживающий такую скорость циркуляции воды, которая позволит и радиаторы держать в нужном температурном режиме, и воду возвращать в котел непереохлажденной.

Здесь сразу отсеивается целый ряд систем отопления, основанных на естественной циркуляции теплоносителя. Эти системы – неэффективны. Неэффективны в первую очередь по причине своей инертности: здесь скорость циркуляции напрямую зависит от температуры воды. Сначала мы ждем пока произойдет нагрев воды в котле, по мере нагревания она потихоньку начинает пе-ремещаться вверх по стояку, а оттуда – по радиаторам. Но достигнув их, процесс снова затормаживается: горячая вода в радиаторе находится наверху, она не попадет вниз, пока не остынет. Какая же тут эффективность?

Итак, разобрались – включив циркуляционный насос, мы устранили все естественные пробки, связанные с разницей температур. В нашей системе циркулирует теперь любая вода – холодная, горячая, очень холодная и очень горячая, вне зависимости от того, успела она остыть или нагреться – вода уходит в систему и возвращается обратно в котел с одной и той же скоростью.

Какой обогреватель для дома самый экономичный и недорогой с высоким КПД в 2021 году?

Введение

С наступлением золотой осени, когда коммунальщики еще не проснулись, температура в наших квартирах порой опускается до неприличных значений. В такой крайне неприятной ситуации необходимо как-то действовать. Какой обогреватель для дома самый экономичный и недорогой ?

Но что делать если счета за свет с каждым годом все выше, как и цены в магазинах, как же спастись от этого ужасного холода? Остается единственный вариант, выбрать самый экономичный, недорогой эффективный обогреватель с самым высоким КПД, в этом вопросе мы и постараемся вам помочь.

Виды обогревателей

Сегодня на рынке существует великое множество различных электрических отопительных систем, от простых маленьки колориферов до сложных систем теплых полов, стен или потолков на дистанционном управлении в купе с системами умный дом, однако все их можно разделить всего на несколько видов:

1. Электрические (тепловентиляторы)
2. Электрокамины
3. Масляные радиаторы
4. Конвекторы или конвекционные нагреватели
5. Кварцевые панели
6. Инфракрасные. Различаются по типу нагревательного элемента: галогеновый, карбоновый, кварцевый, микатермический(лучший КПД)

Принцип работы

Для начала необходимо вспомнить принцип работы отопителей. Тепловентиляторы считаются самыми простыми устройствами, нагрев происходит за счет распространение горячего воздуха вентилятором через лампу накаливания, КПД довольно низкий.

Принцип электрокаминов схож с тепловентиляторами, как правила такие устройства стационарные и несут скорее декоративную составляющую, КПД таких устройств находится на среднем уровне.

В масляных радиаторах тепло распределяется за счет нагрева масла внутри нагревателя тэнами. Нагрев происходит довольно долго, но и остывание заметно медленнее. За счет плавного нагрева масла внутри радиаторной решетки, такие батареи нельзя назвать экономичными и далее вы узнаете почему, КПД низкий. Даже в некоторых европейских странах им присвоен класс С по энергоэффективности.

Конвекторы работают на основе принципа конвекции за счет циркуляции воздуха внутри помещения через отопитель. Тяжелый холодный воздух опускается вниз, захватывается конвектором, нагревается и поднимается вверх, по мере поднятия вытесняет холодный воздух. Коэффициент полезного действия таких устройств довольно высокий.

Кварцевые панели представляют из себя нагревательный электрический элемент, заключенный между панелями из искусственного камня, КПД средний. Сперва затрачивается энергия на нагрев плит и происходит дальнейшая медленная теплоотдача этими плитами.

В инфракрасных обогревателях установлены специальные излучатели (лампы), излучающие незаметные для человека инфракрасные лучи, нагревающие в первую очередь окружающие предметы, а не воздух вокруг них. Отличаются по типу ламп-излучателей, бывают: галогеновые, карбоновые, кварцевые. Такие устройства экономичнее масляных и электрических каминов. КПД довольно высокий, см. таблицу ниже.

Инфракрасные с микатермическими нагревательными элементами появились совсем недавно. Это инновационный тип инфракрасных нагревателей, обладающий самым высоким КПД. В отличии от обычных инфракрасных нагревателей, в таких отопителях источником тепловой энергии является специальная конструкция из панелей Micatherm, распределяющая невидимое безопасное инфракрасное излучение. В результате воздействия такого излучения происходит нагрев окружающих предметов, а не окружающей среды.

КПД основных видов обогревателей для дома

Всем известно, что такое КПД, это разница между затраченной энергией и произведенной. При подсчете коэффициента мы постарались предоставить максимально развернутый ответ в табличной форме. Так как по мимо энергетической составляющей, есть еще и финансовые затраты на покупку самого аппарата, затраты на электроэнергию, подсчет производится с учетом данных факторов.

