Hoe de efficiëntie van de ketel te vergroten, leef en leer - artikelnummer 1

Het rendement (rendement) van een verwarmingsketel is de verhouding tussen de hoeveelheid verbruikte brandstof en de hoeveelheid opgewekte warmte. De efficiëntie van zelfs de meest efficiënte moderne modellen van warmwaterketels kan niet 100% zijn vanwege warmteverlies in de ketel, onvoldoende thermische geleidbaarheid van metalen of onvolkomenheden in het werkingsprincipe. Bovendien hangt het rendement van hetzelfde model van een gasboiler ook af van de belasting: het rendement aangegeven in het paspoort is niet realistisch in het hele bereik van warmteafgifte.

In het artikel zullen we analyseren hoe we de efficiëntie correct kunnen berekenen, waar deze van afhangt en hoe we de efficiëntie van een reeds gekochte ketel zelf kunnen verhogen.

Bruto-efficiëntie en netto-efficiëntie

Niet alle warmte die wordt gegenereerd tijdens de verbranding van brandstof wordt gebruikt voor het verwarmen van de koelvloeistof, een bepaald deel wordt besteed aan de eigen behoeften van de ketel: een turbine, een ventilator of een rookafzuiging, een circulatiepomp, de werking van de automatisering en een elektronisch display, de werking van een elektrische aandrijving (zoals je al hebt begrepen, worden alle soorten ontvangen energie gebruikt bij de berekening, inclusief elektriciteit, als de ketel vluchtig is).

Met dit in gedachten is het gebruikelijk om het ketelrendement te delen door de gegenereerde warmte (Bruto efficiëntie) en vrijkomende warmte (Efficiëntie-netto).

Deze classificatie maakt het mogelijk om de mate van technische perfectie van de ketel te onderscheiden - bruto-efficiëntie of besparing van brandstof en elektriciteitsverbruik - netto-efficiëntie.

Hoe de efficiëntie van verwarmingstechnologie op vaste brandstoffen te verhogen

Tegenwoordig proberen veel consumenten, die over een verwarmingsketel voor vaste brandstoffen beschikken, de handigste en meest praktische manier te vinden om de efficiëntie van verwarmingsapparatuur te verbeteren. De technologische parameters van verwarmingsapparaten, vastgelegd door de fabrikant, verliezen hun nominale waarden in de loop van de tijd, daarom worden verschillende methoden en middelen gezocht om de efficiëntie van de keteltechnologie te verhogen.

Overweeg een van de meest effectieve opties, de installatie van een extra warmtewisselaar. De taak van de nieuwe apparatuur is om warmte-energie te verwijderen uit vluchtige verbrandingsproducten.

De video laat zien hoe u uw eigen economizer (warmtewisselaar) kunt maken

Om dit te doen, moeten we eerst weten wat de temperatuur is van de rook bij de uitgang. Je kunt het veranderen met een multimeter, die direct in het midden van de schoorsteen wordt geplaatst. Gegevens over hoeveel extra warmte kan worden verkregen uit vluchtige verbrandingsproducten zijn nodig om het oppervlak van een extra warmtewisselaar te berekenen. We doen het volgende:

• we sturen een bepaalde hoeveelheid brandhout naar de vuurhaard;
• we zien hoe lang een bepaalde hoeveelheid brandhout zal doorbranden.

Bijvoorbeeld: brandhout, in een hoeveelheid van 14,2 kg. brand gedurende 3,5 uur. De rooktemperatuur aan de keteluitlaat is 460 0 С.

In 1 uur brandden we af: 14,2 / 3,5 = 4,05 kg. brandhout.

Om de hoeveelheid rook te berekenen, gebruiken we de algemeen aanvaarde waarde van 1 kg. brandhout = 5,7 kg. griepsgassen. Vervolgens vermenigvuldigen we de hoeveelheid brandhout die in een uur wordt verbrand met de hoeveelheid rook die wordt verkregen tijdens de verbranding van 1 kg. brandhout. Resultaat: 4,05 x 5,7 = 23,08 kg. vluchtige verbrandingsproducten. Dit cijfer wordt het startpunt voor de berekeningen achteraf van de hoeveelheid thermische energie die extra kan worden gebruikt om de tweede warmtewisselaar te verwarmen.

