Если сравнить систему отопления с живым организмом, то котел с сопутствующими приборами обвязки – это своеобразное «сердце». Именно отсюда отправляется на циркуляцию нагретый теплоноситель по «артериям» — трубам подачи. И сюда же по «венам» — трубам обратки возвращается остывший, чтобы пополнить свой тепловой энергетический потенциал и вновь отправиться по контуру. Понятно, что возможности этого «сердца» должны быть адекватными мощности всего «организма». То есть система отопления обязана справляться со своими задачами, не «задыхаясь» от недостатка выработанного тепла. Но и чрезмерные излишки тепловой энергии для нее абсолютно не полезны.
О чем это говорит? Прежде всего – о том, что еще при выборе котла необходимо просчитывать требуемую мощность для полного обеспечения системы теплом в самых неблагоприятных условиях, на пике зимних холодов. Но это еще не все. Многие современные котлы способны функционировать в весьма широком диапазоне мощности. Стало быть, нужно уметь так организовать работу генератора тепла, чтобы он работал в оптимальных условиях и с минимальным потреблением энергоносителя и своего моторесурса.
Афанасьев Е.В.
Главный редактор проекта dc-gold.ru. Инженер.
Подобные регулировки обычно считаются прерогативой специалистов местного газового хозяйства. Но, наверное, и пытливому хозяину дома или квартиры будет интересно узнать, как проводиться настройка газового котла своими руками.
Для начала – нужен разумный выбор мощности
Потуги оптимизировать работу системы отопления будут совершенно бессмысленными, если номинальная мощность котла далека от требуемой. Причем, неважно, в какую сторону.
- При явном недостатке мощности теплового агрегата с наступлением холодов в некоторых помещениях, а то и во всем доме сразу, будет явно прохладно, если не сказать больше. Причем никакими настройками устранить этот недостаток невозможно — «выше головы не прыгнешь». Останется только уповать на дополнительные электрические обогреватели и планировать в обозримой перспективе произвести замену котла на более мощный.
- При чрезмерно мощном котле, казалось бы, у хозяев «на руках козырь» – солидный эксплуатационный запас! Но это только на первый взгляд …
Проблема в том, что тепловое оборудование в основном проектируется и рассчитывается для мощности, близкой к верхней границе паспортного диапазона. Именно в таких условиях котел покажет все преимущества, заложенное в него конструкторами. Снижение мощности возможно (для этого как раз и указывается диапазон), но это неминуемо сопровождается снижением КПД.
Диапазон полной (Q) и полезной (Р) мощности котла. Обратите внимание показана минимальная и не максимальная, а номинальная границы. То есть оптимальным режимом с максимальным КПД является работа котла на верхних показателях мощности.
Кстати, про падение КПД с уменьшением мощности производители частенько «стыдливо забывают» указывать в паспорте или на шильдике изделия. Эта информация обычно имеется лишь в сервисных инструкциях.
Например в инструкции к котлу «Protherm Gepard 23 MTV» прямо говорится, что при номинальной мощности 23.3 кВт показатель КПД (i) достигает 93,2%. А если оборудование будет работать на нижней границе мощностного диапазона ( 8,5 кВт), то КПД падает до 79,4%. То есть в действительности получается, что при работе в режиме малой мощности идет чувствительная потеря производительности – немалая часть (более 20%!) затраченного энергоносителя попросту сгорает, не принося никакой пользы потребителю.
Не хочется даже думать о величине КПД, если реальная потребность системы отопления меньше нижней границы диапазона мощности… Тем не менее, и такие «курьезы» встречаются.
А чтобы их не было — необходимо приобретать котел с мощностными показателями, адекватными реальным потребностям имеющейся или планируемой системы отопления. То есть – проводить предварительный расчет.
Для подобных расчётов часто предлагают соотношение: 100 Вт на один квадратный метр отапливаемой площади. Однако, этот «алгоритм» совершенно не учитывает ни специфики климата региона проживания и расположения постройки на местности, ни особенностей самого дома и каждого из его помещений. И оттого — вероятна немалая ошибка в ту или иную сторону.