В таблице приведены средние значения, полученные в результате испытаний обогревателей различных видов (спасибо одному известному магазину за предоставленное оборудование для тестирования). Стоимость за 1кВт энергии составляет 4 руб. Нагрев происходил в течении 1 часа в мебелированном помещении 18кв.м с начальной температурой 22гр.С. Мощность нагревателей 1500 Вт. Тип управления – электронный.

Вид	Средняя цена, р	Заявленная максимальная мощность, Вт	Изменение температуры в течении 1 часа, гр. С	Затрачено кВт по счетчику	Стоимость затраченной электроэнергии, р
Тепловентилятор	1250	1500	+3,9	1,69	6,76
Масляный	3200	1500	+5,1	1,74	6,96
Конвектор	3540	1500	+6,2	1,52	6,08
Инфракрасный	3580	1500	+6,1	1,22	4,88
Микатермический	7800	1500	+7,0	1,24	4,96

Полученные цифры являются приближенными, так как не учтено множество важных влияющих факторов на результат, таких как: единая марка производителя, влажность в помещении, модель самого нагревателя, направленность, напряжение в электрической цепи и т.д.

Но тем не менее цифры получились следующие, самый высокий коэффициент полезного действия получен у конвекторов, инфракрасных, микатермических нагревателей. Тепловентилятор с трудом смог нагреть помещение на 4 градуса.

Масляный радиатор нагрел помещение достаточно хорошо, после стопа эксперимента помещение продолжало нагреваться и оставаться прогретым дольше других, поэтому не стоит его списывать со счетов из-за высокого электропотребления.

По мимо электронного типа управления существуют также механические (устаревшие) и инверторные (самые современные и экономные). Если сравнивать расход электричества схожих обогревателей с различными модулями управления, выходят следующие цифры:

механический – 0% экономия, электронный блок позволяет сэкономить 30% в отличии от механического, инверторный блок управления самый экономный, данный способ терморегуляции позволяет сэкономить до 80% электричества по сравнению с механическими регуляторами.

Стоимость обогревателей с инверторными блоками может варьироваться от 8000 до 30000 руб. В длительной перспективе, как правило, такие затраты окупаются. Подробнее в видео:

Почему одни обогреватели экономичнее других, плюсы и минусы

Дело в том, что в различных обогревателях используются различные способы нагрева помещения, одни использую нагревательные тэны, в других используется инфракрасное излучение, масляные теплоносители.

Первостепенным важнейшим фактором, влияющим на экономию, считается правильный подбор обогревателя необходимой мощности под данную площадь помещения. Например, если попытаться обогреть 400м2 тепловентилятором за 900р, можно не только ничего не нагреть, а еще и получить хороший счет за электричество в конце месяца см. таблицу ниже.

Площадь помещения, кв.м	Мощность (Ватты, Вт)
5,0-6,0	500-750
7,0-9,0	750-1000
10,0-12,0	1000-1250
12,0-15,0	1250-1500
15,0-18,0	1500-1750
18,0-25,0	1750-2000
25,0-30,0	2000-2500
30,0-35,0	2500-2900

Важно! Если вы выбираете обогреватель в качестве не основного источника тепла, например, на период весна-осень. Достаточно выбора на один порядок меньше. Например, 30кв.м-2000Вт. Другая ситуация, если вам недостаточно основного источника отопления, для этого необходимо произвести несложные расчеты и обзавестись подходящим энергосберегающем обогревателем, рассчитанным на меньшую площадь.

Так же не стоит забывать, что не все отопительные системы распространяют тепло равномерно вокруг себя, есть направленные, всесторонние, есть напольные, настенные, потолочные, все они обладают своими плюсами и минусами. Разберем преимущества и недостатки самых популярных из них:

Тепловентиляторы

Мобильность, демократичность, довольно быстрый нагрев помещения

Шумность, сушат воздух, поднимают пыль, выжигают кислород, нельзя оставить без присмотра, средний КПД

Масляные

Медленное остывание, бесшумность, наличие термостата, защита от перегрева

Медленный нагрев, низкий КПД, нагревание корпуса

Конвекторы

Бесшумность, безопасный нагрев корпуса, термостат, высокий КПД

Сушат воздух, выжигают кислород, засоряются пылью

Инфракрасные

Бесшумность, экономичность, не сушат и не выжигают кислород, быстрый нагрев

Микатермические

Высокий КПД, поддержание равномерно микроклимата

Повышенная чувствительность к перегрузкам в электросети, цена

В данном списке представлены только основные преимущества и недостатки. Выбирая отопитель необходимо также обращать внимание на марку производителя, гарантийный срок обслуживания, собственные уникальные свойства, класс энергоэффективности, удобство транспортировки, безопасность для людей, чувствительность к перепадам температур, длину шнура, внешний вид.

