Cum să creșteți eficiența cazanului, să trăiți și să învățați - articolul nr. 1

Eficiența (eficiența) unui cazan de încălzire este raportul dintre cantitatea de combustibil consumată și cantitatea de căldură generată. Eficiența chiar și a celor mai eficiente modele moderne de cazane de apă caldă nu poate fi de 100% din cauza pierderii de căldură din interiorul cazanului, a conductivității termice insuficiente a metalelor sau a imperfecțiunilor din principiul de funcționare. În plus, eficiența aceluiași model de cazan pe gaz depinde și de sarcină: eficiența indicată în pașaport nu este realistă în întreaga gamă de putere termică.

În articol, vom analiza cum să calculăm corect eficiența, de ce depinde și cum să creștem singuri eficiența unui cazan deja achiziționat.

Eficiență brută și eficiență netă

Nu toată căldura generată în timpul arderii combustibilului este direcționată către încălzirea lichidului de răcire, o anumită parte este cheltuită pentru propriile nevoi ale cazanului: o turbină, un ventilator sau un aspirator de fum, o pompă de circulație, funcționarea automatizării și un afișaj electronic, funcționarea unei acționări electrice (așa cum ați înțeles deja, toate tipurile de energie primită sunt utilizate în calcul, inclusiv electricitate, dacă cazanul este volatil).

Având în vedere acest lucru, este obișnuit să împărțiți eficiența cazanului la căldura generată (Eficiență brută) și a eliberat căldură (Eficiență-net).

Această clasificare face posibilă distingerea gradului de perfecțiune tehnică a cazanului - eficiența brută sau economia consumului de combustibil și electricitate - eficiența netă.

Cum se mărește eficiența tehnologiei de încălzire cu combustibil solid

Astăzi, mulți consumatori, având la dispoziție un cazan pe combustibil solid, încearcă să găsească cel mai convenabil și practic mod de a îmbunătăți eficiența echipamentelor de încălzire. Parametrii tehnologici ai dispozitivelor de încălzire, stabiliți de producător, își pierd valorile nominale în timp, prin urmare, se caută diverse metode și mijloace pentru a crește eficiența tehnologiei cazanelor.

Luați în considerare una dintre cele mai eficiente opțiuni, instalarea unui schimbător de căldură suplimentar. Sarcina noului echipament este de a elimina energia termică din produsele de ardere volatile.

Videoclipul arată cum să-ți faci economizor (schimbător de căldură)

Pentru a face acest lucru, trebuie mai întâi să aflăm care este temperatura fumului la ieșire. Îl puteți schimba cu un multimetru, care este plasat direct în mijlocul coșului de fum. Sunt necesare date privind cantitatea de căldură suplimentară din produsele de ardere volatile pentru a calcula aria unui schimbător de căldură suplimentar. Facem următoarele:

• trimitem o anumită cantitate de lemn de foc în căminul de foc;
• observăm cât timp va arde o anumită cantitate de lemn de foc.

De exemplu: lemn de foc, în cantitate de 14,2 kg. se arde 3,5 ore. Temperatura fumului la ieșirea cazanului este de 460 0 С.

În 1 oră am ars: 14,2 / 3,5 = 4,05 kg. lemn de foc.

Pentru a calcula cantitatea de fum, folosim valoarea general acceptată de 1 kg. lemn de foc = 5,7 kg. gaze arse. Apoi, înmulțim cantitatea de lemn de foc ars într-o oră cu cantitatea de fum obținută în timpul arderii de 1 kg. lemn de foc. Ca urmare: 4,05 x 5,7 = 23,08 kg. produse volatile de ardere. Această cifră va deveni punctul de plecare pentru calculele ulterioare ale cantității de energie termică care poate fi utilizată suplimentar pentru încălzirea celui de-al doilea schimbător de căldură.

Cunoscând valoarea capacității termice a gazelor fierbinți volatile, ca 1,1 kJ / kg, facem un calcul suplimentar al puterii fluxului de căldură dacă dorim să reducem temperatura fumului de la 460 0С la 160 grade.

