Sprawność (sprawność) kotła grzewczego to stosunek ilości zużytego paliwa do ilości wytworzonego ciepła. Sprawność nawet najbardziej wydajnych nowoczesnych modeli kotłów wodnych nie może wynosić 100% ze względu na straty ciepła wewnątrz kotła, niewystarczającą 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 wydajność, od czego to zależy i jak samodzielnie zwiększyć wydajność już zakupionego kotła.
Sprawność brutto i sprawność netto
Nie całe ciepło wytworzone podczas spalania paliwa jest kierowane na podgrzanie chłodziwa, pewna część jest przeznaczana na własne potrzeby kotła: turbinę, wentylator lub oddymiacz, pompę obiegową, działanie automatyki i wyświetlacz elektroniczny, działanie napędu elektrycznego (jak już zrozumiałeś, w obliczeniach wykorzystywane są wszystkie rodzaje odbieranej energii , w tym energia elektryczna, jeśli kocioł jest lotny).
Mając to na uwadze, zwykle wydajność kotła dzieli się przez wytwarzane ciepło (Sprawność brutto) i uwolnione ciepło (Efektywność-netto).
Klasyfikacja ta pozwala na wyodrębnienie stopnia technicznej doskonałości kotła - sprawność brutto lub oszczędność zużycia paliwa i energii elektrycznej - sprawność netto.
Czym jest sprawność kotła
Sprawność kotłów parowych i kotłów wodnych determinowana jest sprawnością – ich sprawnością cieplną. Oznacza to, że jest to ilość ciepła wytworzona do wytworzenia nominalnej objętości ciepłej wody w stosunku do nominalnej ilości spalonego paliwa.
Producenci wskazują początkowe możliwości sprzętu, gdzie sprawność kotła ciepłej wody może sięgać 110%, ale częściej ich wartość trzyma się parametrów 95-98%. Konsument w przyszłości podczas eksploatacji może zwiększyć te wskaźniki za pomocą ulepszeń technicznych i izolacji termicznej.
Niezależna kalkulacja sprawności kotła wykonywana jest na miejscu montażu i zależy od wielu czynników, w tym od dobrze wykonanego systemu oddymiania, eliminacji usterek podczas montażu itp. Wszystkie zasoby wydatkowane na działanie chłodziwa (paliwo, energia elektryczna) są porównywane z ilością emitowanego przez niego ciepła.
Jak obliczyć sprawność kotła grzewczego
Istnieje kilka sposobów obliczania wartości. W krajach europejskich zwyczajowo oblicza się sprawność kotła grzewczego na podstawie temperatury spalin (metoda bilansu bezpośredniego), czyli znając różnicę między temperaturą otoczenia a rzeczywistą temperaturą spalin przez komin. Formuła jest dość prosta:
br = (Qir / Q1) 100%gdzie
- br (czytaj „to”) - sprawność kotła „brutto”;
- Qir(MJ / kg) - całkowita ilość ciepła uwalnianego 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, wówczas sprawność „brutto” = (19/22) * 100 = 86,3%. Wszystkie pomiary przeprowadzane są przy już ustalonej, standardowej pracy kotła.
Metoda bilansu bezpośredniego nie uwzględnia strat ciepła samego kotła, niedopalenia paliwa, odchyleń w działaniu i innych cech, dlatego wynaleziono zasadniczo inną, dokładniejszą metodę obliczeniową - „metodę odwróconego bilansu”. Użyte równanie:
ηbr = 100 - (q2 + q3 + q4 + q5 + q6)gdzie
- q2 - straty ciepła ze spalinami;
- q3 - straty ciepła spowodowane dopalaniem chemicznym gazów palnych (dotyczy kotłów gazowych);
- q4 - straty energii cieplnej przy mechanicznym niedopalaniu;
- q5 - straty ciepła z chłodzenia zewnętrznego (poprzez wymiennik ciepła i korpus);
- q6 - straty ciepła z fizycznym ciepłem 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, ponieważ zależy ona od prawidłowego montażu kotła i systemu grzewczego, systemu oddymiania, jakości zasilania itp. Jest mierzony odpowiednio już na miejscu.
Jak zwiększyć sprawność kotła?
Sugerujemy zapoznanie się z zaleceniami, które mają na celu zwiększenie produktywności systemu:
- Jeżeli przyczyną niewystarczająco efektywnej pracy jest pozyskiwanie energii cieplnej, w celu jej zwiększenia instalowany jest turbulator. Umieszczony jest pomiędzy wymiennikiem ciepła a komorą spalania.
