При какой температуре в котле горячие батареи

Дисклеймер:
Сразу скажу – я не специалист и в котлах мало понимаю. Поэтому ко всему, что написано ниже можно и нужно относиться скептически. Меня не пинайте, но альтернативные точки зрения буду рад услышать. Я искал информацию для себя, как оптимально использовать газовый котел, чтобы он прослужил максимально долго и чтобы как можно меньше тепла выпустить в трубу.

Началось всё с того, что я не знал какую температуру теплоносителя выбрать. Колесико выбора есть, а информации на эту тему нет. ни в инструкции нигде. Найти её было реально сложно. Я сделал для себя некоторые заметки. Не ручаюсь, что они верны, но они могли бы кому-то пригодиться. Это тема не ради холивара, я не призываю покупать ту или иную модель, но хочу разобраться как это работает и что от чего зависит.

Суть:
1) КПД любого котла тем выше, чем холоднее вода во внутреннем радиаторе. Холодный радиатор забирает в себя весь жар от горелки, выпуская на улицу воздух минимальной температуры.

2) Единственные потери по КПД, которые я вижу, это только отработанные газы. Всё остальное остаётся в стенах дома (мы рассматриваем только случай, когда котел стоит в помещении, которое нуждается в его отоплении. Больше я не вижу, почему КПД может снижаться.

3) Важно. Не путайте вилку КПД, которую пишут в характеристиках (например от 88% до 90%) с тем, о чём я пишу. Эта вилка относится не к температуре теплоносителя, а только к мощности котла.

Что это значит? Многие котлы могут работать с высоким КПД даже на мощности 40-50% от номинальной. Например, мой котел может работать на 11 квт и на 28 квт (это регулируется давлением в газовой горелке). Производитель говорит, что КПД при 11квт будет 88%, а при 28 квт – 90%.

Но какая температура воды при этом должна быть в радиаторе котла, производитель не указывает (либо я не нашёл). Вполне возможно, что при нагреве радиатора до 88 градусов КПД падает процентов на 20. Я не знаю. Надо измерять теплопотери с исходящими газами. но я для этого слишком ленив.

4) Почему же не настроить все котлы на минимальную температуру тепплоносителя? Потому что когда радиатор холодный (а 30-50 градусов, уже весьма холодный, относительно пламени горелки) – на нём образуется конденсат от воды и соединений, которые примешены в газе. Это как холодное стекло в ванной, куда собирается вода. Только там не чистая вода, а ещё всякая химия из газа. Этот конденсат очень вреден для большинства материалов, из которых делают радиатор внутри котла (чугун, медь).

5) Конденсат в больших количествах выпадает при температуре радиатора холоднее 58 градусов. Это довольно постоянное значение, потому что температура горения газа примерно постоянна. И количество примесей и воды в газе стандартизировано ГОСТами.

Поэтому есть правило, что в обычные котлы обратка должна приходить градусов 60 и выше. Иначе радиатор быстро выйдет из строя. У котлов даже есть специальная фишка – при включении горелки они отключают циркуляционный насос, чтобы быстрее нагреть свой радиатор до заданной температуры, уменьшив выпадение конденсата на него.

4) Есть конденсационные котлы – их фишка в том, что они не боятся конденсата, наоборот, они стараются по-максимуму охолодить продукты горения, что способствуют повышенному выпаданию конденсата (никакого чуда в таких котлах нет, конденсат в данном случае просто побочный продукт охлаждения выходящих газов). Таким образом они не выпускают лишнее тепло в трубу, используя все тепло по-максимуму. Но даже при использовании таких котлов, если вам надо сильно нагреть теплоноситель (если в доме установлено мало батарей/теплых полов и вам не хватает тепла) – горячий радиатор (хотя бы 60 градусов) этого котла уже не может выбрать всё тепло из воздуха. И его КПД падает практически до обычных значений. А конденсат почти не образуется, вылетая в трубу вместе с киловаттами тепла.

5) Низкая температура теплоносителя (характеристика, которая даётся в нагрузку к конденсационным котлам) хороша всем – она не разрушает пластиковые трубы, её можно напрямую пускать в теплый пол, горячие радиаторы не поднимают пыль, не создают ветер в помещении (движение воздуха от раскаленных батарей снижает комфорт), об них невозможно обжечься, они не способствуют разложению красок и лаков рядом с радиаторами (меньше вредных веществ). К слову, больше 85 градусов батареи вообще запрещено греть по санитарным мерам, именно из-за причин озвученных выше.

