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.
Содержание
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:
- Электрические;
- Газовые конденсационные;
- Пиролизные.
Разновидности электрических котлов
По устройству и принципу нагрева теплоносителя электрические котлы делятся на 3 типа:
- ТЭНовые;
- Электродные;
- 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.
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:
- Уровень и качество тепловой изоляции отапливаемого помещения;
- Возможность использования двухставочного тарифа – стоимость электроэнергии в ночное время ниже;
- Эффективная и рациональная конфигурация системы отопления – двухтрубная или коллекторная схема комплекса, диагональное или боковое подключение радиаторов;
- Минимальное наличие ниш и экранов радиаторов.
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
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:
- Высокая стоимость оборудования;
- Необходимость утилизации конденсата, образующегося в процессе работы;
- Низкотемпературный режим работы – температура воды не превышает 550С – это накладывает свои ограничения на конфигурацию системы отопления.
Пиролизные котлы отопления
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.