Wie man den Wirkungsgrad des Kessels erhöht, lebt und lernt - Artikel Nummer 1

Der Wirkungsgrad eines Heizkessels ist das Verhältnis der verbrauchten Brennstoffmenge zur erzeugten Wärmemenge. Der Wirkungsgrad selbst der effizientesten modernen Modelle von Heißwasserkesseln kann aufgrund von Wärmeverlusten im Kessel, unzureichender Wärmeleitfähigkeit von Metallen oder Mängeln im Funktionsprinzip nicht 100% betragen. Darüber hinaus hängt der Wirkungsgrad des gleichen Modells eines Gaskessels auch von der Last ab: Der im Pass angegebene Wirkungsgrad ist im gesamten Bereich der Wärmeabgabe nicht realistisch.

In diesem Artikel analysieren wir, wie man den Wirkungsgrad richtig berechnet, wovon er abhängt und wie man den Wirkungsgrad eines bereits gekauften Kessels selbst erhöht.

Bruttoeffizienz und Nettoeffizienz

Nicht die gesamte bei der Brennstoffverbrennung entstehende Wärme wird für die Erwärmung des Kühlmittels verwendet. Ein bestimmter Teil wird für den Eigenbedarf des Kessels aufgewendet: eine Turbine, ein Ventilator oder ein Rauchabsauger, eine Umwälzpumpe, der Betrieb der Automatisierung und eine elektronische Anzeige. den Betrieb eines elektrischen Antriebs (wie Sie bereits verstanden haben, werden bei der Berechnung alle Arten der empfangenen Energie verwendet, einschließlich Strom, wenn der Kessel flüchtig ist).

Vor diesem Hintergrund ist es üblich, den Kesselwirkungsgrad durch die erzeugte Wärme zu teilen (Bruttoeffizienz) und freigesetzte Wärme (Effizienznetz).

Diese Klassifizierung ermöglicht es, den Grad der technischen Perfektion des Kessels - Bruttowirkungsgrad oder Wirtschaftlichkeit des Brennstoff- und Stromverbrauchs - Nettowirkungsgrad herauszustellen.

So steigern Sie den Wirkungsgrad der Heiztechnologie für feste Brennstoffe

Heutzutage versuchen viele Verbraucher, die über einen Festbrennstoffkessel verfügen, den bequemsten und praktischsten Weg zu finden, um die Effizienz von Heizgeräten zu steigern. Die vom Hersteller festgelegten technologischen Parameter von Heizgeräten verlieren mit der Zeit ihre Nennwerte, weshalb verschiedene Methoden und Mittel zur Steigerung der Effizienz der Kesseltechnologie angestrebt werden.

Betrachten Sie eine der effektivsten Optionen, die Installation eines zusätzlichen Wärmetauschers. Die Aufgabe der neuen Ausrüstung besteht darin, Wärmeenergie aus flüchtigen Verbrennungsprodukten zu entfernen.

Das Video zeigt, wie Sie Ihren eigenen Economizer (Wärmetauscher) herstellen.

Dazu müssen wir zuerst herausfinden, wie hoch die Rauchtemperatur am Ausgang ist. Sie können es mit einem Multimeter ändern, das sich direkt in der Mitte des Schornsteins befindet. Daten darüber, wie viel zusätzliche Wärme aus flüchtigen Verbrennungsprodukten gewonnen werden kann, sind erforderlich, um die Fläche eines zusätzlichen Wärmetauschers zu berechnen. Wir machen folgendes:

• Wir schicken eine bestimmte Menge Brennholz in den Feuerraum.
• Wir stellen fest, wie lange eine bestimmte Menge Brennholz ausbrennt.

Zum Beispiel: Brennholz in einer Menge von 14,2 kg. 3,5 Stunden brennen. Die Rauchtemperatur am Kesselausgang beträgt 460 0 С.

In 1 Stunde brannten wir nieder: 14,2 / 3,5 = 4,05 kg. Brennholz.

