КПД воздушног/водяного отопления, почему он м/б разным? Опции

[Гость_m.igel_*]

Здравствуйте.

Много раз видел подобные фразы:
"... Благодаря отсутствию промежуточного теплоносителя (воды) и более низкой температуре стен достигается высокий тепловой КПД всей системы отопления: на 20-30% выше, чем у традиционных водяных систем."
Обычно такие фразы идут среди прочих под заголовком "Преимущества воздушного отопления". Где-то были смутные намеки на то, что "наличие промежуточного теплоносителя ведёт к снижению КПД".

Поясните - как, почему? Я так понимаю, что вот стоят рядом два одинаковых склада/цеха/дома, оба топятся газом, но в одном воздушное отопление, а в другом водяное. И, при прочих равных, первый на треть меньше газа расходует. Как такое может быть? Не дайте помереть дураком ;-)

[Гость_m.igel_*]

Здравствуйте.

Много раз видел подобные фразы:
"... Благодаря отсутствию промежуточного теплоносителя (воды) и более низкой температуре стен достигается высокий тепловой КПД всей системы отопления: на 20-30% выше, чем у традиционных водяных систем."
Обычно такие фразы идут среди прочих под заголовком "Преимущества воздушного отопления". Где-то были смутные намеки на то, что "наличие промежуточного теплоносителя ведёт к снижению КПД".

Поясните - как, почему? Я так понимаю, что вот стоят рядом два одинаковых склада/цеха/дома, оба топятся газом, но в одном воздушное отопление, а в другом водяное. И, при прочих равных, первый на треть меньше газа расходует. Как такое может быть? Не дайте помереть дураком ;-)

[Гость_Странная Белка_*]

Этож Вам тут курс лекций по отоплению надо прочитать. Воздушное отопление, например, далеко не везде можно применять. Об этом тут целая тема есть, где я и выступила по полной программе. Кроме КПД, есть еще множество факторов, влияющих на выбор системы отопления.

[Гость_m.igel_*]

Этож Вам тут курс лекций по отоплению надо прочитать. Воздушное отопление, например, далеко не везде можно применять. Об этом тут целая тема есть, где я и выступила по полной программе. Кроме КПД, есть еще множество факторов, влияющих на выбор системы отопления.

Не, курс лекций мне читать не надо. Но я с удвольсвием почитаю то самое обсуждение.

Однако, вопрос был не о возможности и/или целесообразности возд. отопления. И вопрос о выборе системы не стоит.
Вопрос именно про КПД. Я не могу понять, как он быть разным в зависимости от типа системы.

[8k14]

Если кратко, то передача теплоты через промежуточный теплоноситель ведет к дополнительным необратимым потерям, что и приводит к уменьшению эффективности всей системы в целом. Иными словами, вам необходимо затратить больше энергии для того, чтобы нагреть воду до той температуры, при которой вода будет эффективно греть воздух в помещении, проходя через теплообменные аппараты, чем непосредственно греть сам воздух.

[Гость_m.igel_*]

Если кратко, то передача теплоты через промежуточный теплоноситель ведет к дополнительным необратимым потерям, ...

Вот именно это и является для меня основной загадкой! Налицо нарушение закона сохранения энергии ;-)))

Если серьёзно, то я вроде понимаю, что здравое зерно в этом есть, но никак не могу понять где оно.

[mik29]

Никакого нарушения закона сохранения энергии нет.
Потери всегда имеют место при переходе энергии из одного вида в другой.
Например, при сжигании 1 м.куб. газа вы доводите n-ое кол-во воды до кипения.
И можно с помощью же газа выработать электроэнергию, а потом с помощью электроэнергии вскипятить это же количество воды. В этом случае у Вас расход газа будет больше, КПД меньше.
КПД системы отопления зависит не только от вида системы, во многом от конструктивного её решения.

[8k14]

Понятие внешней и внутренней необратимости и связанных с ними потерь изложено в любом учебнике по термодинамике. С внутренней необратимостью бороться проблематично, а вот потери обусловленные внешней необратимостью процессов, можно разумно уменьшать. Например, при помощи уменьшения разности температур между телами, участвующими в теплообмене.

