Υπολογισμός απόδοσης λεβητοστασίου. Θερμική ισορροπία του ατμολέβητα
Ο εξοπλισμός θέρμανσης στερεών καυσίμων αντιπροσωπεύεται σήμερα από μια ολόκληρη ομάδα συσκευών. Κάθε λέβητας στερεών καυσίμων που κατασκευάζεται σήμερα από εγχώριες και ξένες κατασκευαστικές εταιρείες είναι μια εντελώς νέα συσκευή θέρμανσης υψηλής τεχνολογίας. Χάρη στην εισαγωγή τεχνικών καινοτομιών στο σχεδιασμό συσκευών θέρμανσης και τον εξοπλισμό με συσκευές αυτόματου ελέγχου, ήταν δυνατό να αυξηθεί σημαντικά η απόδοση και να βελτιστοποιηθεί η λειτουργία των λεβήτων στερεών καυσίμων.
Σε συσκευές θέρμανσης αυτού του τύπου χρησιμοποιείται η παραδοσιακή αρχή λειτουργίας, παρόμοια με τη γνωστή για εμάς παραλλαγή. θέρμανση κλιβάνου. Η κύρια δράση οφείλεται στη διαδικασία παραγωγής θερμικής ενέργειας που απελευθερώνεται κατά την καύση στον κλίβανο του λέβητα άνθρακα, οπτάνθρακα, καυσόξυλων και άλλων πόρων καυσίμου, ακολουθούμενη από μεταφορά θερμότητας στο ψυκτικό.
Όπως και άλλες συσκευές που παρέχουν την παραγωγή και μετάδοση ενέργειας, ο εξοπλισμός του λέβητα έχει τη δική του απόδοση. Ας εξετάσουμε λεπτομερέστερα ποια είναι η απόδοση των μονάδων που λειτουργούν με στερεά καύσιμα. Θα προσπαθήσουμε να βρούμε απαντήσεις σε ερωτήσεις που σχετίζονται με αυτές τις παραμέτρους.
Ποια είναι η απόδοση των συσκευών θέρμανσης
Για κάθε μονάδα θέρμανσης που έχει ως αποστολή τη θέρμανση εσωτερικός χώροςκτίρια και κατασκευές κατοικιών για διάφορους σκοπούς, σημαντικό συστατικό ήταν, είναι και παραμένει η αποτελεσματικότητα της εργασίας. Η παράμετρος που καθορίζει την απόδοση των λεβήτων στερεών καυσίμων είναι ο παράγοντας απόδοσης. Η απόδοση δείχνει την αναλογία της καταναλωμένης θερμικής ενέργειας, που εκδίδεται από τον λέβητα κατά τη διαδικασία καύσης στερεών καυσίμων, προς τη χρήσιμη θερμότητα που παρέχεται σε ολόκληρο το σύστημα θέρμανσης.
Αυτή η αναλογία εκφράζεται ως ποσοστό. Όσο καλύτερα λειτουργεί ο λέβητας, τόσο μεγαλύτερο είναι το ενδιαφέρον. Μεταξύ των σύγχρονων λεβήτων στερεών καυσίμων υπάρχουν μοντέλα με μονάδες υψηλής απόδοσης, υψηλής τεχνολογίας, αποδοτικές και οικονομικές.
Για αναφορά:ως ένα πρόχειρο παράδειγμα, λάβετε υπόψη τη θερμότητα που παράγεται όταν κάθεστε κοντά σε μια φωτιά. Απελευθερώνεται κατά την καύση ξύλου θερμική ενέργειαείναι σε θέση να θερμάνει τον χώρο και τα αντικείμενα που περιορίζονται γύρω από τη φωτιά. Το μεγαλύτερο μέρος της θερμότητας από μια καμένη φωτιά (μέχρι 50-60%) διοχετεύεται στην ατμόσφαιρα, χωρίς να προσφέρει κανένα άλλο όφελος εκτός από το αισθητικό περιεχόμενο, ενώ τα γειτονικά αντικείμενα και ο αέρας λαμβάνουν περιορισμένη ποσότητα χιλιοθερμίδων. Η αποτελεσματικότητα της φωτιάς είναι ελάχιστη.
Η αποτελεσματικότητα της τεχνολογίας θέρμανσης εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από το είδος του καυσίμου που χρησιμοποιείται και τι χαρακτηριστικά σχεδίουσυσκευές. 
Για παράδειγμα: κατά την καύση άνθρακα, καυσόξυλων ή πέλλετ, απελευθερώνονται διαφορετικές ποσότητες θερμικής ενέργειας. Από πολλές απόψεις, η απόδοση εξαρτάται από την τεχνολογία της καύσης καυσίμου στον θάλαμο καύσης και τον τύπο του συστήματος θέρμανσης. Με άλλα λόγια, κάθε τύπος συσκευών θέρμανσης (παραδοσιακοί λέβητες στερεών καυσίμων, μονάδες μακρά καύση, λέβητες pellet και συσκευές που λειτουργούν με πυρόλυση) έχει τα δικά του τεχνολογικά χαρακτηριστικά σχεδιασμού που επηρεάζουν τις παραμέτρους απόδοσης.
