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.
Система отопления с наивысшим кпд
Узнай стоимость ремонта
Ремонтные работы?
Почему клиенты выбирают нас?
Отопление и Ремонт
У нас самые выгодные цены!
Перед каждым владельцем дачи поднимается вопрос: каким образом модернизировать систему жилища. Каждому россиянину известно, что источники тепла всегда дорожают. В любом уколке России нужно в зимнее время отапливать дачу. Затруднительно представить жизнь проживающего в России без отопительного комплекса коттеджа. На данном веб ресурсе представлено много разных комплексов обогрева жилища, использующих совершенно разные приемы производства обогрева. Любую систему отопления возможно использовать самостоятельно или гибридно.
Основная задача любого вида батарей отопления – максимально возможный обогрев помещения. Параметром, определяющим, насколько прибор соответствует поставленным задачам, является их теплоотдача. Но не только это может повлиять на часто возникающую проблему, которая заключается в том, как увеличить кпд батареи отопления. Справиться с потерями тепла можно достаточно простыми средствами, но перед этим необходимо выяснить, что может повлиять на процесс передачи тепла в окружающее пространство. Рассмотрим основные факторы, влияющие на кпд отопительных приборов:
Модель радиатора, количество секций и размер самой батареи;
Все эти факторы являются основополагающими в эффективности обогрева помещения с помощью радиаторов. Однако, указанный изготовителем кпд радиаторов отопления можно изменить в лучшую сторону, если использовать несколько хитростей при их выборе и установке. Для этого в первую очередь необходимо разобраться в том, что такое коэффициент полезного действия батарей отопления, как его рассчитать и какие показатели могут на него повлиять. (См. также: Схема водяного отопления частного дома )
Что такое кпд и как его рассчитать
Теплоотдача приборов отопления, к которым относятся батареи или радиаторы, складывается из количественного показателя тепла, которое передано батареей за определённый промежуток времени и измеряется в Ваттах. Процесс теплоотдачи батареями проходит в результате процессов, которые известны как конвекция, излучение и теплообмен. Любой радиатор использует эти три вида теплообмена. В процентном соотношении эти виды передачи тепла могут варьироваться у различных типов батарей.
Каким будет кпд обогревателей, в подавляющем большинстве случаев зависит от материала, из которого они изготовлены. Рассмотрим, какими преимуществами и недостатками обладают радиаторы, изготовленные из разных видов материала.
Кроме того, для наиболее эффективного обогрева необходимо учесть, какая мощность может потребоваться. При расчёте необходимой для помещения мощности обогревательных приборов используется количество стен, выходящих на улицу и окон. На каждые 10 м2 пола при наличии 1 наружной стены и окна требуется около 1 Квт тепловой мощности батареи. Если наружных стен 2, то требуемая мощность составляет уже 1,3 кВт. (См. также: Печи с водяным отоплением )
Немаловажную роль в увеличении кпд батарей отопления играет способ подключения, который должен соответствовать типу батареи и материалу, из которого она изготовлена. Прямое одностороннее подключение имеет самые высокие показатели по эффективности теплоотдачи и самые низкие по потере тепла. Диагональное подключение используется в случае наличия большого количества секций и существенно снижает возможные потери тепла.
Нижнее подключение используется в том случае, если теплопроводные трубы скрыты под стяжкой пола и не исключает потерю тепла в количестве до 10% от исходного значения. Наименее эффективным считается однотрубное подключение, так как потеря мощности обогревательного прибора при этом способе может достигать 45%.
5 способов увеличения кпд отопительной системы
Существует несколько простых способов, как повысить кпд батареи отопления без особых материальных и трудовых затрат. Рассмотрим их подробно. (См. также: Автономные системы отопления )
Каким бы невероятным не казалось это утверждение, но даже тонкий слой пыли на радиаторах ведёт к понижению теплоотдачи. Например, кпд алюминиевых радиаторов, загрязнённых слоем пыли, может понизиться на 20–25%. Кроме того, в регулярной очистке нуждается и внутренняя часть батареи. С первой проблемой можно справиться самостоятельно путём обычной влажной уборки, а вот для второго придётся обратиться к квалифицированному специалисту. Сантехники имеют на вооружении знания и навыки, которые помогут в короткие сроки очистить радиатор от накипи и других загрязнений, скопившихся в процессе эксплуатации.
Окрашивание радиаторов соответствующей их назначению краской.
Во-первых, для окрашивания необходимо подбирать краску тёмных расцветок. Благодаря этому удастся добиться не только хорошего нагрева батарей, но и значительного повышения теплоотдачи. Во-вторых, необходимо выбрать для окрашивания подходящую краску. В качестве покрытия для чугунных радиаторов отопления лучше использовать известные всем эмали, а для алюминиевых и стальных батарей больше подойдут акриловые, алкидные и акрилатные эмали.
