Газовый котел на сжиженном газе: расход топлива на отопление

О чем это говорит? Прежде всего – о том, что еще при выборе котла необходимо просчитывать требуемую мощность для полного обеспечения системы теплом в самых неблагоприятных условиях, на пике зимних холодов. Но это еще не все. Многие современные котлы способны функционировать в весьма широком диапазоне мощности. Стало быть, нужно уметь так организовать работу генератора тепла, чтобы он работал в оптимальных условиях и с минимальным потреблением энергоносителя и своего моторесурса.

ТЕХНОЛОГИЯ

Предлагаемая нами технология позволяет подготовить газовоздушную смесь, поддерживающую оптимальное горение за счет уменьшения времени протекания химических реакций, а также увеличивать эффект теплопередачи в топке котла. В результате вы потратите меньшее количество топлива на выработку 1 Гкал тепловой энергии.

Эффективность предлагаемой технологии доказана эксплуатацией установки, установленной на ОАО «Азнакаевское ПТС», где в течение 2018 г. удалось сэкономить 5 — 7 м³ газа на 1 Гкал выработанной тепловой энергии; а за отопительный сезон 2019-2020гг. удельный расход топлива составил 128 м³/Гкал.

Презентация

От чего зависит аппетит котла

Во-первых, от его мощности. Чем она больше, тем выше будет и расход газовых котлов. Причем снизить аппетит теплогенерирующего прибора за счет использования у вас не получится. Если вы приобрели газовый очаг на 20 кВт, то даже на минимуме он будет потреблять больше, чем 10-киловаттный прибор на максимуме. Поэтому будьте внимательны при выборе мощности теплогенерирующих приборов.

Во-вторых, от температуры «за бортом». В этом случае в дело вступает уже упомянутый регулятор мощности. Ведь при низкой температуре в доме мы попытаемся выжать из отопления максимальное количество калорий, вывернув ручку регулятора на максимум. И если в относительно теплую (для зимы) погоду регулятор стоит на «единичке» или «двоечке», то при 30- или 40-градусных морозах его переключают на «пятерочку» или даже «семерку». И количество кубометров газа, прошедших сквозь форсунки в камеру сгорания, увеличивается вдвое.

Расход газа котлом зависит от многих факторов

В-третьих, от калорийности газа. Потребителем эта величина не контролируется. Поэтому газораспределяющие компании иногда шалят с составом «голубого» топлива. Ведь тот же сжатый азот, закаченный в центральный трубопровод, стоит в 2,5-3 раза дешевле природного газа. Сейчас такие схемы мошенничества, к нашему счастью, уже не практикуют, но подать в трубы «неосушенный» газ с большим содержанием водяных паров и прочих примесей газовщики могут запросто. И если ваш чайник вскипает не за 2-3 минуты, а за 5-7, то что можно требовать от системы отопления? Вы подходите к котлу и выкручиваете регулятор мощности на максимум, закрывая глаза на ускорившееся вращение диска газового счетчика.

В-четвертых, от технического состояния теплообменника. Нагрев воды или теплоносителя в газовых приборах происходит в теплообменнике – особом трубопроводе из меди, расположенном или в камере сгорания или за ее стенками. И если теплообменник забьется накипью или остатками окалины из батарей, то вам придется прибавить мощности, компенсируя упавшую теплоотдачу. Причем забитый теплообменник ворует кубометры намного активнее реальных или мифических ловкачей из газораспределяющей компании.

В-пятых, от количества нагревательных контуров. Почти во всех современных газовых котлах стоит больше одного нагревательного контура. Ведь такие теплогенерирующие приборы обслуживают не только разводку системы отопления, но и линию домашнего горячего водоснабжения. Для этого в конструкцию газового очага монтируют второй контур и повышают пропускную способность на форсунках, увеличивая мощность. А чем больше мощность, тем выше и расход.

Несколько вводных замечаний о настройке мощности котла

Настройка будет рассматриваться на примере модельной линейки «Protherm Gepard».

