Энергосберегающие котлы отопления

Энергосберегающие котлы отопления

Одним из важных критериев выбора котла для системы отопления является уровень энергосбережения, эффективность устройства. Уровень энергосбережения достигается в основном за счет нескольких факторов – КПД, способа преобразования энергоносителя в теплоту, ряду других показателей. Статья дает обзор основных видов энергосберегающих котлоагрегатов, описывает особенности их устройства и эксплуатации, анализирует уровень эффективности.

Виды энергосберегающих котлов

Большинство авторов традиционно относят к энергосберегающим электрические котлы отопления. Это утверждение верно – электрокотлы обладают максимальным КПД. Но кроме теплогенераторов этого типа к энергосберегающим котлоагрегатам следует отнести еще 2 вила котлов – конденсационные газовые и пиролизные длительного горения.

Они реализуют в своей работе принцип более эффективного сжигания топлива, отличаются повышенным КПД по сравнению с традиционными устройствами, работающими на природном газе и твердом топливе. Поэтому выделим 3 основных вида энергосберегающих котлов:

  1. Электрические;
  2. Газовые конденсационные;
  3. Пиролизные.

Разновидности электрических котлов

Электрический (ТЭНовый) котел
Электрический ТЭНовый котел отопления — внутреннее устройство

По устройству и принципу нагрева теплоносителя электрические котлы делятся на 3 типа:

  1. ТЭНовые;
  2. Электродные;
  3. Индукционные.

Коэффициент полезного действия электрокотлов варьируется в диапазоне от 95 до 99%. ТЭНовые котлы нагревают воду с помощью трубчатого электрического нагревателя. В работе устройств этого типа присутствует один недостаток – при высоком содержании солей жесткости на поверхности ТЭНа со временем образуется слой накипи – соответственно ухудшается теплоотдача и снижается КПД теплогенератора.

Электродные котлы реализуют в своей работе принцип пропускания через теплоноситель электрического тока – от электрода к стенке сосуда. Вода при этом служит проводником, имеет определенное сопротивление и нагревается при протекании через нее тока. Проводимость воды корректируется добавлением в теплоноситель поваренной соли.

Особенностью работы электродного оборудования является то, что оно может использовать в качестве теплоносителя только воду. Кроме того, через некоторый промежуток времени электроды изнашиваются и требуют замены, возможно уменьшение толщины стенки котла.

Индукционные котлы не имеют недостатков, присущих другим электрокотлам. В процессе их работы теплоноситель нагревается с помощью электромагнитной индукции, при этом за счет наличия микровибрации на элементах устройства не образуется накипь. В качестве теплоносителя индукционное оборудование может использовать любое текучее вещество – воду, антифриз, вплоть до некоторых видов масел. Стоимость индукционных котлов при этом превышает цену на ТЭНовые и электродные аналоги.

Способ практически прямого преобразования электроэнергии в тепло дает электрическим теплогенераторам высочайший КПД, порой достигающий 99%. Кроме того, энергосбережение оборудования во многом зависит от конфигурации системы управления. Оперативное регулирование мощности достигается за счет наличия ступенчатого и особенно плавного регулирования производительности, возможности подключения погодозависимой автоматики.

На снижение потребления электроэнергии и объема финансовых затрат на отопление косвенным образом влияют следующие факторы:

  1. Уровень и качество тепловой изоляции отапливаемого помещения;
  2. Возможность использования двухставочного тарифа – стоимость электроэнергии в ночное время ниже;
  3. Эффективная и рациональная конфигурация системы отопления – двухтрубная или коллекторная схема комплекса, диагональное или боковое подключение радиаторов;
  4. Минимальное наличие ниш и экранов радиаторов.

Достоинствами электрических теплогенераторов является также отсутствие каких-либо отходов, не нужна дымовая труба, простота управления, обслуживания и эксплуатации. Средняя стоимость котлов на электрической энергии обычно ниже стоимости котлоагрегатов, работающих на иных видах энергоносителей.

Недостатками электрокотлов являются высокая стоимость топлива, ограничение по электрической мощности. Однофазные модели имеют максимальную мощность до 12 кВт, для установки более мощного оборудования требуется подключение линии питания с напряжением 380В.

Конденсационные газовые котлы отопления

Схема работы конденсационного котла
Принцип работы конденсационного газового котла

Следующий вид энергосберегающих котлов – конденсационные газовые агрегаты. КПД традиционных котлов, работающих на природном газе, варьируется в диапазоне 89 – 92%. Конденсационные газовые теплогенераторы реализуют принцип более качественного использования теплоты сгораемого топлива – они отбирают дополнительное тепло от уходящих горячих дымовых газов.

Отбор тепла достигается за счет наличия в конструкции котла дополнительной секции теплообменника, через которую проходят продукты сгорания и отдают часть своего тепла теплоносителю. За счет этой конструктивной особенности общий КПД устройства может достигать 97 – 98%.  Заявления производителей о величине КПД в 108 – 110% являются несколько неверными – подробно этот вопрос рассматривается в отдельной статье.

 Тем не менее, конденсационные котлы имеют очень высокую эффективность, к тому же газ всегда дешевле других видов топлива – совокупно достигается серьезная экономия средств, затрачиваемых на отопление.  В работе конденсационных теплогенераторов имеются и недостатки:

  1. Высокая стоимость оборудования;
  2. Необходимость утилизации конденсата, образующегося в процессе работы;
  3. Низкотемпературный режим работы – температура воды не превышает 550С – это накладывает свои ограничения на конфигурацию системы отопления.

Пиролизные котлы отопления

Пиролизный котел отопления
Пиролизный котел длительного горения

Пиролизные котлы, также известные как котлы длительного горения, реализуют в своей работе алгоритм качественного сжигания всех компонентов топлива. Традиционные твердотопливные агрегаты работают в режиме прямого горения, при этом качество сжигания топлива довольно низкое.

Пиролизные котлы функционируют в режиме тлеющего горения, при этом выделяются пиролизные газы – компонент топлива, имеющий высокую теплотворную способность. Дожигание пиролизных компонентов производится в отдельной камере котла – за счет получения дополнительного тепла КПД устройства может достигать величины 80%. Этот показатель превосходит эффективность традиционных классических котлов, работающих на твердом топливе.

Некоторые модели котлов оснащаются системами наддува и регулирования подачи воздуха на горение. Это позволяет регулировать интенсивность и качество горения, что тоже влияет на эффективность устройства. Также достоинством пиролизных котлов является меньшая частота ручного обслуживания – на одной закладке агрегаты могут работать до нескольких суток. Подробнее об устройстве котлов длительного горения можно прочитать здесь.

Выбор вида энергосберегающего котла для отопления зависит, прежде всего, от вида используемого топлива. В любом случае наиболее эффективными в плане энергосбережения являются электрокотлы, им незначительно уступают конденсационные газовые котлоагрегаты. Кроме того, на подбор модели котла влияют стоимость топлива, цена на оборудование, репутация производителя, возможность самостоятельного монтажа.