С точки зрения термодинамической эффективности выгодно поддерживать температуру 20 градусов в помещении используя огромный радиатор, во котором будет бежать вода с температурой 21 градус, однако при таком решении этот радиатор займет практически все нагреваемое помещение. Зато затраты на нагрев воды будут малы. В связи с этим, любой теплообменный аппарат представляет собой разумный компромисс между массогабаритными показателями аппарата и неизбежными потерями, вызванными разностью температур между горячей и холодной средами, участвующими в теплообмене.

В частности, для испарителей холодильных установок (воздухоохладителей с вентиляторами) оптимальной разностью температур между температурой кипения фреона и температурой в охлаждаемом помещении считается 8-10 градусов. При меньшей разности температур стоимость воздухоохладителя резко возрастает за счет увеличения его размеров при улучшении энергетических показателей холодильной установки и других вкусностях, относящихся к хранению продукта; при большей разности - растет потребление энергии на киловатт холода, зато воздухоохладитель становится компактным и, соответственно, относительно более дешевым, на чем частенько спекулируют различного рода малые и большие холодильные фирмы, тактично умалчивая о повышенных эксплуатационных затратах, усушке продукта и т.д.

[Litvinov]

Не, курс лекций мне читать не надо. Но я с удвольсвием почитаю то самое обсуждение.
...

вот список тем, где Странная Белка упоминала воздушное отопление
(вам нужно читать последнею тему в спике)

[Гость_m.igel_*]

Никакого нарушения закона сохранения энергии нет.

Уффф, отлегло. А то я уж думал, что наука так продвинулась... ;-)))

Потери всегда имеют место при переходе энергии из одного вида в другой.
Например, при сжигании 1 м.куб. газа вы доводите n-ое кол-во воды до кипения.
И можно с помощью же газа выработать электроэнергию, а потом с помощью электроэнергии вскипятить это же количество воды. В этом случае у Вас расход газа будет больше, КПД меньше.
КПД системы отопления зависит не только от вида системы, во многом от конструктивного её решения.

Если серьёзно, то здесь вы говорите правильно, но немного о другом. Хотя, если весь технологический процесс, описанный выше, будет проходить в одном помещении, например в цеху, то затраты газа на отопление этого помещения, думаю, будут одинаковыми в том и другом случае. Другое дело, если газ сжигаем в одном месте, эл-во вырабатываем в другом, а воду греем в третьем. Но это совсем другая история.

Я имел ввиду ситуацию, когда рядом стоят два одинаковых коттеджа, цеха, ангара, в одном воздушка, в другом водянка, всё сделано грамотно. Внутрь входит газовая труба и горит газ. Будет разница в расходе при прочих равных или нет? А если будет, то с чего бы?

[Гость_m.igel_*]

вот список тем, где Странная Белка упоминала воздушное отопление
(вам нужно читать последнею тему в спике)

ОК, спасибо!

[Гость_m.igel_*]

Понятие внешней и внутренней необратимости и связанных с ними потерь изложено в любом учебнике по термодинамике. С внутренней необратимостью бороться проблематично, а вот потери обусловленные внешней необратимостью процессов, можно разумно уменьшать. Например, при помощи уменьшения разности температур между телами, участвующими в теплообмене...

Уууу... пошел искать любой учебник по термодинамике. Че-та, как-то я всё подзабыл. Мне всегда казалось, что чем больше разница температур, тем теплопередача лучше...

[ТТГВ]

По-моему нужно определиться что и как сравнивать и тогда можно уже прийти к какому либо результату.

Возьмем к примеру нагрев воды в газовом котле при водяной системе отопления и нагрев воздуха в воздушной.
1. Нагрев воды в расчетный период в большинстве своем идет от 70 до 90 градусов. то есть температура уходящих газов не может быть ниже 70 градусов, реально конечно выше градусов на 10-15. Нагрев воздуха идет от 20 до максимум 40 (но утверждать не буду), таким образом температура уходящих газов может быть не ниже 20 (реально также около 40). Таким образом теоретически КПД котла нагревающего воду ниже КПД котла нагревающего воздух.

