Comment augmenter l'efficacité de la chaudière, vivre et apprendre - numéro d'article 1

L'efficacité (efficacité) d'une chaudière de chauffage est le rapport entre la quantité de combustible consommée et la quantité de chaleur produite. L'efficacité des modèles de chaudières à eau chaude, même les plus efficaces, ne peut être à 100% en raison de la perte de chaleur à l'intérieur de la chaudière, d'une conductivité thermique insuffisante des métaux ou d'imperfections dans le principe de fonctionnement. De plus, le rendement d'un même modèle de chaudière à gaz dépend également de la charge: le rendement spécifié dans le passeport n'est pas réaliste dans toute la plage de puissance calorifique.

Dans l'article, nous analyserons comment calculer correctement le rendement, de quoi il dépend et comment augmenter nous-mêmes le rendement d'une chaudière déjà achetée.

Efficacité brute et efficacité nette

Toute la chaleur générée lors de la combustion du combustible n'est pas dirigée vers le chauffage du liquide de refroidissement, une certaine partie est consacrée aux propres besoins de la chaudière: une turbine, un ventilateur ou un extracteur de fumée, une pompe de circulation, le fonctionnement de l'automatisation et un affichage électronique, le fonctionnement d'un entraînement électrique (comme vous l'avez déjà compris, tous les types d'énergie reçue sont utilisés dans le calcul, y compris l'électricité, si la chaudière est volatile).

Dans cet esprit, il est habituel de diviser l'efficacité de la chaudière par la chaleur générée (Efficacité brute) et la chaleur dégagée (Efficacité-net).

Cette classification permet de distinguer le degré de perfection technique de la chaudière - rendement brut ou économie de consommation de combustible et d'électricité - rendement net.

Comment augmenter l'efficacité de la technologie de chauffage à combustible solide

Aujourd'hui, de nombreux consommateurs, disposant d'une chaudière à combustible solide, tentent de trouver le moyen le plus pratique et le plus pratique d'augmenter l'efficacité des équipements de chauffage. Les paramètres technologiques des appareils de chauffage, définis par le fabricant, perdent leurs valeurs nominales au fil du temps, par conséquent, diverses méthodes et moyens sont recherchés pour augmenter l'efficacité de la technologie des chaudières.

Considérez l'une des options les plus efficaces, l'installation d'un échangeur de chaleur supplémentaire. La tâche du nouvel équipement est d'éliminer l'énergie thermique des produits de combustion volatils.

La vidéo montre comment fabriquer votre propre économiseur (échangeur de chaleur)

Pour ce faire, il faut d'abord savoir quelle est la température de la fumée à la sortie. Vous pouvez le changer avec un multimètre, qui est placé directement au milieu de la cheminée. Les données sur la quantité de chaleur supplémentaire pouvant être obtenue à partir des produits de combustion volatils sont nécessaires pour calculer la surface d'un échangeur de chaleur supplémentaire. Nous faisons ce qui suit:

• nous envoyons une certaine quantité de bois de chauffage à la chambre de combustion;
• nous notons combien de temps une certaine quantité de bois de chauffage brûlera.

Par exemple: bois de chauffage, à hauteur de 14,2 kg. brûler pendant 3,5 heures. La température des fumées à la sortie de la chaudière est de 460 0 С.

En 1 heure, nous avons brûlé: 14,2 / 3,5 = 4,05 kg. bois de chauffage.

Pour calculer la quantité de fumée, nous utilisons la valeur généralement acceptée de 1 kg. bois de chauffage = 5,7 kg. les gaz de combustion. Ensuite, nous multiplions la quantité de bois de chauffage brûlé en une heure par la quantité de fumée obtenue lors de la combustion de 1 kg. bois de chauffage. Résultat: 4,05 x 5,7 = 23,08 kg. produits de combustion volatils. Ce chiffre deviendra le point de départ des calculs ultérieurs de la quantité d'énergie thermique pouvant être utilisée en plus pour chauffer le deuxième échangeur de chaleur.

Connaissant la valeur de la capacité thermique des gaz chauds volatils, comme 1,1 kJ / kg., Nous effectuons un calcul supplémentaire de la puissance du flux thermique si nous voulons réduire la température de la fumée de 460 0С à 160 degrés.

