КПД и мощность твердотопливного котла. Как повысить эти показатели?
Сегодня на рынке представлено большое количество котлов отопления как отечественных, так и зарубежных разработчиков, среди предложений которых можно и нужно выбирать ту модель аппарата, которая будет полностью удовлетворять индивидуальные потребности отопления, особенности помещения, климата и, конечно, предпочтений пользователя.
За все время развития технологий, отопительное, в том числе, котельное оборудование улучшалось и совершенствовалось, оснащалось новыми функциями и возможностями. Сегодня, благодаря технологиям и новым инженерным решениям, котельные агрегаты демонстрируют довольно высокий уровень КПД – то есть коэффициент полезного действия оборудования. В наши дни КПД котлов значительно выше, нежели еще пару десятков лет назад. Тем не менее, нет предела совершенству, и даже котлы с высоким КПД можно улучшить до более высоких показателей работоспособности и эффективности.
Какими методами можно еще больше увеличить КПД котла, работающего на твердом топливе (уголь, дрова или пеллеты) – об этом пойдет речь в данной статье.
КПД – что это такое и с чем его «едят»?
КПД – в расшифровке «коэффициента полезного действия» есть у любых отопительных приборов – например, не только у котлов, но и у печей, каминов, топок. КПД является главным фактором, который определяет реальную эффективность работы котельного твердотопливного оборудования. По сути, КПД является соотношением двух факторов в работе каждого конкретного котельного или иного теплогенерирующего аппарата:
- Затраченная котлом тепловая энергия для работы, то есть реальная тепловая энергия, которая генерируется во время горения топлива
- Полезное, реальное тепло, которое снабжает отопительную систему дома или иного строения
КПД принято выражать в процентах, и тут схема предельно простая: чем эффективнее работает теплогенерирующая установка, тем выше процент КПД.
Какие факторы влияют на уровень КПД модели?
Будет ошибкой полагать, что уровень КПД зависит только от конструкции аппарата. Хотя данный фактор тоже имеет значение. Но, помимо этого, на уровень полезного действия влияют также:
- технологические особенности конструкции и внутреннего устройства агрегата
- вид топлива, который используется для работы установки: например, пеллеты, дрова и уголь будут генерировать разное количество тепла и с разной эффективностью
- технологии, принцип сжигания твердого топлива в топке
- тип, организация домашней отопительной системы
- качество и устройство системы вентиляции в помещении, в котором установлен котел
- условия, характер эксплуатации оборудования
- состояние, качество и вид дымохода
- качество, тип и метод организации обвязки
- качество и правильность монтажа котла и его обвязки
- вид материала теплообменника и других элементов в конструкции установки
Как обеспечить достижение уровня КПД, заявленного производителем конкретной модели?
В сопроводительной документации к любой модели котлоагрегата производителем указывается уровень КПД, на который рассчитано и способно оборудование. Но стоит понимать, что заявленные производителем показатели не достигаются просто от подключения котла к дымоходу и розжига горелки. Заявленные показатели достигаются оптимальными условиями эксплуатации и параметрами, указанными выше, а также правильностью монтажа агрегата и его обвязки.
Вместе с тем, показатели коэффициента полезного действия, обозначенные производителем, основываются на конкретных показателях работы – а именно, на оптимальной нагрузке на аппарат в заявленной мощности. Недостаточная или чрезмерная нагрузка на котел будет напрямую влиять на его показатели уровня полезного действия. Оптимальная работа котлоагрегата обеспечивается также соблюдением всех правил использования котла, среди которых особенно важно соблюдать:
- Приемлемые, оптимальные режимы работы системы вытяжки и дутья
- Контроль полноты выгорания дров или угля и интенсивности сгорания топлива в постоянном режиме
- Контроль величин: провала и уноса
- Оценку актуального состояния поверхностей, которые нагреваются в процессе работы оборудования и горения твердого топлива
- Регулярную периодическую чистку аппарата
Как увеличить уровень КПД, заявленного производителем конкретной модели?