Афанасьев Е.В.
Главный редактор проекта dc-gold.ru. Инженер.
Поэтому позвольте предложить вам для начала иное решение – специальный калькулятор для определения потребной тепловой мощности. В нем производится оценка каждого помещения дома, с учетом множества критериев. Сумма по всем отапливаемым помещение даст весьма точное представление об общей тепловой мощности системы. Кроме того, полученное значение для комнаты позволит правильно подобрать для нее теплообменные приборы – радиаторы, конвекторы и т.п.
Ниже будет приведено пояснение по порядку расчета.
Калькулятор расчета тепловой мощности системы отопления
Пояснения по проведению расчетов
Повторимся – расчет ведется для каждого из помещений дома или квартиры индивидуально. Сумма даст общую потребность в тепловой мощности.
Чтобы упростить себе задачу и сохранить на будущее полученные результаты, можно, вооружившись планом своих владений, составить табличку, в которой построчно указать все отапливаемые помещения. А затем определить по плану и выписать все необходимые данные по каждой из комнат. Это будет, пожалуй, самая сложная часть расчетов, так как остальное калькулятор уже «возьмет на себя»
Пример таблички показан ниже — он не привязан к взятому также исключительно для примера плану, просто как предлагаемый вариант оформления. А по запрашиваемым данным мы сейчас вкратце пройдемся.
Наименование комнаты, ее площадь, высота потолка. Утепление пола, что расположено выше и ниже | Количество внешних стен,их ориентьация по сторонам света и относительно зимней "розы ветров". Качество утепления стен. | Количество, тип и размер окон | Наличие дверей на улицу или в неотапливаемое помещение | Требуемая тепловая мощность |
---|---|---|---|---|
1. Прихожая. 3,18 м?. Потолок 2.8 м. Утеленный пол по грунту. Сверху - утепленный чердак. | Одна, Юг. Средняя степень утепления. Подветренная сторона | Нет | Одна | 0,52 кВт |
2. Холл. 6,2 м?. Потолок 2.9 м. Утепленный пол по грунту. Сверху - утепленный чердак | Нет | Нет | Нет | 0,62 кВт |
3. Кухня-столовая. 14,9 м?. Потолок 2.9 м. Хорошо утепленный пол по грунту. Свеху - утепленный чердак. | Две. Юг-Запад. Средняя степень утепления. Подветренная сторона | Два, однокамерный стеклопакет, 1200 x 900 мм | Нет | 2.22 кВт |
4. Детская комната. 18,3 м?. Потолок 2.8 м. Хорошо утепленный пол по грунту. Сверху - утепленный чердак | Две, Север - Запад. Полноценное утепление. Наветренная | Два, двухкамерный стеклопакет, 1400 x 1000 мм | Нет | 2,6 кВт |
5. Спальная. 13,8 м?. Потолок 2.8 м. Хорошо утепленный пол по грунту. Сверху - утепленный чердак | Две, Север, Восток. Полноценное утепление. Наветренная сторона | Одно, двухкамерный стеклопакет, 1400 x 1000 мм | Нет | 1,73 кВт |
6. Гостиная. 18,0 м?. Потолок 2.8 м. Хорошо утепленный пол. Сверху -утепленный чердак | Две, Восток, юг. Полноценное утепление. Параллельно направлению ветра | Четыре, двухкамерный стеклопакет, 1500 x 1200 мм | Нет | 2,59 кВт |
7. Санузел совмещенный. 4,12 м?. Потолок 2.8 м. Хорошо утепленный пол. Сверху - утепленный чердак. | Одна, Север. Полноценное утепление. Наветренная сторона | Одно. Деревянная рама с двойным остеклением. 400 x 500 мм | Нет | 0,59 кВт |
ИТОГО: | ||||
Площадь 78,5 м? | 10,87 кВт ? 11 кВт |
Итак, для расчетов потребуется уточнить и указать в калькуляторе для каждого из помещений следующие данные:
- Какая температура характерна для региона в самую холодную декаду зимы. Понятно, что этот показатель будет одинаков для расчета всех комнат – он просто характеризует климатические особенности местности. Так что в таблицу его и нет смысла заносить — можно указать при первом расчете, а затем просто не изменять.
