Com augmentar l’eficiència de la caldera, viure i aprendre: article 1

L’eficiència (eficiència) d’una caldera de calefacció és la relació entre la quantitat de combustible consumida i la quantitat de calor generada. L’eficiència fins i tot dels models moderns de calderes d’aigua calenta més eficients no pot ser del 100% a causa de la pèrdua de calor a l’interior de la caldera, la conductivitat tèrmica insuficient dels metalls o les imperfeccions del principi de funcionament. A més, l'eficiència del mateix model d'una caldera de gas també depèn de la càrrega: l'eficiència indicada al passaport no és realista en tota la gamma de calor.

A l'article analitzarem com calcular correctament l'eficiència, de què depèn i com augmentar l'eficiència d'una caldera ja adquirida pel nostre compte.

Eficiència bruta i eficiència neta

No tota la calor generada durant la combustió del combustible es dirigeix ​​a escalfar el refrigerant, una part determinada es gasta en les necessitats pròpies de la caldera: una turbina, un ventilador o un aspirador de fum, una bomba de circulació, el funcionament de l’automatització i una pantalla electrònica, el funcionament d’una transmissió elèctrica (com ja heu entès, s’utilitzen tots els tipus d’energia rebuda en el càlcul, inclosa l’electricitat, si la caldera és volàtil).

Tenint en compte això, és habitual dividir l’eficiència de la caldera per la calor generada (Eficiència bruta) i va alliberar calor (Net eficiència).

Aquesta classificació permet distingir el grau de perfecció tècnica de la caldera - eficiència bruta o economia del consum de combustible i electricitat - eficiència neta.

Com augmentar l’eficiència de la tecnologia de calefacció de combustible sòlid

Avui en dia, molts consumidors, que tenen a la seva disposició una caldera de combustible sòlid, intenten trobar la manera més còmoda i pràctica de millorar l’eficiència dels equips de calefacció. Els paràmetres tecnològics dels dispositius de calefacció, establerts pel fabricant, perden els seus valors nominals amb el pas del temps, per tant, es busquen diversos mètodes i mitjans per augmentar l’eficiència de la tecnologia de les calderes.

Penseu en una de les opcions més efectives, la instal·lació d’un intercanviador de calor addicional. La tasca del nou equipament és eliminar l’energia tèrmica dels productes de combustió volàtils.

El vídeo mostra com fer el vostre propi economitzador (intercanviador de calor)

Per fer-ho, primer hem d’esbrinar quina és la temperatura del fum a la sortida. Podeu canviar-lo amb un multímetre que es col·loca directament al mig de la xemeneia. Les dades sobre la quantitat de calor addicional que es pot obtenir dels productes de combustió volatilitzats són necessàries per calcular l'àrea de l'intercanviador de calor addicional. Fem el següent:

• enviem una certa quantitat de llenya a la llar de foc;
• detectem quant de temps es cremarà una determinada quantitat de llenya.

Per exemple: llenya de 14,2 kg. cremar durant 3,5 hores. La temperatura del fum a la sortida de la caldera és de 460 0 С.

En 1 hora hem cremat: 14,2 / 3,5 = 4,05 kg. llenya.

Per calcular la quantitat de fum, fem servir el valor generalment acceptat d'1 kg. llenya = 5,7 kg. gasos de combustió. A continuació, multiplicem la quantitat de llenya cremada en una hora per la quantitat de fum obtinguda durant la combustió d'1 kg. llenya. Com a resultat: 4,05 x 5,7 = 23,08 kg. productes de combustió volàtils. Aquesta xifra es convertirà en el punt de partida per als càlculs posteriors de la quantitat d'energia tèrmica que es pot utilitzar addicionalment per escalfar el segon intercanviador de calor.

Sabent el valor de la capacitat tèrmica dels gasos calents volàtils, com a 1,1 kJ / kg, fem un càlcul addicional de la potència del flux de calor si volem reduir la temperatura del fum de 460 0С a 160 graus.

