(495) 766-86-01603-971-803
Мы работаем по выходным - тел. 8-926-197-21-13
 

Как увеличить кпд газового котла своими руками


Как повысить КПД газового котла – эффективные методы

Приобретая газовый котел для своего собственного дома, мы обращаем внимание на два основных показателя: цена оборудования и его мощность. Почему-то многие из нас не смотрят на очень важную позицию – коэффициент полезного действия (КПД). А ведь именно этот коэффициент говорит о том, как экономно будет работать купленный вами котел. Производитель в паспорте ставит максимальный показатель, который определяется правильной и грамотной эксплуатацией прибора. Но в жизни такое случается редко, отсюда не только теплопотери, но и потери денежных средств из вашего кошелька. Поэтому вопрос, как повысить КПД газового котла, в настоящее время волнует многих потребителей.

Начнем отвечать на поставленный вопрос с того, что отметим – коэффициент полезного действия газового котла зависит от многих показателей.

  • Количество тепловой энергии, которая передается от сжигаемого топлива теплоносителю. Это основа КПД.
  • Далее идут теплопотери. Чем их меньше, тем лучше. Основная масса теплопотерь происходит из-за неправильного сжигания топлива, в данном случае природного газа. Здесь два вида недожога: химический и механический.
  • И последний вид теплопотерь, который зависит от неравномерного распределения выделяемой тепловой энергии.

Получается так, снизив теплопотери, можно поднять коэффициент полезного действия до заявленного производителем. В случае с газовым отопительным оборудованием нас будут интересовать всего лишь два вида тепловых потерь – это химический и механический вариант.

Грамотное обслуживание оборудования

Виды теплопотерь

Начнем с механического. По сути, получается вот какая схема. В процессе сжигания газа в топку должен подаваться кислород. Для этого в конструкции самого газового котла установлена небольшая камера с дверцей. Ее называют поддувало. Приоткрывая или прикрывая дверцу-заслонку, мы впускаем в камеру сгорания свежий воздух, обогащенный кислородом.

Если открыть заслонку больше необходимого параметра, то газ полностью сгорать не будет. Внутри топки образуется сквозняк, вытягивающий с продуктами сгорания топлива и часть несгоревшего газа. Соответственно будет меньше выделяться тепловой энергии. Это минус, это падение КПД газового котла.

Химические теплопотери – это, наоборот, большой недостаток кислорода в камере сгорания. То есть заслонка прикрыта слишком сильно. Без кислорода газ полностью сгорать не будет и опять, вместе с продуктами сгорания, будет вылетать в дымоходную трубу. При этом падение коэффициента полезного действия будет самым большим до 7%.

Правильная настройка газового котла

Как увеличить КПД

Создать правильные условия эксплуатации газового котла и тем самым повысить коэффициент полезного действия можно реально, не вызывая специалиста, то есть своими руками. Что для этого нужно сделать?

  1. Отрегулировать заслонку поддувала. Это можно сделать экспериментальным путем, найдя, при какой позиции температура теплоносителя будет выше всего. Контроль проводите по термометру, установленному в корпусе котла.
  2. Обязательно следить, чтобы трубы системы отопления не зарастали изнутри, чтобы на них не образовывалась накипь и грязевые отложения. С пластиковыми трубами сегодня стало проще, их качество известно. И все же специалисты рекомендуют периодически продувать систему отопления.
  3. Следить за качеством дымохода. Нельзя допускать его засорение и налипания на стенки сажи. Все это приводит к суживанию сечения отводящей трубы и уменьшению тяги котла.
  4. Обязательное условие – чистка камеры сгорания. Конечно, газ не сильно коптит, как дрова или уголь, но стоит хотя бы один раз в три года мыть топку, очищая ее от сажи.
  5. Специалисты рекомендуют снизить тягу дымохода в самое холодное время года. Для этого можно использовать специальное устройство – ограничитель тяги. Устанавливается он на самом верхнем краю дымохода и регулирует сечение самой трубы.
  6. Снизить химические тепловые потери. Здесь два варианта, чтобы добиться оптимального значения: установить ограничитель тяги (уже выше было об этом сказано) и сразу после установки газового котла провести грамотную настройку оборудования. Рекомендуем это поручить специалисту.
  7. Можно установить турбулизатор. Это специальные пластины, которые устанавливаются между топкой       и теплообменником. Они увеличивают площадь отбора тепловой энергии.

Своевременная чистка узлов агрегата

Вот такие причины, устранив которые можно рассчитывать на повышение эффективности работы котельного оборудования. Конечно, таких причин немало, но эти считаются основными, отвечающими на вопрос: как увеличить КПД газового котла.

Эффективность сгорания и избыток воздуха

Для обеспечения полного сгорания используемого топлива в камеры сгорания подается избыточный воздух. Избыточный воздух увеличивает количество кислорода для сгорания и сгорания топлива.

  • , когда топливо и кислород из воздуха находятся в идеальном балансе - считается, что сгорание составляет стехиометрических

Эффективность сгорания увеличивается с увеличением избыточного воздуха - до тех пор, пока потери тепла в избыточном воздухе не станут больше, чем выделяемое тепло за счет более эффективного сгорания.

Типичный избыток воздуха для достижения максимально возможной эффективности для некоторых распространенных видов топлива:

  • 5-10% для природного газа
  • 5-20% для мазута
  • 15-60% для угля

Двуокись углерода - CO 2 - является продуктом сгорания, и содержание CO 2 в дымовых газах является важным показателем эффективности сгорания.

Оптимальное содержание диоксида углерода CO 2 после сжигания составляет примерно 10% для природного газа и примерно 13% для более легких масел.

Нормальная эффективность сгорания природного газа при различных комбинациях температуры избыточного воздуха и дымовых газов указана ниже:

1) «Чистая температура дымовой трубы» - это разница температур между температурой дымовых газов внутри дымохода и комнатной температурой вне горелки.

