Расход газа от температуры воды: От чего зависит расход газа в газовых котлах отопления?

Как рассчитать потребление и расход газа котлом на отопление дома?

Газ отличается высоким уровнем эффективности, поэтому считается по праву одной из самых выгодных разновидностей топлива. Он достаточно экологичен, соответственно, в процессе сгорания выбрасывается минимальный уровень вредных элементов в окружающую среду. Эти факторы влияют на популярность газа среди потребителей, поэтому сегодня рассмотрим, как рассчитать потребление газового котла для отопления дома и понять, что означает квитанция?

Что влияет на количество используемого топлива?

Приобретение оборудования (в данном случае газового котла) должно основываться на эффективности его использования. Существует разновидность газовых котлов, которые работают в автономном режиме.

Подбирая любую модель, требуется уточнить величину расходуемого газа в процессе отопления помещения. Нужно понимать, что она в первую очередь зависит от мощности самого оборудования. Но присутствуют и дополнительные факторы, которые влияют на величину расхода газа:

• Площадь объекта, который подвергается отоплению;
• Этажность помещения;
• Наличие утепления;
• Имеются ли щели в дверях и окнах.

Эти данные должны быть учтены при осуществлении вычислений. Расход газа должен учитываться в процессе проектирования сооружения или выборе отопительного прибора. Эта величина позволяет определить среднюю величину расхода денежных средств на топливо и сравнить выгоду с другими разновидностями горючего.

Существует упрощенный способ, по которому осуществляется вычисление и можно узнать расход газа на отопление в среднем значении. Этот метод позволяет определить стоимость потребления топлива с небольшими погрешностями.

Осуществляем вычисления

Начинать работу над расчетом потребления топлива для отопительного процесса в любом объекте нужно с вычисления одного из самых важных параметров – это тепловые потери. В данном случае, можно обратиться к специалистам, которые представят данную величину высокой точности в процессе проектирования здания. В практике эта цифра отсутствует, что приводит к минимальной точности вычислений.

Важно: при наличии финансовых возможностей, лучше обратиться в частную проектную организацию для осуществления вычислений. Это поможет владельцам получить максимально достоверный результат и определиться с утеплением здания.

Величина тепловых потерь способствует определению мощности требуемого оборудования. Подбор и приобретение газового котла или отопительного прибора, работающего в автономном режиме, требует определения теплопотерь. Вычислить это значение можно несколькими усредненными методами

• Учет параметров здания. Этот метод основан на специальных среднестатистических данных. Обогрев одного квадратного метра помещения требует 100 Вт теплоты, с учетом, что потолки здания расположены на высоте не выше 3 метров. Здесь также учитываются климатические особенности региона: в южном районе значение составляет 80 Вт на квадратный метр, а в северном достигает 200 Вт;
• Учет суммарного объема обрабатываемых сооружений. Здесь выделяется величина от 30 до 40 Вт на один метр кубический, точнее можно узнать, указав регион нахождения постройки.

Корректность указанных удельных расходов тепла ориентируется на разность температур. Соответственно, между улицей и помещением внутри значение должно быть приблизительно 40 градусов.

По данной статистике получается, что жилое помещение требует 10-12 кВт за один час, при условии, что его площадь составляет 100 м2. эти данные верны для средней полосы с учетом заморозков и сильного понижения температуры. Из этого следует, что, чтобы отапливать площадь 150 м2, требуется 15 кВт за один час. Учитывая данные, можно сделать расчеты максимального расходования топливного элемента, которое будет использовать оборудования для прогрева помещения в наиболее холодные периоды времени.

Возьмем пример, где площадь помещения составляет 100 кв. м., соответственно, требуется приобрести оборудование, мощность которого составляет не менее 10 кВт. Чтобы сделать расчет расхода газа, требуется произвести умножение мощности котла на количество дней в одном месяце и часов в сутках. Получаем приблизительное число, равное 7200 кВт за час.

Учитываем, что отопительный прибор работает непостоянно и в неполную мощность. Это позволяет вычисление разделить на два. Получаем цифру 3600 кВт/час – это значение является показателем необходимой производительности котла. Следует понимать, что данные зависят от частоты проживания в помещении.

Если расчет осуществляется для жилого дома, где будет постоянное проживание людей, тогда требуется учесть длительность отопительного сезона. В среднем она составляет семь месяцев, поэтому получившееся значение умножается на 7. У нас получается 25200 кВт/час – это сумма потраченного газа в течение всего отопительного сезона, которая требуется для постоянного прогрева помещения в 100 кв. м. Чтобы узнать сумму денежных средств, которую придется потратить на оплату газа, нужно это значение умножить на стоимость 1 кВт/час.

А как насчет сжиженного газа?

Владельцам недвижимости часто приходит в голову мысль о замене природного топлива на сжиженный газ. Это выгодно на дачных участках, где нет постоянного проживания владельца, такой вариант отопления отличается доступностью, практичностью и удобством в использовании.

Газовый котел на данной разновидности топлива обеспечивает прогрев помещения путем сгорания. Он отличается компактностью и высоким уровнем производительности до 95%. Его стоимость вполне доступна для потребителя, благодаря чему расходы на отопление можно сократить.

Отличительной особенностью данного оборудования является возможность работы даже при низком давлении. Это позволяет с высоким уровнем точности регулировать мощность обогрева и создавать наиболее комфортные условия для проживания.

Если давление подачи топлива низкое, его расход также будет незначительным, а расходование газа по своему прямому назначению максимальным. Этот факт позволяет экономить денежные средства в холодное время года.

Отопительный котел, предназначенный для сжиженного варианта горючего, имеет несколько режимов работы. Перевод между ними осуществляется легко, а с сжиженного газа можно перейти на природный элемент.

Делаем расчеты

Чтобы рассчитать потребление газа котлом, нужно учитывать некоторые особенности. Расход высчитывается по массе, ее соотносят с имеющими данными об оборудовании. Объем одного баллона составляет определенное количество литров. Это обуславливается плотностью и процентным составом смеси, которая закачена в баллон.

В стандартной 50-литровой таре объем заполняется 40 литрами СУГ, если перевести это значение на килограммы, то это получается 22 кг. Сделаем приблизительный расчет потребляемого топлива данным оборудованием для обогрева помещения в 100 кв.м.

• Максимальная норма тепла на 1 кв.м. – это 10 кВт;
• Учитывая, что в рабочем состоянии котел работает не в полную свою мощность, это значение делим на два и получаем в итоге 5кВт;
• При вычислениях требуется знать величину калорийности топливного элемента, которая нужна для выработки 1 кВт тепла, в нашем случае – это 46 мДж на кг, значит расход будет составлять 0,1 кг за час.
  , а за 5 кВт – 0,5 кг;
• Умножаем получившуюся величину на количество часов и получаем 12 кг за сутки, которые составляют половину баллона;
• Отсюда получаем месячный расход – это около 15 штук.

Следует понимать, что выгода от такого вида отопления будет только в случае нечастого использования помещения. При этом оно должно быть не очень большим по метражу.

Снижаем траты на отопление

Проводя такие скрупулезные расчеты, можно не заметить банальных вещей. Отопительный прибор большую часть своей производительности затрачивает на проникающий холодный воздух. Чтобы исключить пустую трату энергии, нужно провести ряд работ, которые позволят экономить в будущем значительные суммы. А именно таких:

• Произвести полное утепление помещения снаружи;
• Выполнить установку автоматизированной системы, которая позволит тщательно контролировать производительность оборудования;
• Возможен монтаж специального таймера – это поможет подготавливать в дополнительный бойлер горячую воду к установленному времени суток;
• Наличие водяных теплых полов поможет сэкономить значительное количество газа;
• Тщательный выбор оборудования и приобретение наиболее экономичного варианта.

Выполнив данные рекомендации, владелец дома сможет экономить до 30% топлива на обогреве.

Вывод

Как видно из выше написанных пунктов, рассчитать самостоятельно расход газа не сложно. Главное – подойти к этому вопросу серьезно и выделить достаточное количество времени.

Покупка отопительного оборудования требует тщательного анализа и внимательных расчетов. На современном рынке достаточное количество моделей в различной ценовой категории. Приобретать нужно оборудование, строго основываясь на технических характеристиках и собственных данных о жилом помещении. А данные расчеты помогут сделать правильный выбор и сэкономить собственное время, нервы и деньги.

24.06.2017

Возврат к списку

Расход газа котлов | Расход топлива газовых котлов

Сколько газа потребляет газовый котел в месяц?

Когда газовый котел работает экономично, не возникает вопросов с расходом газа, но, если что-то не так, очень часто приходится слышать «Мой котел жрет много газа!» или разбираться с вопросом «Сколько газа потребляет котел в месяц?»

Для некоторых и 400 «кубов» много, а другим и 1000 – нормально.

Исходя из тарифов газоснабжающих компаний:

• до 3000 куб м/год – самый дешевый тариф – 0,1977 руб/куб. м;
• от 3000 до 5500 куб м/год – на 30% больше – 0,2570 руб/куб. м;
• свыше 5500 куб м/год – на 287% больше –  0,5688 руб/куб. м.

Исходя из этих норм можно понять, что небольшие домики потребляют примерно 400 куб. м в месяц в отопительный период, коттеджи побольше – около 700 куб. м / месяц зимой, а в крупных домах расход газа котлов составляет более 800 куб. м /мес.

Что влияет на расход топлива котлов?

С точки зрения пользователя, котел – это источник тепла, и он должен греть дом. С точки зрения теплотехники, это часть СИСТЕМЫ, которая восполняет теплопотери здания.

Таким образом, если дом большой или плохо утепленный и имеет большие потери тепла, то он потребует много газа.

Также на расход газа влияет температура воздуха внутри помещений. Каждому понятно, что поддерживать температуру 21 градус гораздо затратнее, чем 19!

Конечно же, характеристики оборудования будут влиять на расход газа. Газовых котлов много, они разные, поэтому при выборе учитывайте, что от КПД, экономичности и других технических характеристик зависит и тепло в доме, и затраты на топливо. Отсутствие автоматики также негативно сказывается на расходе газа.

Со временем он может увеличиваться из-за отложений внутри котла и системы отопления.

Как рассчитать расход топлива самостоятельно?

Самый лучший прием – это, конечно же, счетчик газа, он фиксирует точно, и по его показаниям приходится оплачивать потребленный газ.

Если мы хотим теоретически «прикинуть» сколько будет (или должен) потреблять газовый котел, расход газа крайне трудно выявить с точностью. На него будут влиять те параметры, которые мы уже обозначили выше:

• теплопотери дома,
• размер дома,
• утепление дома,
• экономичность (КПД) котла,
• эффективность системы отопления,
• тип системы отопления (теплый пол или радиаторы),
• наличие автоматики.

Каждый из этих параметров воздействует на расход газа!

Для того, чтобы все-таки ответить на вопрос о самостоятельном подсчете расхода, рассмотрим пример:

Жилой дом площадью 200 кв. м, отопление радиаторы, традиционный котел Immergas EOLO Mytos DOM максимальной мощностью 24 кВт с КПД 91 % и максимальным расходом газа 2.67 куб. м/час.

При усредненных теплопотерях 80 Вт/ кв. м максимально этот дом будет терять 16 000 Вт/час, таким образом, максимальный расход газового котла в этом доме будет 1,78 куб. м/час (без приготовления горячей воды). Это соответствует 1280 куб. м газа в месяц (это очень много и вряд ли так будет, потому что температура на улице не будет держатся на -24 градусах целый месяц, а именно для такой температуры сделан расчет в 80 Вт на кв. м).

На самом деле, в среднем этот дом будет потреблять примерно 600 куб. м/мес., что тоже немало.

Можно ли снизить объем потребления газа?

Мы ответим – ДА!

Первое, что нужно сделать, – это утеплить дом, поставить хорошие окна.

По данным некоторых производителей, снижение температуры в помещении на 1 градус дает экономию до 6 %.  Установка комнатного термостата позволит точно поддерживать температуру на требуемом уровне.

Использование эффективного конденсационного котла может дать экономию от более качественного сжигания около 16 % при работе с низкотемпературными системами (теплые полы).

Конденсационный котел имеет больший диапазон модуляции (изменения мощности), а значит будет меньше включатся и отключаться, что снизит потери газа, связанные с пуском и остановкой котла.

При реализации всех этих мероприятий расход газа можно уменьшить вдвое.

 

Обращаем внимание!

С 01.06.2022 устанавливается единый тариф на услуги газоснабжения без дифференциации цен на отопительный и летний периоды для потребителей, в жилых помещениях которых установлено газовое отопительное оборудование и приборы индивидуального учета расхода газа.

 

Как уменьшить большой расход газа котлом на отопление дома

РЕКЛАМА

Самый эффективный способ сократить расход газа на отопление

Страница 2 — продолжение. | Начало — на страницу 1

РЕКЛАМА

В домах рачительных европейцев системы отопления обязательно изначально проектируются, а затем сразу делаются с системой автоматического управления температурой в доме. Немец или поляк знают и понимают, что без автоматики невозможно обеспечить экономное расходование газа и приемлемый уровень теплового комфорта в доме.

Зачем автоматически управлять температурой отопления 

В России, часто хозяева начинают осознавать необходимость автоматического управления температурой уже после того, как дом построен, система отопления уже смонтирована и работает, и начинают приходить счета на оплату газа.

Оказывается, что снаружи дома, температура воздуха, направление и сила ветра постоянно меняются. Днем или ночью — температура наружного воздуха даже в течении суток часто меняется на добрый десяток градусов. Переменчивый ветер то продувает дом, то нет,  Непостоянное солнце, то нагревает дом, то нет. Теплопотери дома  постоянно меняются на разную величину.

Кроме того, тепло в дом поступает не только от системы отопления. Каждый человек в доме служит своеобразным радиатором отопления с довольно большой поверхностью температурой 36 ^оС. Причем, количество таких дополнительных радиаторов в каждом помещении дома постоянно меняется.

Вся энергия, потребляемая в доме электрическими бытовыми приборами и другими устройствами, в конечном счете превращается в тепло. Включение и отключение каждого электрического устройства меняет приток тепла в помещение.

Солнце в окно, работа газовой плиты или духовки — все это создает постоянно меняющийся приток дополнительного тепла в помещения дома. 

Быстрые изменения потоков энергии снаружи и внутри дома приводят к постоянным колебаниям температуры воздуха в каждом помещении. Требуют от отопительной системы такой же быстрой реакции на эти колебания.

Чтобы не заморачиваться со всей этой чехардой, хозяин дома вручную устанавливает на котле температуру нагрева отопительной воды  побольше, так, чтобы температура в доме была потеплее, с запасом. А в конце месяца с удивлением смотрит на цифры в счете за газ и чешет «репу». Почитайте комментарии к статье — там много таких «хозяев».

Хозяин узнает, что в редко посещаемых помещениях дома выгодно держать более низкую температуру. Строительные правила рекомендуют температуру воздуха в отопительный период в разных помещениях дома поддерживать в диапазоне от +12 до +26 ^оС.  (Таблицу из ГОСТа с параметрами температуры в помещениях дома смотрите в конце статьи). В богатых странах Евросоюза установленная на ночь температура в помещениях обычно не превышает 16-17 градусов. Об этом свидетельствует представленный немецким производителем термостатов Tado отчет за 2014 год.

Что изменение температуры в помещении всего на 1 ^оС приводит к увеличению или экономии количества газа на отопление примерно на 4-5%.

Что поддерживать вручную, без автоматики, разную температуру в каждом помещении, да с такой высокой точностью, невозможно.

Хозяин узнает, что для того, чтобы оснастить дом автоматическим управлением температурой, необходимо кое-что выбросить, заменить и переделать в системе отопления, а также установить дополнительное оборудование. А для этого придется опять покупать, сверлить, долбить, прокладывать, отделывать, и самое главное — за все платить. Что вся эта автоматика обошлась бы намного дешевле, если бы устанавливалась сразу, при строительстве дома.

А подключив к котлу комнатный термостат, хозяин с удивлением наблюдает, что температура в доме остается постоянной, в то время, как котел по пол дня не включается и не расходует газ. Хозяин от такой экономии в легкой панике и задает вопрос в комментариях — почему так?

Посмотрите это видео: 

Комнатный термостат экономит газ

Для автоматического управления температурой в доме производители котлов рекомендуют использовать комнатный или погодозависимый регулятор с непрерывным принципом управления температурой подающей линии котла.

Также, можно использовать комнатный термостат двухпозиционного принципа (ВКЛ/ВЫКЛ), но с меньшей эффективностью.

Котлы люксовых категорий, как правило, сразу комплектуются выносным блоком управления. Установленный на стену комнаты, такой блок позволяет дистанционно управлять и контролировать работу котла, а также служит комнатным термостатом.

Комнатный регулятор позволяет поддерживать постоянную температуру в отапливаемом помещении с высокой точностью.  При ручном управлении диапазон колебаний температуры получается больше и отклонения чаще бывают в сторону более высокой температуры. Каждый лишний градус в помещении приводит к увеличению расхода газа на отопление. Кроме того, с помощью терморегулятора можно запрограммировать автоматическое уменьшение температуры в доме в отдельные периоды (ночью …). Отказ от ручного управления температурой отопления и установка автоматического регулятора для поддержания необходимой температуры в помещении, позволяют заметно сократить расход газа на отопление.  

Кроме того, для изменения настроек котла хозяину не надо бегать в котельную. Пользовательские настройки котла можно менять прямо в доме, на терморегуляторе.

Комнатный термостат или датчик температуры комнатного регулятора всегда устанавливают в самом большом помещении дома или квартиры.

Комнатный термостат экономит электроэнергию

При работе котла без комнатного термостата циркуляционный насос работает постоянно, расходуя электроэнергию. Комнатный термостат управляет не только газовой горелкой, но и циркуляционным насосом. Циркуляционный насос под управлением комнатного термостата работает с перерывами, что экономит электроэнергию и ресурс работы насоса.

Погодное регулирование температуры уменьшает расход газа

Все строительные конструкции дома обладают свойством тепловой инерциии. Например, при изменении температуры воздуха на улице наружные стены медленно нагреваются и не сразу остывают. То есть, изменение наружной температуры приводит к изменению температуры внутри помещения с некоторым опозданием.  

При регулировке с помощью комнатного термостата, температура теплоносителя в системе не будет изменяться до момента, пока она не начнет, например, повышаться в помещении из-за потепления на улице. Только после этого температура теплоносителя начнет снижаться, но, из — за тепловой инерции стен, радиаторов и других конструкций, выделение тепла продолжится еще некоторое время, и температура в помещении все это время будет выше заданной.

По этой причине, точность поддержания температуры в помещении с помощью комнатного термостата будет не очень высокой. Диапазон колебаний температуры в доме будет больше величины, которая задана настройкой гистерезиса термостата. 

Если температуру теплоносителя изменять одновременно с колебаниями наружной температуры, то точность регулирования температуры воздуха в помещении можно увеличить, что повысит комфорт и сократит расход газа на отопление.

Погодное управление температурой воздуха в помещении можно выполнить одним из трех способов:

1. Подключением к котлу только датчика температуры наружного воздуха, без подключения комнатного термостата.
2. Подключением к котлу датчика температуры и двухпозиционного термостата. 
3. Присоединением датчика температуры к комнатному термостату, если его конструкцией предусмотрена такая возможность.

Наилучшей стабильности температуры, а значит комфорта и экономии энергии, можно добиться, если использовать третий способ погодного регулирования.

Первый вариант, с присоединением к котлу только датчика наружной температуры, обеспечивает минимум затрат — не требуется покупка термостата.

Подключение к котлу датчика наружной температуры и двухпозиционного комнатного термостата является оптимальным вариантом погодного регулирования.

Котел с датчиком  наружной температуры будет реагировать на изменение погодных условий, а комнатный термостат корректировать температуру теплоносителя, в зависимости от температуры воздуха в помещении. Дело в том, что температура в помещении зависит не только от тепла, которое поступает от системы отопления. Температура в доме меняется если, например, открыта форточка или в окно светит солнце, работают электробытовые приборы или в помещении много людей. На все это и будет реагировать комнатный термостат, корректируя температуру в системе отопления. 

Датчик температуры наружного воздуха газового котла Protherm

Для котлов Protherm завод выпускает датчик наружной температуры типа NTC с кодом S010075. Датчик размещают снаружи, на защищенном от солнца фасаде дома. Датчик устанавливают на кронштейне, на некотором удалении от стены, чтобы температура стены не влияла на датчик. С котлом датчик соединяют двухжильным медным проводом сечением не менее 0,75 мм².

Зависимость сопротивления от температуры для термистора уличного датчика температуры газового котла Протерм. Номер заказа: 0020040797.

Есть опыт применения в качестве датчика наружной температуры, NTC термистора B57164-K 222-J, 2.2 кОм, 5%, фирмы Epcos. Купить можно в интернет магазине. Параллельно термистору необходимо подключить обычный резистор сопротивлением 2, 2 кОм. Это необходимо для того, чтобы зависимость сопротивления наружного датчика от температуры примерно соответствовала данным, указанным в таблице.

Для защиты от атмосферных воздействий термистор помещают в подходящую коробку. Стоимость такого самодельного датчика с термистором значительно ниже, чем заводского датчика.

Термостатический вентиль на радиаторе сокращает расход газа

Термостатический вентиль — терморегулятор для радиатора уменьшает расход газа на отопление. Установка терморегулятора на радиатор — это обязательное требование строительных правил.

Погодное регулирование изменяет температуру отопительной воды в системе отопления в зависимости от температуры на улице.

Комнатный термостат регулирует, корректирует температуру отопительной воды в зависимости от температуры в одном помещении, там где он установлен.