Но у низкой температуры теплоносителя, есть один минус. КПД радиаторов (батарей в доме) сильно зависит от температуры. Чем ниже температура теплоносителя, тем ниже КПД радиаторов. Но это не значит, что вы будете платить больше за газ (с газом этот КПД вообще никак не связан). Но это значит, что надо будет купить и разместить больше радиаторов/теплых полов, чтобы они смогли отдать столько же тепла в дом при более низкой рабочей температуре.

Если при 80 градусах нужен один радиатор в комнате, то при 30 градусах их нужно штуки три (эти цифры я взял из головы).

6) Помимо конденсационных, есть котлы “низкотемпературные”. У меня как раз такой. Они вроде бы могут жить при температуре воды от 40 градусов. Конденсат там тоже образуется, но вроде бы не так сильно, как в обычных котлах. Там есть какие-то инженерные решения, снижающие его интенсивность (двойные стенки радиатора внутри котла или ещё какая-то петрушка, про это крайне мало информации). Возможно это тупо маркетинг и работает только на словах? Я не знаю.

Для себя я решил ставить хотя бы 50-55 градусов, чтобы обратка была хотя бы около 40 (на вскидку, термометра у меня нет). Для меня это спасение, потому что у меня неправильно смонтированы теплые полы (в доме при покупке уже была вся разводка), и греть их водой 70 градусов было бы совсем неправильно. Пришлось бы пересобирать коллектор, добавлять ещё один насос… А 50-60 градусов для меня вообще нормально в теплых полах, у меня стяжка толстая, пол не горячий. Плохо это или не плохо, я не знаю, но так уже есть и ничего с этим не сделать. Хотя, я подозреваю, что КПД от этого всё-же немного страдает, да и стяжка не становится прочнее от диких перепадов. Но что поделать.

Вопрос, конечно, как это всё скажется на КПД и радиаторе котла. Но никакой информации у меня на эту тему нет.

7) Для обычного котла, судя по всему, оптимально греть воду до 80-85 градусов. Видимо, если 80 подача, то обратка около 60 будет в среднем по больнице. Кто-то даже говорит, что так КПД выше, но я не вижу ни одной разумной причины, почему КПД может расти с температурой теплоносителя. Мне кажется, что КПД котла должен падать при увеличении температуры теплоносителя (вспоминаем про газы, которые уходят из дома в трубу).

8) Я уже писал, почему горячий теплоноситель не приветствуется. И ещё раз подчеркну одно мнение, которое я видел в интернете. Говорят, для пластиковых труб максимальная разумная температура – 75 градусов. Уверен, что трубы выдержат и 100 градусов, но большая температура вроде бы приводит к повышенному износу. Понятия не имею, чего там “изнашивается”, может быть это фэйк. Но я всё-равно не сторонник шарашить кипятком по трубам. Все причины указал выше.

9) Из всего этого следует мнение (не моё), что погодозависимая автоматика почти никогда не нужна, потому что она регулирует температуру теплоносителя не оптимально для долговечного использования котла (либо убивая его КПД). То есть если котёл конденсационный, то лучше греть до одной температуры, и повышать её только если совсем холодно в доме. Зависит это в первую очередь от дома, утепления и количества радиаторов (и в последнюю очередь от температуры за бортом). А обычный котел всё-равно лучше греть до 70 градусов иначе ему хана. Соответственно низкотемпературный где-то в районе 50-55 в среднем. Ручной котроль рулит? Два раза за зиму можно и в ручную увеличить температуру если чувствуете, что радиаторы уже не отдают достаточно тепла в дом.

Вообще, очень жаль, что нет таблички от производителя с идеальным расчётным теплоносителем для каждого котла. Чтобы под эту температуру затачивать всю СО.

Ещё раз – я ваще чайник и ни на что не претендую, разбирался в теме я всего несколько часов. Но я точно знаю, что информации на эту тему крайне мало и буду рад, если эта ветка послужит отправной точкой для дискуссии, даже если я не прав по всем пунктам.

На многих форумах люди задают вопрос, какую температуру теплоносителя выставлять на котле при использовании термостата, чтобы платить меньше. Далее отвечающие начинают теоретические рассуждения. Одни говорят, ставь меньше, другие – ставь больше. Короче, ни одного практического исследования я не нашел, и решил это дело исправить. Методика тестирования проста: выждать несколько дней, когда температура на улице почти постоянна и не светит солнце (чтобы избежать нагрева внешних стен и внутренних помещений через окна) и провести замер газопотребления при разных значениях температуры теплоносителя. Будучи дальновидным, я еще измерял токопотребление котла. Несложно заметить, что при высокой температуре теплоносителя котел быстрее нагревает помещение, оставляя в батареях запас тепла на некоторое время. Термостат дает отбой, и подогрев с циркуляционным насосом отключаются. При низких температурах теплоносителя тепла от батарей едва хватает для поддержания заданной температуры воздуха в комнате, и горелка с циркуляционным насосом работают почти все время. Ну а поскольку электричество нынче дороже газа, его расход котлом тоже стоит учитывать для более объективной оценки затрат на отопление.