Zur Berechnung der Rauchmenge verwenden wir den allgemein akzeptierten Wert von 1 kg. Brennholz = 5,7 kg. Rauchgase. Als nächstes multiplizieren wir die in einer Stunde verbrannte Brennholzmenge mit der bei der Verbrennung anfallenden Rauchmenge von 1 kg. Brennholz. Als Ergebnis: 4,05 x 5,7 = 23,08 kg. flüchtige Verbrennungsprodukte. Diese Zahl wird zum Ausgangspunkt für nachfolgende Berechnungen der Menge an Wärmeenergie, die zusätzlich zum Heizen des zweiten Wärmetauschers verwendet werden kann.

Wenn wir den Wert der Wärmekapazität flüchtiger heißer Gase von 1,1 kJ / kg kennen, berechnen wir die Wärmestromleistung weiter, wenn wir die Rauchtemperatur von 460 ° C auf 160 ° C senken möchten.

Q = 23,08 · 1,1 (460-160) = 8124 kJ Wärmeenergie.

Als Ergebnis erhalten wir den genauen Wert der zusätzlichen Leistung, die durch flüchtige Verbrennungsprodukte bereitgestellt wird: q = 8124/3600 = 2,25 kW, eine große Zahl, die einen erheblichen Einfluss auf die Verbesserung der Effizienz von Heizgeräten haben kann. In dem Wissen, wie viel Energie verschwendet wird, ist der Wunsch, den Kessel mit einem zusätzlichen Wärmetauscher auszustatten, durchaus berechtigt. Durch den Zufluss zusätzlicher Wärmeenergie zum Erhitzen des Kühlmittels steigt nicht nur der Wirkungsgrad des gesamten Heizsystems, sondern auch der Wirkungsgrad der Heizeinheit selbst.

So berechnen Sie den Wirkungsgrad eines Heizkessels

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, Werte zu berechnen. In europäischen Ländern ist es üblich, den Wirkungsgrad eines Heizkessels anhand der Temperatur der Rauchgase (Direktausgleichsmethode) zu berechnen, dh den Unterschied zwischen der Umgebungstemperatur und der tatsächlichen Temperatur der Rauchgase durch den Schornstein zu kennen. Die Formel ist ziemlich einfach:

ηbr = (Qir / Q1) 100%wo

• ηbr (lesen Sie "dies") - Kesselwirkungsgrad "brutto";
• Qir(MJ / kg) - die Gesamtwärmemenge, die während der Kraftstoffverbrennung freigesetzt wird;
• Q1 (MJ / kg) - die Wärmemenge, die akkumuliert wurde, d.h. verwenden, um das Haus zu heizen.

Wenn beispielsweise Q1 = 22 MJ / kg, Qir = 19 MJ / kg, dann ist der "Brutto" -Wirkungsgrad = (19/22) * 100 = 86,3%. Alle Messungen werden mit einem bereits etablierten Standardkesselbetrieb durchgeführt.

Die Direktausgleichsmethode berücksichtigt nicht den Wärmeverlust der Kesseleinheit selbst, die Unterverbrennung von Brennstoff, Abweichungen im Betrieb und andere Merkmale. Daher wurde eine grundlegend andere, genauere Berechnungsmethode erfunden - die "inverse Ausgleichsmethode". Verwendete Gleichung:

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

• q2 - Wärmeverlust mit Rauchgasen;
• q3 - Wärmeverlust durch chemische Unterverbrennung brennbarer Gase (gilt für Gaskessel);
• q4 - Wärmeenergieverluste bei mechanischer Unterverbrennung;
• q5 - Wärmeverlust durch externe Kühlung (durch den Wärmetauscher und den Körper);
• q6 - Wärmeverlust durch physikalische Schlackenwärme aus dem Ofen.

Heizkessel-Nettowirkungsgrad nach der Reverse-Balance-Methode:

ηnet = ηbr - Qsnwo

• Qs.n. - Gesamtverbrauch an Wärme und elektrischer Energie für den eigenen Bedarf in%.