Als we de waarde van de warmtecapaciteit van vluchtige hete gassen kennen, als 1,1 kJ / kg, maken we een verdere berekening van het warmtefluxvermogen als we de rooktemperatuur willen verlagen van 460 0С naar 160 graden.

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

Als resultaat krijgen we de exacte waarde van het extra vermogen dat wordt geleverd door vluchtige verbrandingsproducten: q = 8124/3600 = 2,25 kW, een groot cijfer, wat een aanzienlijke impact kan hebben op het verbeteren van de efficiëntie van verwarmingsapparatuur. Wetende hoeveel energie wordt verspild, is de wens om de ketel uit te rusten met een extra warmtewisselaar redelijk gerechtvaardigd. Door de instroom van extra thermische energie voor het verwarmen van het koelmiddel, neemt niet alleen het rendement van het gehele verwarmingssysteem toe, maar ook het rendement van de verwarmingseenheid zelf.

Hoe de efficiëntie van een verwarmingsketel te berekenen

Er zijn verschillende manieren om waarden te berekenen. In Europese landen is het gebruikelijk om het rendement van een verwarmingsketel te berekenen aan de hand van de temperatuur van de rookgassen (directe balansmethode), dat wil zeggen het verschil kennen tussen de omgevingstemperatuur en de werkelijke temperatuur van de rookgassen. De formule is vrij eenvoudig:

ηbr = (Qir / Q1) 100%waar

• ηbr (lees "dit") - ketelrendement "bruto";
• Qir(MJ / kg) - de totale hoeveelheid warmte die vrijkomt tijdens de verbranding van brandstof;
• V1 (MJ / kg) - de hoeveelheid warmte die is verzameld, d.w.z. gebruiken om het huis te verwarmen.

Als Q1 = 22 MJ / kg, Qir = 19 MJ / kg, dan is de "bruto" efficiëntie = (19/22) * 100 = 86,3%. Alle metingen worden uitgevoerd met een reeds gevestigde, standaard ketelwerking.

De directe balansmethode houdt geen rekening met het warmteverlies van de keteleenheid zelf, onderverbranding van brandstof, afwijkingen in de werking en andere kenmerken, daarom werd een fundamenteel andere, nauwkeurigere berekeningsmethode uitgevonden - de "inverse balansmethode". Gebruikte vergelijking:

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

• q2 - warmteverlies met rookgassen;
• q3 - warmteverlies door chemische onderverbranding van brandbare gassen (van toepassing op gasketels);
• q4 - warmteverlies bij mechanische onderverbranding;
• q5 - warmteverlies door externe koeling (via de warmtewisselaar en het lichaam);
• q6 - warmteverlies met fysieke warmte van slakken die uit de oven worden verwijderd.

Netto rendement verwarmingsketel volgens de omgekeerde balansmethode:

ηnet = ηbr - Qsnwaar

• Qs.n - totaal verbruik van warmte en elektrische energie voor eigen behoeften in% expressie.

Het werkelijke rendement zal bijna altijd verschillen van het door de fabrikant opgegeven rendement, aangezien het afhangt van de juiste installatie van de ketel en het verwarmingssysteem, het rookafvoersysteem, de kwaliteit van de stroomtoevoer, enz. Het is gemeten, respectievelijk al op zijn plaats.

Dus wat is het werkelijke rendement van de ketel?

Dus als het rendement van uw ketel wordt aangegeven in het paspoort van 90%. Dan moet u begrijpen dat dit het rendement is dat kan worden bereikt als de ketel in de nominale modus werkt en er goede brandstof met een laag asgehalte in wordt verbrand. Als we rekening houden met andere factoren die de eigenaar van de ketel tijdens zijn werking tegenkomt, dan is de realiteit Boiler efficiëntie kan worden teruggebracht tot 65-70% (!!!)

Hoe kom je zo dicht mogelijk bij het nominale rendement?

Er zijn kleine trucs die u moet weten en waarover we in het volgende artikel zullen praten, die ons niet lang zullen laten wachten.