2. Далее транспортировка тепла до потребителя - соответственно при прокладках трубопроводов (воздухводов) по помещениям существуют непродуктивные потери тепла в обслуживаемые и техпомещения. Теоретически потери тепла от тела с меньшей температуры (воздушное отопление) должно быть меньше, но площадь поверхности воздуховодов выше чем у труб, так что тут примерно должны быть равны. Главный вопрос по потерям тепла возникает даже не зимой а в переходный период, когда идут потери тепла от трубопроводов (воздуховодов) в обслуживаемые помещения и даже при установленной автоматике часто наблюдается перегрев в "солнечных" помещениях именно у водяных систем отопления!

3. Обогрев непосредственно помещений. Воздушное отопление - подача нагретого воздуха в помещеие, при этом температура наружных ограждений как правило ниже, чем температура внутреннего воздуха. в водяной же системе отопления приборя установлены около наружних ограждений что вызывает их локальный нагрев наружних ограждений тем самым увеличенные тепловые потери.

Таким образом можно говорить обэкономической целесообразности применения воздушного отопления по сравнению водяным. НО каждый отдельный случай нужно рассматривать отдельно, потому что все равно существует много факторов влияющих на работу той или иной системы.

[annuka]

"... Благодаря отсутствию промежуточного теплоносителя (воды) и более низкой температуре стен достигается высокий тепловой КПД всей системы отопления: на 20-30% выше, чем у традиционных водяных систем."
Обычно такие фразы идут среди прочих под заголовком "Преимущества воздушного отопления". Где-то были смутные намеки на то, что "наличие промежуточного теплоносителя ведёт к снижению КПД".

По моему никакой разницы быть не должно...
И в первом и во втором случае теплоноситель вода, теплообменник и радиатор, принудительная конвекция и гравитационная система, но в обоих случаях затрачивается определенное - равное колличество тепла для поддержания теплового баланса помещения. Разница в параметрах теплоносителя; разные дельта Т и дельта Тм соответсвенно разные G, но Q равны...

[Сергей А.]

Мне кажется у ТТГВ все правильно по полочкам, можно добавить еще 5 копеек – водяная система более инерционна, медленнее отреагирует на возможность сокращения/прекращения отопления – вот еще снижение потерь. Но каждая из этих составляющих может быть больше или меньше для конкретных случаев.

[Гость_m.igel_*]

По-моему нужно определиться что и как сравнивать и тогда можно уже прийти к какому либо результату.

Возьмем к примеру нагрев воды в газовом котле при водяной системе отопления и нагрев воздуха в воздушной.
1. Нагрев воды в расчетный период в большинстве своем идет от 70 до 90 градусов. то есть температура уходящих газов не может быть ниже 70 градусов, реально конечно выше градусов на 10-15. Нагрев воздуха идет от 20 до максимум 40 (но утверждать не буду), таким образом температура уходящих газов может быть не ниже 20 (реально также около 40). Таким образом теоретически КПД котла нагревающего воду ниже КПД котла нагревающего воздух.

Это единственное, что похоже на правду, я и сам об этом думал. НО! При чем тут промежуточный теплоноситель? Речь идёт лилшь о температуре теплоносителя.
Кроме того, как мне кажется, температура выхлопных газов ограничена температурой образования конденсата и это чуть ли не 400 градусов. Во всяком случае для печек что-то такое было. Хотя могу и ошибаться. Впрочем, это напрямую к делу не относится.

2. Далее транспортировка тепла до потребителя - ...

3. ...температура наружных ограждений как правило ниже, чем температура внутреннего воздуха. в водяной же системе...

Таким образом можно говорить об экономической целесообразности применения воздушного отопления по сравнению водяным. НО каждый отдельный случай нужно рассматривать отдельно, потому что все равно существует много факторов влияющих на работу той или иной системы.

Всё верно и понятно. Но я хотел разобраться именно с вопросом о принципиальной разнице КПД систем с промежуточным теплоносителем и без оного. Не исключено, что это миф и более высокая эффективность воздушки объясняется другими факторами (см. пп. 1,2,3,...)