- Aby wyeliminować straty ciepła wynikające z podpalania chemicznego, konieczne jest prawidłowe wyregulowanie działania sprzętu. Zalecamy powierzenie tej procedury wyłącznie specjaliście. Zaleca się również zainstalowanie ogranicznika ciągu w celu zmniejszenia przeciągu. Jego montaż umożliwia regulację przekroju komina. Instalacja ogranicznika ciągu jest szczególnie konieczna przy bardzo niskich temperaturach zewnętrznych.
- Aby zmniejszyć straty ciepła wynikające z fizycznego niedopalenia i utrzymać normalną trakcję, konieczne jest szybkie usuwanie sadzy, która tworzy się na płomienicach. Niezbędne jest również usunięcie osadów wapiennych z obiegu grzewczego. Regularne czyszczenie tych elementów eliminuje fizyczne straty ciepła.
- Utrzymuj właściwy stan rur instalacji grzewczej. Rury metalowe mogą „zarastać” od wewnątrz z powodu osadów błota. Nie dzieje się tak w przypadku rur PVC, ale w celach profilaktycznych zaleca się okresowe czyszczenie systemu grzewczego. Nie należy całkowicie spuszczać płynu chłodzącego. Od kiedy nieuzdatniona woda wchodzi, ogrzewa ją i przepływa przez rury, wypada osad. Z tego powodu na ściankach rurociągów tworzy się kamień.
- Wyreguluj klapę dmuchawy. Aby to zrobić, musisz użyć termometru. Przepustnica jest ustawiona w pozycji, w której osiągana jest maksymalna temperatura chłodziwa.
- Utrzymuj normalne łaknienie. Aby uniknąć jego pogorszenia, wymagane jest regularne czyszczenie komina z produktów spalania. A także nie wolno dopuścić do tworzenia się sadzy w komorze spalania. Ze względu na dużą ilość sadzy wzrasta ilość zużytego paliwa.
- Aby zwiększyć wydajność urządzeń kotłowych pracujących na paliwie gazowym, istnieje również możliwość zainstalowania komina koncentrycznego. Tradycyjne kominy mają oczywistą wadę - są uzależnione od warunków zewnętrznych. Współosiowa rura wylotowa jest odporna na wahania temperatury, zapewnia utrzymanie zadanych parametrów temperatury w pomieszczeniu oraz oszczędza gaz. Konstrukcyjnie komin koncentryczny składa się z dwóch rur o różnych średnicach. Jedna rura służy do transportu produktów spalania, druga - powietrza nasyconego tlenem.
Możliwe jest wyeliminowanie tych przyczyn spadku wydajności kotłów własnymi rękami bez wzywania specjalistów.
Co decyduje o sprawności cieplnej kotłów boiler
Zasada działania klasycznego zasysanego gazu podłogowego.
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
wnioski
Pomimo obfitości modeli nowoczesnych urządzeń grzewczych kotły na paliwo stałe nadal są jednym z najbardziej efektywnych i niedrogich rodzajów urządzeń grzewczych. W porównaniu do kotłów elektrycznych, które mają sprawność do 90%, jednostki na paliwo stałe mają duży efekt ekonomiczny. Zwiększenie wydajności nowych modeli pozwoliło na zbliżenie tego typu wyposażenia kotłów do kotłów elektrycznych i gazowych.
Nowoczesne urządzenia na paliwo stałe mogą nie tylko działać przez długi czas przy użyciu niedrogich zasobów paliw naturalnych, ale także mają wysoką wydajność.
Wartości nowoczesnych kotłów w zależności od rodzaju paliwa
| Zdjęcie | Typ kotła w zależności od opalanego paliwa | Średnia wydajność,% |
| Gaz | |
| - Konwekcja | 87-94 | |
| - Kondensacja | 104-116* | |
| Paliwo stałe | |
| - Spalanie drewna | 75-87 | |
| - Węgiel | 80-88 | |
| - Pellet | 80-92 | |
| Płynne paliwo | |
| - Na oleju napędowym | 86-91 | |
| - Na oleju opałowym | 85-88 | |
| Elektryczne elementy grzejne | 99-99,5 |
*Z punktu widzenia fizyki sprawność nie może przekroczyć 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 akumulują 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 urządzeń kotłowych, których przestrzeganie wpływa na wartość sprawności
Każdy typ grzejnika posiada własne parametry obciążenia optymalnego, które powinny być jak najbardziej użyteczne z technologicznego i ekonomicznego punktu widzenia. Proces pracy kotłów na paliwo stałe jest tak zbudowany, aby przez większość czasu urządzenie pracowało w trybie optymalnym. Pracę tę można zapewnić przestrzegając zasad działania urządzeń grzewczych pracujących na paliwach stałych. W takim przypadku musisz przestrzegać i postępować zgodnie z następującymi punktami:
- konieczne jest przestrzeganie dopuszczalnych trybów nadmuchu i pracy okapu;
- stała kontrola intensywności spalania i kompletności spalania paliwa;
- kontrolować ilość przeniesień i niepowodzeń;
- ocena stanu powierzchni nagrzewanych podczas spalania paliwa;
- regularne czyszczenie kotła.