Q = 23,08 x 1,1 (460-160) = 8124 kJ d’energia tèrmica.

Com a resultat, obtenim el valor exacte de la potència addicional que proporcionen els productes de combustió volàtils: q = 8124/3600 = 2,25 kW, una xifra gran, que pot tenir un impacte significatiu en la millora de l’eficiència dels equips de calefacció. Sabent quanta energia es malgasta, el desig d’equipar la caldera amb un intercanviador de calor addicional està força justificat. A causa de l’afluència d’energia tèrmica addicional per escalfar el refrigerant, no només augmenta l’eficiència de tot el sistema de calefacció, sinó que també augmenta l’eficiència de la pròpia unitat de calefacció.

Com es calcula l’eficiència d’una caldera de calefacció

Hi ha diverses maneres de calcular valors. Als països europeus, és habitual calcular l’eficiència d’una caldera de calefacció en funció de la temperatura dels gasos de combustió (mètode d’equilibri directe), és a dir, coneixent la diferència entre la temperatura ambient i la temperatura real dels gasos de combustió a través de la xemeneia. . La fórmula és força senzilla:

ηbr = (Qir / Q1) 100%on

• ηbr (llegiu "això") - eficiència de la caldera "bruta";
• Qir(MJ / kg): la quantitat total de calor alliberada durant la combustió del combustible;
• P1 (MJ / kg): la quantitat de calor que es va acumular, és a dir, utilitzar per escalfar la casa.

Per exemple, si Q1 = 22 MJ / kg, Qir = 19 MJ / kg, llavors l'eficiència "bruta" = (19/22) * 100 = 86,3%. Totes les mesures es realitzen amb un funcionament de caldera estàndard ja establert.

El mètode d’equilibri directe no té en compte la pèrdua de calor de la pròpia caldera, la combustió insuficient de combustible, les desviacions en el funcionament i altres característiques, per tant, es va inventar un mètode de càlcul fonamentalment diferent i més precís: el “mètode d’equilibri invers”. Equació utilitzada:

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

• q2 - pèrdua de calor amb gasos de combustió;
• q3 - pèrdua de calor a causa de la combustió química de gasos combustibles (aplicable a les calderes de gas);
• q4 - Pèrdues d’energia tèrmica amb insuficiència mecànica;
• q5 - pèrdua de calor per refredament extern (a través de l'intercanviador de calor i del cos);
• q6 - pèrdua de calor amb la calor física de les escòries retirades del forn.

Eficiència neta de la caldera de calefacció segons el mètode d'equilibri invers:

ηnet = ηbr - Qsnon

• Qs.n - consum total de calor i energia elèctrica per necessitats pròpies en% d’expressió.

L’eficiència real gairebé sempre serà diferent de la declarada pel fabricant, ja que depèn de la correcta instal·lació de la caldera i del sistema de calefacció, del sistema d’eliminació de fum, de la qualitat de l’alimentació, etc. Es mesura, respectivament, ja al seu lloc.

Quina és l’eficiència real de la caldera?

Per tant, si l’eficiència de la vostra caldera s’indica al passaport del 90%. Aleshores, heu d’entendre que aquesta és l’eficiència que es pot aconseguir si la caldera funciona en mode nominal i s’hi crema un bon combustible amb un contingut baix de cendres. Si tenim en compte altres factors que es troba el propietari de la caldera durant el seu funcionament, el real Eficiència de la caldera es pot reduir al 65-70% (!!!)

Com s’aproxima al màxim a l’eficiència nominal?

Hi ha petits trucs que heu de conèixer i sobre els quals parlarem en el proper article, que no ens faran esperar molt.