Der tatsächliche Wirkungsgrad weicht fast immer von dem vom Hersteller angegebenen ab, da er von der korrekten Installation des Kessels und der Heizungsanlage, der Rauchabzugsanlage, der Qualität der Stromversorgung usw. abhängt. Es wird jeweils bereits vorhanden gemessen.

Wie hoch ist der tatsächliche Wirkungsgrad des Kessels?

Wenn also der Wirkungsgrad Ihres Kessels im Reisepass von 90% angegeben ist. Dann müssen Sie verstehen, dass dies der Wirkungsgrad ist, der erreicht werden kann, wenn der Kessel im Nennmodus arbeitet und guter Brennstoff mit niedrigem Aschegehalt darin verbrannt wird. Wenn wir andere Faktoren berücksichtigen, denen der Eigner des Kessels während seines Betriebs begegnet, dann ist der reale Kesselwirkungsgrad kann auf 65-70% reduziert werden (!!!)

Wie kommt man dem Nennwirkungsgrad so nahe wie möglich?

Es gibt kleine Tricks, die Sie kennen müssen und über die wir im nächsten Artikel sprechen werden, damit wir nicht lange warten müssen.

- Bei Frost nimmt im Winter in der Regel der Luftzug im Schornstein zu, wodurch sich die Luftüberschussmenge (Luftüberschuss, die nicht am Verbrennungsprozess beteiligt ist) im Kesselbrenner erhöht. Beseitigen Sie das Auftreten von Luftüberschuss im Kessel, der die gesamte Wärme vom Kessel durch den Schornstein abführt. Installieren Sie dazu einen Zugbegrenzer am Schornstein. Dies ist kein teures Gerät (sein Preis wird nicht höher als 3000 Rubel sein), aber Sie werden eine Menge Geld dafür sparen, weil es ist es, das zunimmt Kesselwirkungsgrad.

Schubbegrenzer

Der Zugbegrenzer ist am Kesselkamin installiert. Sein Hauptzweck ist es, einen konstanten Druck am Abgasauslass des Kessels aufrechtzuerhalten. Es arbeitet im automatischen Modus und benötigt für seinen Betrieb keinen Strom. Richten Sie es ein, richten Sie es ein und vergessen Sie es.Aber was nützt es? Kaufen Sie es online oder in einem geeigneten Geschäft.

Installieren Sie Turbulatoren in den Rauchrohren des Kessels. Sie sehen aus wie Metallplatten, die an einigen Stellen entlang ihrer Länge gebogen sind, oder (bei einigen Herstellern) wie Metallspiralen. Sie erhöhen den Wärmeaustausch zwischen den im Kessel strömenden heißen Rauchgasen und dem Heizmedium hinter der Kesselwand.

Turbulatoren können teurer sein als ein Zugbegrenzer. Ihr Preis erreicht je nach Leistung des Kessels 9.000 und 20.000 Rubel. Sie können sie nicht im Laden kaufen. Zumindest habe ich es nicht gesehen. Nun, aber die Hersteller von Kesseln bieten sie Ihnen gerne an. Fragen und installieren. Wie sie aussehen - siehe Bild.

Turbulator

Wir haben es herausgefunden, lass uns weitermachen.

Was bestimmt den thermischen Wirkungsgrad von Kesseln?

Das Funktionsprinzip des klassischen Bodengases wird abgesaugt.
Der Wirkungsgrad von Heizkesseln ist bei keiner Leistung gleich, es besteht eine proportionale Abhängigkeit von der Last: Eine Erhöhung der Wärmebelastung (verbrannte Brennstoffmenge) erhöht auch den Wärmeverlust durch den Körper oder den Schornstein. Ebenso gewährleistet der Betrieb mit minimaler Leistung nicht immer eine vollständige Verbrennung des Kraftstoffs, was zu einer Verringerung des Wirkungsgrads führt.