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

Ca rezultat, obținem valoarea exactă a puterii suplimentare oferite de produsele de ardere volatile: q = 8124/3600 = 2,25 kW, o cifră mare, care poate avea un impact semnificativ asupra îmbunătățirii eficienței echipamentelor de încălzire. Știind câtă energie este irosită, dorința de a echipa cazanul cu un schimbător de căldură suplimentar este destul de justificată. Datorită fluxului de energie termică suplimentară pentru încălzirea lichidului de răcire, crește nu numai eficiența întregului sistem de încălzire, ci și eficiența unității de încălzire.

Cum se calculează eficiența unui cazan de încălzire

Există mai multe moduri de a calcula valorile. În țările europene, este obișnuit să se calculeze eficiența unui cazan de încălzire în funcție de temperatura gazelor arse (metoda echilibrului direct), adică cunoașterea diferenței dintre temperatura mediului ambiant și temperatura reală a gazelor arse. Formula este destul de simplă:

ηbr = (Qir / Q1) 100%Unde

• ηbr (citiți „aceasta”) - eficiența cazanului „brută”;
• Qir(MJ / kg) - cantitatea totală de căldură degajată în timpul arderii combustibilului;
• Q1 (MJ / kg) - cantitatea de căldură care a fost acumulată, adică folosiți la încălzirea casei.

De exemplu, dacă Q1 = 22 MJ / kg, Qir = 19 MJ / kg, atunci eficiența „brută” = (19/22) * 100 = 86,3%. Toate măsurătorile se efectuează cu o funcționare standard a cazanului deja stabilită.

Metoda echilibrului direct nu ia în considerare pierderea de căldură a cazanului în sine, arderea insuficientă a combustibilului, abaterile de funcționare și alte caracteristici, prin urmare, a fost inventată o metodă de calcul fundamental diferită, mai precisă - „metoda echilibrului invers”. Ecuația utilizată:

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

• q2 - pierderi de căldură cu gaze arse;
• q3 - pierderea de căldură datorată arderii chimice a gazelor combustibile (aplicabilă cazanelor pe gaz);
• q4 - pierderi de energie termică cu ardere mecanică;
• q5 - pierderea de căldură din răcirea externă (prin schimbătorul de căldură și corp);
• q6 - pierderea de căldură cu căldura fizică a zgurii scoase din cuptor.

Eficiența netă a cazanului de încălzire conform metodei echilibrului invers:

ηnet = ηbr - QsnUnde

• Întrebări - consumul total de energie termică și electrică pentru propriile nevoi în% exprimare.

Eficiența efectivă va diferi aproape întotdeauna de cea declarată de producător, deoarece depinde de instalarea corectă a cazanului și a sistemului de încălzire, a sistemului de evacuare a fumului, a calității sursei de alimentare etc. Se măsoară, respectiv, deja la locul său.

Deci, care este eficiența reală a cazanului?

Astfel, dacă eficiența cazanului dvs. este indicată în pașaportul de 90%. Apoi, trebuie să înțelegeți că aceasta este eficiența care poate fi obținută dacă cazanul funcționează în modul nominal și un combustibil bun cu un conținut redus de cenușă este ars în el. Dacă luăm în considerare alți factori pe care îi întâlnește proprietarul cazanului în timpul funcționării sale, atunci realul Eficiența cazanului poate fi redus la 65-70% (!!!)

Cum să ne apropiem cât mai mult de eficiența nominală?

Există mici trucuri pe care trebuie să le cunoașteți și despre care vom vorbi în articolul următor, care nu ne vor ține să așteptăm mult.