Важно – это должно быть хоть и минимальная, но нормальная температура для вашего региона.
- Площадь комнаты и высота потолков — здесь и пояснять нечего.
- Количеств внешних стен, то есть обратной стороной контактирующих с улицей или холодным неотапливаемым помещением.
- Сторона света, в которую смотрит внешняя стена. Смысл в том, что стены на Юге или Юго-Западе могут получать «солнечный заряд», в отличие от своих «антиподов» на севере и Северо-Востоке, никогда не видящих Солнца.
- Если известно направление преобладающих зимой холодных ветров – то можно уесть и этот фактор. Если такой инфлюации нет – оставьте по умолчанию, но тогда расчет пойдет, как для самой неблагоприятной, быстро выстуживаемой наветренной стороны.
- При оценке степени утепления стен следует исходить из того, что полноценной считается та термоизоляция, что выполнена на основании проведенных теплотехнических расчётов. Если такой уверенности нет, то лучше оставить среднюю степень – это примерно соответствует кирпичной кладке в два кирпича (примерно 500 мм) или срубу с толщиной стены не менее 200 мм. Ну а неутепленными стены жилого дома быть не должны – вы просто разоритесь на отоплении!
- Далее, предстоит выбрать из предлагаемых списков вариант утепления пола или соседства с помещениями сверху и снизу.
- Целый блок полей посвящен окнам. Предстоит указать их количество и качество – выбрать из списка предлагаемых вариантов. Кроме того, калькулятор запрашивает размер. Автоматически производится вычисление площади остекления и ее сравнение с площадью помещения, на основании чего в расчет вводится поправочный коэффициент.
- Наконец, указывается количество дверей, выходящих из комнаты на улицу или в холодное (неотапливаемое) помещение. Оно и понятно: каждое открытие двери – это приток немалого объема холодного воздуха, что требует определенной компенсации.
После этого нажимают на клавишу расчёта – и результат по конкретному помещению готов. К нему ничего не нужно прибавлять – эксплуатационный резерв заложен уже тем, что расчет велся для наиболее неблагоприятных условий.
Суммарное значение по всем помещения дома или квартиры – это ориентир для приобретения котла отопления. Например, в таблице выше получилось 10,87 кВт. Подбирают модель, имеющую, безусловно, мощность несколько больше, но лучше всего – ближайшую в сторону увеличения. То есть в этом примере, скажем, уместным будет выбор котла мощностью 11.6 кВт.
* * * * * * *
А что делать, если котел с завышенной мощностью по какой-либо причине уже установлен, и его замена на обозримое будущее не планируется Можно ли оптимизировать работу системы отопления?
Оказывается, да, многие современные модели позволяют выполнить регулировки, те, что если и не выведут котел на оптимальный режим, то хотя бы выведут его на уровень, максимально возможно близкий к номинальным показателям.
Несколько вводных замечаний о настройке мощности котла
Настройка будет рассматриваться на примере модельной линейки «Protherm Gepard».
Почему взят именно такой пример? Ну, во-первых, котлы этого бренда очень популярны среди российских потребителей. Во-вторых, аналогичные настройки имеют и другие газовые настенные котлы «Protherm», например, линейка «Protherm Panther». В-третьих, бренд «Protherm» в настоящее время принадлежит одной из самых именитых в области отопления компаний – «Vaillant Group», и аналогичный алгоритм настроек характерен и для большинства моделей газовых котлов марки «Vaillant». А это – огромная часть общего европейского рынка котлового оборудования. И, надо полагать, что схожие методы регулировок практикуются и иными производителями, может, с некоторыми нюансами.
Итак, по декларируемым техническим характеристикам этот котел способен выдавать полезную тепловую мощность в диапазоне 8,5 ? 23,3 кВт. В продажу готовые модели поступают с выставленными заводскими настройками мощности – 15 кВт. Хорошо, если так и требуется, но чаще приходится перенастраивать модуль управления на реальные потребности системы отопления. Как они подсчитываются – мы уже видели.
