كيفية زيادة كفاءة الغلاية ، عيش وتعلم - مقال 1

كفاءة (كفاءة) غلاية التدفئة هي نسبة كمية الوقود المستهلك إلى كمية الحرارة المتولدة. لا يمكن أن تكون كفاءة حتى أكثر النماذج الحديثة كفاءة من غلايات الماء الساخن 100 ٪ بسبب فقد الحرارة داخل المرجل ، أو الموصلية الحرارية غير الكافية للمعادن أو عيوب في مبدأ التشغيل. بالإضافة إلى ذلك ، تعتمد كفاءة نفس طراز غلاية الغاز أيضًا على الحمل: الكفاءة المحددة في جواز السفر ليست واقعية في النطاق الكامل لإخراج الحرارة.

في المقالة ، سنقوم بتحليل كيفية حساب الكفاءة بشكل صحيح ، وما الذي تعتمد عليه وكيفية زيادة كفاءة غلاية تم شراؤها بالفعل بمفردنا.

الكفاءة الإجمالية والكفاءة الصافية

لا يتم توجيه كل الحرارة المتولدة أثناء احتراق الوقود إلى تسخين المبرد ، بل يتم إنفاق جزء معين على احتياجات الغلاية الخاصة: توربين أو مروحة أو شفاط دخان ومضخة دوران وتشغيل الأتمتة وشاشة إلكترونية تشغيل محرك كهربائي (كما فهمت بالفعل ، يتم استخدام جميع أنواع الطاقة المستلمة في الحساب ، بما في ذلك الكهرباء ، إذا كانت الغلاية متقلبة).

مع وضع ذلك في الاعتبار ، من المعتاد تقسيم كفاءة المرجل على الحرارة المتولدة (الكفاءة الإجمالية) وأطلق الحرارة (الكفاءة الصافية).

يتيح هذا التصنيف تحديد درجة الكمال التقني للغلاية - الكفاءة الإجمالية أو الاقتصاد في استهلاك الوقود والكهرباء - صافي الكفاءة.

كيفية زيادة كفاءة تقنية تسخين الوقود الصلب

اليوم ، يحاول العديد من المستهلكين ، الذين لديهم غلاية وقود صلب تحت تصرفهم ، إيجاد الطريقة الأكثر ملاءمة وعملية لزيادة كفاءة معدات التدفئة. تفقد المعلمات التكنولوجية لأجهزة التدفئة ، التي وضعتها الشركة المصنعة ، قيمها الاسمية بمرور الوقت ، وبالتالي ، يتم البحث عن طرق ووسائل مختلفة لزيادة كفاءة تقنية الغلايات.

فكر في أحد أكثر الخيارات فعالية ، وهو تركيب مبادل حراري إضافي. مهمة المعدات الجديدة هي إزالة الطاقة الحرارية من منتجات الاحتراق المتطايرة.

يوضح الفيديو كيفية صنع الموفر الخاص بك (مبادل حراري)

للقيام بذلك ، نحتاج أولاً إلى معرفة درجة حرارة الدخان عند المخرج. يمكنك تغييره بمقياس متعدد يوضع مباشرة في منتصف المدخنة. تعد البيانات المتعلقة بكمية الحرارة الإضافية التي يمكن الحصول عليها من نواتج الاحتراق المتطايرة ضرورية لحساب مساحة المبادل الحراري الإضافي. نقوم بما يلي:

• نرسل كمية معينة من الحطب إلى صندوق الاحتراق ؛
• نلاحظ المدة التي ستحترق فيها كمية معينة من الحطب.

على سبيل المثال: حطب وقود بمقدار 14.2 كجم. يحترق لمدة 3.5 ساعة. درجة حرارة الدخان عند مخرج الغلاية هي 460 درجة مئوية.

في ساعة واحدة احترقنا: 14.2 / 3.5 = 4.05 كجم. الحطب.