Потери дымовых газов при сжигании нефти

Потеря эффективности дымовых газов, связанная с

  • разницей температур дымовых газов и приточного воздуха
  • CO 2 Концентрация дымовых газов

при сжигании мазута показана ниже :

Пример - Сгорание масла и потери тепла в дымовых газах

Если

  • , разница температур дымовых газов на выходе из котла и температуры окружающей среды составляет 300 o C, и
  • диоксид углерода, измеренный в дымовых газах, составляет 10% - тогда,

из диаграммы выше

  • , потери дымовых газов могут быть оценены примерно в 16% .
.

Насколько эффективен конденсационный котел? (2020)

В чем разница между обычным котлом и конденсационным котлом?

Выбор лучшего типа конденсационного котла для ваших индивидуальных нужд может быть трудным. Однако получение правильной информации может значительно упростить процесс принятия решений и предоставить вам лучшую цену на конденсационный котел. Вот почему в этой статье вы получите ускоренный курс по котлам, в том числе о том, как найти лучших конденсационных котлов типов и поставщиков котлов .

В обычных системах отопления (например, в газовых котлах) нагретые газы проходят через поверхность теплообмена котла, передавая генерируемую энергию в систему распределения тепла, такую ​​как полы с подогревом и радиаторы. После этого дымовые газы выбрасываются в атмосферу через дымоход котла.

Таким образом, определенное количество тепла теряется, потому что вместе с газами выталкивается значительное количество пара, образующегося в процессе горения.Благодаря этому выпускаемый пар несет в себе неиспользованное количество энергии испарения.

Здесь конденсационный котел становится экономичным выбором smart , environmental и по сравнению с обычными котлами, поскольку они способны преобразовывать энергию испарения в тепло.

Просто заполнив свои личные предпочтения в контактной форме в начале этой страницы, вы можете получить до четырех предложений от лучших поставщиков для ваших индивидуальных потребностей.Это бесплатно и без обязательств .

Подробнее о конденсационных котлах

Конденсационные котлы могут обеспечить КПД 90%

Конденсационный котел не только является хорошим вариантом, если вы беспокоитесь о своем углеродном следе, но производители конденсационных котлов также заявляют, что КПД их продукции может достигать 98%. Как правило, обычные котлы могут достигать КПД только 70-80%.

Эти высокоэффективные котлы в значительной степени обязаны преобразованием тепла своей камере сгорания. Принцип их работы заключается в том, что теплообменник отбирает не только тепло, возникающее при сгорании топлива, но также тепловую энергию, получаемую при конденсации водяного пара, и передает ее в систему отопления дома.

Используя вышеприведенную терминологию, можно сказать, что конденсационные котлы имеют самую высокую теплотворную способность с точки зрения тепловой мощности, тогда как обычные газовые или электрические котлы обеспечивают самую низкую теплотворную способность.Следовательно, за счет конденсации конденсационный котел может обеспечить дополнительных от 10% до 15% КПД .

Чтобы количественно определить разницу между самой низкой и самой высокой теплотворной способностью конденсационного котла, важно принять во внимание вид топлива , на котором работает котел. Для природного газа эта разница составляет около 11%. Это означает, что КПД котла может достигать 90-91% при полной конденсации (80% от сжигания топлива и 11% от конденсации пара).

В конденсационном котле высокопроизводительный теплообменник выделяемые газы охлаждаются до уровня температуры, практически равной температуре воды из обратного контура. Таким образом, КПД приближается к отметке 91% и, следовательно, почти достигает физических ограничений котла.

Степень, в которой конденсационный котел может полностью использовать тепловую энергию, образующуюся в результате конденсации, зависит в первую очередь от заданной температуры системы отопления.

Чем ниже температура воды, поступающей в конденсатор, тем эффективнее будет процесс охлаждения газа. Впоследствии эффект конденсации можно использовать в полной мере. Таким образом, если вы хотите улучшить общую производительность вашей системы отопления, важно придать большее значение вопросу , чтобы максимально увеличить эффект конденсации в вашем котле.

В этой таблице обобщена информация о затратах на конденсацию для различных типов котлов.Это даст вам лучшее представление о КПД конденсационного котла с точки зрения того, что может отображаться в вашем счете за электроэнергию.

Тип котла по цене и КПД
Тип котла Квартира Смежный дом Отдельно стоящий КПД
Газовый тяжеловес £ 790 £ 1,210 £ 1,720 55%
Старый газовый облегченный £ 670 £ 1,020 £ 1,450 65%
Новые без конденсации £ 580 £ 850 1,210 78%
Новая конденсационная £ 450 £ 740 £ 1,050 92%

* Источник: Sedbuk

Как работает конденсационный котел?

Принципы работы конденсационного котла известны уже сто лет, но использование его стало возможным только недавно.Это связано с тем, что производители конденсационных котлов теперь могут использовать технологические достижения в области конструкции из нержавеющей стали и коррозионно-стойких сплавов. Но как работают конденсационные котлы?

При охлаждении водяные пары внутри котла превращаются в жидкость в процессе конденсации. Это высвобождает определенное количество тепловой энергии.

Конденсация котла происходит в специально разработанном теплообменнике , который поглощает тепло и передает его в систему отопления.В то время как в обычном котле цель состоит в том, чтобы избежать процесса конденсации, в конденсационном котле этот же процесс необходим для производства тепла.

Количество тепла, которое может быть произведено при сжигании единицы топлива, включая тепло, выделяемое при конденсации пара, называется наивысшей теплотворной способностью. Такое же количество произведенного тепла, без учета тепловой энергии, возникающей в результате конденсации, называется самой низкой теплотворной способностью.

Подробнее о механике конденсационного котла

В конденсационных котлах

рядом с теплообменником установлен встроенный вентилятор, работающий со спидометром.В связи с этим конденсационные котлы имеют закрытую камеру сгорания , соединенную с коаксиальным дымоходом, через который отходят дымовые газы. Контроль скорости вращения вентилятора помогает поддерживать оптимальную степень сгорания воздуха и газа. Чтобы свести к минимуму потерю тепла дымовыми газами, важно, чтобы теплообменник позволял конденсацию водяного пара.