Для тестирования использовались: дом деревенский деревянный, 23 кв.м с паршивым утеплением и 15 кв.м. с хорошим утеплением, всего 38 кв.м. отапливаемой площади (по необходимости включается батарея еще в одной комнате, но обычно она отключена за ненадобностью и там +9 градусов – в тесте была отключена). Котел Viessmann Vitopend 100 24 квт, батареи алюминиевые восьмисекционные. Термостат установлен на 20.5 градусов. ГВС не использовалось для чистоты эксперимента. Температура на улице почти всегда -8 — -10 градусов в дневное и ночное время. Конечно, для чистоты эксперимента необходимо использовать стенд с постоянной наружной температурой, но у меня нет такой возможности, так что с некоторой погрешностью придется смириться. Тесты каждой установки проводились в течение 24 часа 13 минут в следующей последовательности: 50, 70, 60,40 градусов.

Электропотребление котла:

• Насос и горелка = 114 (120*) Вт.
• Насос без горелки = 71 (80*) Вт.
• В режиме ожидания = 1.5 Вт.

* — зависит от колебаний напряжения 220-230 вольт.

Расчетные цены на 2018-й год были взяты для Московской и Владимирской областей для сравнения.

Цены в Московской области: газ 5.523 р/м3, электричество 5.38 р/кВтч

Цены во Владимирской области: газ 4.98 р/м3, электричество 5.18 р/кВтч (льготная цена 4.37 до 100 квтч/мес  в этом тесте не учитывается).

Если кому интересно, отдельно при выключенном отоплении проводились четыре тестовые принятия душа, примерно по 10-15-20 минут каждый (до минуты не высчитывал), усредненные значения этих тестов 0.44 м3 + 0.029 кВтч дают нам примерную стоимость одного «типичного» принятия душа:

В Московской области: 2.43+0.16 = 2.59 рублей.

Во Владимирской области: 2.19+0.15 = 2.34 рубля.

Далее привожу потребление газа и электричества при различных настройках температуры теплоносителя.

T=40

6.343 м3 / 1.947 квтч

М 35.03 + 10.47 = 45.50р

В 31.59 + 10.08 = 41.67р

T=50

6.140 м3 / 0.944 квтч

М 33.91 + 6.32 = 40.23р

В 30.58 + 4.89 = 35.47р

T=60

6.344 м3 / 0.674 квтч

М 35.04 + 3.63 = 38.67р

В 31.59 + 3.49 =  35.08р

T=70

6.515 м3 /  0.555 квтч

М 35.98 + 2.99 = 38.97р

В 32.44 + 2.88 = 35.32р

Конечно, одной серии тестов недостаточно, чтобы делать окончательные выводы, но предварительные выводы сделать можно:

• Отопление температурой 40 градусов экономически неэффективно. При температуре теплоносителя 40 градусов котел недогревал примерно 0.3-0.5 градусов до заданной на термостате температуры. Нагрев и циркуляционный насос не отключались, что привело повышенному расходу электроэнергии (в 3.5 раз больше, чем при теплоносителе 70 градусов). При этом расход газа оказался даже выше, чем при температуре теплоносителя 50 градусов.  Таким образом, это оказался самый дорогой режим для отопления дома. От него определенно стоит воздерживаться при проблемах с электроснабжением, например, при работе котла от резервного аккумулятора.
• При температуре теплоносителя 50 градусов расход газа оказался наименьшим из всех тестов, однако, циркуляционный насос работал почти половину тестового времени, что привело к не самым малым расходам за электроэнергию, из-за чего, при наименьшем расходе газа, этот режим оказался немного дороже следующего.
• Режим отопления при температуре 60 градусов оказался оптимальным по совокупной стоимости газа и электричества. Хотя расход газа меньше при 50 градусах, а расход электричества меньше при 70 градусах, но данный режим является золотой серединой с точки зрения суммарных расходов при нынешних ценах.
• Если же вы выставите температуру теплоносителя 70 градусов, вы сэкономите чуть больше электроэнергии, но потратите чуть больше газа. Также этот режим приводит к более ощутимым скачкам температуры в доме (батареи продолжают нагревать воздух по инерции значительно выше установленной на термостате температуры даже тогда, когда нагрев в котле отключается).