Οι συνθήκες λειτουργίας και η ποιότητα του αερισμού επηρεάζουν επίσης την απόδοση των λεβήτων. Ο κακός αερισμός προκαλεί έλλειψη αέρα, η οποία είναι απαραίτητη για την υψηλή ένταση της διαδικασίας καύσης της μάζας καυσίμου. Η κατάσταση της καμινάδας επηρεάζει όχι μόνο το επίπεδο άνεσης κατά τη διάρκεια εσωτερικοί χώροι, αλλά και την απόδοση του εξοπλισμού θέρμανσης, την απόδοση ολόκληρου του συστήματος θέρμανσης.
Η συνοδευτική τεκμηρίωση για τον λέβητα θέρμανσης πρέπει να έχει την απόδοση του εξοπλισμού που δηλώνεται από τον κατασκευαστή. Η συμμόρφωση με τους πραγματικούς δείκτες των δηλωμένων πληροφοριών επιτυγχάνεται λόγω σωστή εγκατάστασησυσκευή, ιμάντες και επακόλουθη λειτουργία.
Κανόνες για τη λειτουργία συσκευών λέβητα, η συμμόρφωση με τους οποίους επηρεάζει την αξία της απόδοσης
Κάθε είδους μονάδα θέρμανσηςέχει τις δικές του παραμέτρους βέλτιστου φορτίου, οι οποίες θα πρέπει να είναι όσο το δυνατόν πιο χρήσιμες από τεχνολογική και οικονομική άποψη. Η διαδικασία λειτουργίας των λεβήτων στερεών καυσίμων είναι σχεδιασμένη με τέτοιο τρόπο ώστε τις περισσότερες φορές ο εξοπλισμός να λειτουργεί στη βέλτιστη λειτουργία. Για να διασφαλιστεί η εργασία αυτή επιτρέπει τη συμμόρφωση με τους κανόνες για τη λειτουργία του εξοπλισμού θέρμανσης στερεών καυσίμων. Σε αυτήν την περίπτωση, πρέπει να τηρείτε και να ακολουθείτε τα ακόλουθα σημεία:
- είναι απαραίτητο να τηρούνται οι αποδεκτοί τρόποι εμφύσησης και λειτουργίας της κουκούλας.
- σταθερός έλεγχος της έντασης της καύσης και της πληρότητας της καύσης καυσίμου.
- έλεγχος του ποσού μεταφοράς και αποτυχίας·
- αξιολόγηση της κατάστασης των επιφανειών που θερμαίνονται κατά την καύση καυσίμου.
- τακτικός καθαρισμός του λέβητα.
Τα στοιχεία που αναφέρονται είναι απαραίτητο ελάχιστο, τα οποία πρέπει να τηρούνται κατά τη λειτουργία του εξοπλισμού του λέβητα κατά την περίοδο θέρμανσης. Η συμμόρφωση με απλούς και κατανοητούς κανόνες θα σας επιτρέψει να αποκτήσετε την απόδοση ενός αυτόνομου λέβητα που δηλώνεται στα χαρακτηριστικά,.
Μπορούμε να πούμε ότι κάθε μικρό πράγμα, κάθε στοιχείο του σχεδιασμού της συσκευής θέρμανσης επηρεάζει την αξία της απόδοσης. Μια σωστά σχεδιασμένη καμινάδα και σύστημα εξαερισμού παρέχουν βέλτιστη ροή αέρα στον θάλαμο καύσης, η οποία επηρεάζει σημαντικά την ποιότητα της καύσης του προϊόντος καυσίμου. Το έργο του αερισμού υπολογίζεται από την τιμή του συντελεστή περίσσειας αέρα. Η υπερβολική αύξηση του όγκου του εισερχόμενου αέρα οδηγεί σε υπερβολική κατανάλωση καυσίμου. Η θερμότητα διαφεύγει εντονότερα μέσω του σωλήνα μαζί με τα προϊόντα καύσης. Με τη μείωση του συντελεστή, η λειτουργία των λεβήτων επιδεινώνεται σημαντικά και υπάρχει μεγάλη πιθανότητα εμφάνισης ζωνών περιορισμένης περιεκτικότητας σε οξυγόνο στον κλίβανο. Σε μια τέτοια κατάσταση, στον κλίβανο αρχίζει να σχηματίζεται και να συσσωρεύεται μέσα μεγάλες ποσότητεςαιθάλη.
Η ένταση και η ποιότητα της καύσης σε λέβητες στερεών καυσίμων απαιτούν συνεχή παρακολούθηση. Η φόρτωση του θαλάμου καύσης πρέπει να πραγματοποιείται ομοιόμορφα, αποφεύγοντας εστιακές πυρκαγιές.
Σε μια σημείωση:κάρβουνο ή καυσόξυλα κατανέμονται ομοιόμορφα στη σχάρα ή τη σχάρα. Η καύση πρέπει να γίνεται σε όλη την επιφάνεια του στρώματος. Το ομοιόμορφα κατανεμημένο καύσιμο στεγνώνει γρήγορα και καίγεται σε ολόκληρη την επιφάνεια, εξασφαλίζοντας πλήρη καύση των στερεών συστατικών της μάζας καυσίμου σε πτητικά προϊόντα καύσης. Εάν τοποθετήσετε σωστά το καύσιμο στον κλίβανο, η φλόγα όταν λειτουργούν οι λέβητες θα είναι έντονο κίτρινο, χρώματος άχυρου.