Процесс конденсации достигает своего пика, когда поверхность теплообменника равна или ниже температуры точки росы .Температура точки росы - самая надежная единица измерения влажности и комфорта воздуха. В нормальных условиях точка росы природного газа составляет около 57 градусов Цельсия. Значит, чтобы котел работал в конденсационном режиме , температура теплоносителя в обратном контуре не должна превышать 57 градусов Цельсия.

Если вышеперечисленные условия не достигнуты, то КПД конденсационного котла снизится. Даже в этой ситуации котел все равно будет на 4-5% эффективнее , чем обычный котел.

Чем выше КПД (COP) конденсационного котла, тем ниже будет температура в системе отопления. Таким образом, конденсационный котел будет более эффективным, если он будет совмещен с водяным теплым полом с температурой подачи от 40 до 45 градусов Цельсия.

Поскольку не существует рекомендованной минимальной температуры теплоносителя, котел, подключенный к системе теплого пола, может работать без специальных устройств для понижения температуры .Однако это применимо только для полов большой площади и только в том случае, если система отопления не сильно колеблется.

Некоторые практические рекомендации по эксплуатации конденсационных котлов

  • Установить котел со специально разработанными системами низкотемпературного отопления (желательно не выше 60/40 ° C, или максимум 70/50 ° C)
  • Используйте только пластмассовые дымоходы или керамические (желательно у специализированных дилеров / производителей)

Используя конденсационный котел, вы повысите общий уровень комфорта, обеспечиваемый вашей системой отопления, и снизите уровень потребления газа на 15-20% .

Какие типы конденсационных котлов самые лучшие?

Существует два основных типа конденсационных котлов: системных котлов и комбинированных котлов . Системный котел - хороший выбор для больших домов или домов с низким давлением воды. Комбинированный котел - идеальный выбор для домов, где требуется отопление по запросу.

При этом оба типа конденсационных котлов могут быть разных форм и размеров. Вот обзор различных типов:

  • Настенные котлы : Этот тип конденсационных котлов, который иногда также называют навесными котлами, очень удобен из-за их меньшего размера и потому, что они могут быть установлены вместе с модульным котлом.
  • Напольные котлы : Котлы этого типа, также называемые напольными или напольными котлами, крупнее настенных котлов и могут производить больший объем горячей воды.
  • Одноконтурные котлы : Система трубопроводов представляет собой одиночный замкнутый контур, что означает, что имеется единственная основная подводящая вода, по которой вода входит и выходит из котла. Риск этого типа отопительной установки заключается в том, что, если он не сбалансирован должным образом, он будет нагревать дом неравномерно в зависимости от контура горячей воды.
  • Двухконтурные котлы : Этот тип котельной системы имеет два отдельных трубопровода, один из которых отводит нагретую воду от котла и нагревает дом, а второй направляет воду к котлу для повторного нагрева. Этот тип котла правильно сбалансирован и может одинаково обогреть весь дом.

Найдите лучшие предложения котлов

Может быть трудно сделать выбор между всеми этими разными типами котлов, особенно если взвесить преимущества большей оплаты за покупку.Хорошая вещь с конденсационными котлами состоит в том, что, хотя их стоимость может быть выше в самом начале, инвестиции окупаются вовремя за счет экономии денег на счетах за электроэнергию.

Если вы решили приобрести котел, но не уверены, какой тип лучше всего подходит для ваших нужд, мы готовы помочь. Просто заполните форму на этой странице, указав свои личные предпочтения и информацию, и мы предоставим вам до четырех разных поставщиков .Услуга бесплатно , без обязательств , и занимает всего минут .

.

Консультации - Инженер по подбору | Котельные системы: экономика и эффективность

При проектировании системы водяного отопления все компоненты должны работать вместе, чтобы достичь максимальной эффективности системы при минимальных первоначальных затратах.

На водяное отопление приходится от 40% до 50% рынка, и, хотя котлы без конденсации используются в течение десятилетий, а инженеры и операторы установок знают, как их проектировать, определять, обслуживать и эксплуатировать, популярность конденсационных котлов неуклонно растет. за прошедшие десять дней.По данным Института кондиционирования, отопления и охлаждения, только в 2011 году продажи выросли на 20% по сравнению с предыдущим годом. Это связано с тем, что сезонный КПД, который представляет собой общую эффективность котла за весь сезон, для сегодняшних котлов без конденсации составляет примерно от 70% до 75% по сравнению с 84% до 92% для новых конденсационных котлов.

Но добиться такой высокой эффективности в полевых условиях - непростая задача. Компоненты и конфигурация системы, температура наружного воздуха, размер оборудования и поддержка производителя - все это определяет эффективность котельной системы в режиме реального времени.

От традиционных котлов без конденсации до современных конденсационных котлов и гибридных конфигураций, в которых используются как конденсационные, так и неконденсирующие котлы, у специалиста есть ряд вариантов при выборе правильной системы водяного отопления для каждого применения.

Котлы без конденсации

Традиционный котел без конденсации должен работать без конденсации дымовых газов внутри сосуда высокого давления. Это может быть шотландский котел морского типа (часто называемый «жаротрубным котлом»), гибкая водяная труба, топка или чугун.Эти котлы используются в коммерческих, медицинских и образовательных учреждениях для отопления и рассчитываются по мощности котла, при этом одна единица мощности котла равна 33 475 БТЕ / час. Котлы без конденсации обычно работают на природном газе в качестве основного топлива и мазуте №2 в качестве вторичного топлива.