- bij vorst, in de winter, neemt in de regel de trek in de schoorsteen toe, waardoor de hoeveelheid overtollige lucht (overtollige lucht die niet deelneemt aan het verbrandingsproces) in de ketelbrander toeneemt. Elimineer het verschijnen van overtollige lucht in de ketel, die alle warmte van de ketel via de schoorsteen afvoert. Installeer hiervoor een trekbegrenzer op de schoorsteen. Dit is geen duur apparaat (de prijs zal niet hoger zijn dan 3000 roebel), maar u bespaart er veel geld op, omdat het is het dat toeneemt Boiler efficiëntie.

stuwkrachtbegrenzer

De trekbegrenzer is op de schoorsteen van de ketel gemonteerd. Het belangrijkste doel is om een ​​constante druk te behouden bij de rookgasafvoer van de ketel. Het werkt in automatische modus en heeft geen elektriciteit nodig voor zijn werking. Stel het in, stel het in en vergeet het.Maar wat heeft het voor zin! Koop het online of in een geschikte winkel.

Installeer turbulatoren in de rookgasleidingen van de ketel. Ze zien eruit als metalen platen die op sommige plaatsen langs hun lengte zijn gebogen, of (bij sommige fabrikanten) als metalen spiralen. Ze vergroten de warmte-uitwisseling tussen de hete rookgassen die in de ketel stromen en het verwarmingsmedium achter de ketelwand.

Turbulatoren kunnen duurder zijn dan een tochtbegrenzer. Hun prijs bereikt 9.000 en 20.000 roebel, afhankelijk van het vermogen van de ketel. U kunt ze niet in de winkel kopen. Ik heb het tenminste niet gezien. Nou, maar de fabrikanten van ketels zullen ze u graag aanbieden. Vraag en installeer. Hoe ze eruit zien - zie de foto.

turbulator

We hebben het uitgezocht, laten we verder gaan.

Wat bepaalt de thermische efficiëntie van ketels

Het werkingsprincipe van het klassieke gasgezogen vloergas.
Het rendement van verwarmingsketels is op geen enkel vermogen gelijk, er is een evenredige afhankelijkheid van de belasting: een toename van de warmtebelasting (hoeveelheid verbrande brandstof) verhoogt ook het warmteverlies via het lichaam of de schoorsteen. Op dezelfde manier zorgt werking op minimaal vermogen niet altijd voor een volledige verbranding van de brandstof, wat leidt tot een afname van de efficiëntie.

In de service-instructies voor gasketels Protherm Wolf KSO met een vermogen van 12,5 kW en 16,0 kW wordt bijvoorbeeld aangegeven dat bij werking op maximaal vermogen (respectievelijk 12,8 kW en 16,3 kW) het rendement 92,5% is, terwijl werkend met een minimale belasting (4,5 kW en 5,8 kW), zal deze afnemen en slechts 78,4% bedragen.

Dit is een van de belangrijkste redenen waarom het de moeite waard is om bewust te kiezen voor het vermogen van de keteleenheid. De meest optimale prestaties in de meeste modellen worden bereikt bij een belasting tussen 60-90% van het maximale vermogen.

Anders hangt de efficiëntie uitsluitend af van de technologische perfectie van het model dat gericht is op het verminderen van de bovenstaande q2-6 (verlaging van de temperatuur van de uitlaatgassen, efficiënte brandstofverbranding, modulerende branders, thermische isolatie, enz.), Evenals van de kwaliteit van onderhoud en werking van de ketel. De reinheid van de koelvloeistof, regelmatig reinigen en spoelen - dit alles heeft na verloop van tijd een ernstige invloed op de efficiëntie.

Hoe u een kamerthermostaat kiest en tot 30% per maand bespaart op verwarming

Factoren waarvan het rendement van ketels afhangt

Ketels met een hoge rendementswaarde worden momenteel vertegenwoordigd door de volgende verwarmingstechniek:

• eenheden die worden gestookt met steenkool en andere vaste fossiele brandstoffen;
• pelletketels;
• apparaten van het pyrolyse-type.

Het rendement van verwarmingsapparaten, in de oven waarvan antraciet-, steenkool- en turfbriketten worden gevoed, is gemiddeld 70-80%. Aanzienlijk hogere efficiëntie van pelletapparaten - tot 85%. Verwarmingsketels van dit type, geladen met pellets, onderscheiden zich door hun hoge efficiëntie, ze geven een enorme hoeveelheid thermische energie af tijdens de verbranding van brandstof.

Op een opmerking: één lading is voldoende om het apparaat tot 12-14 uur onder optimale omstandigheden te laten werken.