Κατά τη διάρκεια της καύσης, είναι σημαντικό να αποφευχθούν αστοχίες του πόρου καυσίμου, διαφορετικά θα πρέπει να αντιμετωπίσετε σημαντικές μηχανικές απώλειες (υποκαύση) του καυσίμου. Εάν δεν ελέγχετε τη θέση του καυσίμου στον κλίβανο, μεγάλα θραύσματα άνθρακα ή καυσόξυλων που έχουν πέσει στο κουτί τέφρας μπορεί να οδηγήσουν σε μη εξουσιοδοτημένη ανάφλεξη των υπολειμμάτων των προϊόντων μάζας καυσίμου.
Η αιθάλη και η πίσσα που συσσωρεύονται στην επιφάνεια του εναλλάκτη θερμότητας μειώνουν τον βαθμό θέρμανσης του εναλλάκτη θερμότητας. Ως αποτέλεσμα όλων αυτών των παραβιάσεων των συνθηκών λειτουργίας, μειώνεται η χρήσιμη ποσότητα θερμικής ενέργειας που απαιτείται για την κανονική λειτουργία του συστήματος θέρμανσης. Ως αποτέλεσμα, μπορούμε να μιλάμε για απότομη μείωση της απόδοσης των λεβήτων θέρμανσης.
Παράγοντες από τους οποίους εξαρτάται η απόδοση των λεβήτων
Οι λέβητες με υψηλή τιμή απόδοσης αντιπροσωπεύονται επί του παρόντος από τον ακόλουθο εξοπλισμό θέρμανσης:
- Μονάδες που λειτουργούν με άνθρακα και άλλα στερεά ορυκτά καύσιμα·
- λέβητες pellet?
- συσκευές πυρόλυσης.
Η απόδοση των συσκευών θέρμανσης, στον κλίβανο των οποίων χρησιμοποιούνται μπρικέτες ανθρακίτη, άνθρακα και τύρφης, είναι κατά μέσο όρο 70-80%. Σημαντικά υψηλότερη απόδοση των συσκευών pellet - έως και 85%. Φορτωμένοι με κόκκους, οι λέβητες θέρμανσης αυτού του τύπου είναι εξαιρετικά αποδοτικοί, δίνοντας τεράστια ποσότητα θερμικής ενέργειας κατά την καύση του καυσίμου.
Σε μια σημείωση:ένα φορτίο είναι αρκετό για να λειτουργεί η συσκευή σε βέλτιστες λειτουργίες έως και 12-14 ώρες.
Ο απόλυτος ηγέτης μεταξύ του εξοπλισμού θέρμανσης στερεών καυσίμων είναι ένας λέβητας πυρόλυσης. Αυτές οι συσκευές χρησιμοποιούν ξύλο ή απορρίμματα ξύλου. Η απόδοση ενός τέτοιου εξοπλισμού σήμερα είναι 85% ή περισσότερο. Οι μονάδες ανήκουν επίσης σε συσκευές υψηλής απόδοσης μακράς καύσης, αλλά υπόκεινται σε απαραίτητη προϋπόθεση— η υγρασία του καυσίμου δεν πρέπει να υπερβαίνει το 20%.
Σημαντικό για την τιμή της απόδοσης είναι το είδος του υλικού από το οποίο κατασκευάζεται η θερμάστρα. Σήμερα στην αγορά υπάρχουν μοντέλα λεβήτων στερεών καυσίμων από χάλυβα και χυτοσίδηρο.
Για αναφορά:Το πρώτο είναι τα προϊόντα χάλυβα. Για τη μείωση της αγοραίας αξίας της μονάδας, οι κατασκευαστικές εταιρείες χρησιμοποιούν τα κύρια δομικά στοιχεία από χάλυβα. Για παράδειγμα, ο εναλλάκτης θερμότητας είναι κατασκευασμένος από υψηλής αντοχής ανθεκτικό στη θερμότητα μαύρο χάλυβα πάχους 2-5 mm. Τα θερμαντικά σωληνοειδή στοιχεία που χρησιμοποιούνται για τη θέρμανση του κύριου κυκλώματος κατασκευάζονται με τον ίδιο τρόπο.
Όσο πιο παχύ είναι ο χάλυβας που χρησιμοποιείται στην κατασκευή, τόσο υψηλότερα είναι τα χαρακτηριστικά μεταφοράς θερμότητας του εξοπλισμού. Αντίστοιχα, η απόδοση αυξάνεται.
Στις συσκευές χάλυβα, αύξηση της απόδοσης επιτυγχάνεται με την εγκατάσταση ειδικών εσωτερικών χωρισμάτων με τη μορφή σωλήνων - κύρια στάδια ροής και διαχωριστικά καπνού. Τα μέτρα είναι αναγκαστικά και μερικώς, επιτρέποντας την ελαφρά αύξηση της απόδοσης της κύριας συσκευής. Μεταξύ των μοντέλων χαλύβδινων λεβήτων στερεών καυσίμων, είναι σπάνιο να βρείτε συσκευές με απόδοση άνω του 75%. Η διάρκεια ζωής τέτοιων προϊόντων είναι 10-15 χρόνια.