Q = 23,08 x 1,1 (460-160) = 8124 kJ d'énergie thermique.

En conséquence, nous obtenons la valeur exacte de la puissance supplémentaire fournie par les produits de combustion volatils: q = 8124/3600 = 2,25 kW, un chiffre important, qui peut avoir un impact significatif sur l'amélioration du rendement des équipements de chauffage. Sachant combien d'énergie est gaspillée, la volonté d'équiper la chaudière d'un échangeur de chaleur supplémentaire est tout à fait justifiée. En raison de l'afflux d'énergie thermique supplémentaire pour chauffer le liquide de refroidissement, non seulement l'efficacité de l'ensemble du système de chauffage augmente, mais également l'efficacité de l'unité de chauffage elle-même augmente.

Comment calculer l'efficacité d'une chaudière de chauffage

Il existe plusieurs façons de calculer les valeurs. Dans les pays européens, il est d'usage de calculer le rendement d'une chaudière de chauffage par la température des fumées (méthode d'équilibre direct), c'est-à-dire en connaissant la différence entre la température ambiante et la température réelle des fumées à travers la cheminée. La formule est assez simple:

ηbr = (Qir / Q1) 100%où

• ηbr (lire «ceci») - efficacité de la chaudière «brute»;
• Qir(MJ / kg) - la quantité totale de chaleur dégagée pendant la combustion du carburant;
• Q1 (MJ / kg) - la quantité de chaleur accumulée, c.-à-d. utiliser pour chauffer la maison.

Par exemple, si Q1 = 22 MJ / kg, Qir = 19 MJ / kg, alors le rendement «brut» = (19/22) * 100 = 86,3%. Toutes les mesures sont effectuées avec un fonctionnement standard de la chaudière déjà établi.

La méthode d'équilibrage direct ne prend pas en compte la perte de chaleur de la chaudière elle-même, la sous-combustion du combustible, les écarts de fonctionnement et d'autres caractéristiques, c'est pourquoi une méthode de calcul fondamentalement différente et plus précise a été inventée - la «méthode d'équilibrage inverse». Équation utilisée:

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

• q2 - perte de chaleur avec les fumées;
• q3 - perte de chaleur due à la sous-combustion chimique des gaz combustibles (applicable aux chaudières à gaz);
• q4 - pertes d'énergie thermique avec sous-combustion mécanique;
• q5 - perte de chaleur due au refroidissement externe (à travers l'échangeur de chaleur et le corps);
• q6 - perte de chaleur avec chaleur physique du laitier retiré du four.

Rendement net de la chaudière de chauffage selon la méthode d'équilibrage inverse:

ηnet = ηbr - Qsnoù

• Qs.n - consommation totale de chaleur et d'énergie électrique pour les besoins propres en% d'expression.

L'efficacité réelle sera presque toujours différente de celle déclarée par le fabricant, car elle dépend de l'installation correcte de la chaudière et du système de chauffage, du système d'évacuation des fumées, de la qualité de l'alimentation électrique, etc. Il est mesuré, respectivement, déjà en place.

Alors, quelle est l'efficacité réelle de la chaudière?

Ainsi, si l'efficacité de votre chaudière est indiquée dans le passeport de 90%. Ensuite, vous devez comprendre que c'est le rendement qui peut être atteint si la chaudière fonctionne dans le mode nominal et si un bon combustible à faible teneur en cendres y est brûlé. Si nous prenons en compte d'autres facteurs que le propriétaire de la chaudière rencontre pendant son fonctionnement, alors le réel Efficacité de la chaudière peut être réduit à 65-70% (!!!)

Comment se rapprocher le plus possible du rendement nominal?

Il y a des petites astuces que vous devez savoir et dont nous parlerons dans le prochain article, qui ne nous fera pas attendre longtemps.

