Jak zwiększyć sprawność kotła, żyć i uczyć się - artykuł nr 1

Sprawność (sprawność) kotła grzewczego to stosunek ilości spalonego paliwa do ilości wytworzonego ciepła. Sprawność nawet najbardziej wydajnych nowoczesnych modeli kotłów na gorącą wodę nie może być 100% ze względu na straty ciepła wewnątrz kotła, niedostateczną przewodność cieplną metali lub niedoskonałości zasady działania. Ponadto wydajność tego samego modelu kotła gazowego zależy również od obciążenia: wydajność wskazana w paszporcie nie jest realistyczna w całym zakresie mocy cieplnej.

W artykule przeanalizujemy, jak poprawnie obliczyć sprawność, od czego ona zależy i jak samodzielnie zwiększyć sprawność zakupionego już kotła.

Sprawność brutto i sprawność netto

Nie całe ciepło powstające podczas spalania paliwa kierowane jest na podgrzanie chłodziwa, pewna część jest przeznaczana na własne potrzeby kotła: turbina, wentylator lub oddymiacz, pompa obiegowa, działanie automatyki i wyświetlacz elektroniczny, działanie napędu elektrycznego (jak już zrozumiałeś, w obliczeniach wykorzystywane są wszystkie rodzaje odebranej energii, w tym energia elektryczna, jeśli kocioł jest niestabilny).

Mając to na uwadze, zwykle wydajność kotła dzieli się przez wytwarzane ciepło (Sprawność brutto) i uwolniło ciepło (Sieć wydajności).

Klasyfikacja ta pozwala wyodrębnić stopień technicznej doskonałości kotła - sprawność brutto lub oszczędność paliwa i energii elektrycznej - sprawność netto.

Jak zwiększyć efektywność technologii ogrzewania paliwami stałymi

Dzisiaj wielu konsumentów, mając do dyspozycji kocioł na paliwo stałe, stara się znaleźć najwygodniejszy i praktyczny sposób na zwiększenie wydajności urządzeń grzewczych. Parametry technologiczne urządzeń grzewczych, określone przez producenta, z czasem tracą swoje wartości nominalne, dlatego poszukuje się różnych metod i środków w celu zwiększenia sprawności technologii kotłowej.

Rozważ jedną z najbardziej skutecznych opcji, instalację dodatkowego wymiennika ciepła. Zadaniem nowego sprzętu jest usuwanie energii cieplnej z lotnych produktów spalania.

Film pokazuje, jak zrobić własny ekonomizer (wymiennik ciepła)

Aby to zrobić, musimy najpierw dowiedzieć się, jaka jest temperatura dymu na wyjściu. Możesz to zmienić za pomocą multimetru, który jest umieszczony bezpośrednio na środku komina. Dane o tym, ile dodatkowego ciepła można uzyskać z lotnych produktów spalania, są niezbędne do obliczenia powierzchni dodatkowego wymiennika ciepła. Wykonujemy następujące czynności:

• wysyłamy pewną ilość drewna opałowego do paleniska;
• odnotowujemy, jak długo spali się pewna ilość drewna opałowego.

Na przykład: drewno opałowe w ilości 14,2 kg. palić przez 3,5 godziny. Temperatura spalin na wylocie z kotła wynosi 460 0 С.

W ciągu 1 godziny spaliliśmy: 14,2 / 3,5 = 4,05 kg. drewno kominkowe.

Aby obliczyć ilość dymu, używamy ogólnie przyjętej wartości 1 kg. drewno opałowe = 5,7 kg. spaliny. Następnie mnożymy ilość drewna opałowego spalonego w ciągu godziny przez ilość dymu uzyskanego podczas spalania 1 kg. drewno kominkowe. W rezultacie: 4,05 x 5,7 = 23,08 kg. lotne produkty spalania. Liczba ta stanie się punktem wyjścia do dalszych obliczeń ilości energii cieplnej, którą można dodatkowo wykorzystać do podgrzania drugiego wymiennika ciepła.

Znając wartość pojemności cieplnej lotnych gorących gazów, wynoszącą 1,1 kJ / kg, dokonujemy dalszych obliczeń mocy strumienia ciepła, jeśli chcemy obniżyć temperaturę dymu z 460 0С do 160 stopni.

