КПД котла

КПД котла — доля теплоты сгоревшего топлива, которую котёл передал теплоносителю. Обозначается η, считается в процентах: у газового котла это около 90 % — до 10 % тепловой энергии улетает с продуктами сгорания через дымоход, остальное уходит в радиаторы, тёплый пол и бойлер. КПД переводит потребность дома в тепле в реальный расход топлива и денег.

Что означает КПД на практике

Потребность в тепле, делённая на КПД, даёт расход топлива: дом, которому нужно 12 кВт тепла, забирает из газовой трубы не 12 кВт по теплоте сгорания, а 13,3 — разница горит «в трубу». Почему у газового котла именно 90 % и куда уходит остальное — в статье про газовые котлы отопления.

В расчётах сайта КПД — редактируемый параметр, а не скрытая константа: у калорифера приточки КПД нагревателя вводится в диапазоне 50–100 %, у нагревателя бойлера потребность уточняется поправкой на КПД, в сравнении видов топлива КПД прибора стоит в поле рядом с теплотворностью. Низкий КПД — это ещё и режим работы: котёл «с запасом втрое» тактует, включается и выключается, и реальная отдача падает ниже паспортной.

Формула и единицы

η = Q_полезн / Q_топлива, где η — коэффициент полезного действия, % или доли единицы; Q_полезн — теплота, переданная теплоносителю за время работы, Вт или кВт·ч; Q_топлива — теплота сгоревшего за то же время топлива, в тех же единицах.

Обратная запись практичнее: Q_топлива = Q_полезн / η — расход топлива для заданной потребности. Чем ниже КПД, тем больше топлива на тот же дом: при 90 % накидка 11 %, при 50 % — вдвое.

Пример расчёта

Котёл с полезной отдачей 12 кВт при КПД 90 %: Q_топлива = 12 / 0,9 ≈ 13,3 кВт по теплоте сгорания. За сезон из 2000 часов такой котёл передаст в дом 12 × 2000 = 24 000 кВт·ч тепла, а топлива сожжёт 13,3 × 2000 ≈ 26 667 кВт·ч. Разница — больше 2600 кВт·ч, это порядка 300 м³ газа в год: низшая теплота сгорания газа по ГОСТ 5542-2014 — не ниже 8,8 кВт·ч/м³. Сравнить виды топлива по деньгам с учётом КПД каждого прибора можно в калькуляторе стоимости отопления.

Тот же параметр работает в ГВС. Бак 100 л на нагрев с 10 до 60 °C за два часа требует 100 × 1,163 × 50 / 2 ≈ 2,9 кВт; при КПД нагревателя 90 % потребность вырастает до 3,2 кВт — поправку учитывает калькулятор расчёта бойлера ГВС, детали — в термине про объём бойлера.

А у калорифера приточки КПД нагревателя редактируется от 50 до 100 %: 300 м³/ч воздуха на нагрев 45 °C при КПД 100 % требуют около 4,5 кВт, при 50 % — уже 9 кВт. Вдвое ниже КПД — вдвое мощнее и дороже нагреватель при том же результате.

Типичные ошибки

1. КПД принимают за 100 %. Расход топлива выходит заниженным на десятую часть: для дома из примера — минус 300 м³ газа за сезон, и бюджет на отопление не сходится с фактом.
2. Котёл берут «с запасом втрое». Избыточная мощность — частые такты: горелка гаснет, не прогрев теплообменник, реальный КПД падает ниже паспортного. Как считать мощность без запаса — в термине про мощность котла.
3. Топливо сравнивают по теплотворности без КПД прибора. У электрического нагревателя КПД близок к 100 %, у дровяной печи заметно ниже; сравнение «по кубам и килограммам» без поправки выдаёт неверный вывод о самом дешёвом отоплении.
4. ТЭН для бойлера покупают по расчёту без поправки на КПД. Бак 100 л на ТЭНе 2,9 кВт при КПД 90 % греется дольше расчётных двух часов: потребность-то 3,2 кВт.

Частые вопросы

Какой КПД у газового котла?

Около 90 %: до 10 % тепловой энергии теряется при удалении продуктов сгорания через дымоход — иначе дымовые газы из котла не убрать. Точную цифру для своей модели смотрите в паспорте прибора.

Почему КПД не равен 100 %?

Продукты сгорания выбрасываются в дымоход вместе с частью тепла — это цена работы на топливе. Обещания «почти 100 %» относятся к маркетингу, а не к тепловому балансу.

Как КПД влияет на расход газа?

Обратно пропорционально: потребность в тепле делится на КПД. Дом на 24 000 кВт·ч тепла за сезон при КПД 90 % сжигает около 26 667 кВт·ч топлива — разница с «идеальным» котлом порядка 300 м³ газа.

Где КПД учитывается в расчётах на сайте?

Как редактируемое поле: у калорифера приточки — 50–100 %, у нагревателя бойлера — поправка к мощности, в сравнении топлива — КПД прибора у каждого вида наряду с теплотворностью.

Какой КПД ставить в калькуляторе?

Паспортный для своего прибора; без паспорта для газового котла берут около 90 %. Для электрокалорифера реалистичен диапазон 50–100 % — точнее скажет документация на конкретную модель.

Источники

1. ГОСТ 5542-2014 «Газы горючие природные для промышленного и коммунально-бытового назначения» — низшая теплота сгорания природного газа не ниже 31,8 МДж/м³ (≈ 8,8 кВт·ч/м³).