[Гость_m.igel_*]

Мне кажется у ТТГВ все правильно по полочкам, можно добавить еще 5 копеек – водяная система более инерционна, медленнее отреагирует на возможность сокращения/прекращения отопления – вот еще снижение потерь. Но каждая из этих составляющих может быть больше или меньше для конкретных случаев.

Да, всё правильно. Более того, можно вспомнить, что на экономию энергии при периодическом протапливании, при снижении температуры в нерабочее время, влияет теплоемкость конструкций. Чем она выше, тем ниже эффективность периодического протапливания.
Но это относится уже к эксплуатации системы. Это чуть разные вещи. Например, автомобиль А более экономичен, чем автомобиль В, но это не обязательно означает, что водитель В израсходует больше бензина, чем водитель А (на том же маршруте). Много зависит от того, как ехать. Поэтому давайте оставим в стороне способы эксплуатации. Меня интересует, есть ли принципиальная разница в кпд воздушного и водяного котла?

[Сергей А.]

Так определитесь – хотите знать разницу в КПД водяного/воздушного ОТОПЛЕНИЯ или КОТЛА? Если котла – то основные потери – с уходящими газами – у ТТГВ п.1. Если только отопление с параметрами 70/95 – «конденсационного» варианта для водогрейного котла не получите, а для воздушного – возможно... Про «конденсационные» котлы - отдельная тема.

[goxan]

Что касается КПД системы в целом, то
Первое, это разница в температурах нагрева, на нагрев до 90 или до 40 мы потратим разное кол-во газа;
Второе, при воздушном у нас нет потерь связанных с передачей тепла от воды, посредством радиаторов, воздуху в помещении (вот он, пресловутый промежуточный теплоноситель );
Третье, меньшее время работы системы (реальный пример, на складе этой зимой при -30 на улице, агрегаты включались на 3 часа в сутки).

Ну а если хотите знать разницу в КПД водяного/воздушного КОТЛА то она очень мала, и ограничивается только п.1

[Гость_m.igel_*]

Так определитесь – хотите знать разницу в КПД водяного/воздушного ОТОПЛЕНИЯ или КОТЛА? Если котла – то основные потери – с уходящими газами – у ТТГВ п.1. Если только отопление с параметрами 70/95 – «конденсационного» варианта для водогрейного котла не получите, а для воздушного – возможно... Про «конденсационные» котлы - отдельная тема.

Не сочтите меня идиотом, но... ;-)
У меня сложилось впечатление, что в некоторых публикациях утверждается, что наряду с тем, что кпд воздушной системы, в силу ряда причин, выше, ещё и кпд самого воздушного котла (агрегата) выше, в силу того, что есть какие-то потери при использовании промежуточного теплоносителя. Вот я и хочу знать так ли это? Или всё дело в неграмотности интерпритаторов?

[Гость_m.igel_*]

Что касается КПД системы в целом, то
Первое, это разница в температурах нагрева, на нагрев до 90 или до 40 мы потратим разное кол-во газа;

Серьёзно? Я думал, что количество газа будет пропорционально разности температур, количеству вещества и его теплоёмкости...

Второе, при воздушном у нас нет потерь связанных с передачей тепла от воды, посредством радиаторов, воздуху в помещении (вот он, пресловутый промежуточный теплоноситель );

ВОТ! Именно эти мифические потери, связанные с передачей тепла от воды, меня и интересуют! Куда девается то тепло?

Третье, меньшее время работы системы (реальный пример, на складе этой зимой при -30 на улице, агрегаты включались на 3 часа в сутки).

А вы не пробовали её вообще не включать?

[Гость_m.igel_*]

Так определитесь – хотите знать разницу в КПД водяного/воздушного ОТОПЛЕНИЯ или КОТЛА? Если котла – то основные потери – с уходящими газами – у ТТГВ п.1. Если только отопление с параметрами 70/95 – «конденсационного» варианта для водогрейного котла не получите, а для воздушного – возможно... Про «конденсационные» котлы - отдельная тема.