Современное оборудование все чаще оснащается модулируемыми горелками. Это означает, что автоматика котла чутко реагирует на требуемые изменения мощности, оценивая условия работы по очень сложному и многостороннему алгоритму и варьируя количеством разжигаемых горелок и (или) высотой язычков пламени. Но такие «вариации» возможны в довольно узком диапазоне, и если разница между выставленной и требуемой мощностями велика, то никакая автоматика не справится – она «перестает понимать», что же от не требуется.
Даже если не вдаваться в дебри теплотехники и не считать потери на КПД при завышенной мощности агрегата, несоответствие выработанного и требуемого количества тепла приводит к явлению, которое получило название «тактование» котла и выражается в очень частых пусках и остановках агрегата. А все объясняется довольно просто.
Оценка максимально необходимой температуры теплоносителя (контроль перегрева) производится на выходе из теплообменника, то есть по трубе подачи. Если тепла в теплообменнике вырабатывается излишне много, автоматика, получив сигнал с термодатчика, останавливает работу горелки. Но это тепло еще даже не дойдет до приборов теплообмена в комнатах, как вскорости остывший поток, проходящий через выключенный котел (термодатчик на входе в теплообменник) спровоцирует новый пуск, вызывающий стремительный нагрев небольшого количества теплоносителя – и снова выключение горелки.
Получается, что при постепенно остывающих батареях котел таким тактованием будет пытаться обеспечить ровную подачу по всем помещениям, но в итоге получается «судорожная» череда пусков и остановок без видимого толку, приводящая лишь к быстрому износу оборудования.
Пуск любого, в принципе, устройства (механического, электрического, электромеханического и т.п.) всегда сопряжен с максимальными нагрузками, с большим расходом заложенного «моторесурса». Да, периодические запуски и остановки котла – это вполне обычное явление, предусмотренные нормальным режимом его работы. Но агрегат, функционирующий преимущественно в дерганном тактовании — вряд ли прослужит долго.
Борьба с таким явлением заключается в выравнивании уровней выработанного и потреблённого тепла. Возможны два пути – изменением настроек котельного оборудования или увеличением количества и (или) мощности приборов теплообмена. Понятно, что наращивать количество радиаторов можно и нужно далеко не всегда. Значит, придётся обратиться к настройкам котла.
Надо полагать, что снизить мощность котла до адекватных значений можно уменьшением подачи газа на горелки. Это осуществляется в газовом клапане (поз. 2 на предыдущей схеме).
Строение клапана не отличается сложностью. Вот она показан отдельно:
Синей стрелкой показан вход газа в клапан из магистрали. Зеленой – подача газа на горелку.
1 – входной патрубок с ограничителем подачи.
2 – электромагнитный клапан, выполняющий защитную функцию. При подаче напряжения на катушку – втягивается вверх, открывая проход газу в нижнюю камеру. При отключении питания – мгновенно закупоривает проход.
3 – шаговый электродвигатель (сервопривод), управляющий открытием регулирующего клапана (поз. 4).
5 – штуцер для подключения манометра, необходимого при некоторых настройках.
Работой сервопривода как раз и руководит модуль управления, приоткрывая на некоторую величину и закрывая подачу газа из нижней камеры на горелки.
Настройка газового котла своими руками
Итак, в автоматику котла уже вложен алгоритм управления мощностью нагрева в зависимости от текущих условий. Но, повторимся, этот алгоритм будет работать отрабатываться корректно только в том случае, если настройки агрегата адекватны реальной потребности системы отопление в тепловой энергии.
По правилам специалист-установщик котла обязан, помимо монтажа обвязки, выполнить настройку оборудования и произвести пробный запуск. Как проверить такие установки или же как выполнить настройку, если пригласить мастера по тем или иным причинам – пока невозможно?
Как войти в сервисное меню?
Для этого необходимо совершить ряд манипуляций на панели управления. Кстати, есть повод познакомиться с ней.
1 – кнопка общего включения.
2 – цифровой дисплей
3 – кнопка «mode» для выбора корректируемой функции.
4 – кнопки «-» и «+» для внесения корректировок в установки.