Q = 23,08 x 1,1 (460-160) = 8124 kJ energii cieplnej.

W efekcie otrzymujemy dokładną wartość dodatkowej mocy oddawanej przez lotne produkty spalania: q = 8124/3600 = 2,25 kW, co jest dużą wartością, która może mieć istotny wpływ na poprawę sprawności urządzeń grzewczych. Wiedząc, ile energii się marnuje, chęć wyposażenia kotła w dodatkowy wymiennik ciepła jest całkiem uzasadniona. Dzięki dopływowi dodatkowej energii cieplnej do podgrzania chłodziwa wzrasta nie tylko sprawność całego systemu grzewczego, ale także zwiększa się sprawność samej jednostki grzewczej.

Jak obliczyć sprawność kotła grzewczego

Istnieje kilka sposobów obliczania wartości. W krajach europejskich zwyczajowo oblicza się sprawność kotła grzewczego na podstawie temperatury spalin (metoda bezpośredniego bilansu), czyli znając różnicę między temperaturą otoczenia a rzeczywistą temperaturą spalin przepływających przez komin. Formuła jest dość prosta:

ηbr = (Qir / Q1) 100%gdzie

• ηbr (czytaj "to") - sprawność kotła "brutto";
• Qir(MJ / kg) - całkowita ilość ciepła uwolnionego podczas spalania paliwa;
• Q1 (MJ / kg) - ilość zgromadzonego ciepła, tj. używać do ogrzewania domu.

Na przykład, jeśli Q1 = 22 MJ / kg, Qir = 19 MJ / kg, to sprawność „brutto” = (19/22) * 100 = 86,3%. Wszystkie pomiary są przeprowadzane przy już ustalonej, standardowej pracy kotła.

Metoda bezpośredniego bilansu nie uwzględnia strat ciepła samego kotła, niedopalania paliwa, odchyleń w pracy i innych cech, dlatego wynaleziono zasadniczo inną, dokładniejszą metodę obliczeniową - „metodę odwrotnego bilansu”. Zastosowane równanie:

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

• q2 - straty ciepła ze spalinami;
• q3 - straty ciepła spowodowane chemicznym niedopalaniem gazów palnych (dotyczy kotłów gazowych);
• q4 - straty energii cieplnej przy mechanicznym niedopalaniu;
• q5 - straty ciepła z zewnętrznego chłodzenia (przez wymiennik ciepła i korpus);
• q6 - straty ciepła przy fizycznym cieple żużla usuwanego z pieca.

Sprawność netto kotła grzewczego według metody odwrotnego bilansu:

ηnet = ηbr - Qsngdzie

• Qs.n - całkowite zużycie ciepła i energii elektrycznej na własne potrzeby w% wyrażone.

Rzeczywista sprawność prawie zawsze będzie się różnić od deklarowanej przez producenta, gdyż zależy od prawidłowego montażu kotła i instalacji grzewczej, systemu oddymiania, jakości zasilania itp. Jest odpowiednio mierzony już na miejscu.

Jaka jest więc prawdziwa sprawność kotła?

Tak więc, jeśli wydajność twojego kotła jest wskazana w paszporcie na poziomie 90%. Następnie musisz zrozumieć, że jest to wydajność, którą można osiągnąć, jeśli kocioł działa w trybie nominalnym i spalane jest w nim dobre paliwo o niskiej zawartości popiołu. Jeśli weźmiemy pod uwagę inne czynniki, z którymi spotyka się właściciel kotła podczas jego eksploatacji, to rzeczywiste Sprawność kotła można zmniejszyć do 65-70% (!!!)

Jak zbliżyć się jak najbliżej wydajności nominalnej?

Są małe sztuczki, które musisz wiedzieć io których porozmawiamy w następnym artykule, co nie sprawi, że będziemy długo czekać.