- la înghețuri, iarna, de regulă, tirajul din coș crește, crescând astfel cantitatea de aer în exces (aer în exces care nu participă la procesul de ardere) în arzătorul cazanului. Eliminați aspectul excesului de aer din cazan, care efectuează toată căldura din cazan prin coș. Pentru a face acest lucru, instalați un limitator de tiraj pe coș. Acesta nu este un dispozitiv scump (prețul său nu va fi mai mare de 3000 de ruble), dar veți economisi mulți bani pe el, deoarece crește Eficiența cazanului.

limitator de împingere

Limitatorul de tiraj este instalat pe hornul cazanului. Scopul său principal este menținerea unei presiuni constante la ieșirea gazelor de ardere din cazan. Funcționează în modul automat și nu necesită energie electrică pentru funcționarea sa. Configurați-l, configurați-l și uitați-l.Dar la ce folosește! Cumpărați-l online sau la un magazin potrivit.

Instalați turbulatoare în conductele de fum ale cazanului. Arată ca niște plăci metalice curbate pe alocuri pe lungimea lor sau (la unii producători) ca spirale metalice. Acestea măresc schimbul de căldură dintre gazele de ardere fierbinți care curg în interiorul cazanului și mediul de încălzire din spatele peretelui cazanului.

Turbulatoarele pot fi mai scumpe decât un limitator de tiraj. Prețul lor ajunge la 9.000 și 20.000 de ruble, în funcție de puterea cazanului. Nu le veți putea cumpăra în magazin. Cel puțin nu am văzut-o. Ei bine, dar producătorii de cazane vă vor oferi cu plăcere. Întrebați și instalați. Cum arată - vezi poza.

turbulator

Ne-am dat seama, să mergem mai departe.

Ceea ce determină eficiența termică a cazanelor

Principiul de funcționare a podelei clasice aspirate cu gaz.
Eficiența cazanelor de încălzire nu este egală la nici o putere, există o dependență proporțională de sarcină: o creștere a sarcinii de căldură (cantitatea de combustibil ars) crește, de asemenea, pierderile de căldură prin corp sau coș. În același mod, funcționarea la putere minimă nu asigură întotdeauna arderea completă a combustibilului, ceea ce duce la o scădere a eficienței.

De exemplu, în instrucțiunile de service pentru cazanele pe gaz Protherm Wolf KSO cu o capacitate de 12,5 kW și 16,0 kW, se indică faptul că atunci când funcționează la putere maximă (12,8 kW și respectiv 16,3 kW), eficiența este de 92,5%, în timp ce în timp ce funcționând cu sarcină minimă (4,5 kW și 5,8 kW), acesta va scădea și va atinge doar 78,4%.

Acesta este unul dintre principalele motive pentru care merită să alegeți conștient puterea unității de cazan. Cea mai optimă performanță în majoritatea modelelor este atinsă la o sarcină cuprinsă între 60-90% din puterea maximă.

În caz contrar, eficiența depinde doar de perfecțiunea tehnologică a modelului care vizează reducerea celor de mai sus q2-6 (scăderea temperaturii gazelor de eșapament, arderea eficientă a combustibilului, modularea arzătoarelor, izolația termică etc.), precum și de calitatea de întreținere și funcționare a cazanului. Curățenia lichidului de răcire, curățarea regulată și spălarea - toate acestea, în timp, afectează grav eficiența.

Cum să alegeți un termostat de cameră și să economisiți până la 30% pe lună la încălzire

Factori de care depinde eficiența cazanelor

Cazanele cu o valoare ridicată a eficienței sunt reprezentate în prezent de următoarea tehnologie de încălzire:

• unități arse de cărbune și alți combustibili fosili solizi;
• cazane pentru pelete;
• dispozitive de tip piroliză.

Eficiența dispozitivelor de încălzire, în cuptorul căreia se alimentează brichete cu antracit, cărbune și turbă, este în medie de 70-80%. Eficiență semnificativ mai mare a dispozitivelor cu peleți - până la 85%. Încărcate cu peleți, cazanele de încălzire de acest tip se disting prin eficiența lor ridicată, eliberează o cantitate uriașă de energie termică în timpul arderii combustibilului.

Pe o notă: o singură încărcare este suficientă pentru ca dispozitivul să funcționeze în condiții optime de până la 12-14 ore.