5 – кнопка сброса «reset»
Чтобы войти в сервисное меню, позволяющее вносить коррективы в настройки котла, необходимо выполнить следующие действия:
- При работающем дисплее нажимают на кнопку «modе» (поз. 3) и удерживают ее в таком положении порядка семи секунд.
- При этом на дисплее должна появиться цифра «0».
- Кнопками «плюс» и «минус» (поз. 4) вводится числовой код — «35». Затем – кратковременное нажатие на «modе» для подтверждения кода.
- На дисплее должно высветиться сервисное меню – чередующийся буквенно-числовой символ «d.0». Это – стартовая строка, от которой затем переходят к необходимой.
Каждая строка отвечает за тот или иной параметр работы котла.
- При внесении изменений, неважно в какую строку меню, руководствуются общими правилами:
— Кнопками «минус» и «плюс» вводится номер строки, например, «d.19».
— После перехода к строке – нажатием на кнопку «modе» номер строки преобразуется в числовой показатель параметра этой строки. Об этом будет говорить чередование знака «=» и числового значения.
— Кнопками «минус» и «плюс» вносятся необходимые коррективы.
— После внесения – подтверждения не требуется, так как спустя три секунды измененные параметры запоминаются. Так что времени особо на раздумья нет – следует заранее знать, какие именно значения будут вводиться.
— После внесения корректив нажимают и удерживают в течение трех секунд кнопку «modе» — блок управление возвращается при этом в обычный рабочий режим Но даже если этого не сделать – через 15 минут простоя в сервисном меню возврат будет выполнен автоматически.
Ну а теперь можно перейти к рассмотрению некоторых строк сервисного меню – какая за что отвечает. Все изучать – нет особого смысла, познакомимся только с наиболее важными с точки зрения настройки системы отопления.
Значение некоторых строк сервисного меню
Итак, при входе в сервисное меню можно перейти к нужной строке прямым указанием ее номера. После нажатия «mode» начинает высвечивать числовое значение параметра.
Основные важные для пользователя строки перечислены в таблице.
Особенности панели управления котлов модельной линейки «Prothern Panther»
Имеет смысл сразу обратить внимание и на этот модельный ряд. Дело в том, что у котлов «Prothern Panther» строки сервисного меню и порядок настройки параметров – практически идентичны моделям «Prothern Gepard». Основное отличие кроется лишь в организации панели управления и способе выхода в режим регулировок.
Нумерация основных элементов панели управления сохранена. И помимо того, что расположение кнопок несколько изменено, имеются и другие отличия.
Так, у дисплея, кроме общей верхней стоки информации, еще имеются две половинки: левая в пользовательском режиме «отвечает» за ГВС, правая – за систему отопления.
Кнопки «плюс» и минус» представлены двумя парами, каждая на соответствующей стороне: слева в пользовательском режиме ими задаются параметры ГВС, справа – отопления.
Выход в настроечное меню – семь секунд нажата кнопка «mode», в левой части дисплея появляется символ «0». Левой парой кнопок 4.1 вводится код 35. После этого – подтверждение коротким нажатием на «mode»
В сервисном меню левая часть дисплея будет показать номер строки, правая – значение устанавливаемого или проверяемого параметра.
Соответственно, чтобы указать нужный номер строки оперируют левой парой кнопок 4.1, а чтобы внести изменения в параметры строки – правой парой 4.2.
После внесения изменений, через три секунды, новые значения автоматически заносятся в память модуля управления.
Выход из сервисного меню такое же, как и у «Gepard»: трёхсекундное удержание в нажатом положении кнопки «mode», или же автоматический возврат в пользовательский режим после 15 минут простоя после внесения последних изменений.
Ну а значения всех без исключения строк сервисного меню – в полном соответствии с данными приведенной выше таблицы.
Настройка максимальной мощности газового котла
Одна из самых простых настроек.
- В сервисном меню вызывается строка d.00.
- Устанавливается нужный параметр от 8 до 23.
Помните, мы для примера приводили таблицу расчёта потребной мощности системы отопления? Там получилось 10.87 кВт. Значит, для таких условий можно выставить значение 11.