Коррозия на стороне возгорания возникает, когда дымовые газы охлаждаются ниже точки росы и вступают в контакт с сосудом высокого давления из углеродистой стали. Во избежание коррозии системы отопления должны быть спроектированы таким образом, чтобы обеспечивать минимальную температуру возвратной воды в котел.(Примечание: важно проверить температуру обратной воды в документации производителя, чтобы избежать коррозии.) Все нагревательные компоненты должны быть выбраны для работы с минимальной температурой подаваемой воды 170 F, предполагая, что перепад температур в линиях подачи и обратной воды 20 F .

Котлы конденсационные

Хотя конденсационные котлы приобрели популярность с момента их дебюта на рынке США более десяти лет назад, их производительность в ближайшие годы будет улучшаться.Инженеры, которые их выбирают, могут выбирать из стольких разных производителей с разным дизайном и качеством материалов, что иногда им может быть сложно указать конденсационные котлы, которые должны быть одинаковыми по конструкции и конструкции в процессе конкурентных торгов. При выборе конденсационных котлов можно задать следующие вопросы: Какие виды технического обслуживания доступны инженерам предприятия? Как компоненты соединяются? Насколько легко будет заменить эти детали по мере необходимости для поддержания оборудования и желаемой эффективности? Могут ли все указанные котлы работать на общем дымоходе? Совместим ли главный контроллер на всех указанных котлах с BAS?

Хотя конденсационные котлы в настоящее время имеют ограниченную теплопроизводительность по сравнению с неконденсирующими котлами, производители будут продолжать улучшать эту функцию в ближайшие годы, и по мере совершенствования технологии конденсационный котел станет лучшим выбором для систем водогрейных котлов.

Конденсационные котлы работают, позволяя водяному пару дымовых газов менять фазу и конденсироваться из продуктов дымовых газов. Фазовый переход происходит на поверхностях нагрева теплообменника, обеспечивая дополнительную энергию, в то время как скрытое тепло передается воде внутри теплообменника и, следовательно, увеличивает эффективность котла. Конденсационные котлы должны быть изготовлены из коррозионно-стойких материалов по всей камере сгорания и теплообменнику.

На рис. 1 из главы 31 руководства ASHRAE 2008 г., посвященной котлам, показано влияние температуры воды на входе на КПД котла, точку росы и диапазон конденсации.По мере снижения температуры обратной воды в котел КПД котла увеличивается.

За последнее десятилетие большое количество производителей разработали новые котлы, которые могут работать в конденсационном режиме и, следовательно, обеспечивать более высокий КПД. Эти котлы могут быть жаротрубными, водотрубными, чугунными или алюминиевыми.

Вначале стоимость конденсационных котлов выше, чем у традиционных неконденсатных котлов. Поэтому задача, стоящая перед проектировщиком, состоит в том, чтобы обеспечить температуру обратной воды в котел ниже 130 F; в противном случае КПД котла падает и конденсационный котел работает в режиме без конденсации.

Как показано на Рисунке 1, при температуре обратной воды системы 130 F конденсационные котлы имеют КПД примерно 87%, но этот КПД может достигать 98% при температуре обратной воды 60 F. В дополнение к увеличению котла КПД, более низкая температура подаваемой и обратной воды также снизит тепловые потери в контуре трубопроводов, а в условиях низкой нагрузки управляемость может быть улучшена за счет более высоких галлонов в минуту на регулирующих клапанах.

Конденсат, образующийся как в котле, так и в трубопроводе дымовых газов с новыми конденсационными котлами, следует удалять в соответствии с местными нормами и правилами.Условия отвода конденсата в общественные канализационные сети определяются местными властями. Обычно в сливную трубу следует добавлять систему нейтрализации, чтобы повысить pH конденсата. Средство нейтрализации следует периодически заменять по мере необходимости.

На рис. 2 показана система отопления, обслуживающая змеевики системы кондиционирования воздуха, змеевики повторного нагрева с регулируемым объемом воздуха (VAV) и панели лучистого отопления. Система включает четыре конденсационных газовых котла, соединенных параллельно, каждый со специальным насосом постоянного объема в составе первого контура.Вторичный контур состоит из двух насосов, каждый с частотно-регулируемым приводом (VSD), воздухоотделителем и расширительным баком.

Насколько конденсационные котлы вписываются в конструкцию котельных систем и работают в конденсационном режиме, зависит от температуры обратной воды. Следовательно, инженер-проектировщик должен выбирать потребителей тепла таким образом, чтобы система могла выдерживать дневную расчетную нагрузку от 140 до 150 F. Однако это увеличивает стоимость проекта, и проектировщику, возможно, придется немного пожертвовать эффективностью. снизить первоначальную стоимость.

Для достижения максимальной эффективности и продолжительности работы системы, система управления конденсационным котлом должна включать следующее:

  • Главный контроллер управления котлом: Главный контроллер управляет котлами и регулирует мощность горения для достижения максимальной эффективности котла. Контроллер также будет чередовать ведущие / отстающие / резервные котлы по расписанию для распределения часов работы. Эта функция также может выполняться BAS. На Рисунке 3 показано увеличение КПД котла при уменьшении скорости сжигания при неизменных всех остальных переменных.
  • Вход температуры наружного воздуха (OAT): Уставка температуры подачи горячей воды должна быть сброшена на основе температуры наружного воздуха для экономии энергии и снижения температуры воды, возвращаемой в котлы. Хотя эта стратегия наиболее распространена, когда существует прямая корреляция между OAT, нагрузкой, температурой подаваемой воды и поставленной мощностью, появление систем прямого цифрового управления привело к появлению других подходов. Одним из наиболее распространенных является подход «подстройка и реагирование», при котором температура подаваемой воды снижается до тех пор, пока один или несколько клапанов повторного нагрева не откроются почти полностью.Если один или несколько клапанов действительно полностью открываются, температура подаваемой воды немного повышается, пока вы не вернетесь к одному или нескольким клапанам, которые почти - но не полностью - открыты.
  • Датчик наружного воздуха может быть подключен напрямую к главному контроллеру котла, или логика сброса может находиться в BAS с выходом уставки температуры подаваемой воды на главный контроллер котла. Большинство конденсационных котлов работают с природным газом в качестве основного и пропаном в качестве вторичного источника топлива.Есть один-два производителя, у которых есть установки, которые могут работать на природном газе и мазуте №2.