Рекламная картинка к настенному газовому котлу «Protherm Gepard 23 MTV»

Почему взят именно такой пример? Ну, во-первых, котлы этого бренда очень популярны среди российских потребителей. Во-вторых, аналогичные настройки имеют и другие газовые настенные котлы «Protherm», например, линейка «Protherm Panther». В-третьих, бренд «Protherm» в настоящее время принадлежит одной из самых именитых в области отопления компаний – «Vaillant Group», и аналогичный алгоритм настроек характерен и для большинства моделей газовых котлов марки «Vaillant». А это – огромная часть общего европейского рынка котлового оборудования. И, надо полагать, что схожие методы регулировок практикуются и иными производителями, может, с некоторыми нюансами.

Читайте также:  Как установить термоголовку на радиатор отопления?

Итак, по декларируемым техническим характеристикам этот котел способен выдавать полезную тепловую мощность в диапазоне 8,5 ÷ 23,3 кВт. В продажу готовые модели поступают с выставленными заводскими настройками мощности – 15 кВт. Хорошо, если так и требуется, но чаще приходится перенастраивать модуль управления на реальные потребности системы отопления. Как они подсчитываются – мы уже видели.

Современное оборудование все чаще оснащается модулируемыми горелками. Это означает, что автоматика котла чутко реагирует на требуемые изменения мощности, оценивая условия работы по очень сложному и многостороннему алгоритму и варьируя количеством разжигаемых горелок и (или) высотой язычков пламени. Но такие «вариации» возможны в довольно узком диапазоне, и если разница между выставленной и требуемой мощностями велика, то никакая автоматика не справится – она «перестает понимать», что же от не требуется.

Даже если не вдаваться в дебри теплотехники и не считать потери на КПД при завышенной мощности агрегата, несоответствие выработанного и требуемого количества тепла приводит к явлению, которое получило название «тактование» котла и выражается в очень частых пусках и остановках агрегата. А все объясняется довольно просто.

Оценка максимально необходимой температуры теплоносителя (контроль перегрева) производится на выходе из теплообменника, то есть по трубе подачи. Если тепла в теплообменнике вырабатывается излишне много, автоматика, получив сигнал с термодатчика, останавливает работу горелки. Но это тепло еще даже не дойдет до приборов теплообмена в комнатах, как вскорости остывший поток, проходящий через выключенный котел (термодатчик на входе в теплообменник) спровоцирует новый пуск, вызывающий стремительный нагрев небольшого количества теплоносителя – и снова выключение горелки.

Схема устройства газового котла «Protherm Gepard 23 MTV». Цветом выделены термодатчики: синим (поз. 12) – оценивающий температуру в обратке, красным (поз. 7) – на выходе из теплообменника котла.

Получается, что при постепенно остывающих батареях котел таким тактованием будет пытаться обеспечить ровную подачу по всем помещениям, но в итоге получается «судорожная» череда пусков и остановок без видимого толку, приводящая лишь к быстрому износу оборудования.

Пуск любого, в принципе, устройства (механического, электрического, электромеханического и т.п.) всегда сопряжен с максимальными нагрузками, с большим расходом заложенного «моторесурса». Да, периодические запуски и остановки котла – это вполне обычное явление, предусмотренные нормальным режимом его работы. Но агрегат, функционирующий преимущественно в дерганном тактовании — вряд ли прослужит долго.

Борьба с таким явлением заключается в выравнивании уровней выработанного и потреблённого тепла. Возможны два пути – изменением настроек котельного оборудования или увеличением количества и (или) мощности приборов теплообмена. Понятно, что наращивать количество радиаторов можно и нужно далеко не всегда. Значит, придётся обратиться к настройкам котла.

Надо полагать, что снизить мощность котла до адекватных значений можно уменьшением подачи газа на горелки. Это осуществляется в газовом клапане (поз. 2 на предыдущей схеме).

Строение клапана не отличается сложностью. Вот она показан отдельно:

Устройство газового клапана «Honeywell», устанавливаемого на котлы «Protherm Gepard»

Синей стрелкой показан вход газа в клапан из магистрали. Зеленой – подача газа на горелку.

1 – входной патрубок с ограничителем подачи.

2 – электромагнитный клапан, выполняющий защитную функцию. При подаче напряжения на катушку – втягивается вверх, открывая проход газу в нижнюю камеру. При отключении питания – мгновенно закупоривает проход.

3 – шаговый электродвигатель (сервопривод), управляющий открытием регулирующего клапана (поз. 4).

5 – штуцер для подключения манометра, необходимого при некоторых настройках.