Комнатный термостат всегда устанавливают в самом большом помещении дома, квартиры. Температура в других помещениях будет отличаться от той, которая необходима, в ту или другую сторону. Например, в целях экономии газа, температуру в редко посещаемых помещениях выгодно держать меньше.

Температуру в других помещениях можно регулировать с помощью терморегуляторов, устанавливаемых на входе отопительной воды в радиатор. В качестве радиаторных терморегуляторов применяют термостатический вентиль или электронный радиаторный термостат.

Термостатический вентиль регулирует расход отопительной воды через радиатор так, чтобы температура в помещении оставалась постоянной, заданной на шкале термостатической головки. В управляющей головке термостатического вентиля находится сильфон, заполненный жидкостью или газом. При изменении температуры в помещении, меняется температура жидкости (газа). В результате теплового расширения жидкости (газа) сильфон изменяет свое положение и воздействует на шток клапана вентиля на трубе радиатора.

В продаже можно найти термостатические вентили с выносным датчиком температуры. Такие устройства обеспечивают более стабильную температуру в помещении, так как исключается влияние близко расположенного радиатора и окна.

Электронный радиаторный термостат

Электронный программируемый термостат для радиатора отопления. Питание от батарей типа АА, 2 шт. Температура регулировки от 5 °С до 35 °С. Гистерезис ±0,5 °С. LCD дисплей.

Электронный радиаторный термостат, также как и головка термостатического вентиля,  устанавливается на регулирующий клапан на трубе к радиатору. По сравнению с термостатическим вентилем он имеет намного больше функций управления.

Радиаторный термостат состоит из встроенного или выносного термодатчика и сервопривода, который открывает и закрывает клапан вентиля на радиаторе.

В программируемом радиаторном термостате можно выбрать температурный режим для дневного и ночного времени суток, для разных дней недели. Это позволяет добиться большего комфорта и экономии газа. Для обладателей загородного дома программируемый термостат будет поддерживать экономичный режим тепла в будние дни, а к приезду заранее перейдёт в режим прогревания.

Электронный программируемый радиаторный термостат может обеспечить:

• Индикацию температуры в помещении.
• Индикацию разряда батарей.
• Индикацию неисправности системы.
• Индикацию режима работы.
• Установку экономичного и комфортного температурного режима.
• Установку графика чередования комфортного и экономичного режима на каждый день недели.
• Функцию блокировки для защиты от детей.
• Функцию проветривания комнаты.
• Функцию защиты клапана от закисания.
• Функцию защиты системы от замерзания.

Автоматическое управление температурой в доме с теплым полом

В доме с теплым полом необходимо иметь три системы автоматического управления температурой: 1 — теплым полом по температуре воздуха в помещении, но с ограничением температуры пола; 2 — радиаторами по температуре воздуха в помещении; 3 — погодное управление котлом по температуре наружного воздуха .

Как известно, теплый пол может быть или «комфортным» или «отопительным».

«Комфортный» теплый пол немного подогревает поверхность и обеспечивает приятные ощущения при нахождении человека на полу. Основное поступление тепла в помещение обеспечивают радиаторы. Для комфортного теплого пола необходимо поддерживать постоянную, температуру теплоносителя.

«Отопительный» теплый пол, помимо комфорта, обеспечивает полноценное отопление помещения.

В условиях российского климата сравнительно небольшая тепловая мощность теплого пола делает его пригодным чаще всего только для комфортного отопления.

Датчик температуры воздуха в корпусе термостата и датчик в полу обеспечивают регулирование температурой в помещении и защищают пол от перегрева

В доме с комфортным теплым полом для управления температурой необходимо иметь три системы автоматического управления.

Одна система, регулирующая работу теплого пола, должна управляться по температуре воздуха в помещении до тех пор пока температура поверхности пола не достигнет комфортного уровня. То есть, в межсезонье дом будет отапливаться теплом теплого пола.

Если температуре пола достигла верхнего предела, а температура воздуха в помещениях снижается, то вступает в действие автоматическая система управления радиаторами.  Радиаторы будут догревать воздух в помещении, добавлять свое тепло к тому теплу, которое будет постоянно поступать от теплого пола.

Режим нагрева теплоносителя котлом должен регулироваться еще одной автоматической системой погодного регулирования, реагирующей на температуру наружного воздуха.

Учитывая то, что система теплых полов обладает высокой инерционностью (медленно нагревается и медленно остывает) для управления ее работой рекомендуется использовать погодную автоматику. Тогда температура теплоносителя, подаваемого в систему, будет адаптирована к наружной температуре. Благодаря этому вместе с изменением наружной температуры меняется температура теплоносителя, циркулирующего в полу.

Смесительный узел с циркуляционным насосом — слева. Справа, к смесительному узлу присоединен коллектор труб теплого пола. На коллекторе установлены регулирующие вентили с сервоприводом. Вентилем через сервопривод управляет термостат, регулирующий подачу теплоносителя в контур теплого пола в зависимости от температуры поверхности пола и температуры воздуха в помещении.

Каждое помещение с «теплым полом» — это как минимум один контур (одна петля трубы). Все эти контуры надо как-то объединить в один и присоединить к котлу или иному источнику тепла. Оба конца трубы каждого контура теплого пола присоединяют к коллектору.

Для регулирования температуры теплого пола необходимо выбрать и установить коллектор, оснащенный сервоприводами на регулирующих вентилях.

Сервопривод, это устройство, которое при подаче на него электрического тока от термостата воздействует на вентиль, открывает или закрывает его. Сервопривод работает как выключатель, полностью открывая или закрывая вентиль. Температура поверхности теплого пола будет поддерживаться с точностью +/- 0,5 — 1 ^оС.

Термостаты для теплого пола

Термостат — это прибор, который измеряет температуру чего-либо, сравнивает эту температуру с заранее заданной и, в зависимости от результата сравнения, подает команду сервоприводу включить или выключить регулирующий вентиль. Таким образом, включая или отключая подачу тепла, термостат поддерживает температуру чего-либо с минимальными отклонениями от заданной величины, обычно с точностью +\- 0,5 ^оС.

Для измерения температуры термостат может иметь встроенный в корпус прибора датчик температуры. Датчик температуры может быть и выносным. Выносной датчик соединяется с термостатом проводами.

На термостате всегда есть кнопки или колесики, с помощью которых задается температура, стабильность которой он должен обеспечить. На всех термостатах есть индикация текущего состояния — «нагрев включен» или «нагрев выключен».

Термостат в зависимости от способа соединения с исполнительным сервоприводом  может быть проводным или беспроводным.

Самый мало бюджетный вариант — это проводной термостат. Сам прибор устанавливается в помещении, в котором должен поддерживать температуру. Коллектор теплого пола с сервоприводами может быть установлен в другом месте, например, в котельной. Между собой эти устройства соединяют тонкими проводами.

Беспроводной термостат передает команду управления на сервопривода коллектора по радиоканалу. Для этого, в корпусе термостата имеется радиопередатчик, а вблизи коллектора устанавливают радиоприемный блок. Установка беспроводного термостата бывает выгодна, когда проводят работы по автоматизации в уже построенном доме — не требуется прокладывать провода и нарушать отделку помещений. 

Термостат с функцией регулирования температуры в помещении и температуры теплого пола. Работает с двумя термодатчиками, один — в корпусе прибора, другой — выносной, в теплом полу.

Для регулирования температуры воздуха и температуры теплого пола  в соответствии с алгоритмом — регулируем температуру воздуха в помещении, но не даем нагреться полу выше заданной температуры, необходим термостат, имеющий соответствующие функции.

Термостат для теплого пола:

• Должен работать с двумя датчиками температуры: встроенным датчиком температуры воздуха и выносным датчиком температуры теплого пола.
• В термостате должна быть предусмотрена возможность задавать отдельно температуру воздуха и температуру теплого пола.
• Должен быть заложен алгоритм регулирования по температуре воздуха с ограничением температуры поверхности теплого пола.

Коммутационный модуль для подключения к одному термостату нескольких контуров теплого пола

Один термостат может управлять несколькими исполнительными сервоприводами, установленными на одном коллекторе. Термостат с сервоприводами соединяют через специальный блок — коммутационный модуль.

Выбор комнатного терморегулятора — термостата

Выбор приборов автоматики для управления системой отопления в частном доме рассмотрим на примере производителя оборудования торговой марки Protherm.

Комнатный термостат, установленный в помещении, измеряет текущую температуру воздуха и, в случае отклонения температуры от установленного в настройках значения, посылает на котел управляющий сигнал.

Комнатный термостат, который управляет работой котла, устанавливают в самом большом помещении дома. Радиаторы в помещении, в котором установлен термостат, не должны иметь вентилей, регулирующих расход теплоносителя. В других комнатах  на каждом радиаторе необходимо установить термостатический вентиль, который регулирует расход теплоносителя через радиатор в зависимости от температуры в этом помещении.

В системах отопления с теплыми полами и радиаторами система автоматического управления температурой воздуха более сложная.

Читайте: «Автоматическое управление температурой воздуха в доме с теплым полом и радиаторами». 

Сигнал от термостата на котел может идти по проводам, а может и по беспроводной радиосвязи. В последнем варианте на котле устанавливают блок приема радиосигнала от беспроводного термостата.

Рекомендуется для управления котлами Protherm использовать терморегуляторы этой же торговой марки. Производитель котлов торговой марки Protherm выпускает несколько модификаций комнатных терморегуляторов для своих газовых котлов.

Двухпозиционные терморегуляторы — термостаты для газового котла

Электромеханический двухпозиционный комнатный термостат Protherm Exabasic для газового котла — простой, дешевый, но колебания температуры в отапливаемом помещении будут значительны — около  2-3 ^оС.Электронный двухпозиционный комнатный термостат Protherm Exacontrol обеспечивает более высокую точность и стабильность поддержания температуры в помещении, имеет функцию защиты системы отопления от замерзания. На дисплей выводится текущая температура в помещении.Электронный двухпозиционный программируемый комнатный терморегулятор — термостат Protherm Thermolink S

Thermolink S — электронный двухпозиционный программируемый регулятор, отличается от предыдущих моделей тем, что позволяет выполнить настройку температуры по одной недельной программе с возможностью комбинаций из трех разных временных интервалов (утро, день, вечер).

Недельная программа регулирования температуры отопления в доме, квартире комнатным терморегулятором Protherm Thermolink S

Кроме того, есть возможность установить один из трех температурных режимов:  «Комфорт», «Эко» (эконом) или режим «Отпуск».

Регулятор Thermolink S поддерживает функцию защиты системы отопления от замерзания при снижении температуры помещения до 3 °С.

На дисплее отображаются текущее значение температуры в помещении, а также время и день недели.

Особенности работы котла с двухпозиционным термостатом

Двухпозиционные термостаты имеют на выходе реле с контактами. Контакты могут находиться в одном из двух положений: замкнутом или разомкнутом. Соединенные с котлом, замкнутые контакты термостата включают режим отопления котла. При размыкании контактов — режим отопления выключается. Котел работает циклами — включен/выключен. Каких либо изменений в настройках режима отопления на самом котле не происходит.

Цикличность работы котла под управлением двухпозиционного комнатного термостата может скрыть тактование котла, которое происходит по причине значительного несоответствия мощностей котла и отопительных приборов (о тактовании читайте начало статьи).

Многие даже утверждают, что тактование котла можно устранить не регулировкой газового клапана, а установкой комнатного термостата.

Однако, если мощность котла значительно превышает мощность отопительных приборов, то частота циклов работы котла с двухпозиционным термостатом увеличивается. Котел чаще включается и отключается. Кроме того, расширяется диапазон колебаний температуры в помещении.

Правильная настройка мощности газового котла необходима и при работе котла под управлением комнатного терморегулятора.

Чувствительность электронного двухпозиционного комнатного термостата 0,5 ^оС. Термостат переключает контакты при изменении температуры воздуха в помещении на полградуса.

Двухпозиционный комнатный термостат использует самообучающийся алгоритм TPI — регулирования. Широтно-импульсное регулирование с «размытой логикой» (fuzzy logic). адаптируется к окружающим условиям и обеспечивает точное температурное регулирование и минимальный расход газа.  Подробнее . . .

Интерфейсные регуляторы температуры котла 

Программируемый терморегулятор Protherm Thermolink P

Комнатный программируемый терморегулятор Protherm Thermolink P с интерфейсом (eBus) для газового котла Protherm Gepard (Panther)

Программируемый терморегулятор Protherm Thermolink P позволяет выполнить настройку температуры по одной недельной программе с возможностью комбинаций из 3 разных временных интервалов (утро, день, вечер).

Есть возможность установить один из трех температурных режимов отопления:  «Комфорт», «Эко» или режим «Отпуск». Имеется возможность настройки температуры горячей воды.

Терморегулятор  Thermolink P поддерживает функцию защиты системы отопления от замерзания при снижении температуры помещения до 3°С.

На дисплее отображаются текущие значения температуры в помещении, а также времени и дня недели.

Интерфейсный регулятор Thermolink RC является модификацией Thermolink P с аналогичными свойствами и параметрами, однако с беспроводным подсоединением к котлу.

Отличие интерфейсного Thermolink P от двухпозиционного Thermolink S

Комнатный регулятор температуры Thermolink P связан с котлом через интерфейс коммуникационной шины eBus. По этой шине происходит обмен данными между микропроцессорами терморегулятора и котла. Терморегулятор имеет возможность изменять настройки котла.

Двухпозиционный термостат Thermolink S поддерживает необходимую температуру в помещении за счет того, что в определенный момент включает и отключает котел.

Терморегулятор Protherm Thermolink P с интерфейсом (eBus) обеспечивает регулирование температуры в помещении за счет изменения настроек котла — меняется мощность горелки котла и температура теплоносителя. Котел работает постоянно, а не циклами.

Кроме того, для изменения настроек котла хозяину не надо бегать в котельную. Пользовательские настройки котла можно менять прямо на терморегуляторе. Например, настроить температуру горячей воды. Коды автоматической диагностики котла также отображаются на дисплее терморегулятора.

Интерфейсный регулятор может работать совместно с подключаемым к нему датчиком наружной температуры воздуха.

Настройка погодного регулирования на котле

Чтобы температура в доме оставалась постоянной, температура отопительной воды в системе, при изменении наружной температуры, должна меняться по определенному закону. Эта закономерность определяется величиной и характером теплопотерь здания, а также параметрами системы отопления.

Зависимость температуры отопительной воды от температуры на улице на графике изображается отопительной кривой. Для каждого здания наклон отопительной кривой сугубо индивидуален.

Отопительные кривые для некоторых значений параметра в строке d.43 сервисного меню котла Protherm Gepard (Panther)..

Для работы с датчиком наружной температуры, подключенным к котлу, отопительную кривую для дома выбирают за два шага.

Шаг 1. В строке d.43 сервисного меню выбирают параметр, который задает наклон отопительной кривой (на графике выше). Заводская настройка параметра =1.2. Выбирают параметр, который соответствует отопительной кривой, проходящей через известную точку пересечения на графике температуры отопительной воды  и наружной температуры. Эти температуры (эту точку) определяют расчетом. Часто расчеты не делают и эта точка заранее не известна.

Обычно, параметр наклона отопительной кривой в строке d.43 подбирают опытным путем. Оставляют заводскую настройку параметра в строке d. 43 и наблюдают, в какую сторону меняется температура в помещении при колебаниях наружной температуры. Если при понижении температуры на улице, температура в помещении увеличивается, то необходимо уменьшить наклон отопительной кривой, т.е. уменьшить значение параметра в строке d.43, и наоборот. Задача — подобрать такое значение параметра, при котором изменение наружной температуры не будет приводить к колебаниям температуры в доме. На этом шаге главное, это добиться стабильности температуры в помещении, не обращая внимания на абсолютную величину этой температуры.

Шаг 2. В строке d.45 сервисного меню выбирают базовую температуру отопительной кривой в диапазоне 15 — 25 ^оС. Заводская настройка параметра =20. Параметр в строке d.45 задает абсолютную величину температуры в помещении. Если после выбора наклона отопительной кривой на шаге 1, температура в помещении стабильна, но мала, то параметр температуры в строке d.45 увеличивают, и наоборот. В этом случае отопительная кривая на графике поднимается или опускается, но её наклон не меняется.

Если в сервисном меню вызвать строку d.47 , то на экране дисплея отобразится температура, которая измеряется с помощью датчика наружной температуры.

Читайте: Как войти в сервисное меню котла Protherm Gepard (Panther)

Подключение термостата и датчика температуры наружного воздуха к газовому котлу

Провода от комнатного терморегулятора — термостата присоединяют к колодке клеммника обозначенного, как Х17 (на рис. черного цвета слева ) в отсеке 24 V панели управления газового котла Protherm Gepard (Panther).

Провода от двухпозиционного термостата подключают на колодке к клеммам RT, вместо перемычки.

Провода от интерфейсного терморегулятора Thermolink P присоединяют к этой же колодке, но к клеммам с обозначением «e-Bus». Перемычку между клеммами RT оставляют на месте.

К клеммам T^oext можно подключить датчик температуры наружного воздуха.

Подключение к котлу двухпозиционного беспроводного термостата — видео

Беспроводной комнатный термостат состоит из двух блоков.

Исполнительный блок устанавливают вблизи котла и присоединяют к котлу проводами, к тем же клеммам, что и обычный проводной терморегулятор.  Для электропитания исполнительного блока его еще подключают к электросети 220 вольт.

Измерительный (управляющий) блок с дисплеем монтируют на стене отапливаемого помещения. Сигнал от измерительного блока идет к исполнительному блоку по радиоканалу.

Комнатный термостат для газового котла в Вашем городе

 

⇆

Читайте: «Комнатный термостат для газового котла с Алиэкспресс из Китая«

Нормы температуры воздуха в жилых помещениях дома

В частном доме при настройке системы отопления рекомендуется ориентироваться на нормы температуры воздуха в помещениях, установленные «ГОСТ 30494—2011. Межгосударственный стандарт. Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях» :

Наименование помещения	Температура (оС), оптимальная / допустимая
Жилая комната	20-22 / 18-24
То же, но в районах с температурой наружного воздуха наиболее холодной пятидневки -31 оС и ниже	21-23 / 20-24
Кухня, туалет	19-21 / 18-26
Ванная, совмещенный санузел	24-26 / 18-26
Лестничная клетка, вестибюль	16-18 / 14-22
Кладовка	16-18 / 12-22

Кроме температуры, другим важным параметром микроклимата помещений является относительная влажность воздуха. Стандарт также регламентирует относительную влажность воздуха в отопительный период для жилых комнат — оптимальную в размере 45-30%. Допустимая влажность воздуха во всех помещениях дома должна быть не выше 60%.

Измерение температуры и влажности воздуха следует проводить в центре помещения на высоте 1,7 м., при пасмурной погоде и температуре наружного воздуха ниже -5 ^оС.

Оптимальные параметры микроклимата — сочетание значений показателей микроклимата, которые при длительном и систематическом воздействии на человека обеспечивают нормальное тепловое состояние организма при минимальном напряжении механизмов терморегуляции и ощущение комфорта не менее чем у 80 % людей, находящихся в помещении.

Допустимые параметры микроклимата — сочетания значений показателей микроклимата, которые при длительном и систематическом воздействии на человека могут вызвать общее и локальное ощущение дискомфорта, ухудшение самочувствия и понижение работоспособности при усиленном напряжении механизмов терморегуляции и не вызывают повреждений или ухудшения состояния здоровья.

В жилых зданиях согласно СП 60.13330.2010 «СНиП 41-01—2003 Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха» в холодный период года во время отсутствия в них людей допускается снижать показатели микроклимата, принимая температуру воздуха ниже нормируемой, но не ниже:
15 °С — в жилых помещениях;
12 °С — в помещениях общественных, административных и бытовых.
Нормируемая температура в помещениях должна быть обеспечена к началу использования.

В подвале дома температура воздуха не должна быть ниже +5 ^оС.

Советы застройщику

Как уменьшить большой расход газа котлом на отопление дома:

1. Выбирайте мощность одного газового котла, минимально необходимую для компенсации тепловых потерь дома. При установке двух котлов, их общая суммарная мощность должна быть равна минимально необходимой.
2. В целях экономии газа и комфорта выгодно применять систему отопления и ГВС с одноконтурным котлом и бойлером. При мощности отопительной системы менее 15 кВт.  от применения двухконтурного котла лучше отказаться, система с бойлером будет наиболее выгодна.
3. Выбирайте газовый котел с открытой камерой сгорания, атмо.
4. При выборе марки котла, среди прочих характеристик, обязательно оценивайте КПД котла, указанный в технической документации.
5. Ежегодно выполняйте чистку теплообменника котла от сажи.
6. Контролируйте исправность и немедленно устраняйте дефекты системы подачи воздуха и отвода дымовых газов котла.
7. К котлу обязательно подключайте комнатный термостат и уличный датчик температуры. Установка простого двухпозиционного термостата и уличного датчика температуры окупится за один — два года. 
8. На каждый радиатор во всех помещениях (кроме помещения с комнатным термостатом) устанавливайте термостатический вентиль. Это позволит во многих помещениях избежать «перетопа», держать более низкую температуру.
9. Помещения с теплыми полами оснащайте автоматическими регуляторами температуры в помещении с защитой от перегрева пола.

Только так, по крупицам, выполнив эти условия, можно уменьшить до минимума расход газа, связанный с работой отопительной системы.