Beispielsweise wird in der Serviceanleitung für Gaskessel Protherm Wolf KSO mit einer Leistung von 12,5 kW und 16,0 kW angegeben, dass bei Betrieb mit maximaler Leistung (12,8 kW bzw. 16,3 kW) der Wirkungsgrad 92,5% beträgt, während Bei einer Mindestlast (4,5 kW und 5,8 kW) nimmt sie ab und beträgt nur 78,4%.

Dies ist einer der Hauptgründe, warum es sich lohnt, die Leistung der Kesseleinheit bewusst zu wählen. Die optimalste Leistung wird bei den meisten Modellen bei einer Last im Bereich von 60-90% der maximalen Leistung erzielt.

Ansonsten hängt der Wirkungsgrad ausschließlich von der technologischen Perfektion des Modells ab, das darauf abzielt, das oben genannte q2-6 (Senkung der Abgastemperatur, effiziente Brennstoffverbrennung, modulierende Brenner, Wärmedämmung usw.) sowie von der Qualität zu reduzieren der Wartung und des Betriebs des Kessels. Die Sauberkeit des Kühlmittels, die regelmäßige Reinigung und Spülung - all dies beeinträchtigt im Laufe der Zeit die Effizienz erheblich.

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Faktoren, von denen der Wirkungsgrad von Kesseln abhängt

Kessel mit einem hohen Wirkungsgrad werden derzeit durch folgende Heiztechnik dargestellt:

• mit Kohle und anderen festen fossilen Brennstoffen befeuerte Einheiten;
• Pelletkessel;
• Geräte vom Pyrolysetyp.

Der Wirkungsgrad von Heizgeräten, in deren Ofen Anthrazit-, Kohle- und Torfbriketts zugeführt werden, beträgt durchschnittlich 70-80%. Deutlich höherer Wirkungsgrad von Pelletvorrichtungen - bis zu 85%. Mit Pellets beladene Heizkessel dieses Typs zeichnen sich durch ihren hohen Wirkungsgrad aus, sie setzen bei der Verbrennung des Brennstoffs eine große Menge an Wärmeenergie frei.

Auf eine Anmerkung: Eine Last reicht aus, damit das Gerät unter optimalen Bedingungen bis zu 12-14 Stunden arbeiten kann.

Der absolute Marktführer unter den Heizgeräten für feste Brennstoffe ist ein Pyrolysekessel. Diese Geräte verwenden Brennholz oder Holzabfälle. Der Wirkungsgrad solcher Geräte beträgt heute 85% oder mehr. Die Einheiten gehören auch zu hocheffizienten Geräten mit langer Verbrennung. Wenn jedoch die erforderlichen Bedingungen erfüllt sind, sollte der Feuchtigkeitsgehalt des Kraftstoffs 20% nicht überschreiten.

Werte moderner Kessel je nach Brennstoffart

*Aus physikalischer Sicht darf der Wirkungsgrad 100% nicht überschreiten: Es ist unmöglich, mehr Wärmeenergie zu erhalten, als bei der Kraftstoffverbrennung freigesetzt wird. Es hängt jedoch alles davon ab, wie Sie zählen. Es gibt zwei Definitionen:

• Heizwert - Wärme, die bei der Verbrennung von Kraftstoff entsteht, wenn die Verbrennungsprodukte einfach durch den Schornstein abgeführt werden;
• Brennwert - Wärme, einschließlich der in Wasserdampf enthaltenen Energie - eines der Verbrennungsprodukte brennbarer Gase.

Gaskondensationskessel sammeln zusätzlich Wärmeenergie von Kondensat, das aus Gasverbrennungsprodukten gebildet und auf einem zusätzlichen Wärmetauscher abgelagert wird. Somit "fliegt ein erheblicher Teil der Wärme nicht in das Rohr", und die Temperatur der Abgase ist praktisch gleich der atmosphärischen.

Das Gerät ist ein einfacher Brennwert-Einkreis-Gaskessel.

