Jak zvýšit účinnost kotle, žít a učit se - článek číslo 1

Účinnost (účinnost) topného kotle je poměr množství spotřebovaného paliva k množství generovaného tepla. Účinnost ani těch nejefektivnějších moderních modelů teplovodních kotlů nemůže být 100% kvůli tepelným ztrátám uvnitř kotle, nedostatečné tepelné vodivosti kovů nebo nedokonalostem v provozním principu. Účinnost stejného modelu plynového kotle navíc závisí také na zatížení: účinnost uvedená v pasu není v celém rozsahu tepelného výkonu realistická.

V článku budeme analyzovat, jak správně vypočítat účinnost, na čem závisí a jak zvýšit účinnost již zakoupeného kotle.

Hrubá účinnost a čistá účinnost

Ne veškeré teplo vznikající při spalování paliva směřuje k ohřevu chladicí kapaliny, určitá část se vynakládá na vlastní potřebu kotle: turbína, ventilátor nebo odsávač kouře, oběhové čerpadlo, provoz automatizace a elektronický displej provoz elektrického pohonu (jak jste již pochopili, při výpočtu se používají všechny typy přijaté energie, včetně elektřiny, pokud je kotel těkavý).

S ohledem na to je obvyklé dělit účinnost kotle na generované teplo (Hrubá účinnost) a uvolněné teplo (Čistá účinnost).

Tato klasifikace umožňuje vyčlenit stupeň technické dokonalosti kotle - hrubá účinnost nebo ekonomika spotřeby paliva a elektřiny - čistá účinnost.

Jak zvýšit účinnost technologie vytápění na tuhá paliva

Dnes se mnoho spotřebitelů, kteří mají k dispozici kotel na tuhá paliva, snaží najít nejpohodlnější a nejpraktičtější způsob, jak zvýšit účinnost topného zařízení. Technologické parametry topných zařízení stanovené výrobcem ztrácejí v průběhu času své jmenovité hodnoty, proto se hledají různé metody a prostředky ke zvýšení účinnosti technologie kotlů.

Zvažte jednu z nejúčinnějších možností, instalaci dalšího tepelného výměníku. Úkolem nového zařízení je odstraňovat tepelnou energii z těkavých produktů spalování.

Video ukazuje, jak si vyrobit vlastní ekonomizér (výměník tepla)

Abychom to mohli udělat, musíme nejprve zjistit, jaká je teplota kouře na výstupu. Můžete to změnit pomocí multimetru, který je umístěn přímo uprostřed komína. Údaje o tom, kolik dalšího tepla lze získat z těkavých produktů spalování, jsou nezbytné pro výpočet plochy dalšího tepelného výměníku. Provádíme následující:

• pošleme určité množství palivového dřeva do topeniště;
• zaznamenáváme, jak dlouho určité množství palivového dřeva vyhoří.

Například: palivové dříví v množství 14,2 kg. hořet po dobu 3,5 hodiny. Teplota kouře na výstupu z kotle je 460 0 С.

Za 1 hodinu jsme shořeli: 14,2 / 3,5 = 4,05 kg. palivové dříví.

Pro výpočet množství kouře používáme obecně přijímanou hodnotu 1 kg. palivové dříví = 5,7 kg. spaliny. Dále vynásobíme množství palivového dřeva spáleného za jednu hodinu množstvím kouře získaného při spalování 1 kg. palivové dříví. Výsledkem je: 4,05 x 5,7 = 23,08 kg. těkavé produkty spalování. Tento obrázek se stane výchozím bodem pro následné výpočty množství tepelné energie, které lze dodatečně použít k ohřevu druhého výměníku tepla.

Známe-li hodnotu tepelné kapacity těkavých horkých plynů, jako 1,1 kJ / kg, provedeme další výpočet výkonu tepelného toku, pokud chceme snížit teplotu kouře ze 460 0С na 160 stupňů.

Q = 23,08 x 1,1 (460-160) = 8124 kJ tepelné energie.

Ve výsledku získáme přesnou hodnotu dodatečného výkonu poskytovaného těkavými spalovacími produkty: q = 8124/3600 = 2,25 kW, což je velká hodnota, což může mít významný dopad na zlepšení účinnosti topného zařízení. Vědět, kolik energie je zbytečné, je touha vybavit kotel přídavným výměníkem tepla zcela oprávněná. V důsledku přílivu další tepelné energie pro ohřev chladicí kapaliny se zvyšuje nejen účinnost celého topného systému, ale také se zvyšuje účinnost samotné topné jednotky.