Еще Статьи на эту тему:

⇒ Бойлер ГВС для двухконтурного котла или колонки
⇒ Очистка от накипи теплообменника газового котла или колонки
⇒ Настройка, регулировка мощности газового котла
⇒ Неисправности и коды ошибок газового котла Ariston, Protherm, Baxi
⇒ Настройка давления в системе отопления с мембранным расширительным баком

Читать страницу: Страница 1, Страница 2

Как уменьшить большой расход газа котлом на отопление дома

РЕКЛАМА

Другие статьи на эту тему:

⇒ Бойлер ГВС для двухконтурного котла или колонки
⇒ Очистка от накипи теплообменника газового котла или колонки
⇒ Настройка, регулировка мощности газового котла
⇒ Неисправности и коды ошибок газового котла Ariston, Protherm, Baxi
⇒ Настройка давления в системе отопления с мембранным расширительным баком

Куда расходуется газ

Задачей системы отопления является поддержание комфортной температуры в доме. Для этого, тепловая энергия, которая выделяется при сгорании газа в котле, постоянно  расходуется на компенсацию тепловых потерь дома.

Газ расходуется на восполнение тепловых потерь в доме:

РЕКЛАМА

• Тепловых потерь через ограждающие конструкции — стены, окна, двери, чердак, цоколь.
• С воздухом, удаляемым через систему вентиляции.
• Со стоками горячей воды в канализацию.
• Потерь в самом газовом котле.

О том, как сократить потери тепла через ограждающие конструкции и систему вентиляции читайте на сайте в других статьях.

Читайте: «Как сделать дом теплым. Стоит ли строить энергосберегающий дом»

Как уменьшить большой расход газа, связанный с работой системы отопления

В этой статье рассмотрим вопросы, как уменьшить большой расход газа котлом на отопление дома. 

До 30% энергии, получаемой в газовом котле, улетает с дымовыми газами в трубу и на улицу

Отопительный котел в частном доме чаще всего служит источником тепловой энергии для двух потребителей тепла:

• Системы отопления с водяным контуром.
• Системы приготовления горячей воды, контура ГВС.

Об экономии газа в системе ГВС читайте: Горячее водоснабжение частного загородного дома

Потребление тепла системой отопления

Система отопления восполняет тепловые потери здания и поддерживает комфортную температуру воздуха в его помещениях. Потребителями тепла в системе отопления частного дома обычно бывают отопительные контуры с радиаторами и теплыми полами.

 Система отопления потребляет тепловую энергию не круглый год, а только в отопительный период. Причем, количество потребляемой энергии непостоянно, а зависит от колебаний температуры наружного воздуха в отопительный сезон.

Тепловая энергия на отопление расходуется непрерывно, но количество потребленной энергии постоянно меняется. Максимальное количество потребляемой  энергии может отличаться от минимального её расхода в десять раз и более.

Исходя из изложенного выше, идеальный источник тепловой энергии для системы отопления частного дома должен отвечать следующим требованиям:

• Производить тепловую энергию постоянно, без перерывов.
• Иметь максимальную производительность, достаточную для компенсации тепловых потерь дома в условиях самых низких температур наружного воздуха.
• Иметь возможность регулирования количества производимой тепловой энергии от максимального значения до минимального, отличающегося в 10 раз и более.

Следует заметить, что идеальных отопительных котлов, отвечающих всем этим требованиям, в продаже Вы не найдете.

У меня расход газа большой, а у соседа меньше. Что делать?

Сравнивать свой расход газа, с тем, что говорит сосед, не стоит. Мало ли кто и что говорит. Чудес не бывает.

Вы сами подумайте, куда может уходить тепло, которое образуется в горелке котла при сгорании газа? Из котла тепло может уходить только в теплообменник и далее в отопительную систему, либо с дымовыми газами в трубу и на улицу.

Как можно сравнивать расход газа сегодня и вчера, если погода (температура, ветер) всегда разные?

Конструкции домов тоже разные. Может быть в вашем доме больше теплопотери, чем у соседа, например, из-за более тонкого слоя утеплителя на потолке. Вы сами видели толщину утеплителя у соседа?

Возможно у соседа работой котла управляет комнатный термостат и он держит в доме более низкую температуру в комнатах, чем вы? 

Или у него по другому работает вентиляция. 

Больше тепла уходит в трубу, если первичный теплообменник котла забит снаружи сажей, а внутри — накипью и ржавчиной.

Расход газа увеличивается, если в газовой трубе низкое давление или подается не качественный по составу газ.

Причин может быть очень много. А скорее всего сосед просто хвастун и желает показать свое превосходство.

Чтобы уменьшить расход газа приходится действовать по многим направлениям, по крупицам сокращая расход.

Расход газа зависит от теплозащиты дома, от температуры на улице, от КПД котла, от точности поддержания температуры в помещении. Работа котла на минимальной мощности, цикличность работы — все это снижает КПД системы отопления.

Выбираем экономичный газовый котел

О минусах слишком мощного котла 

Строительными правилами не рекомендуется установка котлов с полезной мощностью, которая значительно превышает мощность отопительной системы в доме или квартире.

Например, в сервисной инструкции двухконтурного котла Protherm Gepard 23 MTV указан его КПД в режиме отопления: 93,2% при максимальной тепловой мощности (23,3 кВт.) и 79,4% при работе с минимальной мощностью (8,5 кВт.) Представьте, как еще уменьшится КПД, если этому котлу придется работать с системой отопления мощностью, например 4 кВт.

Учтите, что отопительный котел в течении года большую часть времени работает с минимальной мощностью. Минимум 1/4 часть израсходованного на отопление газа будет буквально вылетать бесполезно в трубу. Это будет расплата за установку в доме слишком мощного оборудования для отопления и ГВС.

Импульсный режим работы, тактование котла

Большая разница между мощностью газового котла и мощностью отопительных приборов, в числе прочих минусов, приводит к работе котла в импульсном режиме.

Избыточная цикличность, импульсивность работы или, как говорят в народе, «тактование котла» проявляется в том, что котел производит тепловой энергии в единицу времени больше, чем способен принять менее мощный отопительный контур. Поэтому, температура воды на выходе из котла быстро растет и он отключается раньше, не успев нагреть радиаторы.

Горелка котла после включения быстро отключается по достижении заданной температуры в прямой трубе на выходе из котла. Но радиаторы при этом остаются не прогретыми до этой заданной температуры — нагретая в котле вода просто не успевает дойти до отопительных приборов. 

Через короткое время циркуляционный насос подает в теплообменник, оставшуюся прохладной воду из обратного трубопровода системы отопления и горелка снова включается. Далее все повторяется снова.

Тактование уменьшает срок службы котла и увеличивает расход газа

Увеличение количества запусков в результате цикличности, больше всего съедает ресурс работы у весьма дорогостоящих частей котла — газового и трехходового клапанов, циркуляционного насоса, вентилятора отходящих газов.

Для зажигания в момент запуска, на горелку подается максимальное количество газа. Часть газа, до момента появления пламени, буквально улетает в трубу.  Постоянное «перезажигание» горелки еще больше увеличивает расход газа и снижает  КПД котла.

Работа в режиме «тактования» значительно уменьшает ресурс работы деталей котла, заметно снижает КПД.

Читайте: «Как устранить тактование двухконтурного газового котла»

Выбираем мощность газового котла для дома

Большинство газовых двухконтурных котлов, которые имеются в продаже, рассчитаны на работу с минимальной тепловой мощностью более 8 кВт. 

Некоторые производители стали «хитрить». В настройках программы управления котлом ограничивают максимальную тепловую мощность в режиме отопления. И указывают её  величину в обозначении марки котла. В продаже появились котлы с указанием в марке котла мощности, например — 12 кВт. При этом, в паспорте котла максимальная мощность в режиме ГВС остается 20 — 24 кВт., а минимальная во всех режимах остается более 8 кВт.  Это маркетинговая уловка, которая вводит покупателя в заблуждение.

В продаже также можно найти двухконтурные газовые котлы с расширенным рабочим диапазоном тепловой мощности. С максимальной тепловой мощностью 20 — 24 кВт. и минимальной меньше 5 кВт. Такие котлы наилучшим образом соответствуют потребностям систем отопления и ГВС небольших частных домов и квартир. На максимальной мощности котел работает в режиме ГВС. На минимальной мощности — в режиме отопления.

Для приготовления горячей воды и отопления домов и квартир с отапливаемой площадью до 120 м², с одной ванной, рекомендую устанавливать двухконтурные газовые котлы с расширенным рабочим диапазоном мощности:

• • с максимальной тепловой мощностью 18 — 24 кВт. 
  • и минимальной менее 5 кВт. 

Котел с бойлером ГВС сокращает расход газа

Система отопления и ГВС с двухконтурным газовым котлом пользуется популярностью благодаря сравнительно небольшой стоимости, простоте и малым габаритам. Однако, она имеет существенные недостатки, которые приводят к увеличению расхода газа и воды, к снижению комфорта пользования горячей водой.

Читайте: «Недостатки системы ГВС с двухконтурным газовым котлом»

Настенный газовый котел с бойлером — оптимальный вариант для организации отопления и ГВС в доме или квартире.

Для домов и квартир больших размеров, площадью более 120 м², очень советую использовать систему ГВС с бойлером послойного нагрева и двухконтурным котлом, или с бойлером косвенного нагрева и одноконтурным котлом. 

Газовый котел с открытой камерой сгорания экономит газ

Сравните КПД газовых котлов одной и той же мощности и марки, но с разными типами камеры сгорания, с открытой камерой сгорания (атмо) и с закрытой  (турбо).  Обнаружите, что при работе не на полную мощность котлы атмо имеют более высокий КПД, чем турбо. Например, котел Protherm Gepard 23 MOV (атмо), на минимальной мощности 8,5 кВт, имеет КПД 86,5%. А такой же котел, но турбо, на минимальной мощности работает с КПД 79,4%.

В котлах турбо, в результате постоянной работы вентилятора, через камеру сгорания и далее в трубу, уходит избыточное количество воздуха. А с воздухом теряется тепло и увеличивается расход газа.

Кроме того, в котлах турбо дополнительно имеем расход электроэнергии на работу вентилятора в системе дымоудаления.

В частном доме выгодно заранее, на стадии строительства, предусматривать устройство дымохода для газового котла атмо с открытой камерой сгорания.

Для увеличения КПД котлов турбо, некоторые производители оснащают котел модулируемой системой турбонаддува. Вентилятор такого котла изменяет скорость вращения по сигналу датчика. В результате в камеру сгорания подается ровно столько воздуха, сколько необходимо для сгорания подаваемого в горелку количества газа. Отсутствие недостатка или избытка воздуха для горения сводит к минимуму потери тепла и газа через систему дымоудаления. Модулируемым турбонаддувом обычно оснащаются котлы люксовой категории. 

Правильный подвод воздуха и отвод дыма  уменьшает расход газа

Для сжигания 1 м³ газа требуется ~12÷14 м³ воздуха? Например, котлу мощностью 18 кВт при номинальном расходе газа 1,93 м³ / ч на горение требуется воздуха ~ 25 м³ / ч !

В режиме нехватки воздуха для горения происходит не полное сгорание газовоздушной смеси. Такой режим приводит к резкому уменьшению количества теплоты, выделяющейся при горении, и к интенсивному образованию сажи.  Сажа оседает на теплообменнике и способна в короткое время полностью забить просветы между пластинами оребрения теплообменника. 

Неполное сгорание газа сокращает выделение тепла, а загрязнение теплообменника сажей затрудняет передачу тепла от сгоревшего газа к отопительной воде в нем. Все это приводит к увеличению потребления газа котлом.

Избыток воздуха, проходящего через горелку котла, бесполезно забирает с собой и уносит в дымовую трубу часть тепла, что тоже увеличивает расход газа.

В целях сокращения расхода газа, необходимо обеспечить подачу в котел оптимального количества воздуха для горения.

Для экономии газа важно

Правильно сделать систему подвода/отвода воздуха и дыма, а также своевременно выполнять работы по её обслуживанию. 

Дефекты системы могут длительное время оставаться незаметными для хозяев, но все это время будут увеличивать расход газа.

При эксплуатации отопления необходимо ежегодно, до начала отопительного сезона, выполнять:

• Чистку теплообменника котла от сажи.
• Контролировать исправность и устранять дефекты системы подачи воздуха и отвода дымовых газов котла.

Проверьте дымовую трубу на плотность швов и стыков, на соответствие рекомендациям производителя котла её длины и диаметра, на отсутствие препятствий в дымовом канале (засорение, обледенение), на задувание и подпор тяги ветром (на расположение оголовка дымовой трубы относительно крыши).

Проверьте свободное поступление воздуха к горелке котла.

На горелке котла при дефиците воздуха пламя приобретает красновато-желтый цвет. 

Для настройки и контроля работы горелки и газоотводящего тракта котла удобно ориентироваться на показания газоанализатора, измеряющего избыток воздуха в продуктах сгорания работающего на максимальной мощности котла.

Оптимальные параметры сгорания достигаются при значениях коэффициента избытка воздуха около 1,7-1,8. Значения коэффициента избытка воздуха более 1,8 указывают на то, что через котел протекает избыточное количество воздуха.

Правильные поддувало и дымоход газового котла атмо

Газовый котел с открытой камерой сгорания — атмо, забирает воздух для горения непосредственно из помещения, в котором установлен. Воздух в камеру сгорания котла засасывается за счет разряжения, создаваемого силой тяги в дымовой трубе. Чем хуже тяга в трубе, тем меньше поступает воздуха к горелке.

Схема работы дымохода газового котла или колонки атмо. Датчик тяги нагревается и отключает котел, если продукты сгорания начинают поступать в помещение. Постоянный подсос воздуха стабилизирует тягу на горелке.

Газовые котлы с открытой камерой сгорания и естественным дымоудалением снабжены датчиком тяги — термостатом контроля за выходом дымовых газов в помещение. Термостат выключает котел в случае, когда продукты сгорания начинают поступать в помещение в результате  отсутствия тяги в дымоходе.

При срабатывании термостата котел будет заблокирован с выводом соответствующего сигнала об ошибке (см. указания для соответствующей модели котла). Ручная разблокировка котла должна производится не ранее чем через 10 мин., когда датчик тяги остынет.

Постоянный подсос в дымоход некоторого количества воздуха обеспечивает стабилизацию тяги на горелке котла. Если, например, тяга в трубе по каким-то причинам увеличивается, то растет и количество подсасываемого в трубу холодного воздуха снаружи. Величина тяги на горелке котла остается примерно постоянной за счет притока в трубу дополнительного количества воздуха со стороны. А охлаждение дымовых газов воздухом уменьшает тягу в трубе.

В помещение, в котором установлен котел, необходимо обеспечить постоянный приток воздуха.  Основными потребителями воздуха являются вытяжной канал вентиляции  помещения и горелка газового котла атмо, забирающая воздух для горения непосредственно из помещения.

Различают приток воздуха НЕПОСРЕДСТВЕННЫЙ (через приточные отверстия с улицы) и КОСВЕННЫЙ (через приточные отверстия из соседнего помещения).

Для обеспечения достаточного количества воздуха для горения, системы притока должны быть выполнены по определенным правилам.

Непосредственный приток воздуха с улицы выполняется, если котел установлен в отдельном изолированном помещении. В помещении котельной, где установлен котел атмо, должно быть приточное отверстие с улицы площадью минимум 8 см² на каждый 1 кВт мощности котла. Но в любом случае, площадь отверстия должна быть не меньше 200 см² . Отверстие размещают в наружной стене или уличной двери.

Приточное отверстие в котельную с улицы должно находиться как можно ниже, на высоте не более 300 мм. от уровня пола.  Это обязательное условие при работе котла на сжиженном газе. Если используется природный газ и отсутствует возможность разместить отверстие вблизи пола в нижней зоне помещения, то его можно сделать выше, но полезная площадь должна быть увеличена примерно на 30÷50%.

На отверстии должна быть установлена решетка, не снижающая его полезной площади.

Косвенный приток воздуха из соседнего помещения может быть выполнен для газового котла атмо с максимальной мощностью не более 30 кВт. , когда котел устанавливается в хозяйственном помещении дома. 

В этом случае для горения используется воздух, который поступает в дом через систему общей вентиляции здания. А дымовая труба котла, вместе с удалением дыма, выполняет роль дополнительного вытяжного канала вентиляции, усиливающего обмен воздуха в доме во время работы котла.

Для притока воздуха в помещение с котлом, из соседнего помещения (коридора, холла) устраивают приточное вентиляционное отверстие. Площадь отверстия должна определяться из расчета 30 см² на 1 кВт мощности котла. Это может быть вентрешетка в стене или в двери, или просто щель под дверью.

Категорически недопустимо устанавливать котел с открытой камерой сгорания в помещении, где может возникнуть разряжение в результате работы устройств принудительной вентиляции — канальных вентиляторов, кухонных вытяжек. Работа таких устройств  может привести к дефициту воздуха для горения, к появлению в дымовой трубе обратной тяги и к остановке котла.

Проверьте, правильно ли организован приток свежего воздуха в дом для системы вентиляции. Этот воздух используется и для горения газа в котле атмо.

Читайте:  Естественная вентиляция в частном доме.

Дымоход котла с открытой камерой сгорания.
Котлы с открытой камерой сгорания должны присоединяться к имеющемуся в здании дымоходу с естественной тягой.  

Производитель котла, как правило, указывает требования к дымоходу  в прилагаемой к котлу инструкции.

Дымовая труба котла атмо должна удовлетворять следующим основным требованиям:

• Площадь сечения дымового канала должна быть не менее площади выходного патрубка котла. 
• Тяга в дымоходе должна находиться в пределах от 2 Па до 30 Па;
• Дымовая труба должна быть надлежащим образом теплоизолирована для предотвращения чрезмерного охлаждения дымовых газов. Снижение температуры газов в трубе приводит к ухудшению тяги, а значит и к снижению количества воздуха, поступающего к горелке котла, а также к увеличению количества конденсата, выпадающего из дымовых газов. Увеличивается риск недостатка воздуха для горения газа, образования ледяных пробок и наледи в трубе.
• Должен быть предусмотрен сбор и слив конденсата из дымовой трубы. 
• Оголовок дымовой трубы должен находиться вне зоны ветрового подпора.

Читайте: Как правильно сделать дымоход для котла в частном доме. 

Правильный подвод воздуха и отвод дыма в котлах турбо

Отвод продуктов сгорания газа из закрытой камеры сгорания котла турбо осуществляется принудительно, вентилятором-дымососом  в дымоход. Подвод воздуха к камере сгорания производится с улицы по воздуховоду, за счет разряжения, создаваемого работающим вентилятором.

Газовые котлы с закрытой камерой сгорания и принудительным дымоудалением снабжены датчиком давления, который срабатывает в случае, когда прекращается нормальное дымоудаление и подвод воздуха для горения, при нарушениях в работе вентилятора.

Система дымо- воздуховодов котла проводится вверх, через крышу, или горизонтально, через наружную стену помещения, в котором установлен котел.

Производители котлов турбо рекомендуют  для устройства системы дымо-/воздуховодов  выбирать одну из двух принципиальных схем:
– Концентрической коаксиальной системы “труба в трубе” , где отвод продуктов сгорания осуществляется по внутренней металлической трубе, проходящей внутри другой трубы большего диаметра. Приток воздуха для горения при этом осуществляется через кольцевой зазор между трубами.
– Раздельной системы труб, где отвод продуктов сгорания осуществляется по одной трубе, а приток с улицы воздуха для горения осуществляется по другой отдельной трубе.

Требования к устройству системы дымо- воздуховодов изложены в инструкции по монтажу и эксплуатации котла.

Не превышайте максимально возможную длину системы дымо-/воздуховодов. При слишком длинной системе дымо-/воздуховодов или слишком большом количестве поворотов общее аэродинамическое сопротивление системы дымо-/воздуховодов окажется слишком большим. Вентилятор не сможет подать в горелку необходимое количество воздуха.

Участки дымохода с наружной стороны здания или проходящие внутри неотапливаемого помещения длиной более 1 м., должны быть теплоизолированы. Это уменьшит образование конденсата в трубах. 

На вертикальных участках дымохода необходимо установить конденсатоотводчик – уловитель образующегося в дымоходе конденсата, с отводом конденсата в канализацию. Горизонтальные участи труб для отвода дымовых газов и подвода воздуха для горения необходимо прокладывать с уклоном 1 -2 % в сторону от котла.

Дросселирующая вставка в дымоход экономит газСостав дымовых газов в зависимости от избытка воздуха (λ). Для бытовых газовых котлов на природном газе оптимальная величина λ=1,7 — 1,8.

Отношение реального количества воздуха, идущего на горение к теоретически необходимому называется «избытком воздуха» и обозначается λ.

Оптимальное соотношение газ/воздух обычно устанавливается посредством измерения содержания CO₂ в дымовых газах. Потери тепла с дымовыми газами будут минимальными, когда количество избыточного воздуха λ, чуть больше единицы, а доля CO₂ максимально высока (полное сгорание). Для каждого топлива есть максимально допустимое содержание CO₂ в дымовых газах (CO_2макс) которое определяется исходя из химического состава топлива.

Следует также учитывать, что для безопасной работы горелки всегда требуется определенное количество избыточного воздуха (λ>1), и это снижает процентное содержание CO₂ в дымовых газах.

В реальности, для достижения максимальной эффективности сгорания газа, не в ущерб безопасной работы котла, при настройке добиваются избыточного количества воздуха. Для бытовых газовых котлов на природном газе рекомендуемая величина λ=1,7 — 1,8.

Информация о значениях концентрации CO₂ в дымовых газах, которые могут быть достигнуты при настройке оптимального процесса горения,  указываются в документации производителя оборудования.