Podane pozycje to niezbędne minimum, którego należy przestrzegać podczas eksploatacji urządzeń kotłowych w sezonie grzewczym. Przestrzeganie prostych i zrozumiałych zasad pozwoli uzyskać wydajność kotła autonomicznego zadeklarowaną w charakterystyce, poprawić działanie kotła na paliwo stałe.
Można powiedzieć, że każdy drobiazg, każdy element konstrukcji urządzenia grzewczego wpływa na wartość sprawności. Prawidłowo zaprojektowany komin oraz system wentylacji zapewniają optymalny dopływ powietrza do komory spalania, co znacząco wpływa na jakość spalania produktu paliwowego. Funkcję wentylacji szacuje się na podstawie współczynnika nadmiaru powietrza. Nadmierny wzrost objętości dopływającego powietrza prowadzi do nadmiernego zużycia paliwa. Ciepło ucieka przez rurę intensywniej wraz z produktami spalania. Wraz ze spadkiem współczynnika praca kotłów znacznie się pogarsza, istnieje duże prawdopodobieństwo wystąpienia stref ograniczonych tlenem w palenisku. W takiej sytuacji sadza zaczyna się tworzyć i gromadzić w dużych ilościach w palenisku.
Intensywność i jakość spalania w kotłach na paliwo stałe wymaga stałego monitorowania. Komora spalania musi być ładowana równomiernie, unikając pożarów.
Uwaga: węgiel drzewny lub drewno są równomiernie rozłożone na ruszcie lub na ruszcie. Spalanie powinno odbywać się na całej powierzchni warstwy. Równomiernie rozprowadzone paliwo szybko wysycha i spala się na całej powierzchni, zapewniając całkowite wypalenie stałych składników masy paliwa do lotnych produktów spalania. Jeśli prawidłowo włożysz paliwo do paleniska, płomień podczas pracy kotłów będzie jasnożółty, słomkowy.
Podczas spalania ważne jest, aby nie dopuścić do awarii zasobu paliwa, w przeciwnym razie będziesz musiał stawić czoła znacznym stratom mechanicznym (niedopalanie) paliwa. Jeśli nie kontrolujesz położenia paliwa w palenisku, duże fragmenty węgla lub drewna opałowego, które wpadły do popielnika, mogą doprowadzić do nieautoryzowanego zapłonu pozostałości produktów masowych paliwa.
Sadza i guma gromadzące się na powierzchni wymiennika ciepła zmniejszają jego wydajność grzewczą. W wyniku wszystkich powyższych naruszeń warunków pracy zmniejsza się użyteczna ilość energii cieplnej potrzebnej do normalnej pracy systemu grzewczego. W rezultacie możemy mówić o gwałtownym spadku wydajności kotłów grzewczych.
Jak zwiększyć wydajność kotła gazowego
Zwiększenie efektywności spalania paliwa poprzez ingerencję w urządzenie techniczne kotła jest praktycznie niemożliwe, nie można zamontować tej samej warstwy izolacji termicznej ze względu na banalny brak miejsca na nią przez producenta. Ponadto zrób to sam jest zabronione. Niemniej jednak istnieją sposoby na zwiększenie wydajności kotła gazowego, zwłaszcza jeśli jest to niedoskonały stary model:
- 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. - Domowy ekonomizer - prawie identyczne z opisanymi powyżej produktami gotowymi. Jak zrobić efektywny ekonomizer opisaliśmy już w jednym z poprzednich artykułów.
- 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, również zdemontowaliśmy już wcześniej.
- 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 także 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
Wydajność to ...
Zanim porozmawiasz o tym, jak zwiększyć wydajność kotła na paliwo stałe, musisz dowiedzieć się, jaka jest wydajność kotła. Efektywność to wartość, która tkwi w każdym mechanizmie, systemie, a nawet w procesie wykonywania pracy.
Sprawność działania kotła na paliwo stałe to wartość wyrażona w procentach, będąca stosunkiem zużycia paliwa do energii użytecznej (ciepła), która jest uwalniana przez kocioł w celu ogrzania domu.
Zgodnie z wymaganiami określonymi i opracowanymi dla kotłów na paliwo stałe sprawność powinna wynosić 85% ... 95%. Ale niestety w praktyce wszystko jest inne, a skuteczność rzadko sięga 70%. Dlatego wiele osób zaczyna szukać wszystkich możliwych rozwiązań problemu.