Jak vypočítat účinnost topného kotle

Existuje několik způsobů, jak vypočítat hodnoty. V evropských zemích je zvykem počítat účinnost topného kotle na základě teploty spalin (metoda přímého vyvážení), to znamená znát rozdíl mezi teplotou okolí a skutečnou teplotou spalin komínem . Vzorec je docela jednoduchý:

ηbr = (Qir / Q1) 100%kde

• ηbr (čtěte „toto“) - účinnost kotle „brutto“;
• Qir(MJ / kg) - celkové množství tepla uvolněného během spalování paliva;
• Q1 (MJ / kg) - množství akumulovaného tepla, tj. použít k vytápění domu.

Například pokud Q1 = 22 MJ / kg, Qir = 19 MJ / kg, pak „hrubá“ účinnost = (19/22) * 100 = 86,3%. Všechna měření se provádějí s již zavedeným standardním provozem kotle.

Metoda přímé rovnováhy nebere v úvahu tepelné ztráty samotné kotlové jednotky, podhoření paliva, odchylky v provozu a další vlastnosti, proto byla vynalezena zásadně odlišná a přesnější metoda výpočtu - „metoda inverzní rovnováhy“. Použitá rovnice:

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

• q2 - tepelné ztráty spalinami;
• q3 - tepelné ztráty způsobené chemickým podhořením hořlavých plynů (platí pro plynové kotle);
• q4 - ztráty tepelné energie mechanickým spálením;
• q5 - tepelné ztráty z externího chlazení (výměníkem tepla a tělesem);
• q6 - tepelné ztráty s fyzickým teplem strusky odstraněným z pece.

Čistá účinnost vytápění kotle metodou obráceného vyvážení:

ηnet = ηbr - Qsnkde

• Qs.n - celková spotřeba tepla a elektrické energie pro vlastní potřebu v% vyjádření.

Skutečná účinnost se bude téměř vždy lišit od účinnosti deklarované výrobcem, protože závisí na správné instalaci kotle a topného systému, systému odvodu kouře, kvalitě napájení atd. Měřeno je již na místě.

Jaká je tedy skutečná účinnost kotle?

Pokud je tedy účinnost vašeho kotle uvedena v pasu 90%. Pak musíte pochopit, že toto je účinnost, které lze dosáhnout, pokud kotel pracuje ve jmenovitém režimu a spaluje se v něm dobré palivo s nízkým obsahem popela. Pokud vezmeme v úvahu další faktory, s nimiž se majitel kotle setká během jeho provozu, pak skutečné Účinnost kotle lze snížit na 65-70% (!!!)

Jak se co nejvíce přiblížit jmenovité účinnosti?

Existují malé triky, které potřebujete vědět a o kterých si povíme v příštím článku, které nás nenechají dlouho čekat.

- v mrazech se v zimě zpravidla zvyšuje tah v komíně, čímž se zvyšuje množství přebytečného vzduchu (přebytečný vzduch, který se nepodílí na procesu spalování) v hořáku kotle. Zabraňte vzniku přebytečného vzduchu v kotli, který odvádí veškeré teplo z kotle přes komín. Za tímto účelem nainstalujte na komín omezovač tahu. Nejedná se o drahé zařízení (jeho cena nebude vyšší než 3000 rublů), ale ušetříte na něm spoustu peněz, protože to je to, co roste Účinnost kotle.

omezovač tahu

Omezovač tahu je instalován na komíně kotle. Jeho hlavním účelem je udržovat konstantní tlak na výstupu spalin z kotle. Pracuje v automatickém režimu a ke svému provozu nevyžaduje elektřinu. Nastavit, nastavit a zapomenout na to.Ale k čemu je to! Kupte jej online nebo ve vhodném obchodě.

Nainstalujte turbulátory do kouřovodu kotle. Vypadají jako kovové desky zakřivené na některých místech po celé délce, nebo (u některých výrobců) jako kovové spirály. Zvyšují výměnu tepla mezi horkými spalinami proudícími uvnitř kotle a topným médiem za stěnou kotle.

Turbulátory mohou být dražší než omezovač tahu. Jejich cena dosahuje 9 000 a 20 000 rublů, v závislosti na výkonu kotle. V obchodě je nebudete moci koupit. Alespoň jsem to neviděl. No, ale výrobci kotlů vám je rádi nabídnou. Zeptejte se a nainstalujte. Jak vypadají - viz obrázek.

turbulátor

Přišli jsme na to, pojďme dál.

Co určuje tepelnou účinnost kotlů

Princip fungování klasického podlahového plynu sání.
Účinnost topných kotlů není při žádném výkonu stejná, existuje proporcionální závislost na zátěži: zvýšení tepelné zátěže (množství spáleného paliva) také zvyšuje tepelné ztráty tělesem nebo komínem. Stejně tak provoz při minimálním výkonu ne vždy zajišťuje úplné spalování paliva, což vede ke snížení účinnosti.