- w mrozy zimą z reguły ciąg w kominie wzrasta, zwiększając tym samym ilość nadmiaru powietrza (nadmiar powietrza, które nie bierze udziału w procesie spalania) w palniku kotła. Wyeliminuj pojawianie się nadmiaru powietrza w kotle, które przenosi całe ciepło z kotła przez komin. Aby to zrobić, zainstaluj ogranicznik ciągu na kominie. To nie jest drogie urządzenie (jego cena nie będzie wyższa niż 3000 rubli), ale zaoszczędzisz na nim sporo pieniędzy, bo to się zwiększa Sprawność kotła.

ogranicznik ciągu

Ogranicznik ciągu montowany jest na kominie kotła. Jego głównym celem jest utrzymanie stałego ciśnienia na wylocie spalin z kotła. Działa w trybie automatycznym i nie wymaga do działania prądu. Skonfiguruj, skonfiguruj i zapomnij.Ale jaki jest pożytek! Kup online lub w odpowiednim sklepie.

Zamontować zawirowywacze w przewodach spalinowych kotła. Wyglądają jak metalowe płytki zakrzywione w niektórych miejscach na ich długości lub (u niektórych producentów) jak metalowe spirale. Zwiększają wymianę ciepła pomiędzy gorącymi spalinami przepływającymi wewnątrz kotła a czynnikiem grzewczym za ścianą kotła.

Turbulatory mogą być droższe niż ogranicznik ciągu. Ich cena sięga 9000 i 20000 rubli, w zależności od mocy kotła. Nie będziesz mógł ich kupić w sklepie. Przynajmniej tego nie widziałem. No ale producenci kotłów chętnie Ci je zaoferują. Zapytaj i zainstaluj. Jak wyglądają - zobacz zdjęcie.

turbulator

Rozgryźliśmy to, przejdźmy dalej.

Co decyduje o sprawności cieplnej kotłów

Zasada działania klasycznej podłogi zasysanej gazem.
Sprawność kotłów grzewczych nie jest równa przy żadnej mocy, występuje proporcjonalna zależność od obciążenia: wzrost obciążenia cieplnego (ilości spalanego paliwa) zwiększa również straty ciepła przez korpus lub komin. Podobnie praca z minimalną mocą nie zawsze zapewnia całkowite spalenie paliwa, co prowadzi do spadku wydajności.

Przykładowo w instrukcji obsługi kotłów gazowych Protherm Wolf KSO o mocy 12,5 kW i 16,0 kW wskazano, że przy pracy z mocą maksymalną (odpowiednio 12,8 kW i 16,3 kW) sprawność wynosi 92,5%, natomiast pracując z minimalnym obciążeniem (4,5 kW i 5,8 kW) zmniejszy się i wyniesie tylko 78,4%.

To jeden z głównych powodów, dla których warto świadomie wybrać moc kotła. Najbardziej optymalną wydajność w większości modeli osiąga się przy obciążeniu w zakresie 60-90% maksymalnej mocy.

W przeciwnym razie sprawność zależy wyłącznie od technologicznej perfekcji modelu mającej na celu obniżenie ww. Q2-6 (obniżenie temperatury spalin, efektywne spalanie paliwa, modulowane palniki, izolacja termiczna itp.), A także od jakości konserwacji i eksploatacji kotła. Czystość płynu chłodzącego, regularne czyszczenie i płukanie - wszystko to z biegiem czasu poważnie wpływa na wydajność.

Jak wybrać termostat pokojowy i zaoszczędzić do 30% miesięcznie na ogrzewaniu

Czynniki, od których zależy sprawność kotłów

Kotły o wysokiej wartości sprawności reprezentowane są obecnie przez następującą technologię grzewczą:

• jednostki opalane węglem i innymi stałymi paliwami kopalnymi;
• kotły na pelety;
• urządzenia typu pirolizy.

Sprawność urządzeń grzewczych, w których palenisku podawane są brykiety antracytowe, węglowe i torfowe wynosi średnio 70-80%. Znacząco wyższa wydajność urządzeń na pellet - do 85%. Obciążone pelletem kotły tego typu wyróżniają się wysoką sprawnością, wydzielają podczas spalania paliwa ogromną ilość energii cieplnej.

Uwaga: wystarczy jedno obciążenie, aby urządzenie pracowało w optymalnych warunkach do 12-14 godzin.