- a les gelades, a l’hivern, en general, augmenta el calat de la xemeneia, augmentant així la quantitat d’aire sobrant (excés d’aire que no participa en el procés de combustió) al cremador de la caldera. Elimineu l’aparició d’excés d’aire a la caldera, que condueix tota la calor de la caldera a través de la xemeneia. Per fer-ho, instal·leu un limitador de corrent a la xemeneia. No és un dispositiu car (el seu preu no serà superior a 3.000 rubles), però estalviareu molts diners perquè és el que augmenta Eficiència de la caldera.

limitador d'empenta

El limitador de corrent s’instal·la a la xemeneia de la caldera. El seu objectiu principal és mantenir una pressió constant a la sortida de gasos de combustió de la caldera. Funciona en mode automàtic i no necessita electricitat per al seu funcionament. Configureu-lo, configureu-lo i oblideu-lo.Però, per a què serveix? Comprar-lo en línia o a una botiga adequada.

Instal·leu turbuladors a les canonades de fum de la caldera. Semblen plaques metàl·liques corbades en alguns llocs de la seva longitud o (en alguns fabricants) com espirals metàl·liques. Augmenten l'intercanvi de calor entre els gasos de combustió calents que flueixen a l'interior de la caldera i el mitjà de calefacció darrere de la paret de la caldera.

Els turbuladors poden ser més cars que un limitador de corrent. El seu preu arriba als 9.000 i 20.000 rubles, depenent de la potència de la caldera. No els podreu comprar a la botiga. Almenys no ho he vist. Bé, però els fabricants de calderes estaran encantats d’oferir-los-los. Pregunteu i instal·leu. Com es veuen: vegeu la imatge.

turbulador

Amb això resolt, continueu.

Què determina l'eficiència tèrmica de les calderes

El principi de funcionament del sòl clàssic aspirat a gas.
L'eficiència de les calderes de calefacció no és igual a cap potència, hi ha una dependència proporcional de la càrrega: un augment de la càrrega de calor (quantitat de combustible cremat) també augmenta la pèrdua de calor pel cos o la xemeneia. De la mateixa manera, el funcionament a una potència mínima no sempre garanteix una combustió completa del combustible, cosa que comporta una disminució de l'eficiència.

Per exemple, a les instruccions de servei per a calderes de gas Protherm Wolf KSO amb una capacitat de 12,5 kW i 16,0 kW, s’indica que quan es treballa a potència màxima (12,8 kW i 16,3 kW, respectivament), l’eficiència és del 92,5%, mentre que mentre funcionant amb una càrrega mínima (4,5 kW i 5,8 kW), disminuirà i ascendirà només al 78,4%.

Aquest és un dels principals motius pels quals val la pena abordar conscientment l'elecció de la capacitat de la unitat de caldera. El rendiment més òptim en la majoria de models s’aconsegueix amb una càrrega que oscil·la entre el 60 i el 90% de la potència màxima.

En cas contrari, l’eficiència depèn únicament de la perfecció tecnològica del model destinada a reduir l’anterior q2-6 (reduir la temperatura dels gasos d’escapament, una combustió eficient del combustible, modular els cremadors, aïllament tèrmic, etc.), així com de la qualitat de manteniment i funcionament de la caldera. La neteja del refrigerant, la neteja i el rentat regulars; tot això, amb el pas del temps, afecta greument l’eficiència.

Com triar un termòstat d'ambient i estalviar fins a un 30% al mes en calefacció

Factors dels quals depèn l'eficiència de les calderes

Les calderes amb un alt valor d’eficiència estan representades actualment per la següent tecnologia de calefacció:

• unitats alimentades pel carbó i altres combustibles fòssils sòlids;
• calderes de pellets;
• dispositius del tipus piròlisi.

L'eficiència dels aparells de calefacció, en el forn del qual s'alimenten briquetes d'antracita, carbó i torba, és del 70-80% de mitjana. Eficiència significativament superior dels dispositius de pellet: fins al 85%. Carregades amb pellets, les calderes d’aquest tipus es distingeixen per la seva alta eficiència, ja que alliberen una gran quantitat d’energia tèrmica durant la combustió del combustible.

En una nota: n'hi ha prou amb una càrrega perquè el dispositiu funcioni en condicions òptimes fins a 12-14 hores.