Například v servisních pokynech pro plynové kotle Protherm Wolf KSO s výkonem 12,5 kW a 16,0 kW je uvedeno, že při provozu na maximální výkon (12,8 kW, respektive 16,3 kW) je účinnost 92,5%, zatímco při při minimálním zatížení (4,5 kW a 5,8 kW) se sníží a bude činit pouze 78,4%.

To je jeden z hlavních důvodů, proč se vyplatí vědomě zvolit výkon kotlové jednotky. Optimálního výkonu je u většiny modelů dosaženo při zatížení v rozsahu 60–90% maximálního výkonu

Jinak účinnost závisí pouze na technologické dokonalosti modelu zaměřeného na snížení výše uvedené q2-6 (snížení teploty výfukových plynů, efektivní spalování paliva, modulační hořáky, tepelná izolace atd.), Jakož i na kvalitě údržby a provozu kotle. Čistota chladicí kapaliny, pravidelné čištění a proplachování - to vše v průběhu času vážně ovlivňuje účinnost.

Jak si vybrat pokojový termostat a ušetřit až 30% za měsíc na vytápění

Faktory, na nichž závisí účinnost kotlů

Kotle s vysokou hodnotou účinnosti jsou v současné době zastoupeny následující technologií vytápění:

• jednotky spalující uhlí a jiná tuhá fosilní paliva;
• kotle na pelety;
• zařízení pyrolýzního typu.

Účinnost topných zařízení, v jejichž peci jsou přiváděny antracitové, uhlí a rašelinové brikety, je v průměru 70-80%. Výrazně vyšší účinnost zařízení na pelety - až 85%. Naložené peletami se topné kotle tohoto typu vyznačují vysokou účinností, uvolňují obrovské množství tepelné energie během spalování paliva.

Na poznámku: jedna zátěž stačí k tomu, aby zařízení fungovalo za optimálních podmínek až 12-14 hodin.

Absolutním lídrem mezi topnými zařízeními na tuhá paliva je pyrolýzní kotel. Tato zařízení používají palivové dřevo nebo dřevěný odpad. Účinnost takového zařízení je dnes 85% nebo více. Jednotky také patří k vysoce účinným zařízením s dlouhým spalováním, ale pokud jsou splněny nezbytné podmínky, neměl by obsah vlhkosti v palivu překročit 20%.

Hodnoty moderních kotlů v závislosti na druhu paliva

*Z hlediska fyziky nemůže účinnost překročit 100%: je nemožné získat více tepelné energie, než kolik se uvolní při spalování paliva. Vše však záleží na tom, jak počítáte. Existují dvě definice:

• čistá výhřevnost - teplo získané při spalování paliva, když jsou spaliny jednoduše odváděny komínem;
• spalná výhřevnost - teplo, včetně energie obsažené ve vodní páře - jeden z produktů spalování hořlavých plynů.

Plynové kondenzační kotle dodatečně akumulují tepelnou energii kondenzátu vytvořeného z produktů spalování plynu a ukládaného na dalším tepelném výměníku. Významná část tepla tedy „nevylétá do potrubí“ a teplota výfukových plynů se prakticky rovná atmosférické teplotě.

Zařízení je jednoduchý kondenzační jednookruhový plynový kotel.

Podle současných norem v Rusku i v Evropě se účinnost topných kotlů počítá podle nejnižšího měrného spalovacího tepla, proto při zohlednění dodatečného tepla získaného z kondenzátu dochází k hodnotám více než 100 %. Při výpočtu na základě spalného tepla je účinnost kondenzačních plynových kotlů 96-98%, v závislosti na modelu a typu instalace: nástěnné kotle mají obvykle vyšší účinnost než podlahové kotle (to platí pro všechny plynové kotle ).

Z tabulky lze také poznamenat, že průměrná účinnost kotlů na tuhá paliva se také liší v závislosti na použitém palivu, je to způsobeno stupněm spalování paliva, jeho přenosem tepla, teplotou spalování a tepelnými ztrátami fyzickým teplem strusky odstraněné z spalovací komora. I stejný kotel na tuhá paliva může při provozu na různé druhy paliva produkovat různou účinnost.

Provozní pravidla ovlivňující hodnotu účinnosti kotle

Aby topné zařízení vždy správně fungovalo, odborníci doporučují dodržovat základní provozní pravidla, která ovlivňují hodnotu účinnosti kotle.

V tomto případě je nutné jasně dodržovat následující body:

1. Vyberte pouze optimální režimy vyfukování a fungování digestoře.
2. Ovládejte intenzitu spalování a úplnost spalování paliva.
3. Neustále sledujte míru driftu a selhání.
4. Posuďte stav povrchů, které se při spalování paliva zahřívají.
5. Zařízení pravidelně čistěte.