Οι ξένες εταιρείες, προκειμένου να αυξήσουν την απόδοση των χαλύβδινων λεβήτων θέρμανσης, χρησιμοποιούν τη διαδικασία καύσης πυθμένα στα μοντέλα τους, με 2 ή 3 ροές έλξης. Ο σχεδιασμός των προϊόντων προβλέπει την εγκατάσταση σωληνωτού θερμαντικά στοιχείαγια τη βελτίωση της μεταφοράς θερμότητας. Ένας τέτοιος εξοπλισμός έχει απόδοση στην περιοχή 75-80% και μπορεί να διαρκέσει περισσότερο, 1,5 φορές.
Σε αντίθεση με τις μονάδες χάλυβα, οι συσκευές στερεού προωθητικού από χυτοσίδηρο είναι πιο αποδοτικές.
Ο σχεδιασμός των μονάδων από χυτοσίδηρο χρησιμοποιεί εναλλάκτες θερμότητας κατασκευασμένους από κράμα χυτοσιδήρου ειδικής ποιότητας, που έχει υψηλή μεταφορά θερμότητας. Τέτοιοι λέβητες χρησιμοποιούνται συχνότερα για ανοιχτά συστήματα θέρμανσης. Τα προϊόντα είναι επιπλέον εξοπλισμένα με σχάρες, χάρη στις οποίες πραγματοποιείται μια εντατική επιλογή θερμικής ενέργειας απευθείας από το καύσιμο που καίγεται που τοποθετείται στις σχάρες.
Η απόδοση τέτοιων συσκευών θέρμανσης είναι 80%. Θα πρέπει να ληφθεί υπόψη η μεγάλη διάρκεια ζωής των χυτοσιδήρων λεβήτων. Η διάρκεια ζωής ενός τέτοιου εξοπλισμού είναι 30-40 χρόνια.
Πώς να αυξήσετε την απόδοση του εξοπλισμού θέρμανσης στερεών καυσίμων
Σήμερα, πολλοί καταναλωτές, έχοντας στη διάθεσή τους έναν λέβητα στερεών καυσίμων, προσπαθούν να βρουν τον πιο βολικό και πρακτικό τρόπο για να αυξήσουν την απόδοση του εξοπλισμού θέρμανσης. Οι τεχνολογικές παράμετροι των συσκευών θέρμανσης, που καθορίζονται από τον κατασκευαστή, χάνουν τις ονομαστικές τους τιμές με την πάροδο του χρόνου, επομένως, για τη βελτίωση της απόδοσης του εξοπλισμού του λέβητα, διάφορους τρόπουςκαι ταμεία.
Εξετάστε μια από τις πιο εντυπωσιακές επιλογές, την εγκατάσταση ενός πρόσθετου εναλλάκτη θερμότητας. Το καθήκον του νέου εξοπλισμού είναι η αφαίρεση της θερμικής ενέργειας από τα πτητικά προϊόντα καύσης.
Στο βίντεο μπορείτε να δείτε πώς να φτιάξετε τον δικό σας εξοικονομητή (εναλλάκτη θερμότητας)
Για να γίνει αυτό, πρέπει πρώτα να γνωρίζουμε ποια είναι η θερμοκρασία του καπνού στην έξοδο. Μπορείτε να το αλλάξετε με ένα πολύμετρο, το οποίο τοποθετείται ακριβώς στη μέση της καμινάδας. Τα δεδομένα σχετικά με το πόση επιπλέον θερμότητα μπορεί να ληφθεί από πτητικά προϊόντα καύσης είναι απαραίτητα για τον υπολογισμό του εμβαδού ενός πρόσθετου εναλλάκτη θερμότητας. Κάνουμε τα εξής:
- στέλνουμε καυσόξυλα ορισμένης ποσότητας στην εστία.
- ανιχνεύουμε πόσος χρόνος χρειάζεται για να καεί μια συγκεκριμένη ποσότητα καυσόξυλων.
Για παράδειγμα: καυσόξυλα, σε ποσότητα 14,2 κιλών. κάψτε για 3,5 ώρες. Η θερμοκρασία καπνού στην έξοδο του λέβητα είναι 460 0 C.
Σε 1 ώρα, κάψαμε: 14,2 / 3,5 \u003d 4,05 kg. καυσόξυλα.
Για να υπολογίσουμε την ποσότητα καπνού, χρησιμοποιούμε τη γενικά αποδεκτή τιμή - 1 kg. καυσόξυλα = 5,7 κιλά. καυσαέρια. Στη συνέχεια, πολλαπλασιάζουμε την ποσότητα καυσόξυλων που κάηκε σε μία ώρα με την ποσότητα καπνού που προκύπτει από την καύση 1 κιλού. καυσόξυλα. Ως αποτέλεσμα: 4,05 x 5,7 = 23,08 kg. πτητικά προϊόντα καύσης. Αυτός ο αριθμός θα γίνει το σημείο εκκίνησης για μετέπειτα υπολογισμούς της ποσότητας θερμικής ενέργειας που μπορεί να χρησιμοποιηθεί επιπλέον για τη θέρμανση του δεύτερου εναλλάκτη θερμότητας.