Я даже конкретизирую вопрос.
Есть два одинаковых здания, в которых, одинаково грамотно, сделаны воздушное и водяное отопления. Сами котлы стоят внутри. Мощность котлов - впритык. Работа полностью на рециркуляцию. Выдалась особо суровая зима, целый месяц стоял мороз, обе системы работали постоянно, не выключаясь вообще. Будет ли разница в расходе газа?

[saveliy46]

Я даже конкретизирую вопрос.
Есть два одинаковых здания, в которых, одинаково грамотно, сделаны воздушное и водяное отопления. Сами котлы стоят внутри. Мощность котлов - впритык. Работа полностью на рециркуляцию. Выдалась особо суровая зима, целый месяц стоял мороз, обе системы работали постоянно, не выключаясь вообще. Будет ли разница в расходе газа?

если температура(энтальпия) уходящих дымовых газов и теплопотери помещения в обоих случаях одинаковы
то разницы в расходах газа нет.

[Alex_]

если температура(энтальпия) уходящих дымовых газов и теплопотери помещения в обоих случаях одинаковы
то разницы в расходах газа нет.

Именно так. Я бы добавил сюда еще химический состав газов, дабы быть уверенным, что топливо сгорело одинаково.

Благодаря отсутствию промежуточного теплоносителя (воды) и более низкой температуре стен достигается высокий тепловой КПД всей системы отопления: на 20-30% выше, чем у традиционных водяных систем."

Типичнейший образец рекламного бреда, служащий для впаривания оборудования обывателю.

[annuka]

Думаю так: Для того чтобы сравнивать - необходимо уровнять условия эксплуатации, водяных и воздушных систем хотя бы по параметру теплоносителя.
Думаю, что, никто не будет возражать если, мы будем подавать теплоноситель на теплообменник воздушного отопления с температурой 95С.
Ну а дальше остается только компенсировать теплопотери. И в этом случае преимущества радиаторного отопления налицо - за счет тепловой инерции теплоносителя...

[Zoro]

Не сочтите меня идиотом, но... ;-)
У меня сложилось впечатление, что в некоторых публикациях утверждается, что наряду с тем, что кпд воздушной системы, в силу ряда причин, выше, ещё и кпд самого воздушного котла (агрегата) выше, в силу того, что есть какие-то потери при использовании промежуточного теплоносителя. Вот я и хочу знать так ли это? Или всё дело в неграмотности интерпритаторов?

давайте разберем куды девается энергия...
1) прокачка теплоносителя и там и там есть... в одном случае качается жидкость а воздух естественая конвекция.... в другом случае теплоноситель воздух... тоесть всеравно тратим энергию на перенос теплоносителя но тут воздух принудительно перемешивается... допустим в этом пункте счет 1-1
2) тепло уходящее в трубу... минимальная температура теплоносителя на входе в нагреватель равна температуре выходящих газов(плюс 3-4градуса) то есть если на 70/90 то температура выхлопных газов будет 73-74 градуса... при воздушном отоплении минимальная температура равна входящему на подогрев воздуху... допустим +18 градусов соответственно температура на выхлопе из такого нагревателя должна быть в пределах 21-23 гразусов... теперь посчитаем 74 градуса - 23 градуса = разность температуры выброса соответственно посчитаете сколько просто так выбрасывается на воздух вашей энергии...
PS мне интересно поместить испаритель кондиционера в трубу котла (разумеется с принудительной тягой)...

[Alex_]

... минимальная температура теплоносителя на входе в нагреватель равна температуре выходящих газов(плюс 3-4градуса)

И где ж это Вы, батенька, такие котлы видели... У вас ошибочка ровно на порядок... 30-40 градусов на самом деле.
И еще: типичная температура исходящего воздуха в воздушно-отопительных агрегатах - 45С, в водяных автономных системах отопления график 95/70 никто не использует, реально 80/60. Так что разница в энтальпии уходящих газов весьма иллюзорна.
А вот отсутствие промежуточного теплоносителя (в том плане, что нечему замерзать) - огромный плюс воздушного отопления применимо к домам непостоянного проживания, в просторечьи дачам.. . Не стоит, однако, забывать, что их миллионы.

[Гость_m.igel_*]

если температура(энтальпия) уходящих дымовых газов и теплопотери помещения в обоих случаях одинаковы
то разницы в расходах газа нет.