Jak zvýšit účinnost plynového kotle

Je prakticky nemožné zvýšit účinnost spalování paliva zásahem do technického zařízení kotle; stejnou vrstvu tepelné izolace nelze instalovat kvůli banálnímu neposkytnutí místa výrobcem. Kromě toho je zakázáno. Existují způsoby, jak zvýšit účinnost plynového kotle, zejména pokud se jedná o nedokonalý starý model:

1. Hotový ekonomizér komínu - nahrazuje určitou část komína a je určen k akumulaci tepla z výfukových plynů komínem (druh imitace kondenzačních kotlů). Je však nutné přesně vypočítat parametry ekonomizéru a požadavky na komín, aby byl zachován požadovaný tah a zabránilo se zpětnému tahu, například při silném větru. Emisní cena - 1 700-2 500 rublů.

   
   Ekonomizér sendvičové sítě pro komínové potrubí.

2. Domácí ekonomizér - téměř totožný s výše popsanými hotovými výrobky. Jak vyrobit efektivní ekonomizér jsme již popsali v jednom z předchozích článků.
3. Čištění kotle a propláchnutí výměníku tepla - to jsou opatření pravidelné údržby, která nemají smysl pro nové kotle, ale jsou extrémně účinná pro ty, kteří jsou v provozu alespoň několik sezón. Faktem je, že během provozu se uvnitř výměníku tepla tvoří vodní kámen a další usazeniny solí, ucpávají se vnější žebra výměníku tepla, hořáky a zapalovač. To vše vede ke zvýšení spotřeby plynu, snížení tepelného výkonu a v důsledku toho ke snížení účinnosti (často až o 20–30%).Jak a jak často je nutné plynový kotel čistit, jsme již dříve demontovali.
4. Plynový filtr - je instalován před uzavíracími ventily plynovodu a je určen k čištění plynu od nečistot a nečistot, které se někdy nacházejí ve složení. To pomáhá nejen snížit tvorbu sazí, ale také zlepšit kvalitu paliva při mírném snížení tepelných ztrát v případě podhoření.

Zbývající metody spočívají ve správném spuštění a seřizovacích pracích, které jsou prováděny jednorázově, při prvním spuštění kotle, výhradně odborníky. Při správném počátečním nastavení je zajištěna účinnost zaručená výrobcem. Je důležité si uvědomit, že je nemožné zvýšit tento indikátor zásahem do technického zařízení samotného kotle, a ještě více to není bezpečné.

Pokyny Kotle Energeticky úsporné technologie

Účinnost kotle bude vyšší, pokud ...

Chcete-li vyloučit co největší možné chemické spalování paliva, zajistěte požadovaný poměr přebytečného vzduchu uvnitř kotle (1,2 - 1,3 pro tuhá paliva, 1,05 - 1,15 pro plyn), a to:

- Nainstalujte omezovač tahu na komín kotle, o kterém jsem již psal výše,

- Nakupte svůj kotel POUZE ve specializované organizaci, která při spuštění kotle MANDATORY pomocí nákladného zařízení - analyzátoru plynu upraví požadovaný objem vzduchu procházejícího kotelem. POŽADUJTE to, zaplaťte za to peníze. Jinak budete každý den utrácet peníze navíc za palivo.

- Zkuste koupit kotel s nainstalovanou lambda sondou, která je navržena tak, aby udržovala požadovanou rovnováhu vzduchu a paliva v hořáku kotle

Jak vypočítat výkon

Před nákupem topného zařízení pro údržbu soukromého domu je nutné vypočítat výkon, který by stačil k udržení vysoce kvalitního provozu kotle. Pokud nemáte dostatečné zkušenosti a znalosti, vyhledejte pomoc odborníků, protože chyby v této fázi jistě ovlivní výkon a životnost zařízení.

Poznámka!
Problémy vznikají nejen v případě nedostatku energie topného zařízení, ale také v případě jeho přebytku. Pro výpočet výkonu existují speciální vzorce. Pomocí nich můžete samostatně vypočítat, který kotel je vhodný pro údržbu domu.

Při výpočtu výkonu plynového kotle je třeba vzít v úvahu následující parametry:

• průměrná teplota v zimních měsících v dané oblasti;

  

  Provoz plynového kotle a tepelné ztráty

• z jakých materiálů je dům postaven;
• jaké materiály byly použity k izolaci domu a zda byly vůbec použity;
• plocha obytných místností domu.

K výpočtu výkonu topného zařízení pro soukromý dům můžete použít speciální vzorce.

Poznámka!
Výkon plynového kotle závisí také na tom, zda je v domě potřeba teplá voda.