Коаксиальный дымо- воздуховод газового котла. L — смотри инструкцию. 1 — уплотнительное кольцо; 2 — дросселирующая вставка в горловине вентилятора препятствует подаче в горелку избытка воздуха.

При небольшой длине дымо-/воздуховодов аэродинамическое сопротивление системы будет мало. В результате, количество засасываемого вентилятором в горелку воздуха может оказаться избыточным.

Для увеличения аэродинамического сопротивления системы и уменьшения количества подаваемого в горелку воздуха, в котлах турбо необходимо устанавливать дросселирующую вставку — диафрагму, диффузор. Кроме того, дросселирующая вставка уменьшает воздействие ветра на работу горелки через систему дымоудаления.

Пример из инструкции к газовому котлу с указанием размеров дросселирующей вставки — диафрагмы. Подключение дымоотводов котлов к коллективному дымоходу через диафрагму,  обеспечивает работу дымохода без избыточного давления.

В каких случаях устанавливать и какого размера должна быть вставка, указано в инструкции производителя котла.

Дросселирующую вставку можно использовать для настройки оптимальной подачи воздуха и в других случаях.

Если взять напрокат газоанализатор, измеряющий избыток воздуха в продуктах сгорания работающего на максимальной мощности котла, то можно подбором дросселирующей вставки добиться подачи в котел оптимального количества воздуха.

Оптимальные параметры сгорания достигаются при значениях коэффициента избытка воздуха около 1,7-1,8. Значения коэффициента избытка воздуха более 1,8 указывают на то, что через котел протекает избыточное количество воздуха.

Правильная установка дросселирующей вставки экономит газ.

Для уменьшения притока воздуха муфту AFR поворачивают по часовой стрелке, для увеличения — против часовой стрелки.

В газовых котлах Baxi, с дымоотводящей системой по отдельным трубам, используют систему регулирования подачи воздуха AFR.

Для оптимальной настройки можно использовать анализатор продуктов сгорания, измеряющий содержание СО₂ в продуктах сгорания при максимальной мощности. Если содержание СО₂ низкое, подачу воздуха постепенно увеличивают, добиваясь содержания СО₂ , приведенного в инструкции производителя. Для газового котла максимальной мощностью 24 кВт оптимальное содержание СО₂ в отходящих газах находится в диапазоне 6-7%.

Для правильного подключения и использования анализатора воспользуйтесь прилагаемым к нему руководством.

Для контроля отходящих газов в моделях котлов с естественной тягой в дымоходе следует проделать отверстие на расстоянии от котла, равном двум внутренним диаметрам трубы. Отверстие должно быть затем герметично заделано, чтобы избежать просачивания продуктов сгорания при нормальной работе.

У котлов с принудительной тягой для контроля отходящих газов имеются специальные отверстия с заглушками, точки замера на вытяжном дымоходе. Расположение точек контроля указано в инструкции производителя.

Котел с регулятором газ/воздух расходует меньше газа 

Принципиальная схема устройства и работы котла с автоматической регулировкой оптимального соотношения воздух/газ с газовым клапаном Honeywell VK42.. / VK82.. SERIES

В продаже можно найти газовые котлы (в т.ч. двухконтурные) для отопления частных домов и квартир, оснащенные автоматическим регулятором оптимального соотношения воздух/газ.  

На рисунке, расход газа регулируется газовым клапаном в зависимости от количества воздуха, подаваемого вентилятором в горелку котла. Для изменения мощности котла автоматика регулирует количество воздуха, а от количества воздуха уже меняется расход газа. Расход газа, как бы, подстраивается под количество воздуха. Это позволяет получать оптимальное соотношение газа и воздуха для горения во всем диапазоне мощности котла. Коэффициент полезного действия котла увеличивается, особенно при работе на малой мощности. Это важно, поскольку большую часть времени котлы работают на пониженной мощности.

Существуют газовые котлы, в которых реализован обратный алгоритм регулирования газ / воздух. Мощность котла регулируется расходом газа, а уже под расход газа автоматика меняет количество воздуха.

Конденсационный котел экономит газ

Схема работы и устройства конденсационного газового котла

Как работает конденсационный котел

При химической реакции горения газа в горелке котла образуются два основных продукта — углекислый газ СО₂ и вода Н₂О , в виде пара. Нагретые до высокой температуры продукты сгорания, куда дополнительно входят другие газы атмосферного воздуха, отдают часть тепла отопительной воде в первичном теплообменнике. Дымовые газы охлаждаются, но их температура, в том числе и паров воды, после теплообменника остается достаточно высокой. В обычном котле тепло дымовых газов уходит в трубу и на улицу.

В конденсационном котле после первичного теплообменника дымовые газы проходят через еще один, конденсационный теплообменник. Отопительная вода из системы сначала проходит через конденсационный теплообменник, подогревается в нем, а затем подается в первичный теплообменник, где окончательно нагревается до необходимой температуры.

Из школьного курса физики известно, что процесс конденсации водяного пара, который в большом количестве содержится в продуктах сгорания, сопровождается выделением значительного количество тепла. Чтобы получить из дымовых газов наибольшее количество тепла, температурный режим конденсационного теплообменника выбирают так, чтобы на его поверхности происходило превращение пара в воду.  

Активное превращение пара в воду на конденсационном теплообменнике происходит при подаче в него отопительной воды с температурой не более 50 ^оС. По этой причине, конденсационные котлы эффективно работают только в системах низкотемпературного отопления, с теплыми полами или с радиаторами, работающими в стандартном режиме мягкого тепла 55/45 ^оС или 50/30 ^оС. Многие хозяева не придают должного значения выполнению этого условия. В результате, приобретение конденсационного котла приносит им разочарование. Они не получают ожидаемой экономии газа.

Для перехода со стандартного режима на мягкое тепло мощность (размер) радиаторов придется увеличить примерно в 2 раза. Соответственно возрастут и затраты на устройство системы отопления. 

Читайте: «Нужен ли теплый пол в частном доме»

В процессе конденсации вода реагирует с другими продуктами сгорания и превращается в раствор кислоты. Поэтому, теплообменники и другие детали котла, которые соприкасаются с конденсатом приходится изготавливать из нержавеющей стали.

За счет использования высшей теплоты сгорания газа (то есть теплоты горения и теплоты конденсации водяного пара), КПД конденсационного газового котла на 11 — 13% выше, чем у классического котла.

Сигнализаторы загазованности экономят газ

Система автоматического контроля загазованности и защиты от утечек газа в котельной частного дома: 1— сигнализатор загазованности по  угарному газу; 2 — сигнализатор по природному газу; 3 — запорный клапан на газопроводе; 4 — газовый котел; 5 — извещатель в доме, оповещает жителей дома светом и звуком.

С 2016 года строительные правила (пункт 6.5.7 СП 60.13330.2016) требуют в помещениях новых жилых домов и квартир, в которых расположены газовые котлы, водогрейные колонки, кухонные плиты и другое газовое оборудование, устанавливать сигнализаторы загазованности по метану и оксиду углерода (угарный газ, СО).  Для уже построенных зданий это требование можно рассматривать как рекомендацию. 

 Сигнализатор загазованности по метану служит датчиком утечки из газового оборудования бытового природного или сжиженного газа. Сигнализатор по оксиду углерода срабатывает в случае нарушений в работе системы дымоотвода и поступления дымовых газов в помещение. Установка сигнализаторов позволяет вовремя заметить утечку газа и нарушения в работе тракта дымоудаления котла.

Датчики загазованности должны срабатывать при достижении концентрации газа в помещении, равной 10% НКПРП (нижний концентрационный предел распространения пламени) природного газа и содержании в воздухе СО более 20 мг/м³. Сигнализаторы загазованности должны управлять быстродействующими запорными клапанами, установленными на вводе газа в помещение и отключающими подачу газа по сигналу датчика загазованности.

Системы контроля загазованности помещений с автоматическим отключением подачи газа в жилых зданиях следует предусматривать при установке газового оборудования независимо от его места установки и мощности.

Читайте: «Как правильно установить сигнализатор загазованности в доме».

Фильтр на обратной трубе отопительной системы сокращает расход газа

Использование котла с системой отопления, теплоноситель которой загрязнен механически (шлам, грязь, остатки монтажного материала) может привести к выпадению отложений грязи, частиц ржавчины и накипи на внутренней поверхности теплообменника. Это приводит к нарушениям процесса теплопередачи, и, как следствие, к  увеличению расхода газа.  Кроме того, имеет место перегрев трубок теплообменника и, в результате, преждевременный выход теплообменника из строя.

После монтажа или ремонта системы отопления рекомендуется промывка системы отопления с использованием специальных химических средств и последующим введением ингибитора коррозии.

Стальные трубопроводы и радиаторы системы отопления лучше заменить на новые, не подверженные коррозии.

Не рекомендуется сливать воду из системы отопления и оставлять её на длительное время без воды. Стальные детали системы без воды изнутри интенсивно ржавеют. Свежая вода, залитая в систему, содержит кислород, который добавит свою порцию коррозии.

Стенки обычных пластмассовых водопроводных труб газопроницаемы. Отопительная вода в таких трубах постоянно насыщается кислородом из воздуха. Поэтому, в системах отопления рекомендуется использовать специальные пластмассовые трубы с защитным газонепроницаемым слоем (металлопластиковые и др.). Полимерные трубы, применяемые в системах отопления должны иметь кислородопроницаемость не более 0,1 г/(м³·сут).

Шлам, грязь, продукты коррозии попадают в отопительную воду при монтаже, ремонте, заполнении водой отопительной системы, а также образуются там постоянно в процессе эксплуатации. 

Для защиты деталей котла от грязи, на обратной трубе системы отопления перед котлом, обязательно устанавливают фильтр механической очистки.

Угловой фильтр ФММ (фильтр магнитно-сетчатый муфтовый). Фильтр устанавливается на входе отопительной воды в котел, на трубопроводе крышкой вниз горизонтально таким образом, чтобы направление потока жидкости соответствовало стрелке на корпусе фильтра. Перед  и после фильтра рекомендуется установка запорной арматуры, что позволит очищать фильтр без слива отопительной воды.

Внутри корпуса фильтра ФММ установлены сетка и магнитная система. Сетка из нержавеющей стали с размерами ячейки 0,5 мм служит для улавливания из потока протекающей жидкости механических частиц. Магнитная система предназначена для улавливания мелких ферромагнитных включений (ржавчины).

Для полной очистки фильтра ФММ необходимо снять крышку, извлечь сетку и магнитную систему.  При последующей установке крышки рекомендуется использовать новую прокладку. Очистку фильтра рекомендуется проводить ежегодно, при техническом обслуживании котла.

В продаже бывают другие, внешне похожие фильтры, без магнитной системы и(или) с большим размером ячеек сетки. Не ошибитесь с выбором.

Некоторые модели котлов имеют встроенный сетчатый фильтр на входе отопительной воды в котел. На обратном трубопроводе системы отопления, перед котлом, рекомендуется дополнительно устанавливать свой фильтр, очищать который удобнее, чем встроенный.

Фильтр на газовой трубе котла экономит газ

Природный газ, поступающий из сети газораспределения, содержит  твердые частицы и компоненты ржавчины. Газ может содержать воду, жидкие углеводороды, смолистые и сажистые вещества. Примеси попадают в газовый клапан и накапливаются там. Частицы ржавчины налипают на намагниченные детали внутри газового клапана. Загрязнения нарушают правильную работу газового клапана. 

На трубы с водой фильтры ставят часто, а на газ, почему-то, ставить не принято. А зря.

Угловой магнитно-сетчатый фильтр ФГ 20, устанавливают горизонтально на газовую трубу подводки к котлу или колонке.

Рекомендую на газовую трубу установить угловой фильтр магнитно — сетчатый для газа ФГ, или фильтр газа пылеулавливающий ФГП. Фильтр выгодно ставить на трубу перед счетчиком газа. Газовый счетчик тоже нуждается в защите от загрязнений. Установку фильтра следует поручить работникам газовой службы.

Фильтр ФГ внешне похож на фильтр для воды, смотри выше. Отличие в том, что размер ячеек сетки в фильтре для газа меньше — 0,08 мм. В фильтрах ФГП вместо магнита и сетки установлена кассета с синтетическим фильтрующим материалом. При выборе фильтра читайте назначение фильтра в паспорте изделия.

Сетку и магниты регулярно достают из фильтра, чистят жесткой щеткой (зубной щеткой) и промывают в растворителе.

Установка фильтра на газовую трубу экономит газ и увеличивает ресурс работы газового клапана котла и счетчика газа.

Два котла вместо одного сокращают расход газа 

Каждый из котлов отопления имеет мощность меньше расчетной для дома. Большую часть отопительного сезона работает один котел (газовый) в режиме с более высоким КПД. Электрический котел резервирует работу газового и дополняет мощность газового котла в морозы.

При работе на минимальной мощности КПД котла снижается. Некоторые хозяева считают выгодным ставить два котла. Например, вместо одного 30 кВт. ставят один 20 кВт и второй 10 кВт. В межсезонье работает котел меньшей мощности. Затем его отключают и большую часть отопительного сезона работает второй, более мощный котел. Оба котла включают только в самые морозы. Тем самым, весь отопительный сезон обеспечивается работа котла с более высоким КПД.

Кроме того, котлы резервируют друг друга. Котел имеет свойство выходить из строя в самый неподходящий момент, в выходной день или в морозы, или когда хозяев нет дома. С целью резервирования по подаче газа, котел меньшей мощности иногда выбирают на другом виде топлива. Такой котел включают на короткое время, только в морозы или на время ремонта другого котла. Поэтому, резервный котел может работать на более дорогом виде топлива.

В морозы один резервный котел не сможет обеспечить тепловой комфорт в доме. Но замерзнуть не даст. Можно потерпеть, учитывая, что такое совпадение случается не каждый год.

Радиаторы мягкого тепла уменьшают расход газа

В каталогах производителей максимальная теплоотдача радиаторов представлена для температурного режима 90/70/20. Где 90 ^оС — температура отопительной воды на подаче; 70 ^оС — температура на обратной трубе и 20 ^оС — температура воздуха в отапливаемом помещении.

В жилых помещениях систему отопления с радиаторами, в качестве отопительных приборов, и стальными трубами разводки обычно рассчитывают для температурного режима 80/60/20. Такой, достаточно высокотемпературный режим, позволяет увеличить теплоотдачу радиаторов, выбрать радиаторы и трубы минимального размера, а значит снизить их стоимость.

В современных радиаторных системах отопления с пластиковыми трубами обычно используют более щадящий для труб температурный режим 75/65/20.

На рисунке вверху — стандартный температурный режим работы радиатора в системах с пластиковыми трубами. Внизу — максимальные температуры радиатора для комфортного мягкого тепла.

Если задаться целью экономии расходов на отопление, то оказывается, что в радиаторных системах отопления выгодно использовать режим с более низкими температурами. Например, европейский стандарт мягкого тепла 55/45/20.

Известно, что чем больше разница между температурой газов в горелке котла и температурой воды в теплообменнике, тем интенсивней идет процесс передачи тепла от горячего к холодному. Тем меньше температура дымовых газов, тем больше тепла остается в доме и меньше улетает в трубу.

Мягкий температурный режим позволяет также проще устроить комбинированную система отопления с радиаторами и теплыми полами. Тепловой комфорт в доме с радиаторами мягкого тепла становится более приятным для человека.

Главным преимуществом низкотемпературного отопления является возможность применения современных технологий. Речь идет о конденсационных котлах, солнечных коллекторах и тепловых насосах. Они требуют того, чтобы в системе была низкая температура отопительной воды.

Правда, для перехода со стандартного режима на мягкое тепло мощность (размер) радиатора придется увеличить примерно в 2 раза.

Правильный счетчик на газовой трубе экономит газ

Бытовые счетчики газа, как правило, не имеют датчиков давления и температуры, и не корректируют свои показания при изменении этих параметров в газовой трубе.

Количество газа определяется его массой и измеряется в единицах измерения г, кг, или т. Теплотворная способность — количество тепловой энергии, выделяемой при сгорании газа, также зависит от массы сгоревшего газа.

Но газовый счетчик на трубе учитывает не массу газа, а объемный расход газа в м³,  прошедшего через счетчик. А из школьного курса физики известно, что количество газа, кг, в 1 м³ , очень сильно зависит от давления и температуры газа в момент прохождения через счетчик.

Принято результаты измерения объемного расхода приводить к одним и тем же стандартным условиям: давление 101,325 кПа (760 мм. рт.ст.), температура газа 20 °С.

Таким образом, кубический метр для целей учета и расчетов за газ — это то количество сухого газа, которое занимает пространство емкостью один кубический метр при температуре 20 ^оС и абсолютном давлении 101,325 кПа.

Промышленные счетчики газа оснащены датчиками давления и температуры, которые позволяют учесть эту зависимость и определить количество потребленного газа в стандартных условиях и с высокой точностью.

Бытовые счетчики газа, как правило, не имеют датчиков давления и температуры, и не корректируют свои показания при изменении этих параметров в газовой трубе. Счетчик газа без коррекции показывает потребление газа при рабочих условиях (т.е. давление и температура отличны от стандартных). 

Считается, что в газовой сети низкого давления (менее 0,03 бар или 3 кПа для жилого сектора) газовые службы техническими средствами должны ограничивать колебания давления в газовой сети в достаточно узком диапазоне, в пределах 15 мбар.   Поэтому, влиянием этих изменений давления на точность определения расхода газа можно пренебречь. А для приведения показаний расхода счетчика к стандартным условиям по давлению используют постоянный поправочный коэффициент.

Применять корректировку по давлению для бытовых приборов считается не выгодным еще и потому, что такие счетчики дорогие, менее надежные и сложные в эксплуатации.

Но так ли это все в реальной жизни?

Реальные газовые распределительные сети часто имеют большую протяженность и недостаточную пропускную способность, что приводит к значительным колебаниям давления в дальних участках сети при изменении потребления газа. Особенно велики бывают сезонные изменения давления, особенно в морозы, когда резко увеличивается потребление газа.

По нормам в подающей магистрали должно быть максимальное динамическое давление газа 25 мБар (255 мм.вод.ст. или 2,5 kPa.). Если вам повезло, и это действительно так,  то счетчик газа отобразит расход газа, почти совпадающий с реальным. Т.е. погрешность измерений будет незначительной.

Если же вашему соседу не повезло, и динамическое давление в газовой подающей трубе у него будет на допустимом для котла минимуме 15 мБар. (1,5 kPa.), то, при прочих равных условиях, счетчик покажет расход выше реального расхода газа примерно на 12%. Т.е. при фактическом расходе 1 м³, счетчик покажет результат 1,12 м³.

А если в морозы давление в газовой трубе упадет ниже нормативного, например, до 11 мБар. (1,1 kPa.), то газовый счетчик вместо фактически потребленных 1 м³ газа, покажет прибавку еще больше.

Низкое давление в газовой сети увеличивает расход газа — снижается КПД котла, а счетчик показывает больше, чем фактически потребили газа

Чем ниже давление в газовой сети, тем выгоднее газовому бизнесу (1 kPa = 10 mBar). Такой прибыток ими не афишируется. Населению какие-либо варианты корректировки показаний счетчиков по давлению не предлагаются. А население этого и не требует.

Совсем иначе обстоит дело с корректировкой показаний бытовых счетчиков к стандартным условиям по температуре. Газовые счетчики без корректировки по температуре занижают расход газа в зимнее время. Чтобы не терять доходы, газовые бизнесмены придумали и утвердили температурные коэффициенты.

Для приведения к стандартным условиям, объемы газа, прошедшие через счетчик без термокорректора, умножаются на температурный коэффициент. Размер коэффициента утверждается для каждом региона свой. 

Стоит отдельно пояснить, что температурный коэффициент применяются только к показаниям приборов учета, установленным вне отапливаемых помещений (на улице). Так как в них поступает газ, либо охлажденный зимними температурами, либо «подогретый» летней жарой. Если прибор учета установлен в отапливаемом помещении – в доме, в квартире – коэффициенты не применяются.

Для тех, у кого газовый счётчик стоит на улице,  температурный коэффициент в средней полосе для летних месяцев  0,96 – 0,98, а зимой около 1,15, а в среднем за год примерно 1,1. Коэффициент применяется помесячно, без учёта реальной температуры подаваемого газа. Объем газа к оплате за месяц рассчитывается как произведение объема газа по счетчику за данный месяц и соответствующего температурного коэффициента.

За расчет и обоснование температурных коэффициентов платит газовый бизнес. Понятно, в чью пользу они рассчитаны.

Чтобы избежать применения температурных коэффициентов при оплате за газ, лучше установить счётчик с термокорректором, который автоматически будет определять расход газа в соответствии с его реальной температурой. Особенно это актуально для тех, кто потребляет увеличенные объемы газа, например, для отопления дома и нагрева воды. Счетчик с термокорректором часто имеет букву «Т» в названии модели счетчика, например ВК-G4Т.

Установка манометра для контроля давления снижает расходы на оплату газа

Постановлением Правительства РФ от 6 мая 2011 г. N 354 утверждены «Правила предоставления коммунальных услуг собственникам и пользователям помещений в многоквартирных домах и жилых домов». В приложении N 1 «Требования к качеству коммунальных услуг», пункт 13, установлено, что давление газа должно быть в пределах нормы от 1,2 кПа до 3,0 кПа. Отклонение давления газа от нормы более чем на 0,5 кПа не допускается. То есть, давление газа ниже 0,7 кПа приравнивается к отсутствию газа.

В Правилах также написано, что за каждый час периода снабжения газом с отклонением давления газа от нормы, размер платы за коммунальную услугу газоснабжение снижается. Рекомендую установить манометр для контроля давления газа и требовать перерасчета размера оплаты газа, если давление снижается ниже нормы.