- en cas de gel, en hiver, en règle générale, le tirage dans la cheminée augmente, augmentant ainsi la quantité d'air en excès (excès d'air qui ne participe pas au processus de combustion) dans le brûleur de la chaudière. Élimine l'apparition d'un excès d'air dans la chaudière, qui évacue toute la chaleur de la chaudière à travers la cheminée. Pour ce faire, installez un limiteur de tirage sur la cheminée. Ce n'est pas un appareil coûteux (son prix ne dépassera pas 3000 roubles), mais vous économiserez beaucoup d'argent dessus, car c'est elle qui augmente Efficacité de la chaudière.

limiteur de poussée

Le limiteur de tirage est installé sur la cheminée de la chaudière. Son objectif principal est de maintenir une pression constante à la sortie des fumées de la chaudière. Il fonctionne en mode automatique et ne nécessite pas d'électricité pour son fonctionnement. Configurez-le, configurez-le et oubliez-le.Mais à quoi ça sert! Achetez-le en ligne ou dans un magasin approprié.

Installez des turbulateurs dans les conduits de fumée de la chaudière. Ils ressemblent à des plaques métalliques incurvées à certains endroits sur leur longueur, ou (chez certains fabricants) à des spirales métalliques. Ils augmentent l'échange thermique entre les fumées chaudes circulant à l'intérieur de la chaudière et le fluide caloporteur derrière la paroi de la chaudière.

Les turbulateurs peuvent être plus chers qu'un limiteur de tirage. Leur prix atteint 9 000 et 20 000 roubles, selon la puissance de la chaudière. Vous ne pourrez pas les acheter en magasin. Au moins je ne l'ai pas vu. Eh bien, mais les fabricants de chaudières se feront un plaisir de vous les proposer. Demandez et installez. À quoi ils ressemblent - voyez l'image.

turbulateur

Nous l'avons compris, passons à autre chose.

Ce qui détermine l'efficacité thermique des chaudières

Le principe de fonctionnement du gaz de plancher classique aspiré.
L'efficacité des chaudières de chauffage n'est égale à aucune puissance, il y a une dépendance proportionnelle à la charge: une augmentation de la charge thermique (quantité de combustible brûlé) augmente également les pertes de chaleur à travers le corps ou la cheminée. De la même manière, le fonctionnement à puissance minimale n'assure pas toujours une combustion complète du carburant, ce qui conduit à une diminution du rendement.

Par exemple, dans les instructions de service pour les chaudières à gaz Protherm Wolf KSO d'une capacité de 12,5 kW et 16,0 kW, il est indiqué qu'en fonctionnant à la puissance maximale (12,8 kW et 16,3 kW, respectivement), le rendement est de 92,5%, tandis que fonctionnant avec une charge minimale (4,5 kW et 5,8 kW), il diminuera et ne s'élèvera qu'à 78,4%.

C'est l'une des principales raisons pour lesquelles il vaut la peine de choisir consciemment la puissance de la chaudière. Les performances les plus optimales de la plupart des modèles sont obtenues à une charge comprise entre 60 et 90% de la puissance maximale.

Sinon, le rendement dépend uniquement de la perfection technologique du modèle visant à réduire le q2-6 ci-dessus (abaissement de la température des gaz d'échappement, combustion efficace du carburant, brûleurs modulants, isolation thermique, etc.), ainsi que de la qualité d'entretien et de fonctionnement de la chaudière. La propreté du liquide de refroidissement, le nettoyage et le rinçage réguliers - tout cela, au fil du temps, affecte gravement l'efficacité.

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Facteurs dont dépend l'efficacité des chaudières

Les chaudières à haute efficacité sont actuellement représentées par la technologie de chauffage suivante:

• les unités alimentées au charbon et à d'autres combustibles fossiles solides;
• chaudières à granulés;
• dispositifs de type pyrolyse.

L'efficacité des appareils de chauffage, dans le four dont sont alimentés les briquettes d'anthracite, de charbon et de tourbe, est en moyenne de 70 à 80%. Efficacité nettement plus élevée des appareils à granulés - jusqu'à 85%. Chargées de pellets, les chaudières de chauffage de ce type se distinguent par leur haut rendement, elles dégagent une énorme quantité d'énergie thermique lors de la combustion du combustible.

Sur une note: une charge suffit pour que l'appareil fonctionne dans des conditions optimales jusqu'à 12-14 heures.

