У чому переваги високого ККД електродних котлів?

Оновлено 02.03.2021

      Вже більше десяти років в інтернет-просторі України мусується інформація про те, що ККД електродного котла досягає 98%. Цей факт є однією з основних переваг катодних котлів. При цьому, на форумах та сайтах, які надають інформацію про іонні котли, часто доводиться зустрічати різні думки щодо важливості високого ККД котла. Деякі вважають, що високий ККД практично нічого не означає з точки зору опалення приміщення. Наприклад, на сторінці http://is-tok.com.ua/a203857-vybiraem-kotel.html опубліковано таке твердження:

ККД електродного котла? 98%! Ну і що? А ТЕНовий котел частину енергії у космос відправляє? (Знову згадуємо закон збереження енергії). І взагалі, про ККД будь-якого електричного котла слід згадувати лише у разі його встановлення на вулиці (або у приміщенні, де тепло не потрібне). Згадуємо: ККД – це коефіцієнт корисної дії. Якщо для отримання тепла ми використовуємо електроенергію, ККД завжди близький до 100%, оскільки навіть нагрівання проводів - це та ж корисна дія.

    Подібні твердження доводиться чути досить часто. Розглянемо це питання докладніше.

Щоб було зрозуміліше, у чому перевага високого ККД, давайте розглянемо деякий котел опалення з ККД рівним 0%.

Котел з нульовим ККД у будівлі з ідеальною теплоізоляцією

    До чого приведе ситуація, коли корисна робота котла опалення дорівнює нулю, а будівля майже не пропускає тепло у зовнішнє середовище? Опишемо це тезисно на прикладі замкнутої системи опалення:

• котел гріє сам себе + проводи, що підводять (якщо це електрокотел) і не гріє теплоносій системи опалення;
• котли, зазвичай, встановлюють в технічних приміщеннях типу тамбурів, сіней, підсобок і т.п. Звідси отримуємо гарне нагрівання технічного приміщення і ніякого нагріву корисного житлового приміщення. Щоб впоратися із завданням нагріву і корисного приміщення, наприклад, відкриваємо всі двері між технічним та житловим приміщенням. Після цього довго чекаємо, коли температура у корисних приміщеннях підніметься до комфортної. Або "шаманимо" та встановлюємо систему вентиляторів для примусової циркуляції повітря;
• якщо котел встановлюється в корисному приміщенні - це більш вдалий варіант. Корисне приміщення прогріється до потрібної температури рано чи пізно, проте, з огляду на точковість джерела теплоти розподіл температури в приміщенні буде завжди не комфортним. Поблизу котла завжди буде спекотно, далеко від котла - холодно.

Георг Сімон Ом

(16.03.1789 - 06.07.1854)

    Зауважимо, що, звичайно ж, у будівлі з ідеальною теплоізоляцією немає необхідності у безперервній роботі котла. Раз нагрів – і все. Але в цих міркуваннях найголовніше зрозуміти, що буде з розподілом температури у приміщеннях.

Котел з нульовим ККД у будівлі з реальною теплоізоляцією

   У цьому випадку з точки зору фізики очікуються такі наслідки:

• котел також гріє сам себе і підводять дроти і не гріє теплоносій. Крім того, додаються процеси теплопровідності, теплового випромінювання та конвекції;


• у найбільш поширеному випадку, коли котел встановлений у технічному приміщенні отримуємо схожу ситуацію. Котел максимально нагріває технічне приміщення. При цьому частина теплової енергії (в основному за рахунок теплопровідності та теплового випромінювання) йде через стіни назовні (в космос), а частина всередину - у суміжні приміщення (можливо і в корисні приміщення також). Знову ж таки, отримуємо вкрай низьку ефективність нагріву корисних приміщень та втрату більшої частини теплової енергії;
  
  
• якщо котел розташований у корисному приміщенні, то тут до перерахованих у першому випадку проблем додається швидка втрата тепла через стіни. Процеси теплопровідності та теплового випромінювання віддають у космос велику теплову енергію, коли великий градієнт температури зосереджено на невеликій площі, а не навпаки. Тобто втрачаємо більше теплової енергії завдяки точковому розподілу джерела нагріву;


• треба додати, що якщо ККД котла низький, але все ж більше нуля, нагрітий матеріал котла віддаватиме енергію і теплоносію, але цей процес матиме велику інерцію і протікатиме вкрай повільно.

Резюме

З наведених прикладів читач зможе зрозуміти, що низький ККД опалювального котла призводить до:

• неефективному розподілу теплової енергії, що генерується котлом, по корисному опалювальному приміщенню з усіма витікаючими наслідками;


• неефективність управління процесом нагрівання корисного приміщення внаслідок інерційності процесів передачі тепла.