Установите манометр для измерения низких давлений газа КМ-22Р (0-4 кПа) G1/2.1,5. Требуйте перерасчет размера оплаты за газ, если давление газа ниже 1,2 кПа !

Читайте: Как зафиксировать факт предоставления услуги ненадлежащего качества и потребовать перерасчета

Качественный газ в газовой трубе уменьшает расход газа

Количество тепловой энергии, которое выделяется при сгорании газа зависит и от показателей качества газа. Природный газ, который приходит в котел из газовой трубы не однороден по составу. Кроме метана, в нем могут содержаться другие горючие газы, а также пары воды, газы атмосферного воздуха и другие примеси. В зависимости от соотношения этих компонентов, меняется теплота сгорания газа, а следовательно, и его расход.

Подразделения ПАО «Газпром» в регионах, ежемесячно проводят измерения качественных показателей природного газа на ГРС/ГРП. Средние за месяц показатели отражаются в «Паспорте  качества газа горючего природного». Паспорт качества газа за определенный месяц публикуют на сайте региональной компании по реализации газа.

Пример таблицы с физико-химическими показателями из паспорта качества горючего природного газа на ГРП/ГРС за месяц

Как видно из таблицы, нормы допускают некоторые колебания среднемесячных параметров качества газа. Кроме того, в отдельные дни качество газа может быть хуже установленных норм. У вас, как у потребителя, нет возможности проконтролировать и как-то повлиять на качество газа, поступающего из газовой сети в котел. Нарушает ли это обстоятельство права потребителя, я не знаю. Но, надо понимать, что расход газа сегодня и вчера может быть разным, потому что изменилось качество газа.

Постановлением Правительства РФ от 6 мая 2011 г. N 354 утверждены «Правила предоставления коммунальных услуг собственникам и пользователям помещений в многоквартирных домах и жилых домов». В приложении N 1 «Требования к качеству коммунальных услуг», пункт 12, установлено постоянное соответствие свойств подаваемого газа требованиям законодательства Российской Федерации о техническом регулировании (ГОСТ 5542-2014). Отклонение свойств подаваемого газа от требований ГОСТа не допускается.

При несоответствии свойств подаваемого газа требованиям законодательства Российской Федерации о техническом регулировании (ГОСТ 5542-2014), размер платы за коммунальную услугу снижается за каждый день предоставления коммунальной услуги ненадлежащего качества (независимо от показаний приборов учета).

Самый эффективный способ сократить расход газа на отопление

Продолжение: перейти на страницу 2:

Читать страницу: Страница 1, Страница 2

Экономия газа в быту: как правильно пользоваться котлом

Далеко не все владельцы газовых котлов умеют правильно ими пользоваться.  Из-за этого они тратят больше газа, чем могли бы, а также рискуют потерять гарантию от производителя.
Kosatka.Media объясняет, почему ваш котел сжигает много газа, как правильно экономить на отоплении, и что делать, если с водонагревателя течет то холодная вода, то кипяток.

ЭКОНОМИЯ ГАЗА

В домохозяйствах стоят разных газовые котлы, расход газа у которых разный. На потребление газа влияют отапливаемая площадь, начальная и желаемая температура в помещении, температура на улице, количество окон. Но есть и технические факторы, которые приводят к перерасходу:

– Осадок в теплообменнике. Вода греется дольше, а расход газа растет.

–  Неправильный монтаж или неправильная настройка котла (нужно обратиться к сервису).

– Неоптимальный режим работы котла. Если ставить температуру теплоносителя в трубах на минимум (например, 40 градусов вместо 60), то воздух в помещении будет быстро остывать. Следствие: котел чаще включается и растет потребление газового котла.

– Плохое утепление стен, крыши. Много тепла теряют квартиры, в которых стены выходят в холодный коридор. В новостройках расхода газа будет больше, если соседние квартиры не заселены – по факту, вы будете обогревать их тоже.

Со временем трубы засоряются – накипью (за плохой воды) или ржавчиной. Проход труб может сузиться на 70-80%, поэтому, чтобы прогреть помещение, котел работает дольше и с меньшими интервалами, сжигает больше газа.

Чтобы прочистить трубы, следует промыть их под давлением. Но очистка может повредить, если заливаемая потом вода будет жесткой и принесет в себе новую порцию солей. Желательно заливать фильтрованную и смягченную воду.

Вместо воды можно залить бытовой антифриз для котлов (в этом случае система также не будет замерзать в сильные морозы). Однако это довольно дорого (от 20 грн/л) и не все котлы рассчитаны на работу с ним (можно потерять гарантию). Важен химический состав антифриза: залив не тот что надо, можно повредить котел.

Читайте также: РАЗБАВЛЯЮТ ЛИ ГАЗ ВОЗДУХОМ: ТОП 7 ФАКТОВ О КАЧЕСТВЕ ГАЗА И ЕГО РАСПРЕДЕЛЕНИИ

Максимальная мощность котла, необходимая для подогрева горячей воды (практически во всех навесных неконденсационных) составляет 24 кВт. Это обеспечивает нагрев от 35 до 57 градусов объема примерно 11,5 л проточной воды в минуту. Узнать, какой расход газа у газового котла можно в его паспорте.

Если сделать поток меньше заводских настроек (<11,5 л / мин), то нагреватель будет периодически включаться и выключаться. Нагреватель необходимо эксплуатировать в условиях, указанных в заводском паспорте. Это касается всех двухконтурных котлов такого класса.

Оптимальная настройка – выставить минимальный поток воды и минимальное положение регулятора газа. Затем следует открыть кран с горячей водой и проверить, комфортная ли температура воды и уже потом при необходимости отрегулировать. Смысла сначала выставлять горячую воду, чтобы разбавлять ее холодной – нет.

Лайфхак для надежной работы:

– Не стоит нагревать воду выше 50-55 градусов – если выбрана высокая температура газового котла, быстро образуется накипь.

– Закрывать кран горячей воды следует не сразу, а медленно. Такой режим является безопасным для теплообменника.

Вопрос, как уменьшить расход газа на отопление, далеко не праздный. Задача котла или газовой колонки – поддерживать температуру независимо от других факторов (температура воды в водопроводе зимой более холодная, летом более теплая). Чтобы котел выдавал заданную температуру, есть режим «Автоматический». На эксплуатацию котла температура воды на входе никоим образом не влияет.

В режиме «Комфорт» время от времени загорается газ, чтобы, включив кран, можно было иметь теплую воду. Режим «Эко» – его противоположность: вода начинает греться только после включения крана. Это экономит газ. Соответственно, «Комфорт» лучше для зимы, «Эко» – для теплого времени.

Погодозависимая автоматика позволяет тонко настраивать работу котла (например, чтобы днем ​​грел меньше, а вечером поднимал температуру). Такая электроника не дешевая (от 3-4 тыс. грн), однако за несколько лет расходы должны окупиться.

Мощность котла должна быть такой, которая необходима для обогрева вашего помещения. 

Если мощности мало, котел работает постоянно, а не циклически (нагрев – «отдых» – нагрев). Отсюда – перерасход газа и снижение срока эксплуатации котла.

В случае избыточной мощности помещение НЕ нагревается быстрее, а вот расход газа больше. Это связано с тем, что у более мощного котла больший объем камеры сгорания, большее сечение газопроводов, соответственно, в момент зажигания котел тратит больше газа. В таком режиме котел будет быстро отключаться. Быстрая смена циклов «включился – выключился» влияет на срок эксплуатации газового котла.

Нужная мощность котла считается по формуле: 1 кВт * 10 м2 отапливаемой площади. К результату следует добавить 15-20% (запас для стабильной работы в случае сильных морозов).

Читайте также: ПЛАТА ЗА РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ГАЗА: ЗАЧЕМ У ДОМОВ СТОЯТ «ЖЕЛТЫЕ ШКАФЫ» И КАК ОНИ ЭКОНОМЯТ МИЛЛИОНЫ

ПРАВИЛЬНОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ

Любой котел нужно обслуживать раз в год. Лучше всего – после отопительного сезона. Новые котлы важно правильно обслуживать в первые 5 лет эксплуатации. Иначе КПД может снизиться на 40%, а потребление газа вырастет. 

Каждый производитель устанавливает собственные правила действия гарантии (указаны в техпаспорте). Чаще всего условием является покупка оборудования у официального дилера, а его монтаж, ввод в эксплуатацию и дальнейшее обслуживание должны выполнять аттестованные специалисты сервисной организации. Также часто одним из условий сохранения гарантии может быть ежегодное обслуживание котла.

Все современные котлы подключены к электрической сети. Ток нужен для зажигания газа, работы циркуляционного насоса, вентилятора и автоматики. Это оборудование чувствительно к перепадам напряжения. Рекомендуется сразу с котлом покупать стабилизатор. Если у вас часто выключается свет, стоит приобрести блок бесперебойного питания.

Не слишком известный факт, но газовые котлы могут работать не только «от трубы», но и на сжиженном газе из баллонов. Для перехода на другой источник нужно приобрести комплект форсунок.

Но отопления или подогрев воды таким образом крайне дорогой. В одном 50-литровом баллоне содержится около 10 м3 газа, тогда как стоимость заправки составляет 600-800 грн.

ТЕХНИЧЕСКИЕ НЕИСПРАВНОСТИ

Такая проблема возможна в регионах с чрезмерной жесткостью воды. Чтобы ее решить, нужно устанавливать фильтры для очистки и смягчения воды. Иначе в системе со временем будет накапливаться накипь. Если так случилось, следует обратиться к сервису, чтобы специалисты очистили систему.

Подобная проблема может возникнуть по многим причинам. Первая – состояние котла или газовой колонки. Нужно провести ТО котла и промыть теплообменник горячего водоснабжения, почистить датчик протока воды.

Перебои могут быть из-за неравномерности потока воды (если регулировать температуру краном холодной воды). Чтобы не подмешивать холодную воду, следует уменьшить подачу газа и дождаться, пока температура выровняется до нужной.

Другая причина – слабое или неравномерное давление воды в трубе, идущей к котлу или колонки. Это характерно для частных домов, получающих воду из общего водопровода. Поэтому колонка отключается и неравномерно греет воду.

Если холодная вода из крана течет нормально, а горячая – ощутимо слабее, причиной может быть накипь в теплообменнике (следует обращаться к сервису).

Причиной перепадов температуры может быть даже засоренная или неисправна лейка душа. В таком случае горячая вода из крана может быть равномерной температуры, вот при переключении на душ могут начинаться проблемы.

Любой котел должен время от времени выключаться. Работа в постоянном режиме может свидетельствовать, что система отопления рассчитана с ошибками: неподходящая мощность котла или неправильно смонтирована система отопления. Следует обратиться к сервису.

Однозначного ответа нет, но такая ситуация не является нормальной. Одна из причин – падение давления в газовых сетях. В таком случае следует обращаться в службу 104. Если давление в порядке, тогда этот вопрос к работникам сервиса (возможно нужно чистить горелку котла от сажи).

Читайте также: ЭКОНОМИЯ НА ГАЗОВОМ ОТОПЛЕНИИ: ПОМОЖЕТ ЛИ НОВЫЙ ГАЗОВЫЙ КОТЕЛ И КАК ЕГО ВЫБРАТЬ

Тэги: газ, ЖКХ, потребители

5 мифов о газовых котлах

1.

Расход газа зависит только от температуры нагрева теплоносителя и увеличивается вместе с повышением последней

Как экономить газ при газовом отоплении, пожалуй, самый популярный и насущный вопрос. На самом деле расход газа в котле зависит от необходимой температуры нагрева воды, но увеличение использования энергоносителя не происходит пропорционально. Если за единицу измерения взять произведение количества потребляемого газа и нагрева на 1 градус, то, по мере нагрева системы, это значение будет уменьшаться (удельное потребление энергии). Как экономить расход газа в газовом котле при отоплении личного дома или коттеджа долго объяснять с точки зрения физики, однако легко понять на таком примере:
– на нагрев воды с 10 до 20 градусов уходит 15 кубометров газа;
– расчетно получается, что газовое отопление на нагрев с 20 до 30 градусов сожжет более 15 кубометров;
– в качестве парадокса: фактически, газовое отопление дома на нагрев с 10 до 30 градусов потребует менее 30 кубометров.

Как экономить газ при таких разночтениях в показателях зависит, преимущественно, от внешних факторов, учесть которые в каком-либо значительном объеме не удастся.

А отвечая на самый первый вопрос о зависимости – как экономить газ дома, получим, что расход газа на котле складывается из температуры нагрева воды и исправности автоматики, которая должна дозировать топливо в камере, не допуская перерасхода и неполного сгорания, и так в чистом виде экономим на отоплении.

2. Устанавливая котел заведомо большей мощности можно сэкономить на газе за счет более быстрого нагрева системы и более длительной циклической паузы

Используя котел большой мощности, экономия газа на отоплении нереальна, как не получится сделать паузу между процессами горения длиннее по очень простой причине – остывание воды происходит с одинаковой скоростью при прочих равных условиях. Что до экономии газа на нагреве – действительно, более интенсивный нагрев значительно сокращает время работы котла от паузы до паузы и экономит около 5-6% топлива. Но в момент старта котла с нулевой температурной отметки, экономия газа в частном доме вылетает в трубу, так как топлива понадобится на 16-19% больше, чем на котле соответствующей мощности.

Установка более мощного котла влечет проблемы с минимальным количеством теплоносителя в системе, отчего эффективность нагрева может пострадать, потому что, вместе с теплоносителем, придется разогревать еще и свой огромный теплообменник, теряя технологическое тепло через отходящие газы.

3. Настенные газовые котлы намного экономичнее напольных водогрейных агрегатов и, соответственно, менее мощные

Утверждение весьма сомнительно, хотя бы потому, что один и тот же производитель, заявляя одинаковые мощности для настенных и напольных видов котлов, будет огульно обманывать сам себя. А уж какой газовый котел экономичнее – вообще речи нет, потому что практически всё зависит от вполне конкретных условий эксплуатации. Единственное, что действительно можно утверждать наверняка, так это то, что настенные агрегаты имеют более мощную и продвинутую автоматику, встроенный циркуляционный насос и малые габариты. Но также и система с настенным котлом имеет, как правило, небольшой объем, отсюда и экономическая эффективность.

Как только Вы сделаете подключение к двухтрубной системе из металлических труб с широким кольцом – газ будет улетать даже быстрее, чем в напольном котле из-за относительно небольшой камеры сгорания. То есть, по сути, при одинаковых условиях эксплуатации напольные варианты даже предпочтительней, но только в угоду технической возможности установки. Так что: какой котел самый экономичный – тот, который полностью соответствует Вашим требованиям и максимально долго работает без ремонта.

4. Датчик тяги в газовых котлах является больным местом, поэтому провода можно соединить напрямую без опасения остановки агрегата

Надо понимать, что разъединенные провода на датчике не дадут котлу стартовать, а соединенные напрямую, они замыкают контакт на постоянную тягу, что делает сгорание газа в котле неэффективным из-за постоянно одинакового объема, который поступает в камеру. То есть, по сути, датчик тяги газового котла является одной из начальных причин экономии топлива (точнее – более рационального его использования).

Получается, что при максимальной температуре такое количество топлива оправдано, но чем ниже температура, тем более неполное сгорание топлива приводит к более существенным потерям на энергоносителе. Стоит добавить также, что полное сгорание топлива не может быть достигнуто при регулировке подачи топлива открытием/закрытием крана на гибкой подводке. Без автоматики проблемы не решить, а при любом перепаде давления в системе она отключит котел.

5. Все работы по установке, подключению и пуску котла в работу можно делать самому, а потом позвать газовиков, заплатить и отправить обратно, чтобы не топтались

Неверно в корне, потому, что ни один работник газовой службы, не проводивший пуск газового котла самостоятельно, в здравом уме не подпишется под тем, чего не видел и не знает. Тем более что любое ЧП для него сразу же обернется вполне реальным тюремным сроком. В России законодательно закреплено требование первого пуска за лицензированными газовыми компаниями, которые берут на себя ответственность за безаварийную эксплуатацию, гарантийное и постгарантийное обслуживание.

Лучше потратить деньги с умом, вызвав «Горгаз» на первый пуск газового котла, и прикупить две-три пары бахил, чтобы не натоптали. По крайней мере, Вы будете полностью уверены в исправности оборудования и его работоспособности.

Статьи по теме:
Как выбрать систему отопления для своего дома
Делаем выбор хорошего газового котла отопления
Российские и импортные газовые котлы отопления (обзор марок)
Расчет газового котла для отопления загородного дома
Системы отопления с антифризом

Использование газа и температура

Использование газа в неделю На основе внутреннего потребления газа, измеренного каждую неделю, показывая сезонные колебания, так как мы используем газ для бытового водоснабжения отопление только летом, а вода и центральное отопление в другие месяцы. Единицы газа, считанные со счетчика, конвертируются в кВтч в сутки. (это включает умножение примерно на 1,6). Вы можете увидеть 5 пиков, соответствующих до 5 зимы! Расход газа и средняя температура для каждую неделю На этом графике показано использование газа в кВтч/день для каждую неделю и среднюю недельную температуру, нанесенную на график по дате. Ясно, что один идет вверх, а другой вниз – не неожиданно, конечно.   График разброса расхода газа по сравнению со средней температурой Этот шаг оказался самым полезным прорыв в Сначала я просмотрел 3 месячных счета за газ и построен график использования в зависимости от средней температуры за 3 месяца, но с учетом использования газа еженедельно, я мог бы связать это со средней недельной температурой, обеспечив большее количество точек данных, меньшая зависимость от всего сезона и большая зависимость на недельном снимке, при этом не увлекаясь снятием показаний газового счетчика каждый день, который был бы утомительным! Таким образом, недельные данные использовались для последнего пару лет и график разброса потребления газа (кВтч/сутки) относительно средненедельной температуры (градусы Цельсия) дает визуализацию, которая, хотя и не неожиданно, показывает удивительно хорошую корреляцию. Корреляция действительно была приятной (хотя платить по счетам за газ меньше). График показывает, что по мере того, как средняя температура вниз потребление газа увеличивается, как и ожидалось, но изменение довольно линейно. Присмотритесь повнимательнее, и вы увидите, что как только температура достигает 15 градусов по Цельсию и выше потребление газа становится постоянным около 12 кВтч/день, что соответствует нашим использование газа только для горячего водоснабжения и приготовления пищи, так как центральное отопление не включаться, когда становится теплее. Как только температура упадет ниже 15°C отопление, как правило, включается, по крайней мере, на часть дня, и так как Становится все холоднее, все больше радиаторов поворачивают термостатические вентили. на ступень выше, в течение большего количества часов, и даже тикает ночью, хотя и на более низком уровне настройка при возникновении необходимости. Итак, общий вид графика рассеяния соответствует тому, что можно было бы ожидать. Я думаю, если бы мы были действительно техническими об этом, мы могли бы начать думать о том, что потери тепла пропорциональны к перепаду температур, поэтому представляя наш дом как «черный ящик», то потребление тепла, естественно, будет пропорционально тому, насколько среднее температура ниже порога 15 градусов по Цельсию. Но я счастлив, что произвел на удивление линейный график, не вдаваясь в технические подробности! Последнее, что стоит отметить, это то, что когда мы модернизировали наш газовый котел с модели 1980-х годов на модель 2007 года, график остался линейный, но был приятно ниже, отражая большую эффективность нового система. Наше потребление газа сейчас составляет около 78% от его предыдущего значения в более холодные времена. при включенном центральном отоплении, а также воде и приготовлении пищи, улучшение до 49% из его первоначальное значение, когда газ используется только для воды и приготовления пищи. Поскольку «Баллон с горячей водой» исчез с новой системой, мы больше не платим за то, что постоянно остывает бак с горячей водой! ОБНОВЛЕНИЕ Январь 2021 Гораздо больше данных (использование газа и среднее значение за неделю) температура) был добавлен к ранней версии графика, показанного выше, и текущий рабочий график показан ниже. Данные с момента появления нового котла синего цвета капли, а линия наилучшего соответствия — синяя извилистая. Точки с более высокой температурой (справа графика) будут летние температуры, когда для горячего водоснабжения используется газ но не центральное отопление, что объясняет, почему кривая выравнивается около 10 единицы. Точки с более низкой температурой (слева от графика) – холодная зима. температурах, когда котел работает с наибольшей нагрузкой, поэтому его подъем ограничивается спецификация котла. Так как котел управляется термостатом, средняя мощность котла будет намного меньше его максимальной мощности в любой момент времени. время, которое я нашел!

Сравнение воды и холодной воды

Понедельник, 9 июля 2012 г.: Обновлено 31 января 2021 г. “Какой из них лучше? Кипятить кастрюлю с холодной водой или открывать кран, пока вода не станет горячей, а затем кипятить ее в кастрюле?»

Это сложный вопрос, и чтобы ответить на него правильно, необходимо учитывать множество факторов:

• Сколько воды вмещает труба горячей воды? Сколько воды нужно пропустить по трубам, пока вода (и водопровод) не нагреется?
• Насколько эффективен водонагреватель? Тип топлива? Газ или электричество?
• Насколько эффективен прибор, который в конечном итоге будет кипятить горячую/холодную воду? Это газ или электричество?
• Сколько стоит природный газ и электричество в вашем районе?
• Какая температура холодной воды, поступающей в дом?
• Какая температура кипятка на вашей высоте? Каков минеральный состав воды? На уровне моря вода кипит при 212 °F, а на высоте 4200 футов — при 204 °F. Содержание минералов в воде еще больше понизит температуру кипения.
• Сколько энергии требуется для повышения температуры данного количества воды?