Nach den derzeitigen Normen wird sowohl in Russland als auch in Europa der Wirkungsgrad von Heizkesseln anhand der niedrigsten spezifischen Verbrennungswärme berechnet. Daher führt die Berücksichtigung der zusätzlichen Wärme, die dem Kondensat entzogen wird, zu Werten von mehr als 100 %. Auf der Grundlage des Brennwerts berechnet der Wirkungsgrad von Brennwertkesseln je nach Modell und Art der Installation 96-98%: Wandkessel haben normalerweise einen höheren Wirkungsgrad als Standkessel (dies gilt für alle Gaskessel) ).

Aus der Tabelle ist auch ersichtlich, dass der durchschnittliche Wirkungsgrad von Festbrennstoffkesseln auch in Abhängigkeit vom verwendeten Brennstoff unterschiedlich ist. Dies ist auf den Brennstoffverbrennungsgrad, seine Wärmeübertragung, Verbrennungstemperatur und den Wärmeverlust bei Entfernung der physikalischen Wärme von Schlacken zurückzuführen die Brennkammer. Selbst derselbe Festbrennstoffkessel kann bei Betrieb mit verschiedenen Brennstofftypen einen unterschiedlichen Wirkungsgrad erzielen.

Betriebsregeln, die den Wert des Kesselwirkungsgrades beeinflussen

Damit die Heizgeräte immer einwandfrei funktionieren, empfehlen Experten, die grundlegenden Betriebsregeln einzuhalten, die sich auf den Wert des Kesselwirkungsgrads auswirken.

In diesem Fall müssen folgende Punkte klar beachtet werden:

1. Wählen Sie nur die optimalen Blasmodi und die Funktion der Haube.
2. Kontrollieren Sie die Intensität der Verbrennung und die Vollständigkeit der Kraftstoffverbrennung.
3. Überwachen Sie ständig das Ausmaß der Drift und des Ausfalls.
4. Beurteilen Sie den Zustand von Oberflächen, die sich beim Verbrennen von Kraftstoff erwärmen.
5. Geräte regelmäßig reinigen.

So steigern Sie den Wirkungsgrad eines Gaskessels

Es ist fast unmöglich, die Effizienz der Brennstoffverbrennung durch Eingriffe in die technische Vorrichtung des Kessels zu erhöhen. Die gleiche Wärmedämmschicht kann nicht installiert werden, da der Hersteller banal keinen Platz dafür zur Verfügung stellt. Darüber hinaus ist es verboten, es selbst zu tun. Dennoch gibt es Möglichkeiten, den Wirkungsgrad eines Gaskessels zu steigern, insbesondere wenn es sich um ein unvollkommenes altes Modell handelt:

1. Fertiger Schornstein Economizer - ersetzt einen bestimmten Abschnitt des Schornsteins und ist so ausgelegt, dass er Wärme aus den Abgasen durch den Schornstein speichert (eine Art Nachahmung von Brennwertkesseln). Es ist jedoch erforderlich, die Parameter des Economizers und die Anforderungen an den Schornstein genau zu berechnen, um den erforderlichen Luftzug aufrechtzuerhalten und einen Rückzug beispielsweise bei starkem Wind zu verhindern. Ausgabepreis - 1.700-2.500 Rubel.

   
   Sandwich Mesh Economizer für Kaminrohre.