Работой сервопривода как раз и руководит модуль управления, приоткрывая на некоторую величину и закрывая подачу газа из нижней камеры на горелки.

Методика расчета расхода газа

Произведем расчет расхода газа на отопление дома площадью примерно 100-140 м2. Главный параметр – минимально допустимое давление газа в котле.

Непосредственный  расчет расхода сжиженного газа

Обычные баллоны для сжиженного газа

При среднем потреблении котлом 0,12 кг газа/час из расчета на 1 кВт тепла у 12-15 кВт котла, норма расхода газа на отопление составит около 1,2-1,7 кг./ч.

Этой мощности вполне хватит на обогрев помещения площадью 100-140 м2.

Методика расчета расхода газа

Если бы наш  котел все время функционировал по максимуму – расход составил бы:

1,7*24=40,8 кг газа, или почти 2 баллона в сутки

Сумма при этом составит

Методика расчета расхода газа

(420 – 840)*2 = 840 — 1680 р,

А это естественно для владельца не выгодно.

Но так как газовые котлы отопления при правильной настройке, подборе всех составляющих системы и отсутствии больших утечек тепла потребляют во много раз меньше газа (примерно в 3-4 раза), то для поддержания приемлемой температуры во всем доме затраты на газ существенно уменьшаются.

Методика расчета расхода газа

Итоги расчета на неделю

Стало быть, в доме площадью 100-140 м2, нормально утепленном, с окнами хорошего качества, без явных щелей и трещин, при уличной температуре -18 -23 г., а  внутри дома около 21-23 градусов, средний расход газа на отопление дома составит около 10-13 кг за одни сутки (половина обычного баллона).

Читайте также:  Напольные и настенные конвекторы водяного отопления

Газгольдер – альтернатива обычным баллонам

Методика расчета расхода газа

Это означает, что расход газа для отопления — 1 стандартный баллон на 2 дня. По опыту тех, кто уже давно пользуется такой системой отопления видно, что при 21-23 градусах в доме и наличию горячей воды в ванне и кухне, вы употребите за неделю лишь 3-4 газовых баллона (1700-3300р).

Методы и способы снижения затрат

В интернете есть инструкция и много видео по снижению затрат. Как показывает расчет расхода газа для отопления, общая сумма затрат достигает 3000 р.

Методика расчета расхода газа

Но ее можно существенно понизить. Для этого можно поставить автоматику, которая снижает температуру ночью, во время вашего сна (естественно снижается и количество сгораемого газа).

Те, кто уже обзавелся такими системами, подтверждают, что если с 12-00 ночи до 8 часов утра понизить температуру на 6-7 градусов, то это сократит расходы газа примерно на одну треть.

Это значит, что в неделю вы будете потреблять всего два баллона газа (840-1700р.).

Методика расчета расхода газа

Но и это не предел. Можно не покупать автоматику и самому регулировать подачу газа на ночь.

Расчет  расхода газа и затрат на отопительный сезон

Как видно из предыдущего расчета и исходя из способов снижения затрат на отопление дома с автоматикой уходит около 10 баллонов в месяц.

Методика расчета расхода газа

Например, если вы выбираетесь на дачу только в выходные дни и праздники, то за весь отопительный сезон (с октября по апрель) набирается 30-35 дней — немногим больше месяца.

Котел Valliant на сжиженном газе

Подсчитаем расход сжиженного газа на отопление дома за весь сезон.

Методика расчета расхода газа

1. Расчет без применения автоматики (температура +22, не снижается ночью)

(З0-35)/2=15-17 баллонов за сезон

(15-17)*840=12600-14280 за сезон

Методика расчета расхода газа

2. Расчет с автоматическим таймером  (ночная температура понижается до 12-15  градусов)

(10-11)*840=8400-9240 за сезон

Разница более 100 долларов.

Как определить расход сжиженного газа

Обогрев жилища, организованный с использованием сжиженного горючего (пропана или бутана) имеет свои особенности. Чаще всего домовладельцы устанавливают специальные емкости – газгольдеры, заправляющиеся на весь отопительный сезон. Обогрев с помощью баллонов встречается куда реже. Но никаких особых сложностей расчет расхода сжиженного газа на отопление дома не представляет.