De absolute leider onder de verwarmingsapparatuur op vaste brandstoffen is een pyrolyse-ketel. Deze apparaten gebruiken brandhout of houtafval. De efficiëntie van dergelijke apparatuur is tegenwoordig 85% of meer. De eenheden behoren ook tot zeer efficiënte apparaten met een lange brand, maar onder de nodige voorwaarden: het vochtgehalte van de brandstof mag niet hoger zijn dan 20%.

Waarden van moderne ketels afhankelijk van het type brandstof

*Fysisch gezien mag het rendement niet hoger zijn dan 100%: het is onmogelijk om meer thermische energie te verkrijgen dan er vrijkomt bij de verbranding van brandstof. Het hangt er echter allemaal vanaf hoe u telt. Er zijn twee definities:

• netto calorische waarde - warmte die wordt verkregen tijdens de verbranding van brandstof, wanneer de verbrandingsproducten eenvoudig via de schoorsteen worden afgevoerd;
• bruto calorische waarde - warmte, inclusief de energie in waterdamp - een van de verbrandingsproducten van brandbare gassen.

Gascondensatieketels accumuleren bovendien thermische energie van condensaat gevormd uit gasverbrandingsproducten en afgezet op een extra warmtewisselaar. Een aanzienlijk deel van de warmte "vliegt dus niet de schoorsteen in" en de temperatuur van de uitlaatgassen is praktisch gelijk aan de atmosferische temperatuur.

Het apparaat is een eenvoudige condenserende gasketel met één circuit.

Volgens de huidige normen, zowel in Rusland als in Europa, wordt het rendement van verwarmingsketels berekend op basis van de laagste specifieke verbrandingswarmte, dus rekening houdend met de extra warmte die aan het condensaat wordt onttrokken, leidt dit tot waarden van meer dan 100 %. Berekend op basis van de calorische bovenwaarde, is het rendement van gascondensatieketels 96-98%, afhankelijk van het model en type installatie: wandketels hebben doorgaans een hoger rendement dan vloerstaande ketels (dit geldt voor alle gasketels ).

Uit de tabel kan ook worden opgemerkt dat het gemiddelde rendement van verwarmingsketels voor vaste brandstoffen ook verschilt afhankelijk van de gebruikte brandstof, dit komt door de mate van brandstofverbranding, de warmteoverdracht, verbrandingstemperatuur en warmteverlies met fysieke warmte van slakken die worden verwijderd uit de verbrandingskamer. Zelfs dezelfde verwarmingsketel voor vaste brandstoffen kan een verschillende efficiëntie opleveren wanneer deze op verschillende soorten brandstof werkt.

Bedrijfsregels die de waarde van het ketelrendement beïnvloeden

Om ervoor te zorgen dat de verwarmingsapparatuur altijd goed werkt, raden experts aan zich te houden aan de fundamentele bedieningsregels die van invloed zijn op de waarde van het ketelrendement.

In dit geval is het noodzakelijk om de volgende punten duidelijk te volgen:

1. Kies alleen de optimale blaasmodi en de werking van de kap.
2. Beheers de intensiteit van de verbranding en de volledigheid van de brandstofverbranding.
3. Houd constant de mate van drift en mislukking in de gaten.
4. Beoordeel de toestand van oppervlakken die opwarmen tijdens het verbranden van brandstof.
5. Maak apparatuur regelmatig schoon.

Hoe de efficiëntie van een gasboiler te verhogen

Het is bijna onmogelijk om de efficiëntie van brandstofverbranding te verhogen door het technische apparaat van de ketel te verstoren, dezelfde laag thermische isolatie kan niet worden geïnstalleerd vanwege het banale niet-voorzien van de plaats ervoor door de fabrikant. Bovendien is zelf doen verboden. Desalniettemin zijn er manieren om de efficiëntie van een gasboiler te verhogen, vooral als het een onvolmaakt oud model is:

1. Afgewerkte schoorsteeneconomizer - vervangt een bepaald deel van de schoorsteen en is ontworpen om warmte van de uitlaatgassen via de schoorsteen op te slaan (een soort imitatie van condensatieketels). Het is echter noodzakelijk om de parameters van de economizer en de vereisten voor de schoorsteen nauwkeurig te berekenen om de vereiste trek te behouden en omgekeerde trek te voorkomen, bijvoorbeeld bij harde wind. Uitgifteprijs - 1.700-2.500 roebel.