لحساب كمية الدخان ، نستخدم القيمة المقبولة عمومًا وهي 1 كجم. الحطب = 5.7 كجم. غازات المداخن. بعد ذلك ، نقوم بضرب كمية الحطب المحترق في ساعة واحدة بكمية الدخان التي يتم الحصول عليها أثناء احتراق 1 كجم. الحطب. ونتيجة لذلك: 4.05 × 5.7 = 23.08 كجم. منتجات الاحتراق المتطايرة. سيصبح هذا الرقم نقطة البداية للحسابات اللاحقة لكمية الطاقة الحرارية التي يمكن استخدامها بشكل إضافي لتسخين المبادل الحراري الثاني.

بمعرفة قيمة السعة الحرارية للغازات الساخنة المتطايرة ، مثل 1.1 كيلو جول / كجم ، نقوم بإجراء حساب إضافي لقدرة التدفق الحراري إذا أردنا تقليل درجة حرارة الدخان من 460 درجة مئوية إلى 160 درجة.

Q = 23.08 x 1.1 (460-160) = 8124 كيلو جول من الطاقة الحرارية.

نتيجة لذلك ، نحصل على القيمة الدقيقة للطاقة الإضافية التي توفرها منتجات الاحتراق المتطايرة: q = 8124/3600 = 2.25 كيلو وات ، وهو رقم كبير ، والذي يمكن أن يكون له تأثير كبير على تحسين كفاءة معدات التدفئة. معرفة مقدار الطاقة المهدرة ، فإن الرغبة في تجهيز المرجل بمبادل حراري إضافي لها ما يبررها. نظرًا لتدفق الطاقة الحرارية الإضافية لتسخين المبرد ، لا تزداد كفاءة نظام التدفئة بالكامل فحسب ، بل تزداد أيضًا كفاءة وحدة التسخين نفسها.

كيف تحسب كفاءة غلاية التدفئة

هناك عدة طرق لحساب القيم. من المعتاد في البلدان الأوروبية حساب كفاءة غلاية التسخين من خلال درجة حرارة غازات المداخن (طريقة التوازن المباشر) ، أي معرفة الفرق بين درجة الحرارة المحيطة ودرجة الحرارة الحقيقية لغازات المداخن عبر المدخنة. الصيغة بسيطة للغاية:

ηbr = (Qir / Q1) 100٪أين

• ηbr (اقرأ "هذا") - كفاءة الغلاية "الإجمالية" ؛
• قير(MJ / kg) - إجمالي كمية الحرارة المنبعثة أثناء احتراق الوقود ؛
• س 1 (MJ / kg) - كمية الحرارة المتراكمة ، أي تستخدم لتدفئة المنزل.

على سبيل المثال ، إذا كان Q1 = 22 MJ / kg ، Qir = 19 MJ / kg ، فإن الكفاءة "الإجمالية" = (19/22) * 100 = 86.3٪. يتم إجراء جميع القياسات من خلال عملية مرجل قياسية محددة بالفعل.

لا تأخذ طريقة التوازن المباشر في الاعتبار فقد الحرارة لوحدة الغلاية نفسها ، والاحتراق السفلي للوقود ، والانحرافات في التشغيل وغيرها من الميزات ، لذلك تم اختراع طريقة حساب مختلفة بشكل أساسي وأكثر دقة - "طريقة التوازن العكسي". المعادلة المستخدمة:

ηbr = 100 - (q2 + q3 + q4 + q5 + q6)أين

• q2 - فقدان الحرارة بغازات المداخن ؛
• q3 - فقد الحرارة بسبب الاحتراق الكيميائي للغازات القابلة للاحتراق (ينطبق على غلايات الغاز) ؛
• q4 - فقدان الطاقة الحرارية مع الاحتراق الميكانيكي السفلي ؛
• q5 - فقدان الحرارة من التبريد الخارجي (من خلال المبادل الحراري والجسم) ؛
• q6 - فقد الحرارة بفعل الحرارة الفيزيائية للخبث المنزوع من الفرن.

صافي كفاءة غلاية التدفئة وفقًا لطريقة التوازن العكسي:

ηnet = ηbr - Qsnأين

• Qs.n - إجمالي استهلاك الطاقة الحرارية والكهربائية للاحتياجات الخاصة في نسبة التعبير.