Le leader absolu parmi les équipements de chauffage à combustible solide est une chaudière à pyrolyse. Ces appareils utilisent du bois de chauffage ou des déchets de bois. L'efficacité d'un tel équipement est aujourd'hui de 85% ou plus. Les unités appartiennent également à des appareils à combustion longue très efficaces, mais si les conditions nécessaires sont remplies, la teneur en humidité du carburant ne doit pas dépasser 20%.

Valeurs des chaudières modernes en fonction du type de combustible

*Du point de vue de la physique, le rendement ne peut excéder 100%: il est impossible d'obtenir plus d'énergie thermique que celle libérée lors de la combustion du carburant. Cependant, tout dépend de la façon dont vous comptez. Il existe deux définitions:

• valeur calorifique nette - la chaleur obtenue lors de la combustion du combustible, lorsque les produits de combustion sont simplement évacués par la cheminée;
• valeur calorique brute - chaleur, y compris l'énergie contenue dans la vapeur d'eau - l'un des produits de combustion des gaz combustibles.

Les chaudières à gaz à condensation accumulent en outre l'énergie thermique du condensat formé à partir de produits de combustion de gaz et déposés sur un échangeur de chaleur supplémentaire. Ainsi, une partie importante de la chaleur ne «s'échappe pas dans le tuyau», et la température des gaz d'échappement est pratiquement égale à la température atmosphérique.

L'appareil est une simple chaudière à gaz à simple circuit à condensation.

Selon les normes actuelles, à la fois en Russie et en Europe, le rendement des chaudières de chauffage est calculé en fonction de la chaleur de combustion spécifique la plus basse, par conséquent, la prise en compte de la chaleur supplémentaire extraite du condensat conduit à des valeurs supérieures à 100 %. Lorsqu'il est calculé sur la base du pouvoir calorifique brut, le rendement des chaudières à gaz à condensation est de 96 à 98%, selon le modèle et le type d'installation: les chaudières murales ont généralement un rendement plus élevé que les chaudières au sol (cela s'applique à toutes les chaudières à gaz ).

On peut également noter dans le tableau que le rendement moyen des chaudières à combustible solide diffère également en fonction du combustible utilisé, cela est dû au degré de combustion du combustible, à son transfert de chaleur, à sa température de combustion et à sa perte de chaleur avec la chaleur physique des scories retirées la chambre de combustion. Même la même chaudière à combustible solide peut produire une efficacité différente lorsqu'elle fonctionne avec différents types de combustible.

Règles de fonctionnement affectant la valeur de l'efficacité de la chaudière

Pour que l'équipement de chauffage fonctionne toujours correctement, les experts recommandent de respecter les règles de fonctionnement de base qui affectent la valeur de l'efficacité de la chaudière.

Dans ce cas, il est nécessaire de suivre clairement les points suivants:

1. Choisissez uniquement les modes de soufflage optimaux et le fonctionnement de la hotte.
2. Contrôlez l'intensité de la combustion et l'intégralité de la combustion du carburant.
3. Surveillez en permanence la quantité de dérive et de défaillance.
4. Évaluer l'état des surfaces qui chauffent lors de la combustion du carburant.
5. Nettoyez régulièrement l'équipement.

Comment augmenter l'efficacité d'une chaudière à gaz

Il est presque impossible d'augmenter l'efficacité de la combustion du combustible en interférant avec le dispositif technique de la chaudière, la même couche d'isolation thermique ne peut pas être installée en raison de la banale non-fourniture d'espace pour elle par le fabricant. De plus, le faire soi-même est interdit. Néanmoins, il existe des moyens d'augmenter le rendement d'une chaudière à gaz, surtout s'il s'agit d'un ancien modèle imparfait:

1. Économiseur de cheminée fini - remplace une certaine section de la cheminée et est conçu pour accumuler la chaleur des gaz d'échappement à travers la cheminée (une sorte d'imitation des chaudières à condensation). Cependant, il est nécessaire de calculer avec précision les paramètres de l'économiseur et les exigences de la cheminée afin de maintenir le tirage requis et d'éviter le tirage inverse, par exemple en cas de vent fort. Prix ​​d'émission - 1700-2 500 roubles.

   
   Économiseur à mailles sandwich pour tuyaux de cheminée.