El líder absolut entre els equips de calefacció de combustible sòlid és la caldera de piròlisi. Aquests aparells utilitzen llenya o deixalles de fusta. L'eficiència d'aquests equips avui és del 85% o més. Les unitats també pertanyen a dispositius de combustió llarga de gran eficiència, però subjectes a les condicions necessàries: el contingut d'humitat del combustible no ha de superar el 20%.

Valors de les calderes modernes en funció del tipus de combustible

*Des del punt de vista de la física, l’eficiència no pot superar el 100%: és impossible obtenir més energia tèrmica de la que s’allibera durant la combustió del combustible. Tot i això, tot depèn de com es compti. Hi ha dues definicions:

• poder calorífic net - calor obtinguda durant la combustió del combustible, quan els productes de combustió simplement s’eliminen per la xemeneia;
• poder calorífic brut - la calor, inclosa l'energia continguda en el vapor d'aigua - un dels productes de combustió dels gasos combustibles.

Les calderes de condensació de gas acumulen addicionalment energia tèrmica del condensat format a partir de productes de combustió de gasos i dipositats en un intercanviador de calor addicional. Per tant, una part important de la calor no "vola cap a la xemeneia" i la temperatura dels gasos d'escapament és pràcticament igual a l'atmosfèrica.

El dispositiu és una simple caldera de gas de condensació simple circuit.

Segons els estàndards actuals, tant a Rússia com a Europa, l'eficiència de les calderes de calefacció es calcula segons la calor específica de combustió més baixa, per tant, tenint en compte la calor addicional extreta del condensat condueix a valors superiors a 100 %. Quan es calcula sobre la base del poder calorífic brut, l’eficiència de les calderes de gas de condensació és del 96-98%, segons el model i el tipus d’instal·lació: les calderes de paret solen tenir una eficiència superior a les de terra (això s’aplica a totes les calderes de gas ).

També es pot observar a la taula que l’eficiència mitjana de les calderes de combustible sòlid també difereix en funció del combustible utilitzat, això es deu al grau de combustió del combustible, a la seva transferència de calor, a la temperatura de combustió i a la pèrdua de calor amb la calor física de les escòries retirades de la cambra de combustió. Fins i tot la mateixa caldera de combustible sòlid pot produir una eficiència diferent quan es treballa amb diferents tipus de combustible.

Normes de funcionament que afecten el valor de l'eficiència de la caldera

Per tal que l’equip de calefacció funcioni sempre correctament, els experts recomanen complir les normes bàsiques de funcionament que afecten el valor de l’eficiència de la caldera.

En aquest cas, cal seguir clarament els punts següents:

1. Trieu només els modes de bufat òptims i el funcionament de la campana.
2. Controleu la intensitat de la combustió i la integritat de la combustió.
3. Superviseu constantment la quantitat de deriva i fallada.
4. Valorar l’estat de les superfícies que s’escalfen quan es crema combustible.
5. Netegeu l’equip amb regularitat.

Com augmentar l’eficiència d’una caldera de gas

És pràcticament impossible augmentar l’eficiència de la combustió del combustible interferint amb el dispositiu tècnic de la caldera; no es pot instal·lar la mateixa capa d’aïllament tèrmic a causa de la prohibició banal del lloc per part del fabricant. A més, està prohibit fer-ho tu mateix. No obstant això, hi ha maneres d'augmentar l'eficiència d'una caldera de gas, especialment si es tracta d'un model antic imperfecte:

1. Economitzador de xemeneies acabat - Substitueix una determinada secció de la xemeneia i està dissenyat per acumular calor dels gasos d’escapament a través de la xemeneia (una mena d’imitació de les calderes de condensació). Tot i això, és necessari calcular amb precisió els paràmetres de l’economitzador i els requisits de la xemeneia per tal de mantenir el calat requerit i evitar el calat invers, per exemple, amb vents forts. El preu de l’emissió és de 1 700-2 500 rubles.