Ага, а если темпаратура газов разная (про теплопотери мы договорились), то ... Логично!
Но есть мнение, что из водяного котла будут выходить более горячие газы. Якобы из-за того, что теплопередача воздух-вода хуже чем воздух-воздух. Может такое быть?

Типичнейший образец рекламного бреда, служащий для впаривания оборудования обывателю.

Дык, понятно! Но как правило за всяким рекламным бредом кроется зерно истины. Обычно всё не совсем так, не всегда, однако при этом... и т.п. Но редко бывает, чтобы была полная, абсолютная фигня. Как правило: "на самом деле здесь имеется ввиду, что..."

Думаю так: Для того чтобы сравнивать - необходимо уровнять условия эксплуатации, водяных и воздушных систем хотя бы по параметру теплоносителя.
Думаю, что, никто не будет возражать если, мы будем подавать теплоноситель на теплообменник воздушного отопления с температурой 95С.
Ну а дальше остается только компенсировать теплопотери. И в этом случае преимущества радиаторного отопления налицо - за счет тепловой инерции теплоносителя...

"Не пойдёть!" (из старого фильма)
[тоном кота Матроскина]: "Никакой теплоноситель мы продавать не будем!"

Имеется ввиду чисто воздушное отопление где теплоноситель воздух же.

[annuka]

Ага, а если темпаратура газов разная (про теплопотери мы договорились), то ... Логично!
Но есть мнение, что из водяного котла будут выходить более горячие газы. Якобы из-за того, что теплопередача воздух-вода хуже чем воздух-воздух. Может такое быть?



Дык, понятно! Но как правило за всяким рекламным бредом кроется зерно истины. Обычно всё не совсем так, не всегда, однако при этом... и т.п. Но редко бывает, чтобы была полная, абсолютная фигня. Как правило: "на самом деле здесь имеется ввиду, что..."


"Не пойдёть!" (из старого фильма)
[тоном кота Матроскина]: "Никакой теплоноситель мы продавать не будем!"

Имеется ввиду чисто воздушное отопление где теплоноситель воздух же.

Я что то возможно не понимаю...
Но мне кажеться, что источник тепла един - для обоих случаев..., носителем соответсвенно является вода. А способы передачи различны...
Воздух-же вы чем-то подогреваете...
Соответственно можно вернуться к тепловому балансу помещения, т.е. ему необходимо сообщить столько тепла сколько оно теряет... А каким образом вы это сделаете - это уже вопрос ТЗ. Для того чтобы было легче сравнивать можно рассмотреть вариант только с рециркуляцией, т.е. не учитывать теплопотери в воздуховодах

[Сергей А.]

Если согласились с практическим равенством КПД собственно котлов, остается по ТТГВ пункт 3. "... температура наружных ограждений как правило ниже, чем температура внутреннего воздуха. в водяной же системе отопления приборя установлены около наружних ограждений что вызывает локальный нагрев (ограждений) тем самым увеличенные тепловые потери...". Наверное все видели результаты тепловизионных обследований домов - светлые прямоугольники окон и мест установки радиаторов. Но это существенно важно для старых домов. А вот вопрос подачи и подогрева свежего воздуха (за счет тепла удаляемого) наверно в воздушной системе решается легче?

[Гость_m.igel_*]

Если согласились с практическим равенством КПД собственно котлов, остается по ТТГВ пункт 3. "... температура наружных ограждений как правило ниже, чем температура внутреннего воздуха. в водяной же системе отопления приборя установлены около наружних ограждений что вызывает локальный нагрев (ограждений) тем самым увеличенные тепловые потери...". Наверное все видели результаты тепловизионных обследований домов - светлые прямоугольники окон и мест установки радиаторов. Но это существенно важно для старых домов. А вот вопрос подачи и подогрева свежего воздуха (за счет тепла удаляемого) наверно в воздушной системе решается легче?

Это да - за счёт разности темпаратур ограждений, организации отопления и т.д, и т.п. Но у меня вопрос именно по кпд котлов и неких "потерь тепла" при использовании промежуточного теплоносителя.