Для начала я открыл кран с горячей водой на кухонной раковине и набирал воду, пока вода из крана не стала горячей. Для моего конкретного крана потребовалось 11 чашек воды, прежде чем вода достигла температуры 121 ° F. Это 0,6875 галлона. Это заняло 40 секунд.

Я измерил температуру холодной воды до и горячей воды после. 66 ° F холодная и 121 ° F горячая.

Затем я наполнил миску из пирекса 1 литром холодной водопроводной воды и нагрел ее в микроволновой печи. Я замерил, сколько времени потребовалось, чтобы начать бурно кипеть. Я повторил тот же эксперимент с миской горячей воды из-под крана. Используя TED, я измерил, что потребляемая мощность микроволновой печи составляет 1533 Вт в верхнем диапазоне.

Чтобы вскипятить литр воды в миске без крышки, требуется на 30 секунд больше, чем в миске с крышкой в ​​микроволновой печи.

Затем я наполнил кастрюлю 1 литром холодной воды из-под крана, поставил ее на плиту и замерил, сколько времени потребуется, чтобы она начала сильно кипеть. Я повторил тот же эксперимент с кастрюлей с горячей водопроводной водой. В обоих экспериментах использовались закрытые горшки. Используя TED, я измерил потребляемую мощность горелки небольшой плиты и составил 887 Вт.

Я рассчитал энергию, необходимую для повышения температуры заданного объема воды. Зная эту цифру, я могу рассчитать КПД прибора, измерив количество энергии, необходимое для нагрева того же объема воды.

Затраты на электроэнергию, они того стоят?

В то время как для кипячения уже горячей воды из-под крана требуется меньше времени, требуется больше энергии из-за потерь энергии на прогон воды, которая когда-то была горячей, но остыла в водопроводной трубе. Запуск крана до тех пор, пока он не станет горячим, стоит около 2-5 центов в расходах на нагрев воды. На мой взгляд, если вам нужно вскипятить больше нескольких чашек воды, экономия времени оправдывает запуск водопроводной воды до тех пор, пока она не станет горячей. Но делайте то, что работает для вас, вашего дома и вашей семьи.

Электрический водонагреватель 90% – 98% эффективно

Газовый водонагреватель 50% – 86% эффективно

Электрический чайник 90% – 94% Эффективное

Индукционный повар 51% – 59%. – Эффективность 49%

 Микроволновая печь            Эффективность 33% – 36%

Очевидно, что большинство водонагревателей более эффективно нагревают воду, чем плита или микроволновая печь. Микроволновая печь работает очень быстро, но в целом является наименее эффективным прибором. Однако он занимает важную нишу на кухне. В моей микроволновой печи также есть вентилятор мощностью 53 Вт и лампа мощностью 23 Вт. Эти 76 Вт потребляют дополнительно 5% энергии, снижая эффективность на 2%.

Обновление от 17.10.2015: Недавно я купил индукционную варочную панель с одной кастрюлей по сделке в Newegg. Он отлично работает в чрезвычайной ситуации, если электричество должно выйти. Мы просто подключаем его к автономной розетке нашей фотоэлектрической солнечной системы. Таким образом, мы можем приготовить ужин без батареи.

Я провел несколько тестов, чтобы определить его энергоэффективность, и он составляет около 51-59%. Это превосходит все другие кухонные приборы для приготовления пищи. Было бы еще эффективнее, если бы она использовалась с изолированной кастрюлей, которая лучше держит тепло.

Хотите узнать, как я измерил энергоэффективность кухонного прибора? Посмотрите это видео Как измерить эффективность индукционной варочной панели

Экономия времени по сравнению с экономией энергии

При использовании микроволновой печи для кипячения литра холодной воды требуется 8 минут, а менее 5 – минут, чтобы вскипятить литр горячей водопроводной воды.

При использовании небольшой горелки на плите для кипячения литра воды требуется больше времени; 10 минут 15 секунд для холодной воды и 8 минут для горячей.

Холодная водопроводная вода Горячая водопроводная вода Разница во времени

Электрический чайник 3:38 минуты N/A N/A

Индукция 5:22 минуты N/A N/A

Микроволновая печь 8:00 минуты 4:50. минут        3:10 минут

Верх плиты                    10:15 минут         8:00 минут        2:15 минут

В моем доме довольно длинный путь от водонагревателя в подвале до кухонной раковины на первом этаже . Требуется 40 секунд запуска воды, прежде чем вода из крана станет полностью горячей.

Если вам нужно разогреть в микроволновой печи только одну чашку воды, холодная вода из-под крана закипит в микроволновой печи еще до того, как вода из-под крана нагреется.

Исключением являются индукционные варочные панели, в которых вода закипает быстрее, чем в микроволновой печи.

Обновлено: 31.01.2021 : Электрический чайник бьет их всех. Она эффективнее нагревает воду и быстрее, чем любая другая плита или микроволновая печь на кухне. Даже если вы нагреваете воду для приготовления спагетти на плите, предварительно нагрейте воду в электрическом чайнике.

Кулинарные советы —

• Если вам нужно вскипятить много воды (2 или более литров), откройте кран, пока она не станет горячей, наполните кастрюлю, накройте ее и нагрейте до кипения.
• Если вы используете плиту, для экономии энергии подберите кастрюлю по размеру конфорки.
• Кастрюля с крышкой закипит быстрее и потребляет меньше энергии, чем кастрюля без крышки.
• Если вам нужно вскипятить всего несколько чашек воды, используйте электрический чайник. Он самый быстрый и эффективный.
• Летом после того, как она отслужила свое, слейте использованную воду для приготовления пищи. Это предотвратит перегрев кухни и работу кондиционера.
  
• В летнее время, после использования горячей духовки, приоткройте дверцу духовки и выпустите тепло наружу через вентиляционный колпак, пока духовка не остынет. ~10 минут.
• Индукционные варочные панели являются исключением и кипятят воду быстрее, чем в микроволновой печи.

Следующая статья: Пилотный свет Энергопотребление

Как предотвратить расходы на водонагреватель

9 марта 2017 г.

Когда дело доходит до экономии энергии и сокращения счетов за коммунальные услуги, снижение температуры водонагревателя может помочь. Большинство производителей водонагревателей устанавливают термостат по умолчанию на температуру 140 градусов. Такая высокая температура воды приводит к потерям энергии и создает угрозу безопасности для уязвимых членов вашей семьи. За исключением таких ситуаций, как посудомоечная машина без внутреннего нагревателя, домохозяйства, поддерживающие настройку водонагревателя на 120 градусов, более эффективны и безопасны, чем более высокие настройки.

Зачем снижать температуру водонагревателя

Снизив температуру на 20 градусов, вы можете снизить потребление энергии прибором на 10 процентов. Если учесть, что на нагрев горячей воды приходится до 25 процентов от общего потребления энергии в большинстве домохозяйств, легко понять, как снижение температуры может обеспечить значительную экономию средств.

Как уменьшить температуру вашего водонагревателя

Отключите электричество от вашего водонагревателя (если это не газовая модель). Используйте термометр, чтобы определить температуру горячей воды, выходящей из кранов или других устройств с горячей водой, как ближайших, так и самых удаленных от водонагревателя; вода, ближайшая к нагревателю, будет самой горячей, но значительно остынет, проходя по трубам и достигая отдаленных мест.

Отметьте начальную настройку на термостате вашего водонагревателя, затем увеличьте или уменьшите настройку температуры в соответствии с потребностями вашей семьи. Вы хотите обеспечить достаточную горячую воду для своего самого удаленного места с горячей водой без того, чтобы ближайшее устройство представляло опасность ошпаривания. В доме с маленькими детьми хорошим выбором будет вода с температурой 120 градусов в ближайшем водонагревателе и 115 градусов в дальней ванной.

Снова подключите питание к водонагревателю и подождите несколько часов, затем снова проверьте температуру воды. При необходимости отрегулируйте настройки для достижения желаемой температуры. Отметьте новую настройку термостата.

Знания о потреблении энергии водонагревателем

Установленная слишком высокая температура не только будет стоить вам денег, но и подвергнет членов семьи риску ошпариться; изучение того, как правильно отрегулировать термостат вашего водонагревателя, сэкономит деньги и защитит вашу семью.

Если у вас есть водонагреватель с накопительным баком, как и в большинстве американских домов, есть несколько причин, по которым он потребляет такое большое количество энергии.

Каждый раз, когда вы открываете кран с горячей водой в своем доме и вода выливается из бака, вместо нее втягивается холодная вода температурой около 50 градусов. Эта более холодная вода разбавляет горячую воду, оставшуюся в баке, поэтому весь полный бак необходимо повторно нагреть до температуры, установленной на термостате прибора.

Некоторая часть энергии тратится впустую из-за потерь тепла, происходящих при переносе через стенки, верх и низ самого резервуара.

Водонагреватель бакового типа потребляет энергию, даже если вы не используете горячую воду, потому что газовая горелка устройства или электрические элементы должны постоянно включаться, чтобы поддерживать температуру воды внутри, заданную термостатом.

Отрегулировать температуру водонагревателя несложно

Если у вас есть газовый водонагреватель, отрегулировать настройку температуры легко: просто найдите ручку термостата на газовом клапане и поверните ее обратно на 120 градусов. На электрической модели вам нужно сначала отключить автоматический выключатель нагревателя. Затем снимите крышку термостата со стороны резервуара и поверните циферблат в сторону «ниже», пока он не достигнет 120 градусов. Если у вашего резервуара две панели, вам нужно будет снять обе и внести две корректировки настроек.

Чтобы получить дополнительные советы по снижению температуры водонагревателя в вашем доме в районе Де-Мойна, свяжитесь с нами сегодня по адресу Lozier Heating & Cooling.

Техническое обслуживание вашего водонагревателя

Возможно, вы воспринимаете водонагреватель с накопительным баком как нечто само собой разумеющееся, поскольку он работает тихо и не мешается, но ежегодное техническое обслуживание может продлить срок службы вашего водонагревателя и улучшить его работу. Обратитесь к руководству по эксплуатации прибора, если оно у вас есть. Если вы этого не сделаете, вы можете получить его у производителя или в Интернете. Возможно, вы почувствуете себя более комфортно, назначив для этого квалифицированного специалиста.

Проверьте предохранительный клапан. Этот клапан выглядит как небольшая ручка в верхней части выпускной трубы, которая расположена вертикально снаружи резервуара. Если у вас возникли проблемы с поиском клапана и трубы, обратитесь к руководству. Если эта часть не работает должным образом, в худшем случае это может привести к взрыву. Хотя и редко, это очень веская причина для ежегодной проверки водонагревателя.

Как проверить предохранительный клапан:

• Подставьте ведро под трубу и поднимите рычаг.
• Вода должна идти из трубы в ведро.
• Если это не так, клапан необходимо заменить. Вы можете обратиться к специалисту по сантехнике, если клапан сломан.

Сливной осадок

Осадок в воде осядет на дно бака водонагревателя. Накопление отложений может повлиять на эффективность вашего водонагревателя и сократить срок его службы, поэтому отложения следует сливать не реже одного раза в год, независимо от того, делаете ли вы это самостоятельно или доверите это профессионалу. Чтобы слить осадок, попробуйте следующее:

• Закрыть запорный кран на трубе подачи холодной воды, идущей в водонагреватель.
• Включите горячую воду из любого крана в вашем доме, чтобы сбросить давление в водонагревателе, и оставьте его включенным, пока вы не закончите обслуживание этого водонагревателя.
• Выключите водонагреватель, отключив питание на главном электрощите для электрических водонагревателей или выключив газ для газовых водонагревателей.
• Слейте воду из резервуара с осадком, позволяя воде стекать в ведро до тех пор, пока она не очистится от осадка. Примечание. Будьте осторожны при сливе воды – она будет горячей.

Нужна помощь? Позвоните в Lozier Отопление и охлаждение!

Вам нужна помощь с водонагревателем? Позвоните нашим опытным техническим специалистам для получения необходимой помощи!

Вы когда-нибудь получали обслуживание, ремонт или установку от Lozier? Дайте нам знать, как мы это сделали, оставив нам отзыв.

Температура воды – Системы измерения окружающей среды

Что такое температура воды?

Температура воды — это физическое свойство, выражающее, насколько горячей или холодной является вода. Поскольку горячее и холодное являются произвольными терминами, температуру можно далее определить как измерение средней тепловой энергии вещества 9.0274 5 . Тепловая энергия — это кинетическая энергия атомов и молекул, поэтому температура, в свою очередь, измеряет среднюю кинетическую энергию атомов и молекул ⁵ . Эта энергия может передаваться между веществами в виде потока тепла. Теплопередача, будь то воздух, солнечный свет, другой источник воды или тепловое загрязнение, может изменить температуру воды.

Температура воды играет важную роль в качестве водной жизни и среды обитания. Тепловой поток и колебания температуры определяют, какие виды будут жить и процветать в водоеме.

Температура воды была определена Дж. Р. Бреттом как «главный абиотический фактор» из-за ее воздействия на водные организмы ¹⁵ . Что это означает для озер, рек и океанов?

Почему важна температура воды

Температура воды влияет почти на все остальные параметры качества воды.

Температура является важным фактором, который следует учитывать при оценке качества воды. Помимо собственных эффектов, температура влияет на ряд других параметров и может изменять физические и химические свойства воды. В связи с этим следует учитывать температуру воды при определении ⁷ :

– Скорость метаболизма и продукция фотосинтеза
– Токсичность соединений
– Концентрации растворенного кислорода и других растворенных газов
– Электропроводность и соленость
– Окислительно-восстановительный потенциал (ОВП)
– pH
– Плотность воды
9 Температура воды и Aquatic Life Скорость метаболизма водных организмов увеличивается по мере повышения температуры воды.

Сама по себе температура воды может влиять на скорость метаболизма и биологическую активность водных организмов ¹⁴ . Как таковой он влияет на выбор мест обитания разнообразных водных организмов ⁸ . Некоторые организмы, особенно водные растения, процветают при более высоких температурах, в то время как некоторые рыбы, такие как форель или лосось, предпочитают более холодные ручьи ⁸ .

Исследования показали прямую зависимость между скоростью метаболизма и температурой воды. Это происходит потому, что многие клеточные ферменты более активны при более высоких температурах ¹⁸ . Для большинства рыб повышение температуры воды на 10°C примерно удваивает скорость физиологических функций ¹⁶ . Некоторые виды могут справиться с этим увеличением скорости метаболизма лучше, чем другие. Повышение метаболической функции можно заметить по частоте дыхания и реакции пищеварения у большинства видов. Увеличение частоты дыхания при более высоких температурах приводит к повышенному потреблению кислорода, что может быть вредным, если частота дыхания остается повышенной в течение длительного периода времени. Кроме того, температура выше 35°C может начать денатурировать или разрушать ферменты, снижая метаболическую функцию ¹⁸ .

Колебания температуры также могут влиять на выбор поведения водных организмов, например, переход в более теплую или более холодную воду после кормления, реакции хищник-жертва и режимы отдыха или миграции ¹⁶ . Некоторые виды акул и скатов даже во время беременности ищут более теплые воды ¹⁶ .

Температура влияет на скорость фотосинтеза различных водорослей.

На растения также влияет температура воды. В то время как некоторые водные растения переносят более прохладную воду, большинство предпочитает более теплую температуру ¹⁷ . Тропические растения, в частности, будут демонстрировать ограниченный рост и период покоя при температуре воды ниже 21°C ¹⁷ . В то время как покой подходит для выживания в холодную зиму, для процветания большинства растений требуются более высокие температуры.

Температура также может подавлять дыхание растений и фотосинтез ¹⁴ . В целом фотосинтез водорослей увеличивается с повышением температуры, хотя у разных видов будут разные пиковые температуры для оптимальной фотосинтетической активности ¹⁴ . Выше и ниже этой температуры фотосинтез будет снижен.

Токсичность соединений и температура воды

Температура воды может играть роль в переходе между аммонием и аммиаком в воде.

Помимо воздействия на водные организмы, высокие температуры воды могут повышать растворимость и, следовательно, токсичность некоторых соединений ¹ . Эти элементы включают тяжелые металлы, такие как кадмий, цинк и свинец, а также такие соединения, как аммиак ^19,20 . Температура воды может не только повышать растворимость токсичных соединений, но и влиять на предел толерантности организма ¹⁹ . Смертность от цинка значительно выше при температуре выше 25°C, чем при температуре ниже 20°C ¹⁹ . Это происходит потому, что проницаемость тканей, скорость метаболизма и потребление кислорода увеличиваются с повышением температуры воды ¹⁹ . В одном исследовании на рыбе лабеобата 24-часовая 50% летальная концентрация (LC50) при 15°C составляла 540 мг/л, тогда как при 30°C LC50 снижалась до 210 мг/л9.0274 19 .

Концентрация растворенного кислорода зависит от температуры. Чем теплее вода, тем меньше кислорода она может удерживать.

Аммиак известен своей токсичностью при высоких уровнях pH, но температура также может влиять на концентрацию критерия острого и хронического состояния ²¹ . При низких температурах и нейтральном pH следующее уравнение остается сдвинутым влево, что дает нетоксичный ион аммония:

Nh4 + h3O <=> Nh5+ + OH-

Однако при повышении температуры на каждые 10 °C соотношение неионизированного аммиака в удвоение аммиака ²¹ . В 2013 году EPA определило, что критерий максимальной концентрации для пресноводных видов составляет 17 мг/л общего аммиачного азота (включая как Nh4, так и Nh5+) из-за его потенциального скачка токсичности при более высоких значениях pH и температуры ²¹ .

Растворенный кислород и температура воды

Растворимость кислорода и других газов будет уменьшаться при повышении температуры ⁹ . Это означает, что более холодные озера и ручьи могут содержать больше растворенного кислорода, чем более теплые воды. Если вода слишком теплая, в ней не будет достаточно кислорода для выживания водных организмов.

Проводимость и температура воды

Температура воды может влиять на проводимость двумя способами. Поскольку проводимость измеряется электрическим потенциалом ионов в растворе, на нее влияют концентрация, заряд и подвижность этих ионов ¹¹ .

Температура воды влияет на вязкость, которая, в свою очередь, влияет на ионную активность и проводимость.

Ионная подвижность зависит от вязкости, которая, в свою очередь, зависит от температуры ¹³ . Вязкость относится к способности жидкости сопротивляться течению ²³ . Чем она более вязкая, тем менее текучая; патока и ртуть более вязкие, чем вода. Обратная зависимость между температурой и вязкостью означает, что повышение температуры приведет к уменьшению вязкости ¹⁴ . Уменьшение вязкости воды увеличивает подвижность ионов в воде. Таким образом, повышение температуры увеличивает проводимость ¹¹ .

Проводимость увеличивается примерно на 2–3 % при повышении температуры на 1 °C, хотя в чистой воде она увеличивается примерно на 5 % на каждый 1 °C ¹¹ . Именно из-за этой вариации многие профессионалы используют стандартизированное сравнение проводимости, известное как удельная проводимость, с поправкой на температуру 25°C ¹⁰ .

Многие соли лучше растворяются при более высоких температурах.

Второй способ воздействия температуры на электропроводность — концентрация ионов. Многие соли лучше растворяются при более высоких температурах ²² . Когда соль растворяется, она распадается на соответствующие ионы. Поскольку теплая вода может растворять несколько минералов и солей легче, чем холодная вода, концентрация ионов часто выше 9.0274 9 . Повышенное содержание минералов и ионов можно заметить в природных горячих источниках, которые рекламируют свои «целебные» свойства ⁵⁰ . Эти растворенные растворенные вещества часто называют общими растворенными твердыми веществами или TDS ¹² . TDS относится ко всем ионным частицам в растворе размером менее 2 микрон ²⁴ . Эти соли и минералы попадают в воду из горных пород и отложений, контактирующих с ней. По мере их растворения и увеличения концентрации ионов увеличивается и проводимость воды.

Скорость увеличения проводимости зависит от солей, присутствующих в растворе ²² . Растворимость KCl увеличится с 28 г KCl/100 г ч30 при 0°C до 56 г KCl/100 г ч30 при 100°C, в то время как растворимость NaCl увеличится только с 35,6 г до 38,9 г NaCl/100 г ч30 в том же диапазоне температур. . Кроме того, есть несколько солей, которые становятся менее растворимыми при более высоких температурах, что отрицательно влияет на проводимость ²² .

Окислительно-восстановительный потенциал и температура воды

Температура воды влияет на ОВП, но в какой степени трудно определить в полевых условиях. Окислительно-восстановительные соединения в калибровочных растворах известны количественно, поэтому можно измерить влияние температуры. Окислительно-восстановительный потенциал

, известный как ОВП, также зависит от температуры. Влияние температуры на значения ОВП зависит от химических соединений (атомов, молекул и ионов), присутствующих в растворе ²⁵ . Графики температурной зависимости обычно доступны для калибровочных растворов, но не для полевых образцов ²⁵ .

Отсутствие данных связано с трудностью идентификации и измерения всех окислительно-восстановительных видов, которые могут присутствовать в любом конкретном источнике воды. Поскольку эти виды трудно узнать и количественно определить в исследованиях окружающей среды, большинство электродов ОВП не будут автоматически компенсировать температуру. Тем не менее, температура все же может изменить показания, и ее следует записывать при каждом измерении, учитываемом при анализе данных ²⁶ .