Лучшие недорогие экономичные обогреватели по мнению экспертов, ТОП-15

При выборе обогревателя зачастую сложно понять по одному его виду в магазине хороший он или не очень, и проверки на работоспособность также недостаточно. Перед походом в магазин важно точно знать какой из обогревателей действительно справится со своей задачей, а какой и не стоит рассматривать.
С этой целью мы составили рейтинг самых лучших и не дорогих обогревателей, подходящих для дома, дачи или квартиры, с расчетом на помещение 20кв.м, мощностью от 1000 до 2000 Вт. Данный рейтинг составлен на основе экспертного мнения и опыта использования другими пользователями. При выборе также дополнительно обращайте внимание на отзывы других пользователей и стоимость в магазинах розничной сети.

Электрические (тепловентиляторы)

Electrolux EFH/S-1115 1500 Вт (1100 – 4000 руб.)

Zanussi ZFH/C-408 1500 Вт (1450 – 4000 руб.)

Ballu BFH/C-31 1500 Вт (790 – 3600 руб.)

Масляные радиаторы

Ballu Classic BOH/CL-09 2000 Вт (2800 – 3300 руб.)

Electrolux EOH/M-6209 2000 Вт (3600 – 4900 руб.)

Timberk TOR 21.1507 BC/BCL 1500 Вт (3400 – 3950 руб.)

Конвекторы или конвекционные нагреватели

Ballu Enzo BEC/EZER-1500 1500 Вт (4230 – 4560 руб.)

Electrolux ECH/AG2-1500 T 1500 Вт (3580 – 3950 руб.)

Electrolux ECH/AS-1500 ER 1500 Вт (4500 – 5800 руб.)

Инфракрасные

Ballu BIH-LW-1.5 1500 Вт (2390 – 2580 руб.)

Almac ИК11 1000 Вт (3650 – 3890 руб.)

Timberk TCH A1N 1000 1000 Вт (4250 – 4680 руб.)

Инфракрасные микатермические

Polaris PMH 2095 2000 Вт (7250 -8560 руб.)

Polaris PMH 2007RCD 2000 Вт (6950 – 8890 руб.)

De’Longhi HMP 1000 1000 Вт (6590 – 7250 руб.)

Теплый пол или обогреватель, что лучше и экономичнее? Видео

Многие задаются вопросом, что лучше энергосберегающий обогреватель или система теплый пол, особенно данная тема актуальна для владельцев частных домов или жителей первых этажей многоэтажных домов.

И так, что же такое теплый пол — это система отопления, обогревающая помещение снизу-вверх, от пола к потолку. В качестве нагревателей используются электрические панели (маты, пленки, аморфные ленты) или гидравлические системы, соответственно, принцип обогрева также различный, инфракрасный и конвекционный. Монтируется система под различные напольные покрытия, кафель, ламинат, линолеум, ПВХ плитка, бетон.

Как и все нагреватели, теплые полы имею свои преимущества и недостатки, на которые следует обратить внимание, чтобы понять, что лучше для комнаты. Если сравнивать с конвекцией, тепло от радиатора поднимается вверх, под потолком остывает и опускается вниз и так по кругу, следовательно, в верхней части помещения гораздо теплее чем в нижней, и чтобы повысить тепло в районе ног, необходимо повышать мощность радиатора.

В отличии от радиаторов теплый пол распределяет тепло на большей площади помещения равномерно на нижней поверхности, благодаря такому расположению, достигается экономия затрат на теплоносителе, ощущение тепла в доме увеличивается в среднем на 2 – 3 гр.С, а экономия электроэнергии достигает 15-20% в сравнении с радиаторами. Подробнее об этом предлагаем посмотреть небольшой видеоролик.

К недостаткам теплых полов можно отнести длительный период нагрева, остывания. С изменением температуры наружного воздуха не всегда температура в помещении успевает быстро измениться. Для того, чтобы установить теплые полы, необходимо перестроить напольное покрытие или предусмотреть его заранее при ремонте или строительстве дома.

Так что же экономичнее? При выборе нагревателей, безусловно, стоит обратить внимание на систему теплый пол. Наилучший вариант использования- комбинированные системы отопления, теплые пол там, где это нужно совместно с радиаторами.

В случае длительного периода пониженных температур за окном использование теплых полов безусловно выгоднее настенных обогревателей и со временем окупит затраты на монтаж и стяжку полов. При кратковременных похолоданиях лучше подойдет локальный дорогой или дешевый обогреватель.

Заключение

На рынке присутствует множество систем отопления под различные нужды. При выборе обогревателя необходимо в первую очередь обращать внимание не на цену, а на назначение под данные условия использования.

Отопители, используемые неправильно в помещениях с большими теплопотерями, не только не сэкономят средства, а еще и здорово их увеличат, когда возможно в других условиях будут намного экономичнее любых других.

Спасибо, что дочитали статью до конца, задавайте свои вопросы, мы всегда стараемся оперативно на них отвечать, для этого у нас даже создана форма вопрос-ответ. Возможно вам также понравятся другие наши статьи на тему отопления и электричества.