ستختلف الكفاءة الفعلية دائمًا تقريبًا عن تلك المعلنة من قبل الشركة المصنعة ، لأنها تعتمد على التثبيت الصحيح للغلاية ونظام التدفئة ، ونظام إزالة الدخان ، وجودة مصدر الطاقة ، وما إلى ذلك. يتم قياسه ، على التوالي ، في مكانه بالفعل.

إذن ما هي الكفاءة الحقيقية للغلاية؟

وبالتالي ، إذا كانت كفاءة المرجل الخاص بك موضحة في جواز السفر بنسبة 90٪ ثم عليك أن تفهم أن هذه هي الكفاءة التي يمكن تحقيقها إذا كان المرجل يعمل في الوضع الاسمي ، ويتم حرق الوقود الجيد مع محتوى منخفض من الرماد فيه. إذا أخذنا في الاعتبار العوامل الأخرى التي يواجهها صاحب المرجل أثناء تشغيله ، فعندئذٍ الحقيقي كفاءة المرجل يمكن تخفيضها إلى 65-70٪ (!!!)

كيف تقترب قدر الإمكان من الكفاءة الاسمية؟

هناك حيل صغيرة تحتاج لمعرفتها وسنتحدث عنها في المقال التالي ، والتي لن تجعلنا ننتظر طويلاً.

- في الصقيع ، في فصل الشتاء ، كقاعدة عامة ، يزداد السحب في المدخنة ، مما يزيد من كمية الهواء الزائد (الهواء الزائد الذي لا يشارك في عملية الاحتراق) في موقد الغلاية. تخلص من ظهور الهواء الزائد في الغلاية التي تحمل كل الحرارة من المرجل عبر المدخنة. للقيام بذلك ، قم بتثبيت محدد مسودة على المدخنة. هذا ليس جهازًا باهظ الثمن (لن يكون سعره أعلى من 3000 روبل) ، لكنك ستوفر الكثير من المال عليه ، لأنه هو الذي يزيد كفاءة المرجل.

محدد الدفع

محدد المسودة مثبت على مدخنة الغلاية. والغرض الرئيسي منه هو الحفاظ على ضغط ثابت عند مخرج غاز المداخن من المرجل. يعمل في الوضع التلقائي ولا يحتاج للكهرباء لتشغيله. قم بإعداده وإعداده ونسيانه.لكن ما الفائدة! قم بشرائه عبر الإنترنت أو من متجر مناسب.

تركيب المضربات في أنابيب المداخن في الغلاية. تبدو وكأنها صفائح معدنية منحنية في بعض الأماكن بطولها ، أو (في بعض الشركات المصنعة) مثل اللوالب المعدنية. إنها تزيد من التبادل الحراري بين غازات المداخن الساخنة المتدفقة داخل المرجل ووسط التسخين خلف جدار الغلاية.

يمكن أن تكون المحركات المروحية أكثر تكلفة من محدد التيار. يصل سعرها إلى 9000 و 20000 روبل ، اعتمادًا على قوة المرجل. لن تتمكن من شرائها من المتجر. على الأقل لم أره. حسنًا ، لكن مصنعي الغلايات سيكونون سعداء بتقديمها لك. اسأل وثبّت. كيف ينظرون - انظر الصورة.

المحرّك

مع هذا ، انتقل إلى الأمام.

ما الذي يحدد الكفاءة الحرارية للغلايات

يستنشق مبدأ تشغيل غاز الأرضية الكلاسيكي.
لا تتساوى كفاءة مراجل التسخين عند أي قوة ، فهناك اعتماد نسبي على الحمل: زيادة الحمل الحراري (كمية الوقود المحروق) تزيد أيضًا من فقدان الحرارة عبر الجسم أو المدخنة. بنفس الطريقة ، لا يضمن التشغيل بأدنى حد من الطاقة دائمًا الاحتراق الكامل للوقود ، مما يؤدي إلى انخفاض الكفاءة.