рН и температура воды

Температура воды может изменить количество присутствующих ионов, изменяя рН раствора, не делая его более кислым или щелочным.

pH рассчитывается по количеству ионов водорода в растворе. При рН 7 ионы водорода и гидроксила имеют равные концентрации, 1 x 10-7 М, что делает раствор нейтральным ²⁷ . Однако эти концентрации справедливы только при 25°C. При повышении или понижении температуры концентрация ионов также будет меняться, что приведет к смещению значения pH ²⁷ . Эта реакция объясняется принципом Ле Шателье. Любое изменение в системе, находящейся в равновесии, например добавление реагента или изменение температуры, приведет к смещению системы до тех пор, пока она снова не достигнет равновесия ²⁸ .
Уравнение:

h30 H+ + OH-

представляет собой экзотермическую реакцию ²⁸ . Это означает, что если температура воды увеличится, уравнение сместится влево, чтобы снова достичь равновесия. Сдвиг влево уменьшает ионы в воде, увеличивая рН. Точно так же, если бы температура понизилась, уравнение сместилось бы вправо, увеличив концентрацию ионов и уменьшив pH.

pH чистой воды меняется в зависимости от температуры, оставаясь совершенно нейтральным. Чистая вода имеет только pH 7,0 при 25 градусах Цельсия.

Однако это не означает, что изменение температуры сделает раствор более кислым или щелочным. Поскольку соотношение ионов водорода и гидроксила остается неизменным, кислотность воды не меняется с температурой ²⁸ . Вместо этого смещается весь диапазон pH, так что нейтральная вода будет иметь значение, отличное от 7. Чистая вода останется нейтральной при 0°C (pH 7,47), 25°C. (рН 7,00) или 100°С. (рН 6,14).

Плотность и температура воды

Температура воды и плотность воды напрямую связаны. По мере повышения или понижения температуры воды плотность воды будет изменяться. Это уникальное соотношение заключается в том, что в отличие от большинства материалов плотность чистой воды уменьшается примерно на 9% при замерзании ²⁹ . Вот почему лед расширяется и плавает на поверхности воды. Чистая вода также уникальна тем, что достигает максимальной плотности 1,00 г/мл при 4°C ²⁹ . Вода при температурах выше и ниже этой, включая перегретую и переохлажденную воду, будет плавать на воде с температурой 4°C.

Айсберги — яркий пример того, как лед плавает на поверхности воды. Фотография предоставлена ​​Национальной океанской службой NOAA через Flickr.

Температурные точки пресной воды

Вода имеет наибольшую плотность при температуре 4 градуса по Цельсию и наименьшую плотность в твердой форме в виде льда.

Точка максимальной плотности особенно важна в пресной воде. Если бы вода была наиболее плотной при температуре замерзания (0 °C), то она опустилась бы на дно, замораживая водоем снизу вверх и убивая все живущие в нем организмы ²⁹ . Вместо этого это свойство гарантирует, что дно водоема останется при температуре не менее 4°C и, таким образом, не замерзнет ³⁰ . Таким образом, соотношение температуры и плотности создает схему конвекции воды по мере ее охлаждения. Когда температура поверхностных вод приближается к температуре максимальной плотности, они опускаются и замещаются более теплой и легкой водой ⁴² . Этот процесс продолжается до тех пор, пока вода не станет равномерно холодной. Любая вода холоднее этой точки будет плавать поверх более плотной воды. Эта модель конвекции позволяет смешивать воду как теплее, так и холоднее 4°C (и с потенциально разной концентрацией растворенного кислорода).0274 30 . Этот процесс происходит сезонно в голомиктических (перемешивающихся) озерах, когда температура воды (и, следовательно, другие параметры) достигают равновесия ¹⁴ .

Температурные точки соленой воды

Температура замерзания и максимальная плотность снижаются по мере увеличения уровня солености.

Важно отметить, что соленость влияет не только на плотность воды, но и может сдвигать максимальную плотность и температуру замерзания воды. По мере увеличения концентрации соли как максимальная плотность, так и температура замерзания будут снижаться ¹⁴ . Средняя морская вода имеет уровень солености 35 PPT (частей на тысячу) и имеет сдвинутую максимальную плотность -3,5°C ¹⁴ . Это более чем на 7° отличается от температуры пресной воды и ниже точки замерзания морской воды на 1,9°C ¹⁴ . Однако эта максимальная плотность никогда не достигается ³⁹ . Вместо этого в процессе конвекции охлаждающая вода просто циркулирует до тех пор, пока вся толща поверхностных вод не достигнет точки замерзания ⁴² . Поскольку фазовая граница между жидкостью и твердым телом требует надлежащего давления, а также температуры, лед образуется только на поверхности ³⁰ .

Самая низкая зарегистрированная естественная температура морской воды составила -2,6°C, зарегистрированная под антарктическим ледником ³⁸ . Точно так же самые холодные зарегистрированные океанские течения были -2,2°C на глубине 500 м. В обоих случаях гидростатическое давление позволяло воде оставаться жидкой при таких низких температурах ³⁸ .

Ледяная формация

Лед плавает поверх более плотной воды.

Общеизвестно, что пресная вода начинает замерзать при 0°C. Однако соленая вода имеет более низкую температуру замерзания. Вот почему соль используется зимой для размораживания дорог и тротуаров. Средняя морская вода имеет уровень солености 35 PPT (частей на тысячу), что смещает точку замерзания до -1,9.°С ¹⁴ .

Плотность чистого водяного льда при 0°C составляет 0,9168 г/мл, что почти на 9% легче, чем жидкая вода при 0°C, плотность которой составляет 0,99987 г/мл ¹⁴ . Это не кажется большой разницей, но этого достаточно, чтобы лед оставался на поверхности воды и позволял водным организмам пережить зиму. Это падение плотности происходит потому, что водородные связи в воде создают открытую гексагональную решетку, оставляя пространство между молекулами ⁴² .

Многолетний лед в Антарктиде свежее нового морского льда. Фото предоставлено ICESCAPE через НАСА 9.0072 Лед, образовавшийся в морской воде, еще менее плотный, чем пресноводный лед ⁴⁰ . Когда соленая вода начинает замерзать, молекулы воды начинают формировать кристаллическую решетку (точно так же, как в пресной воде). Эти кристаллы включают только молекулы воды, а не ионы соли, и это образование известно как исключение рассола ⁴³ . По мере роста структуры льда карманы с концентрированной соленой водой могут задерживаться внутри льда, но не включаются в его структуру. Захваченная вода может в конечном итоге стекать, оставляя во льду небольшой пузырь воздуха. Оставшиеся пузырьки воздуха значительно снижают плотность льда – до 0,8-0,9.г/мл ⁴⁰ .

Новый морской лед может быть соленым на вкус из-за захваченного рассола, который еще не вышел. В более старых ледяных структурах, называемых многолетним льдом, не осталось рассола, и после таяния они достаточно свежие, чтобы их можно было пить ⁴¹ .

Соотношение температура/плотность также способствует расслоению.

Термическая стратификация

Тепловое изображение стратификации Ледяного озера за 22-месячный период. Озеро смешивается каждую весну и осень, выравнивая температуру по всему озеру. Термоклин существует на разной глубине в зависимости от времени года.

Стратификация – это разделение водной толщи на пласты или слои воды с различными свойствами. Эти подразделения обычно определяются по температуре и плотности, хотя могут использоваться и другие параметры, такие как соленость и химические различия ³¹ . Расслоение происходит потому, что для смешивания жидкостей с различной плотностью ¹⁴ требуется работа (сила и перемещение). Термическая стратификация обычно носит сезонный характер, с четкими границами между слоями летом, более узкими слоями зимой и «оборотом» весной и осенью, когда температура достаточно однородна по всей толще воды ³² . С течением времени года солнечный свет, ветер, температура окружающей среды и лед (зимой) вызывают повторное расслоение озера ³² .

Говоря о слоях температуры и плотности внутри озера, слои обычно называют эпилимнионом, металимнионом и гиполимнионом сверху вниз ¹⁴ . Верхний слой, эпилимнион, подвергается воздействию солнечной радиации и тепловому контакту с атмосферой, поддерживая в ней тепло. Эпилимнион простирается настолько далеко, насколько позволяют солнечный свет и ветер, и обычно глубже в озерах с большей площадью поверхности ¹⁴ .

Стратификация озера – различные слои разделены термоклинами или температурными градиентами.

Ниже эпилимниона находится слой воды с быстро меняющимся температурным диапазоном, известный как металимнион ³² . Металимнион служит границей между верхним и нижним слоями воды. Температура в этих пластах может сильно различаться между его верхней и нижней глубинами ¹⁴ . Кроме того, толщина и глубина металимниона могут колебаться в зависимости от погодных условий и сезонных изменений ¹⁴ .

Металимнион окаймлен сверху и снизу краем, называемым термоклином. Термоклин определяется как плоскость максимального снижения температуры ¹⁴ . Другими словами, когда температура воды начинает значительно падать, термоклин пройден. Эта плоскость обычно считается глубиной, на которой температура снижается со скоростью, превышающей 1°C на метр ¹⁴ . Поскольку температура и плотность связаны, второй клин, известный как пикноклин, существует на тех же глубинах. Пикноклин разделяет слои водной толщи плотностью ³³ .

Ниже второго термоклина и пикноклина находится гиполимнион. Эти пласты обычно слишком глубоки, чтобы подвергаться влиянию ветра, солнечной радиации и атмосферного теплообмена ³¹ . Температура гиполимниона обычно определяется весенним оборотом. В более глубоких озерах перемешивание может быть минимальным, и плотность гиполимниона будет близка к максимальной, или 4°C ¹⁴ . В более мелких озерах температура гиполимниона может повышаться более чем на 10°C. Эта температура может измениться лишь минимально, если вообще изменится, при стратификации ¹⁴ .

Озера, которые полностью перемешиваются не реже одного раза в год, известны как голомиктические озера ¹⁴ . Существует шесть типов голомиктических озер, определения которых основаны на средней температуре и частоте совпадения температур ¹⁴ . Эти озера и факторы их разделения можно увидеть на этой блок-схеме:

Блок-схема классификации озер Хатчинсона и Лоффлера на основе моделей стратификации и циркуляции.

Озера, которые не смешиваются полностью, называются меромиктическими озерами ¹⁴ . Эти озера имеют нижний слой, который остается изолированным в течение всего года. Этот нижний слой известен как монимолимнион и обычно отделен от коллективных слоев над ним (миксолимнион) галоклином (клином, основанным на солености) ³¹ . Меромиктические условия могут возникать в голомиктическом озере, когда необычные погодные условия заставляют озеро расслаиваться до того, как оно успевает полностью смешаться ¹⁴ .

Датчики давления и температуры воды

Давление напрямую не влияет на температуру воды. Вместо этого он смещает точки замерзания, кипения и максимальной плотности. Температура, при которой происходит кипение и замерзание, справедлива только на уровне моря ³ .

Давление может изменить точку кипения воды.

Как указано в некоторых рецептах, время приготовления увеличивается на больших высотах из-за изменения точки кипения воды. Это связано с влиянием атмосферного давления. При более низком давлении (большая высота) вода будет кипеть при более низкой температуре. С другой стороны шкалы, при более высоком давлении (например, в скороварке) вода будет кипеть при более высокой температуре ³⁴ . Атмосферное давление влияет не на температуру самой воды, а только на ее способность превращаться в пар, смещая, таким образом, кипение влево или вправо.

Давление также объясняет, почему лед образуется только на поверхности воды. По мере увеличения гидростатического давления температура замерзания снижается ³⁰ . На больших высотах (более низкое давление) наблюдается небольшое повышение точки замерзания, но изменение давления недостаточно, чтобы существенно повлиять на точку 9. 0274 30 .

Какие факторы влияют на температуру воды?

На температуру воды могут влиять многие условия окружающей среды. Эти элементы включают солнечный свет/солнечное излучение, теплопередачу из атмосферы, слияние потоков и мутность. Мелководье и поверхностные воды более подвержены влиянию этих факторов, чем глубоководные ³⁷ .

Солнечный свет

Солнечное излучение оказывает наибольшее влияние на температуру воды.

Самым большим источником передачи тепла в температуру воды является солнечный свет ³⁶ . Солнечный свет или солнечное излучение — это форма тепловой энергии ⁴⁵ . Затем эта энергия передается поверхности воды в виде тепла, повышая температуру воды. Этот перенос тепла происходит из-за относительно низкого альбедо воды ⁴⁴ . Альбедо — это определенное качество способности поверхности отражать или поглощать солнечный свет. Низкое альбедо воды означает, что она поглощает больше энергии, чем отражает ⁴⁴ . Результатом являются ежедневные колебания температуры воды в зависимости от количества солнечного света, получаемого водой.

Если водоем достаточно глубок для расслоения, солнечный свет будет передавать тепло только через фотическую зону (досягающую свет). Большая часть этой энергии (более половины) поглощается в первых 2 м воды ¹⁴ . Эта энергия будет экспоненциально поглощаться до тех пор, пока свет не исчезнет. Фотическая зона различается по глубине, но в океанах может достигать 200 м ⁴⁶ . Глубина фотической зоны зависит от количества твердых частиц и других светорассеивающих элементов, присутствующих в воде. Температура воды ниже фотической зоны обычно изменяется только при перемешивании воды 9.0274 37 . Таким образом, более мелкие водоемы, как правило, прогреваются быстрее и достигают более высоких температур, чем более глубокие водоемы ¹ .

Атмосфера

Реки могут казаться парящими зимой, когда более холодный воздух течет над более теплой водой. Фото: Энтони ДеЛоренцо через Flickr

Атмосферный теплообмен происходит на поверхности воды. Поскольку тепло всегда течет от более высокой температуры к более низкой температуре, этот перенос может идти в обоих направлениях ⁶ . Когда воздух холодный, теплая вода передает энергию воздуху и охлаждает его. Эту проводимость часто можно увидеть в виде тумана или «дымящейся» реки ¹⁴ . Если воздух горячий, холодная вода получит энергию и согреется. Степень этого переноса основана на тепловой инерции и удельной теплоемкости воды ¹⁴ . Колебания температуры воды более плавные, чем колебания температуры воздуха ¹⁴ .

Мутность

Мониторинг мутности во время дноуглубительных работ на реке Пассаик. Мутность может повысить температуру воды.

Повышенная мутность также повысит температуру воды. Мутность – это количество взвешенных веществ в воде. Эти взвешенные частицы поглощают тепло солнечного излучения более эффективно, чем вода ⁴⁷ . Затем тепло передается от частиц к молекулам воды, повышая температуру окружающей воды ⁴⁷ .

Слияние

Поскольку река впадает в озеро, это может влиять на температуру воды. Фото: Роберто Арайя Баркхан через Wikimedia Commons

Грунтовые воды, ручьи и реки могут изменять температуру водоема, в который они впадают. Если родник или источник подземных вод холоднее, чем река, в которую он впадает, то и река станет холоднее. Вспоминая законы теплопередачи (энергия течет от горячего к холодному), река отдает энергию более холодной воде, нагревая ее ⁶ . Если приток большой или достаточно быстрый, равновесная температура воды будет близка к температуре притока ¹ . Потоки с ледниковым питанием будут поддерживать более низкую температуру в сливающихся реках вблизи источника потока, чем ниже по течению ¹ .

Антропогенное воздействие

Термическое загрязнение бытовыми и промышленными стоками может отрицательно сказаться на качестве воды. Фото предоставлено Вменковым через Wikimedia Commons

Техногенное влияние на температуру воды включает тепловое загрязнение, поверхностный сток, вырубку лесов и водохранилища.

Термическое загрязнение
Термическое загрязнение – это любые выбросы, которые резко изменяют температуру природного источника воды ⁴⁸ . Это загрязнение обычно исходит от городских или промышленных стоков ¹ . Если температура сброса значительно теплее природной воды, это может негативно сказаться на качестве воды. Существует несколько серьезных последствий теплового загрязнения, в том числе снижение уровня растворенного кислорода, гибель рыбы и приток инвазивных видов ⁴⁸ .

Сток с парковок и других непроницаемых поверхностей является еще одной формой теплового загрязнения. Вода, стекающая с этих поверхностей, поглощает большую часть их тепла и передает его ближайшему ручью или реке, повышая температуру ⁹ .

Вырубка лесов
На температуру воды могут влиять не только антропогенные добавки. Вода, затененная растительностью и другими объектами, не будет поглощать столько тепла, сколько освещенная солнцем вода ¹⁴ . Когда деревья или прибрежные навесы удаляются, водоем может стать необычно теплым, изменяя его естественный цикл и среду обитания ⁴⁸ .

Водохранилища

Плотина Маккензи изменила температурный режим воды ниже по течению, что повлияло на поведение рыб, особенно на размножение.

Водохранилища, такие как плотины, могут резко влиять на циклы температуры воды. Хотя плотина не отдает тепло воде напрямую, она может влиять на естественные закономерности повышения и понижения температуры воды ⁹ . Действующая плотина без узла скользящих затворов может изменить температуру воды ниже по течению от плотины, что может повлиять на поведение местных популяций рыб.

Изменение температурного режима может повлиять на миграцию, нерест и вылупление местных видов рыб ⁹ . Температурный режим изменится, если водохранилище расслоится, а попуск плотины будет слишком большим или слишком низким, в результате чего в ручей попадет необычно холодная или необычно теплая вода ⁹ .

Типичные температуры

Сезонные колебания температуры в США.

Температура воды может варьироваться от замерзшего льда до близкой к кипению, так что же определяет «типичную» температуру? Типичные температуры зависят от 1) типа водоема 2) глубины 3) времени года 4) широты 5) окружающей среды. В то время как конкретный водоем может иметь общую схему, которой он следует ежегодно, не существует определенной «типичной» температуры воды. Даже конкретный водоем может варьироваться в зависимости от любого из этих источников; озеро может замерзнуть за одну зиму, но может не замерзнуть на следующий год из-за теплой зимы. Оба года он следует одной и той же модели потепления и охлаждения, но не достигает одинаковых температур. Любые «необычные» температуры следует рассматривать в контексте.

Реки и ручьи подвержены более сильным и быстрым колебаниям температуры, чем озера и океаны ¹⁴ . Точно так же широкие мелкие озера будут теплее, чем их более глубокие аналоги. Из-за смещения угла солнечного излучения и эффектов атмосферного теплообмена температура воды будет меняться в зависимости от сезона ⁴⁴ . Поскольку солнечная радиация более интенсивна вблизи экватора, вода в более низких широтах будет теплее, чем вода в более высоких широтах ⁴⁴ . Затененные ручьи не будут так подвержены влиянию солнечной радиации, как их незащищенные аналоги, и могут оставаться более прохладными. Водоемы, находящиеся под влиянием потока грунтовых вод или ледникового потока, также будут более прохладными ¹ .

Температура океана также зависит от времени года, широты, глубины, океанских течений и конвекции ⁵¹ . Поверхностные воды будут больше меняться в зависимости от времени года и широты, чем более глубокие воды, и будут демонстрировать суточные (ежедневные) колебания из-за солнечной радиации и ветра ⁵³ . Эта суточная вариация может достигать 6 градусов по Цельсию ⁵³ . Благодаря своим массивным размерам и высокой удельной теплоемкости воды океан обладает столь же большой теплоемкостью ¹⁴ . Это означает, что колебания между сезонами или из-за необычных событий окажут незначительное влияние ⁵¹ . Исследования показали, что за последнее столетие океан нагрелся примерно на 0,1 градуса по Цельсию ⁵² . Хотя это число кажется небольшим, оно весьма значительно по сравнению с размером океана.

Температура поверхности моря в декабре 2013 года. Изображение предоставлено: Региональная система моделирования океана JPL через НАСА

Температура океана играет важную роль в атмосферных условиях по всему миру. Ураганы, циклоны, грозы и другие погодные явления могут формироваться в зависимости от температуры океана ⁵³ . Муссоны могут возникать при большой разнице температур между сушей и морем, вызывая циклические осадки и штормы ³⁵ . Ураганы и циклоны развиваются над теплой водой, где тепло может быстро передаваться воздуху посредством конвекции ⁵⁴ . Аналогичным образом, снег с эффектом озера и другие сильные осадки могут образовываться, когда холодный воздух течет над большим, более теплым водоемом ⁵⁵ . Океан также взаимодействует с атмосферой, создавая явления Эль-Ниньо и Ла-Нинья. Эль-Ниньо описывает потепление Тихого океана из-за отсутствия ветра, что изменяет глубину термоклина. Это потепление, в свою очередь, влияет на погодные и температурные режимы по всему миру ³⁵ . Ла-Нинья — это противоположное океану состояние, когда температура ниже нормы, обычно с обратным воздействием на погоду ³⁵ . Эти события нерегулярны, происходят раз в 2-7 лет. Они могут длиться от 9 месяцев до пары лет, в зависимости от силы эпизода ³⁵ .

На этих картах показаны изменения температуры поверхности вдоль экватора Тихого океана. В условиях Ла-Нинья полоса холодной воды смещается на запад вдоль экватора, в то время как в условиях Эль-Ниньо преобладают теплые температуры. Изображение предоставлено: Дай МакКлург, проект TAO через NOAA

Уникальные условия

Бассейн Morning Glory в Йеллоустонском национальном парке является примером горячего источника. Фото: Джон Салливан

Есть несколько водоемов с уникальными уровнями температуры. Самый известный пример – горячие источники. Горячие источники, также известные как гидротермальные источники, питаются грунтовыми водами, которые значительно теплее других потоков ⁵⁰ . Эти уникальные воды нагреваются геотермальным теплом. Этот теплообмен может исходить от потоков подземных вод, которые достаточно глубоко залегают в земной коре или соприкасаются с магмой в вулканических зонах 9.0274 50 . Горячие источники остаются намного теплее, чем температура окружающей среды, а некоторые вулканические горячие источники даже достигают температуры кипения ⁵⁰ .