Берется та же формула, только в нее подставляется удельная теплота сжигания СУГ (пропан-бутана), равная 46 МДж /кг или 12.8 кВт/кг. Обратите внимание: расчетная калорийность топлива относится к единице массы (килограмм), а на заправке цена считается за объем (литры). Результаты можно пересчитать после, сначала надо узнать потребление сжиженного газа обычным котлом (КПД – 88%), обогревающим дом площадью 80 м² из предыдущего примера:

Как определить расход сжиженного газа

V = 8 / (12.8 х 88 / 100) = 8 / = кг/ч.

Зная, что 1 л сжиженного газа имеет массу 540 г (справочная величина), нетрудно подсчитать расход пропана в литрах: / = 1.3 л. В сутки это 1.3 х 24 = 31.2 л газа, за месяц – 31.2 х 30 = 936 л. Теперь, учитывая изменения погодных условий, для определения среднего потребления сжиженного газа полученную цифру надо уменьшить вдвое: 936 / 2 = 468 л в месяц. Расход газа на отопление за год получится (31.2 л / 2) х 214 суток = 3338.4 л (для Москвы).

Пример определения мощности котла

Примерная методика определения мощности газового котла из расчёта удельной его мощности (Руд) на 10 кв. м и с учётом условий климатических зон, отапливаемой площади — П.

  • 0,7−0,9 — юг;
  • 1,2−1,5 кВт — средняя полоса;
  • 1,5−2,0 кВт — север

Мощность котла определяется Рк = (П*Руд)/10; где Руд = 1;

Пример определения мощности котла

Объём воды в системе Осист = Рк*15; где на 15 л воды принят 1 кВт

Так для дома из примера с ЖТ котлом, на севере, расчёт будет выглядеть так:

Рк = 100*2/10 = 20 (кВт);

Осист = 20*15 = 300 (л)

Похожие записи: Котлы отопления Protherm Расчет отопления частного дома Как рассчитать мощность чугунных радиаторов отопления: советы и рекомендации

У какого газового котла самый высокий КПД

Статистика и техническая документация, ясно указывают, что котлы импортного производства имеют наибольший КПД. Европейские производители, делают особый акцент на применении энергосберегающих технологий. Иностранный газовый котел, имеет высокий КПД, так как в его устройстве сделаны некоторые модификации:

  • Используется модуляционная горелка – современные котлы ведущих производителей, оснащены плавнодвухступенчатыми или полностью модулируемыми горелочными устройствами. Преимущество горелок – автоматическая приспособляемость к фактическим рабочим параметрам системы отопления. Процент недожига снижается к минимуму.
  • Нагрев теплоносителя – оптимальный котел, это агрегат, разогревающий теплоноситель до температуры не более 70°С, при этом, отходящие газы нагреваются не более 110°С, что и обеспечивает максимальную теплоотдачу. Но, при низкотемпературном нагреве теплоносителя, наблюдается несколько минусов: недостаточная сила тяги, усиленное конденсатообразование. Теплообменники в газовых котлах с самым высоким коэффициентом полезного действия, изготавливаются из нержавеющей стали и снабжаются специальным блоком-конденсатором, предназначенным для отбора тепла, находящегося в конденсате.
  • Температура подводящего газа и воздуха, поступающего на горелку. Котлы закрытого типа, подключаются к коаксиальному дымоходу. Воздух поступает в камеру сгорания через наружную полость двуполостной трубы, предварительно подогреваясь, что снижает необходимые теплозатраты на несколько процентов. Горелки с предварительным приготовлением газовоздушной смеси, также подогревают газ перед подачей его на горелку.
  • Еще один популярный вариант модификации – установка системы рециркуляции отходящих газов, когда дым не сразу поступает в камеру сгорания, а проходит через ломанный дымоходный канал и поступает после подмешивания свежего воздуха, обратно на горелочное устройство.
Читайте также:  Какой раствор нужен для кладки печи из кирпича

Максимальное КПД достигается при температуре конденсатообразования или «точки росы». Котлы, работающие в условиях низкотемпературного нагрева, называются конденсационными. Их отличает, малое потребление газа и высокая теплоэффективность, что особенно заметно при подключении к газобаллонным установкам и газгольдеру.

Конденсационные котлы, предлагают несколько европейских производителей, среди которых:

  • Viessmann.
  • Buderus.
  • Vaillant.
  • Baxi.
  • De Dietrich.