Absolutnym liderem wśród urządzeń grzewczych na paliwo stałe jest kocioł pirolityczny. Te urządzenia wykorzystują drewno opałowe lub odpady drzewne. Dzisiejsza wydajność takiego sprzętu wynosi 85% lub więcej. Jednostki również należą do wysokowydajnych urządzeń długo spalających się, ale przy spełnieniu niezbędnych warunków wilgotność paliwa nie powinna przekraczać 20%.

Wartości nowoczesnych kotłów w zależności od rodzaju paliwa

*Z punktu widzenia fizyki sprawność nie może przekraczać 100%: nie da się uzyskać większej ilości energii cieplnej niż jest uwalniana podczas spalania paliwa. Jednak wszystko zależy od tego, jak liczysz. Istnieją dwie definicje:

• wartosc kaloryczna netto - ciepło uzyskiwane podczas spalania paliwa, gdy produkty spalania są po prostu usuwane przez komin;
• wartość opałowa brutto - ciepło, w tym energia zawarta w parze wodnej - jeden z produktów spalania gazów palnych.

Gazowe kotły kondensacyjne dodatkowo gromadzą energię cieplną kondensatu powstającego z produktów spalania gazu i osadzanego na dodatkowym wymienniku ciepła. Dzięki temu znaczna część ciepła nie „wylatuje do rury”, a temperatura spalin jest praktycznie równa atmosferycznej.

Urządzenie to prosty kondensacyjny jednoprzewodowy kocioł gazowy.

Zgodnie z obowiązującymi normami, zarówno w Rosji, jak iw Europie, sprawność kotłów grzewczych obliczana jest według najniższego ciepła właściwego spalania, dlatego uwzględnienie dodatkowego ciepła wydobywanego z kondensatu prowadzi do wartości powyżej 100 %. Obliczona na podstawie ciepła spalania sprawność gazowych kotłów kondensacyjnych wynosi 96-98%, w zależności od modelu i rodzaju instalacji: kotły naścienne mają zwykle wyższą sprawność niż stojące (dotyczy to wszystkich kotłów gazowych ).

Z tabeli można również zauważyć, że średnia sprawność kotłów na paliwo stałe również różni się w zależności od zastosowanego paliwa, wynika to ze stopnia spalania paliwa, jego wymiany ciepła, temperatury spalania oraz strat ciepła z ciepłem fizycznym żużli usuwanych z komora spalania. Nawet ten sam kocioł na paliwo stałe może zapewnić różną wydajność podczas pracy na różnych rodzajach paliwa.

Zasady działania wpływające na wartość sprawności kotła

Aby urządzenia grzewcze zawsze działały prawidłowo, eksperci zalecają przestrzeganie podstawowych zasad działania, które mają wpływ na wartość sprawności kotła.

W takim przypadku należy wyraźnie przestrzegać następujących punktów:

1. Wybierz tylko optymalne tryby nadmuchu i działanie okapu.
2. Kontroluj intensywność spalania i kompletność spalania paliwa.
3. Stale monitoruj ilość dryftu i awarii.
4. Oceń stan powierzchni nagrzewających się podczas spalania paliwa.
5. Regularnie czyść sprzęt.

Jak zwiększyć wydajność kotła gazowego

Zwiększenie wydajności spalania paliwa poprzez ingerencję w urządzenie techniczne kotła jest prawie niemożliwe, nie można zamontować tej samej warstwy izolacji termicznej ze względu na banalny brak zapewnienia dla niej miejsca przez producenta. Ponadto zrób to sam jest zabronione. Niemniej jednak istnieją sposoby na zwiększenie wydajności kotła gazowego, zwłaszcza jeśli jest to niedoskonały stary model:

1. Gotowy ekonomizer komina - zastępuje określony odcinek komina i ma za zadanie gromadzić ciepło ze spalin poprzez komin (rodzaj imitacji kotłów kondensacyjnych). Konieczne jest jednak dokładne obliczenie parametrów ekonomizera i wymagań stawianych kominie w celu utrzymania wymaganego ciągu i zapobieżenia ciągowi wstecznemu np. Przy silnym wietrze. Cena emisyjna - 1700-2500 rubli.

   
   Ekonomizer z siatki warstwowej do rur kominowych.