Γνωρίζοντας την τιμή της θερμοχωρητικότητας των πτητικών καυτών αερίων, ως 1,1 kJ / kg, κάνουμε έναν περαιτέρω υπολογισμό της ισχύος ροής θερμότητας εάν θέλουμε να μειώσουμε τη θερμοκρασία του καπνού από 460 0 C στους 160 βαθμούς.
Q \u003d 23,08 x 1,1 (460-160) \u003d 8124 kJ θερμικής ενέργειας.
Ως αποτέλεσμα, λαμβάνουμε την ακριβή τιμή της πρόσθετης ισχύος που παρέχουν τα πτητικά προϊόντα καύσης: q = 8124/3600 = 2,25 kW, μεγάλο ποσοστό που μπορεί να έχει σημαντικό αντίκτυπο στη βελτίωση της απόδοσης του εξοπλισμού θέρμανσης. Γνωρίζοντας πόση ενέργεια χάνεται, η επιθυμία να εξοπλιστεί ο λέβητας με έναν πρόσθετο εναλλάκτη θερμότητας είναι πλήρως δικαιολογημένη. Λόγω της εισροής πρόσθετης θερμικής ενέργειας για τη θέρμανση του ψυκτικού υγρού, αυξάνεται όχι μόνο η απόδοση ολόκληρου του συστήματος θέρμανσης, αλλά και η απόδοση της ίδιας της μονάδας θέρμανσης.
συμπεράσματα
Παρά την αφθονία των μοντέλων του σύγχρονου εξοπλισμού θέρμανσης, λέβητες στερεών καυσίμωνεξακολουθούν να είναι ένας από τους πιο αποδοτικούς και οικονομικά προσιτούς τύπους εξοπλισμού θέρμανσης. Σε σύγκριση με ηλεκτρικοί λέβητες, που έχουν απόδοση έως και 90%, οι μονάδες στερεών καυσίμων έχουν υψηλό οικονομικό αποτέλεσμα. Η αύξηση της απόδοσης στα νέα μοντέλα επέτρεψε σε αυτόν τον τύπο εξοπλισμού λεβήτων να πλησιάσει τους ηλεκτρικούς λέβητες και τους λέβητες αερίου.
Τα σύγχρονα οχήματα στερεών καυσίμων είναι σε θέση όχι μόνο να λειτουργούν για μεγάλο χρονικό διάστημα, χρησιμοποιώντας οικονομικούς πόρους φυσικών καυσίμων, αλλά έχουν και χαρακτηριστικά υψηλών επιδόσεων.
Η θερμική απόδοση του εξοπλισμού του λέβητα υποδεικνύεται στον συντελεστή απόδοσης. Η απόδοση ενός λέβητα αερίου πρέπει να καθορίζεται στην τεχνική τεκμηρίωση. Σύμφωνα με τους κατασκευαστές, για ορισμένα μοντέλα λεβήτων, ο συντελεστής φτάνει το 108-109%, ενώ άλλα λειτουργούν στο επίπεδο του 92-98%.
Πώς να υπολογίσετε την απόδοση ενός λέβητα θέρμανσης αερίου
Η μέθοδος υπολογισμού της απόδοσης προκύπτει συγκρίνοντας τη θερμική ενέργεια που δαπανάται για τη θέρμανση του ψυκτικού και την πραγματική ποσότητα όλης της θερμότητας που απελευθερώνεται κατά την καύση του καυσίμου. Στο εργοστάσιο, οι υπολογισμοί γίνονται σύμφωνα με τον τύπο:η = (Q1/Qri) 100%
Στον τύπο για τον υπολογισμό της απόδοσης ενός λέβητα αερίου, οι αναγραφόμενες τιμές σημαίνουν:
- Το Qri είναι η συνολική ποσότητα θερμικής ενέργειας που απελευθερώνεται κατά την καύση του καυσίμου.
- Q1 είναι η θερμότητα που συσσωρεύτηκε και χρησιμοποιήθηκε για τη θέρμανση του δωματίου.
Εκτίμηση του σφάλματος στον προσδιορισμό της θερμικής απόδοσης πραγματοποιείται επί τόπου. Για τους υπολογισμούς, χρησιμοποιείται ένας άλλος τύπος:
η=100 - (q2 + q3 + q4 + q5 + q6)
Οι υπολογισμοί βοηθούν στην ανάλυση, σύμφωνα με τα χαρακτηριστικά ενός συγκεκριμένου συστήματος θέρμανσης. Οι συντομογραφίες στον τύπο σημαίνουν:
- q2 - απώλειες θερμότητας στα καυσαέρια και τα προϊόντα καύσης.
- q3 - απώλειες που σχετίζονται με λανθασμένες αναλογίες του μείγματος αερίου-αέρα, λόγω των οποίων εμφανίζεται υποκαύση αερίου.
- q4 - απώλειες θερμότητας που σχετίζονται με την εμφάνιση αιθάλης στους καυστήρες και τον εναλλάκτη θερμότητας, καθώς και με μηχανική υποκαύση.
- q5 - απώλεια θερμότητας, ανάλογα με την εξωτερική θερμοκρασία.