Если объект или его конструкция требует, чтобы конденсационные котлы работали с пропаном в качестве вторичного источника топлива, важно проверить местные нормы; некоторые могут ограничить объем хранилища пропана (например, как в городе Чикаго), в то время как другие муниципалитеты могут разрешить хранение пропана вне здания.

Как конденсационные, так и неконденсирующие котлы сконструированы в соответствии со стандартами ASME по котлам и сосудам под давлением, раздел IV, а элементы управления и топливный клапан для обоих котлов должны соответствовать стандартам ASME CSD-1 и UL.К этим установкам также применимы другие нормы, такие как NFPA 54, Национальный кодекс по топливному газу.

Инженер-проектировщик должен изучить требования страхового андеррайтера объекта на случай, если они не соответствуют применимым кодексам, чтобы найти взаимоприемлемые точки соприкосновения.

Гибридные системы отопления

Гибридная система, содержащая как котлы без конденсации, так и конденсационные котлы, может использоваться, когда владелец пытается снизить начальные затраты, а также хочет повысить операционную эффективность.

На рис. 4 показана гибридная система обогрева, обслуживающая нагревательный змеевик вентиляционной установки, змеевик повторного нагрева VAV и излучающие потолочные панели. Потребители тепла выбираются для удовлетворения расчетной дневной нагрузки с температурой подаваемой воды от 180 до 190 F и температурой обратной воды от 150 до 160 F. Бойлеры без конденсации подключены параллельно как часть первичного контура, каждый с отдельным насосом, в то время как конденсационные котлы подключены параллельно как часть вторичного контура, каждый из которых имеет отдельный насос. Два распределительных насоса, каждый с приводом с регулируемой скоростью, обслуживают потребителей тепла.

Когда требуемая температура подаваемой воды в системе составляет от 180 до 190 F, что слишком высоко для конденсационных котлов для конденсации, система будет работать с менее дорогими котлами без конденсации.

На основании OAT необходимо отрегулировать температуру воды в системе. Когда на улице относительно тепло, температура подаваемой воды может быть снижена, и система может поддерживать расчетные условия помещения с более низкой температурой подаваемой воды, в течение которых конденсационные котлы будут работать в конденсационном режиме, а вода будет циркулировать только через вторичный контур.

Управление гибридной системой отопления сложнее, чем управление системой отопления с неконденсирующими или конденсационными котлами. Необходимо постоянно контролировать температуру воды в системе, чтобы определить, какой котел следует включить. Для достижения максимальной эффективности системы элементы управления должны включать следующее:

  • Главный контроллер управления котлом: Главный контроллер управляет котлами и регулирует мощность горения для достижения максимальной эффективности котла.Контроллер также будет чередовать ведущие / отстающие / резервные котлы по расписанию для распределения часов работы. Эту функцию также может выполнять BAS.
  • Вход температуры наружного воздуха: Уставка температуры подачи горячей воды должна быть сброшена на основе OAT для экономии энергии. Датчик наружного воздуха может быть подключен напрямую к главному контроллеру котла, или логика сброса может находиться в BAS с выходом уставки температуры подаваемой воды на главный контроллер котла. Диапазон графика сброса следует выбирать таким образом, чтобы он совпадал с условиями работы конденсационного и неконденсирующего котла.
  • Автоматические стопорные клапаны для переключения между конденсационным и неконденсирующим режимами работы котла: Автоматические стопорные клапаны будут работать в двух положениях для переключения между конденсационным и неконденсирующим режимами работы. OAT следует использовать для определения, когда следует переключаться между режимами работы с конденсацией и без конденсации.

Несмотря на то, что гибридная система отопления может снизить начальные затраты на систему отопления, инженеры по эксплуатации предприятия должны пройти специальную подготовку по рабочим различиям между режимами работы с конденсацией и без конденсации.

Два позиционных клапана, показанные на рисунке 4, также можно использовать в режиме регулирования для достаточно быстрого прогрева контура котла без конденсации, минимизируя время конденсации в котле во время разогрева; он также может минимизировать вероятность теплового удара, постепенно смешивая более холодную возвратную воду с контуром котла.

Что дальше?

В то время как высокая эксплуатационная эффективность конденсационных котлов будет определять их будущую спецификацию, неконденсирующие котлы будут по-прежнему использоваться в модификациях, где применяются устаревшие конструктивные проблемы и где стоимость является основным фактором, до тех пор, пока более высокая эксплуатационная эффективность не будет требоваться в соответствии с новыми правилами использования энергии.А пока гибридные системы станут промежуточным звеном для экономного и экономного владельца здания.


Тебризи - вице-президент компании Environmental Systems Design. Он имеет более чем 25-летний опыт проектирования механических решений для фармацевтических предприятий, научно-исследовательских лабораторий, предприятий пищевой промышленности и коммерческих зданий. Как инженер проекта, он тесно сотрудничает с другими руководителями дисциплин, чтобы установить и внедрить проектные требования, графики и параметры бюджета.

.

Эксплуатационные расходы тепловых насосов (2020)

Стоимость эксплуатации тепловых насосов: что нужно знать

Тепловые насосы - это универсальные и экологически чистые технологии , которые очень популярны среди клиентов, которым нужны устройства для обогрева и охлаждения. Тепловые насосы могут обеспечить значительную экономию по сравнению с традиционными системами отопления благодаря низким эксплуатационным расходам . Например, геотермальный тепловой насос может снизить счета за электроэнергию как минимум на 26% по сравнению с новым газовым котлом.