Почему вопрос с покраской стоит так, а не иначе, можно объяснить достаточно просто: чугунные радиаторы достаточно легко поддаются окраске любыми видами эмали ввиду своего строения. Тонкие пластины алюминиевых радиаторов могут быть забиты слишком толстым слоем краски. В заводских условиях радиаторы с тонким корпусом и множеством пластин окрашивают порошковыми красками, которые не представляют угрозы для качественных характеристик радиатора и не изменяют вид его теплоотдачи. Окраска батареи в тёмный цвет позволяет повысить кпд отопительных элементов до 15% от обычного значения. (См. также: Сравнение систем отопления )
Тепло, которое излучает батарея, распространяется во все стороны. Поэтому как минимум половина полезного теплового излучения уходит в стену, расположенную за приборами отопления. Уменьшить напрасные потери тепла можно, расположив за радиатором экран, например, из обычной фольги или готовый, купленный в магазине. При использовании даже самодельного экрана из тонкого металлического листа не только прекращается нагрев стены, но и создаётся дополнительный источник тепла, так как, нагреваясь, экран сам начинает отдавать тепло в помещение. При использовании отражающего экрана, кпд чугунных батарей, да и многих других, можно повысить до 10–15%.
Увеличение площади поверхности батарей.
Между площадью поверхности, которая излучает тепло, и количеством этого тепла есть самая прямая зависимость. Для увеличения теплоотдачи радиаторов можно использовать дополнительный кожух. Материал, из которого он будет изготовлен, необходимо тщательно выдирать. Например, наибольшей теплоотдачей обладают кожухи из алюминия. Их используют в качестве дополнения к чугунным радиаторам. При частых перебоях в работе отопительных систем стоит подумать о приобретении стальных кожухов, которые очень долго сохраняют полученное от радиаторов тепло. Соответственно, этот тип кожухов для батарей отдаёт тепло в окружающее пространство намного дольше других.
Создать дополнительные потоки воздуха в помещении.
Если направить на приборы отопления поток воздуха, например, с помощью обычного бытового вентилятора, то нагрев воздуха в помещении будет происходить значительно быстрее. При этом стоит учитывать, что направление воздушного потока должно быть вертикальным и направленным снизу вверх. При таком способе повышение кпд радиаторов может достигать 5–10%.
Используя даже один способ улучшения теплоотдачи батарей, можно значительно повысить температуру в помещении и снизить затраты на дополнительный обогрев. Перед тем, как вы приступите к улучшению характеристик радиаторов, убедитесь в правильности их подключения к теплосети и в том, что регуляторы подачи тепла на приборах последнего поколения установлены на необходимое значение. Кроме того, при постоянной проблеме с теплоснабжением, нужно уделить внимание теплоизоляции стен и окон, через которые обычно и уходит тепло. Утеплять нужно не только наружные стены, но и те, которые выходят на лестничную клетку.
Использование материалов разрешено только при наличии индексируемой ссылки на страницу с материалом. По всем вопросам обращайтесь на dom@otopimdom.ru
список статей
тепло в вашем доме
как спастись от морозов?
не дай себе замерзнуть!
электрокотлы эпо
бытовые насосы
котел lotte
как выбрать водонагреватель
популярные котлы в россии
безопасность электроотопления
список статей
канализация доме
автономное водоснабжение
водонагреватель
Не заполненные водой или антифризом трубы быстро ржавеют, а частая смена воды приводит к образованию накипи в котлах. Раз в два-три года промывают систему водой, а котлы очищают от накипи выщелачиванием, добавляя в воду кальцинированную соду (20 г на 1 л воды). Трещины в трубах устраняют сваркой или накладыванием бандажа на эпоксидном клее.
Подстрекаемый решениями последнего съезда ЦК КПСС, советский народ с радостью и воодушевлением воспринял решение Верховного Совета СССР об очередном кидняке люмпенизированного пролетариата и ликвидации пенсионеров и инвалидов как сословия, темпами не ниже 10% в год. (Бурные аплодисменты)
В нашем обществе, товарищи, сложилась порочная практика — доживать до пенсионного возраста, не имея денег. Но это не так страшно, гораздо страшнее, что пенсионеры, инвалиды и ветераны имеют наглость выживать. И причиной этому — льготы. Как выход из сложившейся ситуации, надо повсеместно внедрять монетизацию, которая не позволяла бы увеличиваться пенсионерам в своем количестве. (Аплодисменты, переходящие в овацию).
Примерно такую речь слышит для себя каждый, кто оказался не у дел. И какими бы радужными ни были бы заявления СМИ, все понимают, что чего-то здесь не так. Невозможно такой примитивной одноходовкой, как монетизация, решить такую сложную проблему. Это так же, как в шахматах сделать мат в один ход. А если попробовать проанализировать последствия, то тут будет совсем не до радуг. Наивно было бы полагать, что толпа экономистов, умеющая без последствий для себя умыкнуть миллионы в оффшоры, не смогла придумать ничего лучше, как прямую раздачу денег. И вот тут начинают закрадываться сомнения в том, что какой-то дядя действительно заботится о твоем благе.