2. Selbst gemachter Economizer - fast identisch mit den oben beschriebenen Fertigprodukten. Wir haben bereits in einem der vorherigen Artikel beschrieben, wie man einen effektiven Economizer herstellt.
3. Kessel reinigen und Wärmetauscher spülen - Dies sind regelmäßige Wartungsmaßnahmen, die für neue Kessel bedeutungslos, für diejenigen, die mindestens mehrere Saisons in Betrieb sind, äußerst effektiv sind. Tatsache ist, dass sich während des Betriebs Kalkablagerungen und andere Salzablagerungen im Wärmetauscher bilden und die äußeren Rippen des Wärmetauschers, der Brenner und des Zünders verstopft sind. All dies führt zu einer Erhöhung des Gasverbrauchs, einer Verringerung der Wärmeabgabe und dementsprechend zu einer Verringerung des Wirkungsgrads (häufig bis zu 20 bis 30%).Wie und wie oft der Gaskessel gereinigt werden muss, haben wir auch schon früher zerlegt.
4. Gasfilter - Es ist vor den Absperrventilen der Gasleitung installiert und dient dazu, das Gas von Schmutz und Verunreinigungen zu reinigen, die manchmal in der Zusammensetzung enthalten sind. Dies trägt nicht nur zur Verringerung der Rußbildung bei, sondern verringert bei gleichzeitiger Verbesserung der Kraftstoffqualität auch geringfügig den Wärmeverlust bei Unterbrennung.

Der Rest der Methoden besteht in den richtigen Anlauf- und Einstellarbeiten, die einmal beim ersten Start des Kessels ausschließlich von Spezialisten durchgeführt werden. Mit der richtigen Grundeinstellung ist die vom Hersteller garantierte Effizienz gewährleistet. Es ist wichtig zu verstehen, dass es unmöglich ist, diesen Indikator durch Eingriffe in das technische Gerät des Kessels selbst zu erhöhen, und noch mehr, es ist nicht sicher.

Anleitung Kessel Energiespartechnologien

Der Kesselwirkungsgrad ist höher, wenn ...

Um ein chemisches Unterbrennen des Brennstoffs so weit wie möglich auszuschließen, stellen Sie das erforderliche Luftüberschussverhältnis im Kessel sicher (1,2-1,3 für feste Brennstoffe, 1,05-1,15 für Gas) und dafür:

- Installieren Sie einen Zugbegrenzer am Kesselkamin, über den ich oben bereits geschrieben habe.

- Kaufen Sie Ihren Kessel NUR in einer spezialisierten Organisation, die beim Starten des Kessels OBLIGATORY mit Hilfe eines teuren Geräts - eines Gasanalysators - das erforderliche Luftvolumen einstellt, das durch den Kessel strömt. NACHFRAGE, es zu tun, Geld dafür zu bezahlen. Andernfalls geben Sie jeden Tag zusätzliches Geld für Kraftstoff aus.

- Versuchen Sie, einen Kessel mit einer installierten Lambdasonde zu kaufen, die das gewünschte Gleichgewicht zwischen Luft und Brennstoff im Kesselbrenner aufrechterhält

Wie berechnet man die Leistung?

Vor dem Kauf von Heizgeräten für die Wartung eines Privathauses muss die Leistung berechnet werden, die ausreicht, um den qualitativ hochwertigen Betrieb des Kessels aufrechtzuerhalten. Wenn Sie nicht über ausreichende Erfahrung und Kenntnisse verfügen, wenden Sie sich an einen Fachmann, da Fehler in dieser Phase sicherlich die Leistung und Haltbarkeit der Geräte beeinträchtigen.

Beachten Sie!
Probleme treten nicht nur bei einem Mangel an Heizgeräteleistung auf, sondern auch bei einem Überschuss. Es gibt spezielle Formeln zur Berechnung der Leistung. Mit ihnen können Sie unabhängig berechnen, welcher Kessel für die Wartung des Hauses geeignet ist.

Bei der Berechnung der Leistung eines Gaskessels sind folgende Parameter zu berücksichtigen:

• die durchschnittliche Temperatur in den Wintermonaten in einem bestimmten Gebiet;

  

  Gaskesselbetrieb und Wärmeverlust

• Aus welchen Materialien wird das Haus gebaut?
• Welche Materialien wurden verwendet, um das Haus zu isolieren, und ob sie überhaupt verwendet wurden?
• der Bereich der Wohnräume des Hauses.

Sie können spezielle Formeln verwenden, um die Leistung von Heizgeräten für ein Privathaus zu berechnen.

Beachten Sie!
Die Leistung eines Gaskessels hängt auch davon ab, ob im Haus Warmwasser benötigt wird.