Некоторые из ключевых факторов, влияющих на эксплуатационные расходы бытовых тепловых насосов:

  • Коэффициент полезного действия ( COP ) - при типичных значениях от 3 до 4,3, может сэкономить до 52% , если используется только для отопления помещений вместо газового котла.
  • Поощрение за возобновляемое тепло ( RHI ) - грант, предлагаемый правительством, который для дома с 2 спальнями принесет годовой доход в размере 2 539 фунтов стерлингов.
Расчетные среднегодовые выплаты RHI для GSHP и ASHP
Размер домохозяйства Тип технологии Годовой платеж RHI
2-3 спальни Земляной тепловой насос £ 2 539
2-3 спальни Воздушный тепловой насос £ 1 302

Полную разбивку см. Расчетные среднегодовые платежи RHI за возобновляемые системы отопления

  • Изоляция - необходима, чтобы иметь возможность сократить счета за электроэнергию на указанные выше значения.

Цена на установку теплового насоса варьируется в зависимости от системы теплового насоса . Затраты на установку теплового насоса с воздушным источником могут варьироваться от 8000 до 18000 фунтов стерлингов, в то время как затраты на наземный тепловой насос могут варьироваться от 20 000 до 35000 фунтов стерлингов. Но благодаря сбережениям и грантам домовладельцы через несколько лет начинают зарабатывать.

Вы заинтересованы в получении расценок на тепловые насосы? Сообщите нам о своих потребностях и предпочтениях, и мы свяжемся с вами как можно скорее, предоставив бесплатных необязывающих предложений от наших квалифицированных поставщиков .

Факторы, определяющие эксплуатационные расходы тепловых насосов

По сути, необходимо учитывать три фактора , чтобы определить общие эксплуатационные расходы теплового насоса наземного и воздушного источников:

  1. КПД теплового насоса
  2. количество тепла необходимое для вашего дома
  3. температура источника тепла

Эффективность бытовых тепловых насосов варьируется в зависимости от производителя, но в определенных пределах.Тепловые насосы с водяным источником могут иметь КПД до 5 , а для некоторых источников воздуха может быть ниже 2,5 , но эти значения обычно редки. Обычно значение COP составляет от 3,0 до 4,3 .

Фактический КПД насоса можно рассчитать по количеству работы, которую он должен выполнить, учитывая разницу в между и внутренней температурой . Чем ближе две среды, тем меньше работы тепловому насосу необходимо выполнить, чтобы достичь желаемой температуры, и, таким образом, он будет более эффективным без нагрузки или использования большего количества энергии.Тепловые насосы могут достигать выходной температуры 65 градусов и более, если они предназначены для этого, но их эффективность снизится, а эксплуатационные расходы увеличатся.

Эту проблему невозможно обойти, поскольку соотношение между температурной эффективностью и эксплуатационными расходами основано на физических характеристиках технологии.

Тепловые насосы на испытаниях: производительность в Великобритании

Полевые испытания продолжительностью 12 месяцев, с 2008 по 2009 годы, были проведены Фондом энергосбережения для проверки эффективности теплового насоса .В ходе испытания было отслежено 83 тепловых насоса (29 воздушных и 54 наземных) от установки до показателей производительности. Был сделан вывод, что, если они хорошо спроектированы и установлены, тепловые насосы могут эффективно работать в Великобритании.

Промышленность получила ценный опыт от клиентов, участвовавших в этом исследовании. Как и ожидалось, эксплуатационные расходы наземных и воздушных тепловых насосов могут сильно измениться из-за большого количества переменных, которые влияют на структуру затрат.

Например, авансовые затраты на установку могут составлять от 3000 фунтов стерлингов для солнечных тепловых панелей и до 23000 фунтов стерлингов для современного котла на биомассе .Хотя первоначальные затраты могут быть высокими, через несколько лет у большинства людей счета за отопление существенно снижаются; Наибольшая экономия достигается за счет отключения домохозяйств от газовой сети.

Результаты испытаний: примеры текущих затрат

Предположим, у вас есть двухэтажный дом площадью 200 м2, построенный в 2010 году в соответствии со стандартами строительных норм. Допустимая потребность в отоплении помещения составляет 125 кВтч / м2 / год, поэтому на 200 м2 нам потребуется 25000 кВтч в год .Кроме того, нам требуется горячая вода, и если предположить, что в доме живут 4 человека, нам потребуется 3,488 кВтч в день на человека , что соответствует примерно 60 литрам горячей воды на человека.

Довольно новый конденсационный газовый котел имеет КПД 95% , что означает, что общая необходимая энергия составит 26 316 кВтч / год . При нынешних ценах на газ 2,97 пенсов это будет стоить вам 782 фунтов стерлингов в год .

Среднее потребление воды четырьмя людьми в доме будет примерно 5 093 кВт / ч в год для нагрева воды до 60 ° C.При 95% эффективности это приведет к 5,361 кВтч в год , что будет стоить 160 фунтов стерлингов в год .

Давайте посмотрим на тепловые насосы. Если предположить, что вам нужно 25000 кВт для отопления с помощью теплового насоса с COP 4,3, вам потребуется 5814 кВтч электроэнергии . При ценах на электроэнергию 13 пенсов за кВтч, это будет стоить 756 фунтов стерлингов в год для отопления помещений.

Чтобы рассмотреть возможность нагрева воды для бытового потребления с помощью теплового насоса, необходимо иметь в виду, что большинство тепловых насосов могут нагревать воду только до 50 ° C без использования встроенного электрического нагревателя.Для четырех человек это составит в сумме 4054 кВтч в год потребления электроэнергии. Годовые затраты на это составят 123 фунтов стерлингов. Однако, если вы действительно хотите нагреть воду до 60 ° C, вам следует рассмотреть дополнительные 132 фунта стерлингов в год - это связано с дополнительным электричеством, используемым для нагрева воды с 50 ° C до 60 ° C.

В целом, это означает, что тепловых насосов имеют на эксплуатационные расходы немного выше на , чем у нового конденсационного газового котла, если требуется 60 ° C.