Пункты, перечисленные выше, являются требуемым минимумом, придерживаясь которого в процессе эксплуатации устройства, пользователь сможет достигать того уровня коэффициента полезного действия, на который изначально рассчитан котельный аппарат. Но есть еще несколько секретов и техник по увеличению уровня КПД, которые основаны на том, что каждая деталь и мелочь в конструкции теплогенератора имеет свое значение и влияние на рассматриваемый в статье момент. Если уделить отдельное внимание каждой мелочи, то уровень полезного действия можно еще немного увеличить. Рассмотрим несколько неочевидных, но важных моментов и техник повышения производительности котла в домашних условиях.
- Дымоход и вентиляция
Правильно и качественно сконструированный и смонтированный дымоход в купе с системой вентиляции помещения, в котором расположен теплогенератор, должен обеспечивать оптимальный и сбалансированный приток в топку котла воздуха на горение. Количество и качество приточного воздуха напрямую влияет на качество сжигания топлива. Работу систему вентиляции принято оценивать величиной коэффициента по избытку кислорода (воздуха). Слишком большой поток приточного воздуха будет провоцировать перерасход топливного ресурса, а сгенерированное котлом тепло будет в холостую уходить в дымоход вместе с другими продуктами сгорания топлива.
В свою очередь недостаточный объем приточного воздуха ухудшит работу теплогенератора и может спровоцировать образование особых зон в топочной камере котла, которые будут испытывать недостаток воздуха. Такое положение дел быстро приведет к скоплению сажи в довольно больших количествах, которая будет забивать конструкционные элементы оборудования и мешать его работе.
- Качество и интенсивность горения топлива
Процесс сгорания твердого топлива в топочной камере нужно постоянно контролировать. Притом, этот контроль начинается еще на моменте загрузки топлива: уголь, дрова или пеллеты должны равномерно заполнять пространство топки, а очаговые внутренние возгорания нельзя допускать. Горение пламени должно происходить равномерно по всей существующей поверхности топливного слоя. При правильной, равномерной, оптимальной закладке твердого топлива в камеру сгорания (топку), во время работы оборудования пламя будет соломенного, яркого желтого цвета.
В процессе работы котла и сгорания топливного ресурса нельзя допускать так называемых топливных провалов – то есть неправильного положения дров или угля, которые могут двигаться и перемещаться во время сгорания. Без контроля пользователем, фрагменты топлива могут сгорать не полностью, а крупные частицы могут попасть, например, в зольник и там несанкционированно загореться.
Важно следить также за чистотой теплообменника – нельзя допускать скопления на его поверхности смол и сажи.
- Вид материала котлоагрегата
На коэффициент полезного действия оборудования для теплогенерации также влияет вид материала, из которого сделан агрегат и особенно – его теплообменник. На данный момент производители используют два материала – сталь и чугун. Чугун является оптимальным видом, но сильно увеличивает вес и стоимость оборудования. Сталь – тоже подходит для целей отопления, но она чуть менее эффективна, зато вес и стоимость стальных котлов отопления сильно меньше чугунных котлов. Чем толще сталь в конструкции теплообменника и других элементов, тем лучше характеристики теплообмена и нагрева. Для увеличения уровня КПД в стальных котлах отопления, хоть и не очень значительного, можно попробовать установить особые внутренние перегородки в форме труб, точнее ступеней для рассекания дыма и основных потоков.
Основной совет: наиболее действенный и эффективный метод увеличения коэффициента полезного действия твердотопливного котла заключается в установке в конструкцию аппарата дополнительного теплообменного устройства. Второй теплообменник имеет целью практичное использование энергии дымовых газов и продуктов сгорания для генерации дополнительного тепла. Данный метод также позволит существенно экономить топливо. Монтаж дополнительного теплообменника рекомендуется доверять специалистам.