Liderul absolut dintre echipamentele de încălzire cu combustibil solid este un cazan de piroliză. Aceste aparate folosesc lemn de foc sau deșeuri din lemn. Eficiența acestor echipamente astăzi este de 85% sau mai mult. De asemenea, unitățile aparțin unor dispozitive cu ardere îndelungată extrem de eficiente, dar în condițiile necesare - conținutul de umiditate al combustibilului nu trebuie să depășească 20%.

Valorile cazanelor moderne în funcție de tipul de combustibil

*Din punct de vedere al fizicii, eficiența nu poate depăși 100%: este imposibil să se obțină mai multă energie termică decât este eliberată în timpul arderii combustibilului. Totuși, totul depinde de modul în care numărați. Există două definiții:

• puterea calorică netă - căldura obținută în timpul arderii combustibilului, atunci când produsele de ardere sunt pur și simplu îndepărtate prin coș;
• puterea calorifică brută - căldură, inclusiv energia conținută în vaporii de apă - unul dintre produsele de ardere ale gazelor combustibile.

Cazanele cu condensare pe gaz acumulează suplimentar energie termică a condensului format din produse de ardere a gazului și depozitat pe un schimbător de căldură suplimentar. Astfel, o parte semnificativă a căldurii nu „zboară în coș”, iar temperatura gazelor de eșapament este practic egală cu cea atmosferică.

Dispozitivul este un cazan pe gaz cu un singur circuit cu condensare simplă.

Conform standardelor actuale, atât în ​​Rusia, cât și în Europa, eficiența cazanelor de încălzire este calculată în funcție de cea mai mică căldură specifică de ardere, prin urmare, luând în considerare căldura suplimentară extrasă din condensat duce la valori mai mari de 100 %. Când se calculează pe baza puterii calorifice brute, eficiența cazanelor pe gaz cu condensare este de 96-98%, în funcție de model și tipul de instalație: cazanele montate pe perete au, de obicei, o eficiență mai mare decât cazanele de podea (acest lucru se aplică tuturor cazanelor pe gaz ).

De asemenea, se poate observa din tabel că eficiența medie a cazanelor pe combustibil solid diferă, de asemenea, în funcție de combustibilul utilizat, acest lucru se datorează gradului de combustie a combustibilului, transferului său de căldură, temperatura de ardere și pierderea de căldură cu căldura fizică a zgurilor îndepărtate din camera de ardere. Chiar și același cazan pe combustibil solid poate produce o eficiență diferită atunci când funcționează pe diferite tipuri de combustibil.

Reguli de funcționare care afectează valoarea eficienței cazanului

Pentru ca echipamentele de încălzire să funcționeze întotdeauna corect, experții recomandă respectarea regulilor de bază de funcționare care afectează valoarea eficienței cazanului.

În acest caz, este necesar să urmați în mod clar următoarele puncte:

1. Alegeți doar modurile optime de suflare și funcționarea hotei.
2. Controlați intensitatea combustiei și completitudinea combustiei.
3. Monitorizați constant cantitatea de deriva și eșec.
4. Evaluează starea suprafețelor care se încălzesc la arderea combustibilului.
5. Curățați echipamentul în mod regulat.

Cum se mărește eficiența unui cazan pe gaz

Este aproape imposibil să se mărească eficiența arderii combustibilului prin interferența cu dispozitivul tehnic al cazanului, același strat de izolație termică nu poate fi instalat din cauza neasigurării banale a locului pentru acesta de către producător. În plus, este interzis să-l faci singur. Cu toate acestea, există modalități de a crește eficiența unui cazan pe gaz, mai ales dacă este un model vechi imperfect:

1. Economizor de coș de fum terminat - înlocuiește o anumită secțiune a coșului de fum și este concepută pentru a acumula căldură din gazele de eșapament prin coș (un fel de imitație a cazanelor cu condensare). Cu toate acestea, este necesar să se calculeze cu precizie parametrii economizorului și cerințele pentru coșul de fum, pentru a menține tirajul necesar și a preveni tirajul invers, de exemplu, în vânturi puternice. Prețul emisiunii - 1.700-2.500 ruble.