Тем не менее, инвестируя в тепловые насосы, настоятельно рекомендуется подать заявку на программу поощрения за использование возобновляемых источников тепла, чтобы снизить ваши текущие расходы. С RHI вы зарабатываете деньги в течение 7 лет за энергию, которую вы производите. Текущий тариф для воздушных тепловых насосов составляет 10,85 пенсов за кВтч, а для наземных тепловых насосов - 21,17 пенсов за кВтч.

Принимая во внимание приведенный выше пример, это может означать, что из 6762 кВтч электроэнергии, используемой в год для теплового насоса, вы можете зарабатывать фунтов стерлингов в год, для ASHP и 1432 фунтов стерлингов в год для GSHP.

Для среднего теплового насоса с воздушным источником, такого как тепловой насос «воздух-воздух» или тепловой насос «воздух-вода», когда наружная температура выше 7 градусов Цельсия, он будет работать с COP 3,2 при распределении тепла в систему теплых полов.

Данные Метеорологического бюро

показали, что средняя температура в Великобритании с ноября по март (1971-2001 гг.) Постоянно ниже 7 градусов, а среднемесячное значение колеблется от 4,2 до 6,9 градусов, таким образом, COP будет ниже обычного. КС будет около 2.8, учитывая колебания наружной температуры.

Из-за погодного сценария тепловому насосу потребуется 3 928 кВтч электроэнергии для обогрева помещения по цене 510 фунтов стерлингов и еще 460 фунтов стерлингов для производства горячей воды, что в итоге составит 970 фунтов стерлингов в год. Снижение эксплуатационных расходов теплового насоса с воздушным источником составит всего 3,5% по сравнению с газовым котлом.

Если вы используете тепловой насос для производства горячей воды , ваши эксплуатационные расходы увеличатся на . Как указано выше, когда геотермальный тепловой насос используется только для отопления помещений, эксплуатационные расходы снижаются на 52%.Когда тепловой насос также должен обеспечивать ГВС, сокращение составляет всего 26%.

В проветренном доме с плохой изоляцией потребуется более высокая температура потока для обеспечения желаемого тепла в помещении. Это увеличит рабочую нагрузку, а снизит эффективность теплового насоса. Чаще всего именно здесь источник воздуха выходит из строя, что приводит к довольно высокой стоимости теплового насоса с воздушным источником в Великобритании.

Годовая потребность в тепле и разбивка текущих затрат
Размер домохозяйства 1 спальня 2-3 спальни 4+ спальни
Расчетная годовая потребность в тепле * 8000 кВтч 12000 кВтч 17000 кВтч
Газ £ 290 £ 435 £ 615
Электроэнергия £ 1,145 £ 1,720 £ 2,435
Масло £ 325 £ 490 £ 690
СНГ £ 525 £ 785 £ 1,110
Уголь £ 325 £ 485 £ 685

* Годовая потребность в тепле соответствует типичным значениям внутреннего потребления

Однако основной причиной высоких затрат на GSHP является плохая установка или установка в неподходящих свойствах.Для геотермальных тепловых насосов проблема может заключаться в массиве заземления, так как трубопроводов может быть недостаточно в земле или трубы расположены слишком близко друг к другу .

Определенное количество тепла задерживается под землей, и тепловой насос будет усерднее извлекать тепло, если требуется большое количество тепла, требуется быстрая подача или меньше тепла, чем необходимо. С этого момента COP резко падает, а затраты на геотермальные тепловые насосы резко возрастают.

Эксплуатационные расходы воздушного теплового насоса зависят от ряда факторов. Они работают с максимальной эффективностью при использовании вместе с системой напольного отопления или системой конвекционного отопления , а также , если здание уже хорошо изолировано.

Кроме того, при установке теплового насоса с воздушным источником необходимо учитывать, где вы его физически разместите. Вы сократите эксплуатационные расходы теплового насоса с воздушным источником, если разместите тепловой насос в зоне с естественным солнечным светом и без загромождения , что позволит воздуху свободно течь.Если вы изучаете затраты на тепловые насосы с воздушным источником в Великобритании, вы должны убедиться, что учтены эти четыре фактора, поскольку они облегчат процесс отвода тепла и приведут к снижению эксплуатационных расходов теплового насоса с воздушным источником.

В заключение, правила правильного использования теплового насоса остаются следующими:

  • Их необходимо использовать в хорошо утепленном доме
  • Б / у или с подогревом пола или низкотемпературные проточные радиаторы
  • Было бы полезно иметь отдельный источник тепла для ГВС , в идеале солнечные тепловые панели

Если вы не обратите внимание на эти правила, вы рискуете получить дорогую машину с высокими эксплуатационными расходами и выбросами CO 2 .

Коэффициент мощности и КПД теплового насоса

Коэффициент производительности (COP) измеряет эффективность теплового насоса и делает это путем измерения количества потребляемой мощности по сравнению с величиной выходной мощности , произведенной рассматриваемой системой. Следовательно, чем выше значение, тем эффективнее система. Нормальным показателем для теплового насоса является коэффициент COP, равный 4, что означает, что на каждый киловатт (кВт) потребляемой электроэнергии создается 4 кВт тепла.Часто указывается, что КПД составляет 400%, что может ввести в заблуждение.

COP рассчитывается каждым производителем по определенному набору критериев, которые могут включать или не включать такие вещи, как циркуляционный насос и циклы оттаивания, но не включают электрический нагреватель.

Определить точные эксплуатационные расходы тепловых насосов не так просто, как кажется. На эксплуатационные расходы такого оборудования влияют многие факторы, помимо характеристик самого теплового насоса. Например, следует принять во внимание программу поощрения использования возобновляемых источников тепла (RHI).RHI представляет схему Великобритании по финансовому вознаграждению тех, кто решил использовать возобновляемые источники энергии для обогрева своих домов.