   
   Economitzador de malla sandvitx per a canonades de xemeneia.

2. Economitzador casolà - gairebé idèntic als productes acabats descrits anteriorment. Ja hem descrit com fer un economitzador eficaç en un dels articles anteriors.
3. Neteja de la caldera i rentat de l’intercanviador de calor - Són mesures de manteniment periòdiques, sense sentit per a les calderes noves, però extremadament efectives per a aquelles que funcionen durant almenys diverses temporades. El fet és que durant el funcionament, es formen dipòsits de sal i altres sal dins de l'intercanviador de calor, les aletes externes de l'intercanviador de calor, els cremadors i l'encesa estan obstruïdes. Tot això comporta un augment del consum de gas, una disminució de la producció de calor i, en conseqüència, una disminució de l’eficiència (sovint fins a un 20-30%).Amb quina freqüència i quina freqüència cal netejar la caldera de gas, també ja hem desmuntat anteriorment.
4. Filtre de gas - S'instal·la davant de les vàlvules de tall de la xarxa de gas i està dissenyat per netejar el gas de deixalles i impureses que de vegades es troben a la composició. Això no només ajuda a reduir la formació de sutge, sinó que, a la vegada que millora la qualitat del combustible, redueix lleugerament la pèrdua de calor en cas de cremada inferior.

La resta de mètodes consisteixen en la correcta posada en marxa i ajustament, que es duen a terme una vegada, a la primera arrencada de la caldera, exclusivament per especialistes. Amb la configuració inicial correcta, s’assegura l’eficiència garantida pel fabricant. És important entendre que és impossible augmentar aquest indicador interferint amb el propi dispositiu tècnic de la caldera i, encara més, no és segur.

Instruccions Calderes Tecnologies d'estalvi energètic

L'eficiència de la caldera serà més gran si ...

Per excloure la màxima combustió química del combustible, assegureu-vos la relació d’excés d’aire necessària a l’interior de la caldera (1,2-1,3 per al combustible sòlid, 1,05-1,15 per al gas), i per a això:

- Instal·leu un limitador de corrent a la xemeneia de la caldera, sobre el qual ja he escrit anteriorment.

- Compreu la vostra caldera NOMÉS en una organització especialitzada que, en posar en marxa la caldera, OBLIGATORI, amb l’ajut d’un dispositiu car (un analitzador de gasos), ajustarà el volum d’aire necessari que passa per la caldera. DEMANA fer això, paga-hi diners. En cas contrari, gastareu diners addicionals en combustible cada dia.

- Intenteu comprar una caldera amb una sonda lambda instal·lada, dissenyada per mantenir l'equilibri desitjat d'aire i combustible al cremador de la caldera.

Com es calcula la potència

Abans de comprar equips de calefacció per donar servei a una casa particular, cal calcular la potència que n’hi hauria prou per mantenir el funcionament d’alta qualitat de la caldera. Si no teniu experiència i coneixements suficients, busqueu ajuda de professionals, ja que els errors en aquesta etapa sens dubte afectaran el rendiment i la durabilitat de l’equip.

Nota!
Els problemes sorgeixen no només en cas d’escassetat de potència de l’equip de calefacció, sinó també en cas d’excés. Hi ha fórmules especials per calcular la potència. Utilitzant-los, podeu calcular de manera independent quina caldera és adequada per al manteniment de la casa.

A l’hora de calcular la potència d’una caldera de gas, cal tenir en compte els paràmetres següents:

• la temperatura mitjana dels mesos d’hivern en una àrea determinada;

  

  Funcionament de la caldera de gas i pèrdua de calor

• de quins materials es construeix la casa;
• quins materials es van utilitzar per aïllar la casa i si es van utilitzar en absolut;
• la zona dels habitatges de la casa.

Podeu utilitzar fórmules especials per calcular la potència dels equips de calefacció per a una casa particular.

Nota!
La potència d’una caldera de gas també depèn de si es necessita aigua calenta a la casa.