   
   Economisitor cu plasă sandwich pentru țevi de coș.

2. Economizor de casă - aproape identic cu produsele finite descrise mai sus. Am descris deja cum să creăm un economizor eficient într-unul din articolele anterioare.
3. Curățarea cazanului și spălarea schimbătorului de căldură - acestea sunt măsuri regulate de întreținere, fără sens pentru cazanele noi, dar extrem de eficiente pentru cei care funcționează cel puțin câteva sezoane. Faptul este că, în timpul funcționării, se formează cântare și alte depuneri de sare în interiorul schimbătorului de căldură, aripioarele exterioare ale schimbătorului de căldură, arzătoarele și aprindătorul sunt înfundate. Toate acestea duc la o creștere a consumului de gaz, la o scădere a puterii de căldură și, în consecință, la o scădere a eficienței (adesea până la 20-30%).Cât și cât de des este necesar să curățați cazanul pe gaz, am dezasamblat deja mai devreme.
4. Filtru de gaz - este instalat în fața supapelor de închidere a rețelei de gaz și este proiectat pentru a curăța gazul de resturi și impurități, uneori găsite în compoziție. Acest lucru nu numai că ajută la reducerea formării de funingine, ci și, îmbunătățind în același timp calitatea combustibilului, reduce ușor pierderile de căldură în caz de arsură insuficientă.

Restul metodelor constau în lucrările corecte de pornire și reglare, care se efectuează o dată, la prima pornire a cazanului, exclusiv de către specialiști. Cu setarea inițială corectă, este asigurată eficiența garantată de producător. Este important să înțelegeți că este imposibil să măriți acest indicator prin interferența cu dispozitivul tehnic al cazanului în sine și cu atât mai mult nu este sigur.

Instrucțiuni Cazane Tehnologii de economisire a energiei

Eficiența cazanului va fi mai mare dacă ...

Pentru a exclude cât mai mult posibil arderea chimică a combustibilului, asigurați excesul de aer necesar în interiorul cazanului (1,2-1,3 pentru combustibil solid, 1,05-1,15 pentru gaz) și pentru aceasta:

- Instalați un limitator de tiraj pe coșul cazanului, despre care am scris deja mai sus,

- Cumpărați cazanul NUMAI într-o organizație specializată, care, la pornirea cazanului, OBLIGATORIU, cu ajutorul unui dispozitiv scump - un analizor de gaz, va regla volumul necesar de aer care trece prin cazan. CERI să faci asta, să plătești bani pentru asta. În caz contrar, veți cheltui bani suplimentari pe combustibil în fiecare zi.

- Încercați să cumpărați un cazan cu o sondă lambda instalată, care este concepută pentru a menține echilibrul dorit de aer și combustibil în arzătorul cazanului.

Cum se calculează puterea

Înainte de a cumpăra echipamente de încălzire pentru întreținerea unei case private, este necesar să se calculeze puterea care ar fi suficientă pentru a menține funcționarea de înaltă calitate a cazanului. Dacă nu aveți suficientă experiență și cunoștințe, solicitați ajutorul profesioniștilor, deoarece greșelile din această etapă vor afecta cu siguranță performanța și durabilitatea echipamentului.

Notă!
Problemele apar nu numai în cazul lipsei de energie a echipamentelor de încălzire, ci și în cazul excesului acestuia. Există formule speciale pentru calcularea puterii. Folosindu-le, puteți calcula independent ce cazan este potrivit pentru întreținerea casei.

La calcularea puterii unui cazan pe gaz, trebuie luați în considerare următorii parametri:

• temperatura medie în lunile de iarnă într-o zonă dată;

  

  Funcționarea cazanului pe gaz și pierderea de căldură

• din ce materiale este construită casa;
• ce materiale au fost folosite pentru a izola casa și dacă au fost folosite deloc;
• zona rezidențială a casei.

Puteți utiliza formule speciale pentru a calcula puterea echipamentelor de încălzire pentru o casă privată.

Notă!
Puterea unui cazan pe gaz depinde și de dacă este necesară apă caldă în casă.