Расчетный годовой платеж RHI
Тип технологии * 1 спальня 2-3 спальни 4+ спальни
Земляной тепловой насос £ 1 693 £ 2 539 £ 3,597
Воздушный тепловой насос £ 868 £ 1 302 £ 1 845
Котел на биомассе £ 550 £ 836 £ 1,185
Солнечное тепловое ** £ 186 £ 310 £ 475

* Данные RHI основаны на расчетной годовой потребности в тепле, как указано выше

** Плата RHI за солнечную тепловую энергию основана на предполагаемых цифрах годовой выработки, указанных в сертификатах схемы сертификации микрогенерации (MCS).В данном примере оценки составляют 900 кВт / ч, 1500 кВт / ч и 2300 кВт / ч

Что такое программа поощрения использования возобновляемого тепла (RHI)?

Подробности этой схемы были обнародованы правительством Великобритании в апреле 2014 года для Англии, Шотландии и Уэльса. Программа стимулирования использования возобновляемых источников тепла имеет две схемы:

  • Внутренний RHI - не облагается налогом. Он состоит из субсидии, выплачиваемой ежеквартально в течение 7 лет.
  • Non-Domestic RHI - Это субсидия, выплачиваемая через 20 лет.

Эти планы имеют отдельные тарифы, разные условия подключения, правила и процессы подачи заявок. Ежегодно 1 апреля тарифная ставка изменяется в соответствии с индексом розничных цен. Ofgem отвечает за администрирование обеих программ. Чтобы присоединиться к схеме RHI, требуется внутренний сертификат энергоэффективности (EPC). EPC предлагает информацию об использовании энергии в домашнем хозяйстве, а также дает рекомендации о том, как уменьшить потери энергии и сэкономить деньги.

Как подать заявку?

Вы можете подать заявку в Ofgem онлайн или по телефону . Когда вы делаете это по телефону, вы можете попросить приложение с цифровой поддержкой. Вы можете заполнить заявку с помощью консультанта, а затем получить необходимую информацию по почте.

Этот сертификат необходим каждый раз, когда вы продаете, покупаете или сдаете в аренду недвижимость. Это также часть оценки зеленого курса и является обязательным требованием для большинства людей, желающих присоединиться к отечественному RHI.Во время вашей оценки «зеленого дела» консультант проинформирует вас о , сколько денег вы можете сэкономить и о технологии возобновляемого тепла , которая лучше всего подходит для вашего дома .

Что касается установки, каждый городской совет имеет разные правила для систем возобновляемого тепла. Если вы сомневаетесь, не стесняйтесь обращаться в местный совет, и он определит, нужно ли вам разрешение на строительство перед началом установки.

Какие источники энергии покрывает RHI?

Согласно схеме RHI, существует 4 различных технологий возобновляемого тепла, которые могут участвовать в программе.Потребители получат другой тариф за киловатт-час произведенной тепловой энергии. Сумма, которую вы получите, зависит от технологии, которую вы выберете для своего дома. Это последние тарифы на утвержденные возобновляемые технологии:

  • Воздушные тепловые насосы - 10,85 л / кВтч.
  • Земляные тепловые насосы - 21,16 л / кВтч.
  • Котлы на биомассе - 6,97л / кВтч.
  • Солнечные тепловые панели - 21,36 л. / КВтч.
Расчетные средние выплаты RHI за 7 лет
Технология Тип Стоимость установки 1 спальня 2-3 спальни 4+ спальни
Воздушный тепловой насос 8 000–18 000 фунтов стерлингов £ 6 076 £ 9 114 £ 12 915
Земляной тепловой насос 20 000–40 000 фунтов стерлингов £ 11 851 £ 17 773 £ 25 179
Котел на биомассе 10 000–19 000 фунтов стерлингов £ 3 850 £ 5 852 £ 8 295
Солнечное тепловое 3 900–5 000 фунтов стерлингов £ 1 302 £ 2 169 £ 3 326

* Выплаты RHI основаны на цифрах в таблице «Расчетный годовой платеж RHI»

Внутренние RHI - это платежи, учрежденные Правительством.Таким образом, Министерство бизнеса, энергетики и промышленной стратегии (BEIS) ввело ограничения на потребление тепла, которые вступили в силу с 20 сентября 2017 года, чтобы гарантировать, что субсидии представляют собой хорошее соотношение цены и качества. Эти требования применимы к тепловым насосам с воздушным источником, тепловым насосам с грунтовым источником и установкам, работающим на биомассе.

Эти лимиты тепловой нагрузки относятся к тепловой нагрузке вашего объекта. Любая собственность, потребность в тепле которой превышает соответствующий лимит потребности в тепле, будет оплачиваться так же, как если бы ее потребность в тепле была равна соответствующему лимиту потребности в тепле.Цифры представлены в таблице ниже:

Годовой лимит потребности в тепле
Технология Тип Годовой предел потребности в тепле
Воздушный тепловой насос 20 000 кВтч
Земляной тепловой насос 30 000 кВтч
Котел на биомассе 25000 кВтч

Сравните цены на тепловые насосы с GreenMatch!

Если вас интересуют наземные или воздушные тепловые насосы или вы не уверены, какой вариант лучше для вас, мы готовы помочь! Сообщите нам о своих потребностях и предпочтениях, заполнив контактную форму вверху этой страницы.Мы свяжемся с вами, чтобы задать дополнительные вопросы и свяжем вас с различными поставщиками тепловых насосов из Великобритании . Вы получите до 4 предложений бесплатно и без обязательств!

Написано Аттила Тамас Векони Менеджер UX Аттила - UX-менеджер в GreenMatch. Он имеет степень в области международного бизнеса с четырехлетним опытом координации в области маркетинга, взаимодействия с пользователем и создания контента.Аттила любит писать о солнечной энергии, технологиях отопления, защите окружающей среды и экологичности. Статьи его и его команды появлялись на таких известных сайтах, как The Conversation, Earth911, EcoWatch и Gizmodo. .

Смотрите также