على سبيل المثال ، في تعليمات الخدمة لغلايات الغاز Protherm Wolf KSO بسعة 12.5 كيلو واط و 16.0 كيلو واط ، يشار إلى أنه عند التشغيل بأقصى طاقة (12.8 كيلو واط و 16.3 كيلو واط ، على التوالي) ، تكون الكفاءة 92.5٪ ، بينما تعمل بأدنى حمل (4.5 كيلوواط و 5.8 كيلوواط) ، وسوف تنخفض وتصل إلى 78.4٪ فقط.

هذا هو أحد الأسباب الرئيسية التي تجعل من المجدي اختيار قوة وحدة الغلاية بوعي. يتم تحقيق أفضل أداء في معظم الموديلات عند تحميل في حدود 60-90٪ من الطاقة القصوى.

بخلاف ذلك ، تعتمد الكفاءة فقط على الكمال التكنولوجي للنموذج الذي يهدف إلى تقليل q2-6 الموصوف أعلاه (خفض درجة حرارة غازات العادم ، واحتراق الوقود بكفاءة ، وتحويل الشعلات ، والعزل الحراري ، وما إلى ذلك) ، وكذلك على جودة صيانة وتشغيل وحدة المرجل. نظافة المبرد ، التنظيف المنتظم والشطف - كل هذا ، بمرور الوقت ، يؤثر بشكل خطير على الكفاءة.

كيفية اختيار ترموستات الغرفة وتوفير ما يصل إلى 30٪ شهريًا على التدفئة

العوامل التي تعتمد عليها كفاءة الغلايات

يتم تمثيل الغلايات ذات القيمة العالية حاليًا بواسطة تقنية التدفئة التالية:

• الوحدات المشتعلة بالفحم وأنواع الوقود الأحفوري الصلب الأخرى ؛
• مراجل بيليه
• أجهزة من نوع الانحلال الحراري.

كفاءة أجهزة التسخين ، في الفرن الذي يتم فيه تغذية قوالب الفحم الحجري والفحم والجفت ، يتراوح متوسطها بين 70 و 80 ٪. كفاءة أعلى بشكل ملحوظ لأجهزة الحبيبات - تصل إلى 85٪. محملة بالكريات ، تتميز غلايات التدفئة من هذا النوع بكفاءتها العالية ، فهي تطلق كمية هائلة من الطاقة الحرارية أثناء احتراق الوقود.

في ملاحظة: حمولة واحدة كافية حتى يعمل الجهاز في الظروف المثلى لمدة تصل إلى 12-14 ساعة.

الرائد المطلق بين معدات تسخين الوقود الصلب هو غلاية الانحلال الحراري. تستخدم هذه الأجهزة الحطب أو نفايات الخشب. تبلغ كفاءة هذه المعدات اليوم 85٪ أو أكثر. تنتمي الوحدات أيضًا إلى أجهزة عالية الكفاءة طويلة الاحتراق ، ولكن في حالة استيفاء الشروط اللازمة ، يجب ألا يتجاوز المحتوى الرطوبي للوقود 20٪.

قيم الغلايات الحديثة حسب نوع الوقود

*من وجهة نظر الفيزياء ، لا يمكن أن تتجاوز الكفاءة 100٪: من المستحيل الحصول على طاقة حرارية أكثر مما يتم إطلاقه أثناء احتراق الوقود. ومع ذلك ، كل هذا يتوقف على كيفية عدك. هناك تعريفان:

• صافي القيمة الحرارية - الحرارة التي يتم الحصول عليها أثناء احتراق الوقود ، عندما تتم إزالة منتجات الاحتراق ببساطة من خلال المدخنة ؛
• القيمة الحرارية الإجمالية - الحرارة ، بما في ذلك الطاقة الموجودة في بخار الماء - أحد منتجات الاحتراق للغازات القابلة للاحتراق.

تقوم غلايات تكثيف الغاز أيضًا بتجميع الطاقة الحرارية من المكثفات المتكونة من منتجات احتراق الغاز وترسب في مبادل حراري إضافي. وبالتالي ، فإن جزءًا كبيرًا من الحرارة لا "يطير في المدخنة" ، ودرجة حرارة غازات العادم تساوي عمليًا درجة حرارة الغلاف الجوي.