В технической документации к конденсационным котлам, указано, что КПД устройств при подключении к низкотемпературным системам обогрева, составляет 108-109%.

Какого объема выбрать газовый баллон

Вес и внутренний объём газовых баллонов

Объём (л) 

5

12

27

50

Масса пустого баллона (кг)

4

5,5

14,5

22,0

Масса баллона с пропаном (кг)

6

11

25,9

43,2

Масса газа (кг)

2

5,5

11,4

21,2

Высота баллона (мм)

290

500

600

930

Диаметр баллона (мм)

200

230

299

299

Объём газа в баллоне в зависимости от ёмкости

Ёмкость баллона (л)

5

12

27

50

Вместимость газа (м³)

0,95

2,59

5,38

10,01

Объём жидкого пропана (л)

4,3

10,2

22,9

42,5

Как подключить колонку к газовому баллону

  • баллоны подключаются через рампу, по несколько от 2-4 шт.;
  • для нормализации давления устанавливается регулируемый редуктор.

Как рассчитать расход топлива

Для отопления частного дома или квартиры используются расчеты, которые основаны на двух параметрах: мощности отопительного оборудования и площади помещения. Берется средний расчет — 1 кВт на 10 м².

На эту тему написано множество статей, но мало кто уточняет, что единица измерения киловатт — это тепловая мощность, а не электрическая. Это вводит в заблуждение многих пользователей.

Более логично будет измерять работу на природном газе в кубометрах (м³ в час), а на сжиженном — в килограммах (кг/час).

В среднем на 1 киловатт тепловой мощности уходит 0,112 куб.м/ч магистрального газа.

К примеру, возьмем агрегат «АОГВ» мощностью 17,4 кВт. В паспортных данных указан расход магистрального топлива 1,87 кубометра, сжиженного газа — 1,3 кг/час. Эти значения действительны при непрерывной работе, но если прибор постоянно работает на износ, тогда детали быстро выйдут из строя. При выборе накидывайте плюс 20% к указанной мощности.

«АОГВ» в нашем примере будет установлен в помещении 140 м². Теперь взгляните на тарифы (приблизительно):

  • Природное топливо: за кубометр 3,9 рубля.
  • На баллонном газе расчет идет из объема емкости. За 50 литров — 600 рублей. Баллон наполняется пропаном не до конца, примерно на 80% (21 кг). Значит: 600/21= 28,6 рубля. Сюда можете прибавить стоимость доставки.

Расчет за сутки для магистрального подключения будет таков:

Сутки (24 часа) х 1,87 (куб.м/ч)/2 = 22,4 кубометра. Чтобы узнать стоимость: 22,4 х 3,9 (тариф) = 87,5 рубля.

В месяц:

22,4 (суточное потребление) х 30 (количество дней) = 672 м³.

В год (семь месяцев — отопительный сезон):

7 х 672 (месячная норма) = 4 704 м³.

При работе на пропане в сутки:

24 (часа) х 1,3 (кг/ч) /2 = 15,6 кг. Чтобы узнать минимальные затраты: 15,6 х 28,6 (тариф) = 446 рублей.

За месяц (30 дней):

15,6 (за сутки) х 30 = 468 кг. Выходит, что в месяц вы используете 22,3 емкости с пропаном.

За год (семь месяцев):

7 х 468 (за месяц) = 3 276 кг или 156 баллонов.

Не забывайте, что эти расчеты приведены только для одной модели. У каждой марки значения разнятся, их нужно смотреть в документации. Смотрите таблицы ниже:

Марка/мощность Потребление куб. м/ч
«Протерм» 24 2,677
«Навьен» 24 2,06
Buderus («Будерус») 24 2,72
«Аристон» 20 2,73
«Бакси» 10 1,2
«Бош» 24 2,52
«Вайлант» 24 2,3
«Висман» 26 2,6

А также для баллонного газа:

Производитель Расход кг/ч
«Бакси» 10 0,86
«Протерм» 24 1,96
«Будерус» 24 1,93
«Вайлант» 24 1,8
«Беретта» 24 2,0

На потребление влияет расположение прибора: напольное или настенное. Материал изготовления теплообменника, тип газовой горелки, количество рабочих дней.