   
   Sandwich mesh economizer voor schoorsteenpijpen.

2. Zelfgemaakte economizer - vrijwel identiek aan de hierboven beschreven eindproducten. In een van de vorige artikelen hebben we al beschreven hoe je een effectieve economizer kunt maken.
3. Reinigen van de ketel en doorspoelen van de warmtewisselaar - dit zijn reguliere onderhoudsmaatregelen, zinloos voor nieuwe ketels, maar uiterst effectief voor degenen die minstens meerdere seizoenen in bedrijf zijn. Feit is dat tijdens bedrijf kalkaanslag en andere zoutafzettingen in de warmtewisselaar ontstaan, de buitenste lamellen van de warmtewisselaar, branders en ontsteker verstopt raken. Dit alles leidt tot een toename van het gasverbruik, een afname van de warmteafgifte en dienovereenkomstig een afname van de efficiëntie (vaak tot 20-30%).Hoe en hoe vaak het nodig is om de gasboiler schoon te maken, hebben we ook al eerder gedemonteerd.
4. Gasfilter - het is geïnstalleerd voor de afsluiters van de gasleiding en is ontworpen om gas te zuiveren van vuil en onzuiverheden die soms in de samenstelling voorkomen. Dit helpt niet alleen om roetvorming te verminderen, maar vermindert ook, terwijl de kwaliteit van de brandstof wordt verbeterd, het warmteverlies bij onderverbranding enigszins.

De rest van de methoden bestaat uit de juiste opstart- en afstelwerkzaamheden, die eenmalig, bij de eerste start van de ketel, uitsluitend door specialisten worden uitgevoerd. Met de juiste initiële instelling is de efficiëntie gegarandeerd door de fabrikant. Het is belangrijk om te begrijpen dat het onmogelijk is om deze indicator te verhogen door het technische apparaat van de ketel zelf te verstoren, en nog meer is het niet veilig.

Instructies Ketels Energiebesparende technologieën

Het ketelrendement zal hoger zijn als ...

Om chemische onderverbranding van de brandstof zoveel mogelijk uit te sluiten, zorgt u voor de vereiste luchtovermaat in de ketel (1,2-1,3 voor vaste brandstof, 1,05-1,15 voor gas), en hiervoor:

- Installeer een trekbegrenzer op de schoorsteen van de ketel, waarover ik hierboven al heb geschreven,

- Koop uw ketel ALLEEN in een gespecialiseerde organisatie, die bij het opstarten van de ketel VERPLICHT, met behulp van een duur apparaat - een gasanalysator, het vereiste luchtvolume dat door de ketel stroomt, zal aanpassen. VRAAG om dit te doen, betaal er geld voor. Anders besteedt u elke dag extra geld aan brandstof.

- Probeer een ketel te kopen met een geïnstalleerde lambdasonde, die is ontworpen om de gewenste balans tussen lucht en brandstof in de ketelbrander te behouden

Hoe macht te berekenen

Voordat u verwarmingsapparatuur koopt voor het onderhoud van een privéwoning, moet u het vermogen berekenen dat voldoende zou zijn om de hoogwaardige werking van de ketel te behouden. Als u niet over voldoende ervaring en kennis beschikt, zoek dan de hulp van professionals, aangezien fouten in dit stadium zeker van invloed zullen zijn op de prestaties en duurzaamheid van de apparatuur.

Notitie!
Problemen doen zich niet alleen voor bij een tekort aan vermogen van verwarmingsapparatuur, maar ook bij een te hoog vermogen. Er zijn speciale formules voor het berekenen van vermogen. Hiermee kunt u zelfstandig berekenen welke ketel geschikt is voor het onderhoud van het huis.

Bij het berekenen van het vermogen van een gasboiler moet rekening worden gehouden met de volgende parameters:

• de gemiddelde temperatuur in de wintermaanden in een bepaald gebied;

  

  Gasketelwerking en warmteverlies

• van welke materialen het huis is gebouwd;
• welke materialen werden gebruikt om het huis te isoleren en of ze überhaupt werden gebruikt;
• woonwijk van het huis.

U kunt speciale formules gebruiken om het vermogen van verwarmingsapparatuur voor een privéwoning te berekenen.

Notitie!
Het vermogen van een gasboiler hangt ook af van of er warm water in huis nodig is.