А если честно, то можно попробовать даже несколько снизить уровень мощности, примерно на пятую часть, скажем, до 9 кВт. Расчёты проводятся для наиболее неблагоприятных условий, то есть с определенным запасом мощности. А на деле очень сильные холода стоят не так долго, и в остальное время мощность получается несколько завышенной. Попробуйте уменьшить ее в разумных пределах – так вашему котлу будет лучшею. В конце концов, если почувствуется недостача тепла, недолго изменить настройки.
Настройка времени антициклирования
Как уже говорилось выше, за этот пункт настройки отвечает строка d.02. в ее заводских установках стоит показатель 20, однако, это не может считаться минутами. Дело в том, что зависимость довольно сложная, и при одном и том же значении настройки для разных температур теплоносителя в контуре с будет и различное время минимальной задержки повторного пуска поле выключения горелки. Эта зависимость может быть прослежена по графику, имеющемуся в сервисной инструкции к котлу.
Приведен это график и здесь:
— Синяя линия графика – минимальное значение, равное 2. Оно, кстати будет неизменным на всеми протяжении температурного диапазона.
— Красная линия графика – максимально допустимое значение.
— Зеленая линия графика – заводская установка строки сервисного меню.
Обратите внимание – значение, вносимое в строку, действительно равно минутам, то только при температур теплоносителя, равной 10 ?. А далее, по мере роста температуры, время задержки уменьшается.
Как производится регулировка этого параметра?
Прежде всего, исходят из того, что чем реже котел будет включаться, тем лучше для него. Но, безусловно, это не должно быть в ущерб комфортной температуре в помещениях. Необходимо искать, так сказать, золотую середину.
Рекомендуется, чтобы котел, по возможности, включался не чаще четырёх-пяти раз в час. То есть, с учетом промежутков активности котла, можно говорить о нормальном времени антициклирования в диапазоне от 10 до 15 минут.
Итак, для установки нового значения времени задержки ля начала нужно в пользовательском меню уточнить, какая выставлена максимальная температура нагрева теплоносителя. Она будет необходима для оценки новых значений по графику.
Далее, переходят к сервисной строке d.02. Если ранее никаких действий здесь не производилось, то долдоны сохраниться заводские настройки – «20».
Зная установленную температуру нагрева и имея перед глазами график, несложно определить приблизительное время антициклической паузы.
Например, установка температуры – 65 ?. Смотрим на график – по линии заводской установки 20. И видим, что получается длительность задержки всего около пяти минут, чего явно недостаточно.
Значит, есть смысл увеличить значение в строке. На сколько – опять же можно посмотреть по графику. Так, если поднять показатель до максимуму, до 60, минимальная пауза уже будет в районе 13 – 14 минут, что, в принципе, должно устроить.
После того как параметр был изменен, имеет смысл перейти к строке d.67. Как мы помним, это чисто информационная строка, но зато она показывает реальное время между угасанием горелки и ее очередным запуском. То есть график – графиком, а здесь уже конкретная длительность паузы, определенная цифровым модулем управления, исходя из текущих настроек мощности, температуры и значения, введённого в строку d.02.
При необходимости – действия по регулировки антициклической паузы повторяются.
* * * * * * *
В некоторых публикациях их авторы начинают делиться с читателями своим опытом, как можно даже перестроить котел на мощность чуть ли не вдвое ниже минимального порога. Это начинает касаться тонких настроек сервопривода с визуальным отслеживаем интенсивности пламени горелки (по высоте язычков) или с изменением заводской калибровки газового клапана, с контролем по манометру. Сложно сказать, насколько это нужно рядовому пользователю – неопытный человек может зайти в такие «дебри» что возврат будет чреват дорогостоящим ремонтом оборудования. По моему мнению – указанными настройками вполне можно ограничиться.
Схожие настройки при меняются и в других марках котов, безусловно, с собственными нюансами. Всех в масштабах одной статьи – не перечислишь. Но чтобы все-таки несколько расширить ее информативность – интересный видеосюжет с демонстрацией технологии настройки газового котла «BOSCH»