- q6 - απώλεια θερμότητας κατά την ψύξη του κλιβάνου κατά τον καθαρισμό του από σκωρία. Ο τελευταίος συντελεστής αναφέρεται αποκλειστικά σε μονάδες στερεών καυσίμων και δεν λαμβάνεται υπόψη κατά τον υπολογισμό της απόδοσης του εξοπλισμού που λειτουργεί με φυσικό αέριο.
Η θερμοκρασία των καυσαερίων, που επισημαίνεται στον τύπο με τον δείκτη q2, έχει την ισχυρότερη επίδραση στην απόδοση θερμότητας. Με μείωση της έντασης θέρμανσης των εξερχόμενων βαθμών κατά 10-15 ° C, η απόδοση αυξάνεται κατά 1-2%. Από αυτή την άποψη, τα περισσότερα υψηλής απόδοσηςσε λέβητες συμπύκνωσης που ανήκουν στην κατηγορία του εξοπλισμού θέρμανσης χαμηλής θερμοκρασίας.
Ποιος λέβητας αερίου έχει την υψηλότερη απόδοση
Οι στατιστικές και η τεχνική τεκμηρίωση δείχνουν ξεκάθαρα ότι οι εισαγόμενοι λέβητες έχουν την υψηλότερη απόδοση. Οι Ευρωπαίοι κατασκευαστές δίνουν ιδιαίτερη έμφαση στη χρήση τεχνολογιών εξοικονόμησης ενέργειας. Ένας λέβητας ξένου αερίου έχει υψηλή απόδοση, καθώς έχουν γίνει ορισμένες τροποποιήσεις στη συσκευή του:- Χρησιμοποιείται διαμορφωτικός καυστήρας– σύγχρονοι λέβητες κορυφαίων κατασκευαστών, εξοπλισμένοι με ομαλά δύο σταδίων ή πλήρως διαμορφωτικούς καυστήρες. Το πλεονέκτημα των καυστήρων είναι η αυτόματη προσαρμογή στις πραγματικές παραμέτρους λειτουργίας του συστήματος θέρμανσης. Το ποσοστό υποκαύσης μειώνεται στο ελάχιστο.
- Θέρμανση με φορέα θερμότητας- ο βέλτιστος λέβητας είναι μια μονάδα που θερμαίνει το ψυκτικό σε θερμοκρασία όχι μεγαλύτερη από 70 ° C, ενώ τα καυσαέρια θερμαίνονται σε όχι περισσότερο από 110 ° C, γεγονός που εξασφαλίζει τη μέγιστη μεταφορά θερμότητας. Αλλά, με τη θέρμανση του ψυκτικού υγρού σε χαμηλή θερμοκρασία, υπάρχουν πολλά μειονεκτήματα: ανεπαρκής δύναμη έλξης, αυξημένος σχηματισμός συμπυκνώματος.
Εναλλάκτες θερμότητας μέσα λέβητες αερίουμε την υψηλότερη απόδοση, είναι κατασκευασμένα από ανοξείδωτο χάλυβα και είναι εξοπλισμένα με ειδική μονάδα συμπυκνωτή σχεδιασμένη να εξάγει θερμότητα από το συμπύκνωμα. - Η θερμοκρασία του αερίου παροχής και του αέρα που εισέρχεται στον καυστήρα. Λέβητες κλειστού τύπου, συνδεδεμένοι. Ο αέρας εισέρχεται στον θάλαμο καύσης μέσω της εξωτερικής κοιλότητας του σωλήνα δύο κοιλοτήτων, προθερμασμένος, γεγονός που μειώνει την απαιτούμενη κατανάλωση θερμότητας κατά αρκετά τοις εκατό.
Οι καυστήρες με προκαταρκτική προετοιμασία ενός μείγματος αερίου-αέρα θερμαίνουν επίσης το αέριο πριν τροφοδοτηθεί στον καυστήρα. - Μια άλλη δημοφιλής τροποποίηση- εγκατάσταση συστήματος ανακυκλοφορίας καυσαερίων, όταν ο καπνός δεν εισέρχεται αμέσως στον θάλαμο καύσης, αλλά περνά από σπασμένο κανάλι καμινάδας και εισέρχεται μετά την ανάμειξη καθαρός αέρας, πίσω στον καυστήρα.
Η μέγιστη απόδοση επιτυγχάνεται στο σημείο δρόσου ή τη θερμοκρασία του σημείου δρόσου. Οι λέβητες που λειτουργούν υπό συνθήκες θέρμανσης χαμηλής θερμοκρασίας ονομάζονται λέβητες συμπύκνωσης. Διακρίνονται από χαμηλή κατανάλωση αερίου και υψηλή θερμική απόδοση, η οποία είναι ιδιαίτερα αισθητή όταν συνδέονται με και.
Οι λέβητες συμπύκνωσης προσφέρονται από διάφορους ευρωπαίους κατασκευαστές, όπως:
- Viessmann.
- Buderus.
- Vaillant.
- Μπαξή.
- Ντε Ντίτριχ.
Στην τεχνική τεκμηρίωση για λέβητες συμπύκνωσης, υποδεικνύεται ότι η απόδοση των συσκευών όταν συνδέονται σε συστήματα θέρμανσης χαμηλής θερμοκρασίας είναι 108-109%.