الجهاز عبارة عن غلاية غازية بسيطة ذات دائرة واحدة مكثفة.

وفقًا للمعايير الحالية ، في كل من روسيا وأوروبا ، يتم حساب كفاءة غلايات التدفئة وفقًا لأدنى حرارة احتراق محددة ، وبالتالي ، مع مراعاة الحرارة الإضافية المستخرجة من المكثفات تؤدي إلى قيم تزيد عن 100 ٪. عند حسابها على أساس القيمة الحرارية الإجمالية ، تبلغ كفاءة غلايات الغاز المتكثف 96-98٪ ، اعتمادًا على طراز ونوع التركيب: عادةً ما تتمتع الغلايات المثبتة على الحائط بكفاءة أعلى من الغلايات القائمة على الأرض (ينطبق هذا على جميع الغلايات التي تعمل بالغاز. ).

يمكن أيضًا ملاحظة من الجدول أن متوسط ​​كفاءة غلايات الوقود الصلب يختلف أيضًا باختلاف الوقود المستخدم ، ويرجع ذلك إلى درجة احتراق الوقود ، ونقل الحرارة ، ودرجة حرارة الاحتراق ، وفقدان الحرارة مع الحرارة الفيزيائية للخبث المزال من غرفة الاحتراق. حتى غلاية الوقود الصلب نفسها يمكن أن تنتج كفاءة مختلفة عند العمل على أنواع مختلفة من الوقود.

قواعد التشغيل التي تؤثر على قيمة كفاءة المرجل

لكي تعمل معدات التدفئة دائمًا بشكل صحيح ، يوصي الخبراء بالالتزام بقواعد التشغيل الأساسية التي تؤثر على قيمة كفاءة الغلاية.

في هذه الحالة ، من الضروري اتباع النقاط التالية بوضوح:

1. اختر فقط أوضاع النفخ المثلى وعمل غطاء المحرك.
2. التحكم في شدة الاحتراق واكتمال احتراق الوقود.
3. راقب باستمرار مقدار الانجراف والفشل.
4. قم بتقييم حالة الأسطح التي ترتفع درجة حرارتها عند حرق الوقود.
5. قم بتنظيف المعدات بانتظام.

كيفية زيادة كفاءة غلاية الغاز

يكاد يكون من المستحيل زيادة كفاءة احتراق الوقود عن طريق التدخل في الجهاز الفني للغلاية ، فلا يمكن تثبيت نفس الطبقة من العزل الحراري بسبب عدم توفير المكان من قبل الشركة المصنعة. بالإضافة إلى ذلك ، تفعل ذلك بنفسك محظور. ومع ذلك ، هناك طرق لزيادة كفاءة غلاية الغاز ، خاصة إذا كانت نموذجًا قديمًا غير كامل:

1. مدخنة منتهية المقتصد - يستبدل قسمًا معينًا من المدخنة ويصمم لتجميع الحرارة من غازات العادم عبر المدخنة (نوع من تقليد غلايات التكثيف). ومع ذلك ، من الضروري حساب معلمات الموفر ومتطلبات المدخنة بدقة من أجل الحفاظ على المسودة المطلوبة ومنع السحب العكسي ، على سبيل المثال ، في الرياح القوية. سعر الإصدار - 1700-2500 روبل.

   
   الموفر شبكة ساندويتش لأنابيب المداخن.