2. Domowy ekonomizer - prawie identyczne z opisanymi powyżej produktami gotowymi. Jak zrobić efektywny ekonomizer opisaliśmy już w jednym z poprzednich artykułów.
3. Czyszczenie kotła i przepłukanie wymiennika ciepła - są to regularne zabiegi konserwacyjne, bez znaczenia dla nowych kotłów, ale niezwykle skuteczne dla tych, które działają przez co najmniej kilka sezonów. Faktem jest, że podczas pracy kamień i inne osady soli tworzą się wewnątrz wymiennika ciepła, zewnętrzne żebra wymiennika ciepła, palniki i zapalnik są zatkane. Wszystko to prowadzi do wzrostu zużycia gazu, spadku mocy cieplnej, a tym samym spadku wydajności (często do 20-30%).Jak i jak często należy czyścić kocioł gazowy, zdemontowaliśmy już wcześniej.
4. Filtr gazu - jest instalowany przed zaworami odcinającymi magistrali gazowej i jest przeznaczony do oczyszczania gazu z gruzu i zanieczyszczeń, czasami występujących w kompozycji. Pomaga to nie tylko ograniczyć tworzenie się sadzy, ale również poprawiając jakość paliwa, nieznacznie zmniejsza straty ciepła w przypadku niedopalenia.

Pozostałe metody polegają na prawidłowym uruchomieniu i regulacji, które są wykonywane jednorazowo, przy pierwszym uruchomieniu kotła, wyłącznie przez specjalistów. Przy prawidłowym ustawieniu początkowym zapewniona jest wydajność gwarantowana przez producenta. Ważne jest, aby zrozumieć, że niemożliwe jest zwiększenie tego wskaźnika poprzez ingerencję w urządzenie techniczne samego kotła, a tym bardziej, że nie jest to bezpieczne.

Instrukcje Kotły Technologie energooszczędne

Sprawność kotła będzie wyższa, jeśli ...

Aby w jak największym stopniu wykluczyć chemiczne niedopalenie paliwa, należy zapewnić wymagany stosunek nadmiaru powietrza wewnątrz kotła (1,2-1,3 dla paliwa stałego, 1,05-1,15 dla gazu), a do tego:

- Zamontuj ogranicznik ciągu na kominie kotła, o którym już pisałem powyżej,

- Kup swój kocioł TYLKO w wyspecjalizowanej organizacji, która podczas uruchamiania kotła OBOWIĄZKOWA, za pomocą drogiego urządzenia - analizatora gazu, dostosuje wymaganą ilość powietrza przepływającego przez kocioł. WYMAGAJ to zrobić, zapłać za to pieniądze. W przeciwnym razie każdego dnia będziesz wydawać dodatkowe pieniądze na paliwo.

- Postaraj się kupić kocioł z zainstalowaną sondą lambda, która ma za zadanie utrzymać pożądaną równowagę powietrza i paliwa w palniku kotła

Jak obliczyć moc

Przed zakupem sprzętu grzewczego do obsługi prywatnego domu należy obliczyć moc, która wystarczyłaby do utrzymania wysokiej jakości pracy kotła. Jeśli nie masz wystarczającego doświadczenia i wiedzy, zwróć się o pomoc do profesjonalistów, ponieważ błędy na tym etapie z pewnością wpłyną na wydajność i trwałość sprzętu.

Uwaga!
Problemy pojawiają się nie tylko w przypadku braku mocy urządzeń grzewczych, ale także w przypadku jej nadmiaru. Istnieją specjalne wzory na obliczanie mocy. Za ich pomocą możesz samodzielnie obliczyć, który kocioł nadaje się do obsługi domu.

Przy obliczaniu mocy kotła gazowego należy wziąć pod uwagę następujące parametry:

• średnią temperaturę w miesiącach zimowych na danym obszarze;

  

  Praca kotła gazowego i straty ciepła

• z jakich materiałów zbudowany jest dom;
• jakie materiały zostały użyte do ocieplenia domu i czy w ogóle zostały użyte;
• powierzchnia lokali mieszkalnych domu.

Możesz użyć specjalnych wzorów do obliczenia mocy urządzeń grzewczych dla prywatnego domu.

Uwaga!
Moc kotła gazowego zależy również od tego, czy w domu wymagana jest ciepła woda.