Πώς να αυξήσετε την απόδοση ενός λέβητα αερίου
Υπάρχουν κάθε είδους κόλπα για να αυξήσετε την αποτελεσματικότητα. Η αποτελεσματικότητα των μεθόδων εξαρτάται από τον αρχικό σχεδιασμό του λέβητα. Αρχικά, χρησιμοποιούν τροποποιήσεις που δεν απαιτούν αλλαγές στη λειτουργία του λέβητα:- Αλλαγή της αρχής της κυκλοφορίας του ψυκτικού- το κτίριο θερμαίνεται πιο γρήγορα και πιο ομοιόμορφα όταν είναι συνδεδεμένη η αντλία κυκλοφορίας.
- Εγκατάσταση θερμοστατών δωματίου– εκσυγχρονισμός των λεβήτων για αύξηση της απόδοσης με χρήση αισθητήρων που ελέγχουν όχι τη θέρμανση του ψυκτικού αλλά τη θερμοκρασία στο δωμάτιο, αποτελεσματική μέθοδοςαύξηση της θερμικής απόδοσης.
- Αύξηση του συντελεστή χρήσης αερίου σε λέβητα οικιακής χρήσης, κατά περίπου 5-7%, συμβαίνει κατά την αντικατάσταση του καυστήρα. Η εγκατάσταση ενός ρυθμιστικού καυστήρα βοηθά στη βελτίωση των αναλογιών του μείγματος αερίου-αέρα και, κατά συνέπεια, μειώνει το ποσοστό υποκαύσης. Ο τύπος του εγκατεστημένου καυστήρα σχετίζεται άμεσα με τη μείωση της απώλειας θερμότητας.
- Αντί για πλήρη τροποποίηση του λέβητα, μπορεί να απαιτηθεί μερικός επανασχεδιασμός και ρύθμιση της ροής του καυσίμου. Εάν αλλάξετε τη θέση των καυστήρων και τους εγκαταστήσετε πιο κοντά στο κύκλωμα νερού, θα είναι δυνατό να αυξήσετε την απόδοση κατά 1-2%. Το ισοζύγιο θερμότητας της μονάδας λέβητα θα αυξηθεί προς τα πάνω.
Η απόδοση μειώνεται όταν ο εναλλάκτης θερμότητας είναι βρώμικος, λόγω του γεγονότος ότι τα άλατα, που αποτελούνται από εναποθέσεις μεταλλικών αλάτων, έχουν κακή θερμική αγωγιμότητα. Για το λόγο αυτό, υπάρχει μια συνεχής αύξηση της κατανάλωσης αερίου και στη συνέχεια, ο λέβητας αστοχεί εντελώς.
Υπάρχει μια ελαφρά αύξηση της απόδοσης κατά την καύση υγροποιημένου αερίου, η οποία επιτυγχάνεται με τη μείωση του ρυθμού παροχής καυσίμου στον καυστήρα, γεγονός που οδηγεί σε μείωση της υποκαύσης. Όμως, η θερμική απόδοση αυξάνεται ελαφρώς. Να γιατί, φυσικό αέριοσυνεχίζει να είναι το πιο οικονομικό από όλα τα συμβατικά καύσιμα που χρησιμοποιούνται.
Η θερμότητα που απελευθερώνεται κατά την καύση του καυσίμου δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί πλήρως για την παραγωγή ατμού ή ζεστό νερό, μέρος της θερμότητας χάνεται αναπόφευκτα, διαχέεται στο περιβάλλον. Το ισοζύγιο θερμότητας μιας μονάδας λέβητα είναι μια ειδική διατύπωση του νόμου διατήρησης της ενέργειας, ο οποίος δηλώνει την ισότητα της ποσότητας θερμότητας που εισάγεται στη μονάδα λέβητα και της θερμότητας που δαπανάται για την παραγωγή ατμού ή ζεστού νερού, λαμβάνοντας υπόψη τις απώλειες . Σύμφωνα με την "Κανονιστική Μέθοδο" όλες οι ποσότητες που περιλαμβάνονται στο ισοζύγιο θερμότητας υπολογίζονται ανά 1 κιλό καυσίμου καυσίμου. Το τμήμα εισόδου του ισοζυγίου θερμότητας ονομάζεται διαθέσιμη θερμότητα :
όπου Q-- χαμηλότερη θερμογόνος δύναμη του καυσίμου, kJ/kg. c T t T - φυσική θερμότητα του καυσίμου (с t είναι η θερμοχωρητικότητα του καυσίμου, / t είναι η θερμοκρασία του καυσίμου), kJ/kg. Q B είναι η θερμότητα του αέρα που εισέρχεται στον κλίβανο όταν θερμαίνεται έξω από τη μονάδα, kJ/kg. Qn - θερμότητα που εισάγεται στη μονάδα του λέβητα με ατμό που χρησιμοποιείται για ψεκασμό του μαζούτ, εξωτερική εμφύσηση θερμαντικών επιφανειών ή τροφοδοσία κάτω από τη σχάρα κατά την πολυεπίπεδη καύση, kJ/kg.