Другими уникальными водоемами являются гелиотермные озера. Эти озера обычно солёные, меромиктические, а это значит, что при их расслоении смешивается только верхний слой воды ¹⁴ . Как обсуждалось в разделе о стратификации, слои разделены галоклином, при этом миксолимнион остается довольно свежим, а нижний монимолимнион содержит более высокую концентрацию соли 9. 0274 14 . Когда эта стратификация попадает в фотическую зону, происходят необычные события. Солнечный свет, достигающий монимолимниона, нагревает воду. Это тепло не может уйти, потому что повышение температуры не оказывает существенного влияния на плотность соляного нижнего слоя ¹⁴ . В результате получается тепловая ловушка в галоклине, где температура может легко достигать 50°C и выше ¹⁴ . Горячее озеро в Вашингтоне является одним из примеров гелиотермального озера, галоклин которого остается около 30°C, даже когда озеро покрыто льдом 9.0274 14 .

Последствия необычных уровней

Максимально рекомендуемые уровни температуры для разных видов рыб на разных этапах жизни.

Слишком теплая вода обычно считается более опасной для водных организмов, чем холодная. Однако и то, и другое может повлиять на рост, устойчивость к болезням и выживаемость ⁸ . Слишком холодная вода влияет на биологические процессы и скорость метаболизма водных организмов ¹⁴ . С другой стороны, слишком теплая вода может вызвать чрезмерное дыхание, вызывая стресс у рыб. Теплая вода также не может содержать столько растворенного кислорода, как холодная вода, поэтому меньше кислорода доступно для усвоения организмами ¹⁴ . У каждого вида рыб есть свой диапазон комфорта. Температуры за пределами этого диапазона могут быть вредными для роста и выживания. Лосось и форель предпочитают плавать в более холодных реках, в то время как большеротый и малоротый окунь может переносить гораздо более теплую воду как для роста, так и для нереста ⁸ .

Важность мониторинга

Так как же определить качество воды по температуре? Агентство по охране окружающей среды и некоторые штаты, включая Аляску, Айдахо, Орегон и Вашингтон, рекомендовали максимальные сезонные и региональные температуры 9.0274 49 . В других штатах числовое значение не приводится, а вместо этого указывается «нет измеримых изменений по сравнению с естественными условиями» ¹ . Это ставит во главу угла тщательный и долгосрочный мониторинг. Чем больше исторических данных доступно, тем больше аномальных колебаний можно обнаружить и устранить. Если температура озера, которое обычно стратифицируется из года в год при температуре около 20°C и 8°C в эпилимнионе и гиполимнионе, начинает показывать 23°C и 17°C соответственно, оно может стать эвтрофным (с высоким содержанием питательных веществ, часто гипоксическим) из-за сельскохозяйственного стока ¹ .

Влияние температуры воды на ряд других параметров делает ее малозаметным, но жизненно важным фактором, определяющим качество воды.

Что такое единицы?

Наиболее распространенные температурные шкалы: Фаренгейты, Цельсия и Кельвина.

Поскольку температура измеряет тепловую энергию, были разработаны шкалы, чтобы дать значение температуры по отношению к другим значениям. Сегодня температура воды обычно измеряется по одной из трех шкал: Цельсия, Фаренгейта или Кельвина 9.0274 2 . При использовании шкал Цельсия или Фаренгейта температура измеряется в градусах. По шкале Кельвина единицей измерения является кельвин, но это та же величина, что и градус Цельсия ² . Из-за универсального использования температура воды обычно указывается по шкале Цельсия ¹ .

Шкалы Фаренгейта и Цельсия определяются градусами замерзания и кипения воды ³ . Шкала Цельсия также называется стоградусной, потому что между двумя определенными точками (замерзание и кипение воды) есть интервал в 100 градусов ² . Шкала Кельвина основана на теоретической точке абсолютного нуля ² .

Температура в градусах Цельсия может быть преобразована в градусы Фаренгейта или Кельвины с помощью следующих уравнений ³ :

°F = (1,8*°C) + 32
K = °C + 273,15 Environmental, Inc. «Температура воды». Основы экологических измерений. 7 февраля 2014 г. Интернет. < https://www.fondriest. com/environmental-measurements/parameters/water-quality/water-temperature/ >.

Дополнительная информация

• Методы измерения
• Датчики температуры
• Области применения
• Справочные материалы

Двигатель внутреннего сгорания и газовая турбина — потребление воды

Электричество представляет собой одно из самых частых применений воды во всем мире. В 2010 году использование воды для производства энергии составило 583 миллиарда кубометров — 15% мирового водозабора. В некоторых странах на энергетический сектор приходится даже высокий процент забора воды. В США, например, более 40% забора пресной воды приходится на теплоэлектростанции. Вода используется при добыче и переработке ископаемого топлива, для производства гидроэлектроэнергии, а также для охлаждения тепловых электростанций и систем контроля выбросов.

Нехватка воды уже является проблемой для электроэнергетического сектора во многих странах. Засуха и снижение уровня водохранилищ привели к сокращению производства гидроэлектроэнергии в Бразилии и на западе США.

МЭА оценило будущие потребности в воде для быстрых переходов к источникам энергии, как это предусмотрено его Сценарием устойчивого развития — комплексным подходом, направленным на борьбу с изменением климата, обеспечение всех энергией и снижение воздействия загрязнения воздуха. При таком сценарии водозаборы будут на 20% ниже, чем сегодня. Этому спаду способствуют более широкое использование солнечной фотоэлектрической и ветровой энергии, отказ от выработки электроэнергии на основе угля и уделение большего внимания энергоэффективности. Однако потребление воды в энергетическом секторе в этом сценарии движется в противоположном направлении — увеличивается на 50%. Под забором понимается количество использованной воды, которое может быть возвращено в источник, а безвозвратное водопользование снижает количество воды, которое может быть использовано для хозяйственных нужд. других целях, потому что он теряется при испарении или включается в побочные продукты или потоки отходов. Изменение водозабора и водопотребления в рамках Сценария устойчивого развития МЭА показано на рисунке 1 ниже.

Рисунок 1: IEA. Глобальное водопользование в энергетическом секторе по видам топлива и выработки электроэнергии в Сценарии устойчивого развития

Потребности электростанций в охлаждении преобладают в водопотреблении

Тепловые электростанции, в том числе угольные, атомные, мазутные, биомассовые и газовые, учитываются в настоящее время на 80 процентов мирового производства электроэнергии. На большинстве этих электростанций используется пароэлектрическая технология, в которой вода используется для производства пара, который вращает турбины для производства электроэнергии. Этот пар проходит через конденсатор и охлаждается перед повторным использованием. Охлаждение осуществляется одним из трех основных способов:

• Прямоточные системы охлаждения требуют очень большого забора воды из прилегающих водоемов, таких как реки, озера или океаны. В этих системах охлаждения большой объем воды проходит через конденсатор, а часть воды возвращается в источник с более высокой температурой. Хотя прямоточные системы очень эффективны, большие водозаборные сооружения и избыточное тепло от сбрасываемой воды могут быть губительны для водных организмов. Экологические нормы стремятся ограничить такое воздействие, и в результате на многих новых электростанциях используются рециркуляционные системы охлаждения.

• Рециркуляционные системы охлаждения охлаждают воду за счет воздействия окружающего воздуха либо в градирнях, либо (реже) в прудах-охладителях. Теплопередача с воздухом происходит в основном за счет испарения. По мере испарения воды минералы и другие примеси в оставшейся охлаждающей воде становятся все более концентрированными и должны удаляться с помощью периодических циклов «продувки». Рециркуляционные системы забирают только подпиточную воду для возмещения потерь на испарение и поддержания качества воды. Рециркуляционные системы охлаждения забирают в 20-80 раз меньше воды, чем прямоточные системы, но процент потребляемой воды значительно больше. Прямоточные системы охлаждения потребляют около 4% забираемой воды, а рециркуляционные системы потребляют 80% забираемой воды. Существует несколько различных конструкций градирен для облегчения контакта воздуха с водой, в зависимости от условий окружающей среды и тепловой нагрузки от конденсатора.

• Системы сухого охлаждения используют механические системы принудительной подачи воздуха для конденсации пара и не требуют воды. Хотя системы сухого охлаждения хорошо подходят для засушливого климата, они менее эффективны, особенно при высоких температурах окружающей среды. Сухое охлаждение не подходит для электростанций со значительным производством пара и, следовательно, с большими потребностями в охлаждении, таких как угольные и атомные установки.

Хотя на электростанциях вода используется для различных процессов, включая очистку от загрязняющих веществ для контроля выбросов в атмосферу, санитарные системы, очистку установок и переработку топлива, подавляющее большинство воды используется для охлаждения. Анализ жизненного цикла использования воды от добычи до эксплуатации показал, что вода для охлаждения преобладает в использовании воды на электростанциях, работающих на природном газе.

Сравнение потребления воды

Объем охлаждения, требуемый пароэлектрической электростанцией, коррелирует с ее эффективностью, независимо от используемого топлива. Более эффективные электростанции имеют меньшие потери тепла и, следовательно, меньшие потребности в охлаждении. Анализы показателей водопотребления на электростанциях показали, что если атомная электростанция с градирнями будет потреблять около 2500 литров/МВтч, то парогазовая электростанция (ПГУ) с системой рециркуляции будет потреблять примерно 780 литров/МВтч. Для сравнения, электростанция с двигателем внутреннего сгорания Wärtsilä, работающая в простом цикле на природном газе, будет потреблять всего 3 литра на МВтч. Это связано с высокой эффективностью и низкой потребностью в охлаждении двигателей Wärtsilä.

В установках с комбинированным циклом выход паровой части установки влияет на потребление воды. Около половины мощности парогазовой электростанции вырабатывается за счет сквозного парового цикла, а четверть энергии теряется в результате испарения. На электростанции Wärtsilä Flexicycle паровой цикл обеспечивает только 10% нагрузки. Таким образом, из-за более низких температур парового цикла установка Flexicycle с градирнями использует примерно на 50% меньше воды, чем парогазовая установка сопоставимого размера с градирнями. В комбинированном цикле установка Flexicycle с градирней будет потреблять всего 409литров/МВтч. Использование воды на заводе Wärtsilä Flexicycle сравнивается с другими технологиями, использующими градирни, на рис. 2.

В установках Flexicycle обычно используется конденсатор с водяным охлаждением и градирня с принудительной тягой. В регионах с нехваткой воды заводы Wärtsilä Dry Flexicycle™ используют конденсаторы с воздушным охлаждением (сухое охлаждение), чтобы сократить потребление воды почти до нуля. Система охлаждения использует замкнутый контур радиатора и вентиляторы для отвода тепла. Сухое охлаждение редко используется на парогазовых установках, так как оно приводит к увеличению затрат и снижению эффективности станции. Анализ снижения номинальных характеристик из-за сухого охлаждения по сравнению с градирнями показал, что в жаркие дни мощность ПГУ снижается на 3% до 9%. Потребление воды на электростанции Wärtsilä 12x18V50SG (газовые двигатели) в простом цикле и режиме гибкого цикла сравнивается с парогазовой установкой на рис. 3. Все станции имеют номинальную мощность 220 МВт. Заводы Dry Flexicycle используют на 96 % меньше воды, чем парогазовые установки с градирнями. Электростанции Wärtsilä обеспечивают эффективное производство электроэнергии с самым низким потреблением воды среди всех термоэлектрических технологий.

Почему вы должны переустанавливать свой водонагреватель на лето (и как)

Летом в Пенсильвании может быть зной, когда температура поднимается до трехзначных чисел.

По мере повышения температуры растут и наши счета за электроэнергию, поскольку наши кондиционеры и вентиляторы делают все возможное, чтобы наши дома оставались комфортными. Для многих из нас это делает лето напряженным временем, поскольку мы беспокоимся обо всем, от высоких счетов за электричество до чрезмерного потребления энергии.

Один из самых простых способов помочь своему кошельку и планете этим летом — отрегулировать температуру водонагревателя. Может показаться, что ваш водонагреватель не имеет отношения к охлаждению, но он является важной частью инфраструктуры вашего дома и может помочь вам сократить потребление энергии в этот сезон пикового энергопотребления.

Не знаете, как настроить водонагреватель или как установить оптимальную температуру водонагревателя? В этом руководстве показано, как выполнить это небольшое исправление самостоятельно.

Каковы преимущества регулировки температуры водонагревателя?

Ваш водонагреватель регулирует температуру воды и, таким образом, может подавать воду различной температуры в зависимости от того, какую ручку вы поворачиваете в раковине или душе. Ваш водонагреватель работает не покладая рук, чтобы производить горячую воду. Даже ночью, когда вы спите в постели, он все еще держит воду горячей для утреннего душа. Но летом большая часть этой работы не нужна. Поскольку ваш водонагреватель так усердно работает, чтобы дать вам воду нужной вам температуры, он потребляет огромное количество энергии. Часто это выливается в заоблачные счета за электроэнергию для вас. Вы тратите деньги на энергию, которую вашему прибору не нужно тратить в первую очередь.

Лучший способ контролировать этот тип энергопотребления в летнее время – это отрегулировать температуру водонагревателя. Регулируя температуру водонагревателя, вы лучше адаптируете его к более высоким температурам окружающей среды. Регулировка вашего водонагревателя летом может сэкономить вам деньги, выполнив эту простую небольшую настройку. Как только вы это сделаете, вы получите несколько преимуществ.

1. Экономьте больше денег

Ваша система HVAC является самым большим потребителем энергии в вашем доме, но ваш водонагреватель занимает второе место. Подобно тому, как ваше отопление и охлаждение должны работать с максимальной нагрузкой в ​​разгар зимы и лета, ваш водонагреватель испытывает такую ​​же нагрузку. И хотя идея о том, что механическая система испытывает трудности, может показаться абстрактной концепцией, есть один примечательный способ, которым эта концепция имеет реальное значение в вашей повседневной жизни — ваши счета.

Большинство из нас понимает, что большее потребление энергии приводит к более высоким счетам. Поскольку мы платим за каждый бит энергии, которую используем, отсюда следует, что чем больше мы используем, тем больше мы должны нашим поставщикам электроэнергии или газа. Из этого также следует, что если мы хотим сэкономить на коммунальных услугах, лучший способ сделать это — сократить количество потребляемой энергии. Регулируя температуру водонагревателя до более низкой температуры, мы сокращаем потребление энергии.

2. Помогите окружающей среде

Каждый из нас может внести свой вклад в то, чтобы сделать планету немного зеленее и помочь окружающей среде. Одним из наиболее значительных изменений, которые вы можете сделать как личность, является решение потреблять меньше энергии.

Поскольку ваш водонагреватель так усердно работает, чтобы обеспечить вас водой нужной вам температуры, он потребляет огромное количество энергии. Вместо горячего душа теплый или прохладный душ может показаться еще более освежающим.

Чтобы вырабатывать электроэнергию, которую мы используем в наших домах, эту энергию должны вырабатывать электростанции — ископаемое топливо, ветер, солнечная энергия и, возможно, даже гидроэнергетика. Вы тратите энергию, которую вашему прибору изначально не нужно тратить, и это также приводит к заоблачным счетам за электроэнергию для вас.

Понижая температуру водонагревателя, вы даете водонагревателю небольшую передышку. Это, в свою очередь, приводит к меньшему расходу энергии, что означает, что ваш дом потребляет меньше электроэнергии в целом. Таким образом, вы внесли свой вклад в сохранение зелени и красоты нашей планеты.

3. Избегайте ожогов

Объединив усилия водонагревателя, работающего на полную мощность, и воды, температура которой уже превышает среднюю, вы получите рецепт очень горячей воды. Во многих случаях эта вода может даже вызвать ожоги.

Один из лучших способов избежать ожогов — выключить водонагреватель. Таким образом, вы можете быть уверены, что вода не достигнет беспрецедентно высоких температур.

Какая рекомендуемая температура водонагревателя?

Знаете ли вы, что колоссальные 42% населения оставляют свой водонагреватель слишком высоким? Большинство водонагревателей предварительно запрограммированы на 120 градусов по Фаренгейту, и многие домовладельцы не будут задумываться об этой температуре. Они оставляют эту температуру установленной, когда устанавливают нагреватель и продолжают использовать его для нагрева воды для душа, посудомоечных и стиральных машин. Проблема в том, что, несмотря на то, что это приличная универсальная настройка температуры, это также больше тепла, чем вам нужно летом. В результате такая температура приводит к потере энергии.

Для достижения наилучшей температуры вам нужно изменить шкалу температуры водонагревателя, чтобы отразить смену времен года. Слишком низкое значение создает риск роста бактерий в ваших трубах или водонагревателе, но слишком высокое значение может привести к возгоранию. Чтобы избежать любой крайности, вам нужно найти золотую середину. Мы рекомендуем всегда держать нагреватель установленным между 110 и 120 градусами.

Летом попробуйте установить температуру водонагревателя на нижний предел этой шкалы, поместив ее около или на 110 градусов. Зимой склоняйтесь к верхнему пределу диапазона. В этот сезон 120 — гораздо более приемлемая температура.

Эта разница всего в 10 градусов или меньше может показаться незначительной, но этого может быть достаточно, чтобы сэкономить до 5 % энергии. Вы также заметите разницу в душе: температура воды станет более комфортной и естественной.

Как отрегулировать температуру водонагревателя

Теперь, когда понятно, почему регулировка температуры водонагревателя полезна, пришло время поговорить на практике. Как изменить эти настройки температуры? Можно ли это сделать самому или нужно вызывать профессионалов?

В каждом случае процесс будет немного отличаться, так как каждый нагреватель и система имеют набор различных механизмов управления. Тем не менее, мы считаем, что процесс достаточно прост, чтобы каждый мог выполнить его самостоятельно. Давайте разберем вещи, чтобы продемонстрировать, как вы можете легко отрегулировать температуру водонагревателя в вашем доме.

1. Проверка воды

Первым шагом к регулировке температуры водонагревателя является проверка воды, чтобы убедиться, что показания температуры на самом нагревателе точны. Вы можете легко выполнить этот тест, открыв кран в раковине и дав ему поработать, пока он не нагреется до максимума. Как только он полностью нагреется, подержите термометр под струей и проверьте температуру. В идеале он должен соответствовать настройке нагревателя.

2. Для проточных водонагревателей

Если у вас дома есть проточный водонагреватель, вам повезло. Настройка параметров температуры не может быть проще. Этот процесс очень похож на замену термостата в вашем доме и требует примерно столько же усилий. Используйте цифровую панель управления для увеличения или уменьшения температуры горячей воды по желанию, и все будет готово.

3. Для газовых или электрических водонагревателей

Некоторые газовые водонагреватели могут иметь простой регулятор, расположенный в нижней части бака, который можно поворачивать для регулировки температуры. Однако в случае со многими более новыми моделями процесс немного сложнее. Следуйте этим инструкциям, чтобы отрегулировать температуру электрического или газового водонагревателя.

• Найдите автоматический выключатель и отключите питание водонагревателя.
• Найдите панель доступа к водонагревателю, ведущую к термостату. Как только вы найдете его, используйте отвертку, чтобы снять панель и открыть термостат под ней.
• Если есть какая-либо изоляция, закрывающая термостат, снимите ее.
• С помощью отвертки с плоской головкой установите термостат в желаемое положение. В некоторых моделях обогреватель может иметь два термостата. Если это так, измените их обоих на одинаковую сумму. Обычно лучше, чтобы верхний термостат располагался на несколько градусов выше нижнего, поэтому, если вы столкнулись с этим, поддерживайте этот баланс.
• Замените изоляцию и прикрутите панель на место над термостатом.
• Вернитесь к автомату защиты и снова включите питание нагревателя.
• Если вы работаете с газовым водонагревателем, вам также может понадобиться повторно зажечь контрольную лампочку. Проверьте, может ли это быть так, прежде чем уйти с работы.

Как узнать, когда нужно отрегулировать температуру водонагревателя?

Один из основных способов понять, что пришло время настроить водонагреватель на сезон, — запустить воду в раковине. Если сейчас зима, откройте кран на горячую, а если летом, попробуйте запустить холодную воду. Посмотрите, сколько времени потребуется, чтобы вода достигла желаемой температуры. Если это произойдет сразу, ваш водонагреватель, вероятно, в порядке. Если кажется, что это занимает некоторое время, возможно, пришло время немного настроить термостат водонагревателя.

Еще один способ решить, когда перезагружать водонагреватель, — отметить даты, когда вы планируете повышать или понижать температуру. Возможно, каждый год вы можете устанавливать напоминания в календаре на 15 мая и 1 октября или на любые даты, подходящие для вашего климата и местоположения. В эти дни вы будете регулировать температуру. Таким образом, вам не нужно беспокоиться о проведении каких-либо тестов, и вы можете просто отдыхать, зная, что вам не нужно ничего делать до этих дат.

Свяжитесь со специалистом по обслуживанию водонагревателей сегодня

Не можете найти термостат водонагревателя? Или, возможно, вы нашли его и внесли предложенные корректировки, но ничего не изменилось. Если вы столкнулись с такими проблемами, как сломанный водонагреватель, протечка водонагревателя или вам нужна установка водонагревателя, возможно, пришло время обратиться к профессионалам.

Мы в Summers & Zim’s хотим быть вашими профессионалами в области обслуживания водонагревателей. Мы обслуживаем округа Ланкастер, Делавэр и Честер, и наша задача — сделать работу правильно с первого раза. Благодаря нашей ориентации на обслуживание, дружелюбному подходу к помощи нашим клиентам и обширным знаниям о том, как работают водонагреватели и другая бытовая техника, у нас есть все, что вы могли бы искать в команде поставщиков услуг на дому.