Для того чтобы понять, что нас ожидает, вовсе не обязательно быть провидцем, достаточно просто иметь память. Вспомнить, каким было отопление вашей квартиры лет двадцать назад и сравнить его с сегодняшним. Вспомнить, какую часть от зарплаты в 100 руб. вы отваливали тогда и сколько платите сейчас, зарабатывая свои 100 у.е. Предвидя возражения о дотациях, скажу сразу – брехня. Квартплата в советский период дотировалась только в общагах, воякам, многодетным и ветеранам. Остальные платили по самое не хочу, от 20 до 40 р. за семью из 4 человек в трехкомнатной хрущевке без горячей воды (баксы тогда стоили по 48-65 копеек, тонна угля — 9-12 р.).
Но, как бы то ни было, нынче жить стало лучше, нынче жить веселей. Если не верите мне, включите телевизор. Достаточно потрогать батареи отопления. посмотреть на термометр в вашей квартире или просто — снять валенки, чтобы почувствовать всю прелесть прохладного и освежающего дыхания новой жизни. Это вам не смрадное тепло прошлых, застойных времен.
Хочу поделиться одним способом повышения температуры в жилье с водяным отоплением, так как этот вид отопления на сегодняшний день остается наиболее массовым. Ввиду того, что передача тепла от батареи отопления осуществляется, в основном, за счет конвекции, то не трудно догадаться, что данная система сама по себе малоэффективна.
Дело в том, что достичь за счет конвекции более или менее приличного движения подогретого воздуха становится возможным тогда, когда разница в температурах между нагретым и не нагретым воздухом будет 65-70С. Прибавьте к этой величине 20С (температура воздуха в вашей квартире) и получите необходимую температуру воды в системе на подаче. Так как чугунные батареи изначально создавались для парового отопления, то ясно, что при переходе на теплоноситель в виде воды, тепловая производительность резко упадет.
Не стану вдаваться глубоко в историю, почему и отчего наше жильё оборудовано низкоэффективными системами отопления, скажу одно — государству было выгодно отчитываться тоннами реализованного чугуна. И то, что одна секция такой батареи при переходе с пара на воду выделяла всего 100 вт. тепла, мало кого интересовало. Из сложившейся ситуации народ выбирался народным способом — добавлял по 4-8 секций в каждую комнату и жить становилось легче. Но времена изменились, теперь и топят похуже и батареи стоят недешево.
Основная масса населения вообще предпочитает, не мудрствуя лукаво, воткнуть электрообогреватель и не создавать проблем ни себе, ни кочегарам. Но для этого нужен обогреватель и деньги. Мало кто из кочегарской братии отважится поднять температуру в котле выше 70-75С. И их тоже можно понять. Железо оно и есть железо и экстримов не любит. Рисковать тем, чтобы остановить кочегарку среди зимы на ремонт, мало кто отважится, хотя паспортные данные любого водяного котла позволяют разгонять температуру вплоть до 100С. Предел 120С при давлении 0,7 атм.
Поэтому мы имеем то, что имеем. Можно и забастовки делать, но температура воды на подаче в ваш дом выше 70С не будет, а, следовательно, и тепла в вашей квартире тоже.
Между тем, есть способ «заставить» батареи обогревать ваше жилище и увеличить их КПД в два, три раза.
Способ простой и не ахти какой трудоемкий. Надо установить вентилятор так, чтобы он дул вдоль батареи. Даже обычного вентилятора от блока питания компьютера хватает, чтобы температура в комнате была выше обычной на 3-5С. Это эквивалентно тому, как если бы вы подключили дополнительно электрообогреватель мощностью 1 квт. или к своей стандартной 6-8 секционной батарее добавили еще десяток секций.
Для этого из жести выгибаем П-образную пластину и края загибаем так, чтобы пластинка прочно удерживалась за ребра батареи. В середине пластины вырезаем отверстие для воздуха и пробиваем 4 маленьких отверстия под крепление вентилятора. Закрепляем вентилятор 4-мя саморезами. Вентилятор от компа рассчитан на питание 12 в постоянного тока. Так что подойдет блок питания от старого магнитофона, зарядник для аккумуляторов, но можно слепить и самопальный, с регулировкой напряжения. Тогда можно будет регулировать и обороты вентилятора и шум, который от него исходит.
Цепляем это сооружение на батарею, как можно ближе к полу, подключаем и ждем. весну))). Затраты на этот гиперболоид вместе с самопальным блоком питания сопоставимы со стоимостью 100 квт./ч. электроэнергии. Потребляемая мощность не превышает 4 ватт. Если блок питания будет с регулировкой выходного напряжения, то, регулируя обороты вентилятора, можно регулировать температуру в помещении.
Самое главное то, что, используя такую примочку к вашей батарее, вы уменьшаете зависимость температуры в вашей комнате от настроения кочегара.
Тем, кто решится на этом делать бизнес, я бы посоветовал сделать схему, автоматически отключающую вентилятор в случае, когда температура воздуха в комнате выше температуры батареи. Это на случай, если в кочегарке остановят котел на очистку.
В летнее время этот же самый агрегат можно использовать как эрзац-кондиционер. И еще один плюс: так как скорость гниения (ржавления) магистральных труб напрямую зависит от температуры воды, то таким образом можно, снизив температуру воды до приемлемых пределов, продлить срок службы трубопроводов и котлов.