Тестировать режим 80 градусов я не стал по следующим причинам:

1. таких лютых морозов, когда он реально нужен я еще не видел.
2. от горячих батарей появляется запах паленой пыли.
3. высокие температуры приводят к более быстрому износу полипропиленовых труб, поэтому выходить за пределы 70 градусов без особой необходимости, имхо, не стоит.

В целом, по результатам теста выходит, что температура теплоносителя 60-65 градусов будет оптимальной по расходом на отопление, конечно, в данных конкретных условиях, при -9 градусах на улице. При изменении уличной температуры, котла, батарей и дома, значения могут измениться непредсказуемым образом. Предположу, что при температуре около нуля, установка 50-55 градусов будет более эффективна с экономической точки зрения, а при понижении уличной температуры до —20 градусов, думаю, установка 70-75 градусов даст лучший эффект, хотя это предположение я еще не имел возможности проверить.

Если же более равномерная температура в доме (без сильных скачков) более важна, чем экономия каждого рубля, тогда есть смысл выбирать режим, когда максимальное количество тепла, отдаваемое теплоносителем, примерно соответствует вашим потребностям (то есть котел работает постоянно, но не занижает температуру в доме ниже желаемой. Счета за электричество при этом увеличатся, но и температура в доме не будет резко меняться. В моем тесте, установка температуры теплоносителя 40 градусов не в полной мере справлялась с нагревом дома до 20.5 градусов, значит установка 45-50 градусов будет оптимальной в плане комфорта (но не денег!) конкретно при -9 градусах на улице.

Также следует учитывать износ оборудования. Пишут, что при температуре теплоносителя меньше 70-75 градусов в котле образуется конденсат, который ему очень вредит (если только котел не конденсационный). В то же время, большие температуры не лучшим образом сказываются на сроках службы полипропиленовых труб, да и работающий на пределе мощности котел, вероятнее всего, протянет без ремонта меньше, чем при умеренных настройках. Хотя тут многое зависит и от качества котла, и от качества труб.

Если гипотетически температура оставалась бы постоянной весь отопительный сезон (6 месяцев), то расходы были бы такими:

• T=40, стоимость 8190 рублей в МО, 7500 рублей в ВО.
• T=50, стоимость 7241 рублей в МО, 6385 рублей в ВО.
• T=60, стоимость 6961 рублей в МО, 6314 рублей в ВО.
• T=70, стоимость 7015 рублей в МО, 6356 рублей в ВО.

Таким образом, подобрав наиболее оптимальный режим для своего котла, вы можете уменьшить расходы на отопление в зимний период в Московской области на 1229 рублей и во Владимирской области на 1186 рублей. Для домов большей площади, разница должна быть более ощутимой.

Также в форумах многие жалуются на перерасход газа, спрашивают, сколько у кого кубов уходит на отопление. Конкретное потребление я указал выше. Также мне было интересно узнать усредненную норму. На сайте тарифов на газ Московской области указана рассчетная норма потребления газа в месяц для жилых домов без счетчиков:

• Нагрев воды с использованием газового водонагревателя 13,10  м³ /чел.
• Индивидуальное (поквартирное) отопление жилых помещений (жилых домов, квартир, комнат) в пределах станданта нормативной площади 7,00  м³ / м² отапливаемой площади.

По моим прикидкам, если мыться как я описал выше 15 минут в день, мыть руки и посуду по мере надобности, реальный расход газа на ГВС получается, ну пусть 0.65 м3 в день на человека, то есть 19.5 м3 в месяц – тут мы явно переплачиваем… Хотя еще зависит от температуры подаваемой воды – в более теплые дни должно уходить меньше газа на нагрев.

Ну а по площади, 38 м2 * 7 м3 = 266 кубов в месяц по нормам. При отоплениие с T=60 и -9 градусах имеем 190 кубов в месяц, или 5.00 м3 /м2 отапливаемой площади – тут ощутимая экономия. Но опять же, необходимо заметить, что это теоретические расчеты при условии, что температура на улице постоянна, около -9 градусов. Если будет не лень, попробую повторить этот тест в более лютые морозы для сравнения.

Также пишите в комментах, если кто-то проведет подобный тест в своем доме. Мой тест может содержать какие-то неучтенные погрешности, а если тестов будет много, из разных домов и с разными котлами, можно будет уже почти точно определить среднюю оптимальную температуру теплоносителя при разных реальных условиях, не довольствуюсь только теоретическими размышлениями, которыми нас кормят в интернете.

Ну и в качестве бонуса, интересный факт (измерил, но не знал, куда приткнуть): приготовление батона хлеба в духовке, 190 градусов, 35-40 минут:  0.0815 м3 (41 копейка во ВО или 45 копеек в МО).