2. المقتصد محلية الصنع - متطابقة تقريبًا مع المنتجات النهائية الموصوفة أعلاه. لقد وصفنا بالفعل كيفية صنع موفر فعال في إحدى المقالات السابقة.
3. تنظيف الغلاية وشطف المبادل الحراري - هذه إجراءات صيانة منتظمة ، لا معنى لها بالنسبة للغلايات الجديدة ، لكنها فعالة للغاية لتلك التي تعمل لعدة مواسم على الأقل. والحقيقة هي أنه أثناء التشغيل ، يتشكل الحجم ورواسب الملح الأخرى داخل المبادل الحراري ، وتنسد الزعانف الخارجية للمبادل الحراري ، والشعلات ، والمُشعل. كل هذا يؤدي إلى زيادة في استهلاك الغاز ، وانخفاض في إنتاج الحرارة ، وبالتالي انخفاض في الكفاءة (غالبًا ما يصل إلى 20-30 ٪).كم عدد المرات اللازمة لتنظيف غلاية الغاز ، قمنا أيضًا بتفكيكها مسبقًا.
4. فلتر الغاز - يتم تثبيته أمام صمامات الإغلاق الخاصة بالغاز الرئيسي وهو مصمم لتنظيف الغاز من الحطام والشوائب الموجودة أحيانًا في التركيبة. هذا لا يساعد فقط في تقليل تكوين السخام ، ولكن أيضًا ، مع تحسين جودة الوقود ، يقلل بشكل طفيف من فقد الحرارة في حالة الاحتراق السفلي.

تتكون بقية الطرق من بدء التشغيل الصحيح وأعمال الضبط ، والتي يتم تنفيذها مرة واحدة ، عند بدء تشغيل الغلاية لأول مرة ، بواسطة متخصصين حصريًا. مع الإعداد الأولي الصحيح ، يتم ضمان الكفاءة التي تضمنها الشركة المصنعة. من المهم أن نفهم أنه من المستحيل زيادة هذا المؤشر عن طريق التدخل في الجهاز الفني للغلاية نفسها ، والأكثر من ذلك ، أنها ليست آمنة.

تعليمات الغلايات تقنيات توفير الطاقة

ستكون كفاءة المرجل أعلى إذا ...

لاستبعاد أكبر قدر ممكن من الاحتراق الكيميائي للوقود ، تأكد من نسبة الهواء الزائدة المطلوبة داخل المرجل (1.2-1.3 للوقود الصلب ، 1.05-1.15 للغاز) ، ولهذا:

- قم بتثبيت مسودة المحدد على مدخنة الغلاية ، والتي سبق أن كتبت عنها أعلاه ،

- شراء المرجل الخاص بك فقط في منظمة متخصصة ، والتي عند بدء تشغيل الغلاية ، إلزامية ، بمساعدة جهاز باهظ الثمن - محلل الغاز ، سوف يضبط الحجم المطلوب من الهواء الذي يمر عبر المرجل. اطلب القيام بذلك ، وادفع المال مقابل ذلك. خلاف ذلك ، سوف تنفق أموالاً إضافية على الوقود كل يوم.

- حاول شراء غلاية مزودة بمسبار لامدا مصمم للحفاظ على التوازن المطلوب للهواء والوقود في موقد الغلاية

كيف تحسب القوة

قبل شراء معدات التدفئة لخدمة منزل خاص ، من الضروري حساب الطاقة التي ستكون كافية للحفاظ على جودة تشغيل المرجل. إذا لم تكن لديك الخبرة والمعرفة الكافية ، فاطلب المساعدة من المتخصصين ، لأن الأخطاء في هذه المرحلة ستؤثر بالتأكيد على أداء ومتانة المعدات.

ملحوظة!
تنشأ المشاكل ليس فقط في حالة نقص طاقة معدات التدفئة ، ولكن أيضًا في حالة فائضها. هناك صيغ خاصة لحساب القوة. باستخدامها ، يمكنك بشكل مستقل حساب أي مرجل مناسب لخدمة المنزل.

عند حساب قوة غلاية الغاز ، يجب مراعاة المعلمات التالية:

• متوسط ​​درجة الحرارة في أشهر الشتاء في منطقة معينة ؛

  

  تشغيل غلاية الغاز وفقدان الحرارة

• ما هي المواد التي تم بناء المنزل منها ؛
• ما هي المواد المستخدمة لعزل المنزل ، وهل تم استخدامها أصلاً ؛
• مساحة المباني السكنية للمنزل.

يمكنك استخدام الصيغ الخاصة لحساب قوة معدات التدفئة لمنزل خاص.

ملحوظة!
تعتمد قوة غلاية الغاز أيضًا على ما إذا كان الماء الساخن مطلوبًا في المنزل.