2. Économiseur fait maison - presque identiques aux produits finis décrits ci-dessus. Nous avons déjà décrit comment fabriquer un économiseur efficace dans l'un des articles précédents.
3. Nettoyage de la chaudière et rinçage de l'échangeur de chaleur - ce sont des mesures d'entretien régulier, sans signification pour les chaudières neuves, mais extrêmement efficaces pour celles en fonctionnement depuis au moins plusieurs saisons. Le fait est que pendant le fonctionnement, du tartre et d'autres dépôts de sel se forment à l'intérieur de l'échangeur de chaleur, les ailettes extérieures de l'échangeur de chaleur, les brûleurs et l'allumeur sont obstrués. Tout cela entraîne une augmentation de la consommation de gaz, une diminution de la production de chaleur et, par conséquent, une diminution du rendement (souvent jusqu'à 20-30%).Comment et à quelle fréquence il est nécessaire de nettoyer la chaudière à gaz, nous l'avons également déjà démontée plus tôt.
4. Filtre à gaz - il est installé devant les vannes d'arrêt de la conduite de gaz et est conçu pour nettoyer le gaz des débris et impuretés, parfois présents dans la composition. Cela permet non seulement de réduire la formation de suie, mais aussi, tout en améliorant la qualité du carburant, réduit légèrement les pertes de chaleur en cas de sous-combustion.

Le reste des méthodes consiste en un travail correct de démarrage et de réglage, qui est effectué une fois, au premier démarrage de la chaudière, exclusivement par des spécialistes. Avec un réglage initial correct, l'efficacité garantie par le fabricant est assurée. Il est important de comprendre qu'il est impossible d'augmenter cet indicateur en interférant avec le dispositif technique de la chaudière elle-même, et plus encore, ce n'est pas sûr.

Instructions Chaudières Technologies d'économie d'énergie

L'efficacité de la chaudière sera plus élevée si ...

Pour exclure autant que possible la sous-combustion chimique du combustible, assurez-vous du rapport d'air excédentaire requis à l'intérieur de la chaudière (1,2-1,3 pour le combustible solide, 1,05-1,15 pour le gaz), et pour cela:

- Installer un limiteur de tirage sur la cheminée de la chaudière, dont j'ai déjà parlé ci-dessus,

- Achetez votre chaudière UNIQUEMENT dans un organisme spécialisé, qui, lors du démarrage de la chaudière, OBLIGATOIRE, à l'aide d'un appareil coûteux - un analyseur de gaz, ajustera le volume d'air requis traversant la chaudière. DEMANDEZ de le faire, payez de l'argent pour cela. Sinon, vous dépenserez chaque jour de l'argent supplémentaire en carburant.

- Essayez d'acheter une chaudière avec une sonde lambda installée, qui est conçue pour maintenir l'équilibre souhaité entre l'air et le carburant dans le brûleur de la chaudière

Comment calculer la puissance

Avant d'acheter des équipements de chauffage pour l'entretien d'une maison privée, il est nécessaire de calculer la puissance qui serait suffisante pour maintenir le fonctionnement de haute qualité de la chaudière. Si vous n'avez pas suffisamment d'expérience et de connaissances, faites appel à des professionnels, car des erreurs à ce stade affecteront certainement les performances et la durabilité de l'équipement.

Noter!
Des problèmes surviennent non seulement en cas de manque de puissance de l'équipement de chauffage, mais également en cas de dépassement de celui-ci. Il existe des formules spéciales pour calculer la puissance. En les utilisant, vous pouvez calculer indépendamment quelle chaudière convient à l'entretien de la maison.

Lors du calcul de la puissance d'une chaudière à gaz, les paramètres suivants doivent être pris en compte:

• la température moyenne pendant les mois d'hiver dans une région donnée;

  

  Fonctionnement de la chaudière à gaz et perte de chaleur

• de quels matériaux la maison est-elle construite;
• quels matériaux ont été utilisés pour isoler la maison et s'ils ont été utilisés;
• la zone des locaux d'habitation de la maison.

Vous pouvez utiliser des formules spéciales pour calculer la puissance des équipements de chauffage pour une maison privée.

Noter!
La puissance d'une chaudière à gaz dépend également de la nécessité ou non de l'eau chaude dans la maison.