Όταν χρησιμοποιούνται αέρια καύσιμα, ο υπολογισμός βασίζεται σε 1 m3 ξηρού αερίου υπό κανονικές συνθήκες.
Η φυσική θερμότητα του καυσίμου παίζει σημαντικό ρόλο μόνο όταν το καύσιμο προθερμαίνεται εκτός του λέβητα. Για παράδειγμα, το μαζούτ προθερμαίνεται πριν τροφοδοτηθεί στους καυστήρες επειδή έχει υψηλό ιξώδες σε χαμηλές θερμοκρασίες.
Θερμότητα αέρα, kJ / (kg καυσίμου):
όπου a t είναι ο συντελεστής περίσσειας αέρα στον κλίβανο. V 0 H -θεωρητικά απαιτούμενη ποσότητα αέρα, Nm 3 /kg. από προς -ισοβαρική θερμοχωρητικότητα αέρα, kJ / (n.m 3 K); / x in - θερμοκρασία κρύου αέρα, ° С; tB-θερμοκρασία αέρα στην είσοδο του κλιβάνου, °С.
Θερμότητα που εισάγεται με ατμό, kJDkgfuel):
όπου Gn-ειδική κατανάλωση ατμού εκτόξευσης (περίπου 0,3 kg ατμού ανά 1 kg μαζούτ καταναλώνεται για τον ψεκασμό μαζούτ). / n \u003d 2750 kJ / kg - η κατά προσέγγιση τιμή της ενθαλπίας των υδρατμών στη θερμοκρασία των προϊόντων καύσης που εξέρχονται από τη μονάδα του λέβητα (περίπου 130 ° C).
Σε κατά προσέγγιση υπολογισμούς, πάρτε 0 p ~ Ε;εν όψει της μικρότητας των άλλων συστατικών της εξίσωσης (22.2).
Το μέρος των δαπανών του ισοζυγίου θερμότητας αποτελείται από τη χρήσιμη θερμότητα (παραγωγή ατμού ή ζεστού νερού) του αθροίσματος των απωλειών, kJDkg καύσιμο.):
όπου 0 2 - απώλεια θερμότητας με αέρια που εξέρχονται από τη μονάδα του λέβητα.
- 03 - απώλεια θερμότητας από χημική ατελή καύση καυσίμου.
- 0 4 - απώλεια θερμότητας από μηχανική ατελή καύση καυσίμου.
- 0 5 - απώλεια θερμότητας μέσω τούβλων στο περιβάλλον. 0 6 - απώλειες με τη φυσική θερμότητα της σκωρίας που αφαιρείται από τη μονάδα του λέβητα.
Η εξίσωση του ισοζυγίου θερμότητας γράφεται ως
Ως ποσοστό της διαθέσιμης θερμότητας, η εξίσωση (22.6) μπορεί να γραφεί:
Η χρήσιμη θερμότητα σε ένα λέβητα ατμού με συνεχή εμφύσηση του άνω τυμπάνου προσδιορίζεται από την εξίσωση, kJDkgfuel.):
όπου ΡΕ-χωρητικότητα ατμού λέβητα, kg/s; Dnp-κατανάλωση νερού ανάφλεξης kg/s. AT -κατανάλωση καυσίμου, kg/s; / p, / p v, / k v - ενθαλπία ατμού, τροφοδοσίας και νερού λέβητα υπό πίεση στο λέβητα, αντίστοιχα, kJ / kg.
Απώλεια θερμότητας με καυσαέρια, kJ/(kg καυσίμου):
όπου από το ζκαι από προς- ισοβαρική θερμοχωρητικότητα προϊόντων καύσης και αέρα, kJ / (n.m 3 K); d - θερμοκρασία καυσαερίων, °C; а ux - συντελεστής περίσσειας αέρα στην έξοδο αερίων από τη μονάδα λέβητα. K 0 G και V0- ο θεωρητικός όγκος των προϊόντων καύσης και η θεωρητικά απαιτούμενη ποσότητα αέρα, Nm 3 / (kg καύσιμο).
Το κενό διατηρείται στους αγωγούς αερίου της μονάδας λέβητα, οι όγκοι των αερίων κατά την κίνησή τους κατά μήκος της διαδρομής αερίου του λέβητα αυξάνονται λόγω της αναρρόφησης αέρα μέσω διαρροών στην επένδυση του λέβητα. Επομένως, ο πραγματικός συντελεστής περίσσειας αέρα στην έξοδο της μονάδας λέβητα a yx είναι μεγαλύτερος από τον συντελεστή περίσσειας αέρα στον κλίβανο a. Καθορίζεται αθροίζοντας τον συντελεστή περίσσειας αέρα στον κλίβανο και αναρρόφησης αέρα σε όλους τους αγωγούς αερίων. Στην πρακτική της λειτουργίας λεβητοστάσιων, είναι απαραίτητο να προσπαθήσουμε να μειώσουμε την αναρρόφηση αέρα στους αγωγούς αερίου ως ένα από τα πιο αποτελεσματικά μέσακαταπολέμηση της απώλειας θερμότητας.
Έτσι, το ποσό της απώλειας Ε2καθορίζεται από τη θερμοκρασία των καυσαερίων και την τιμή του συντελεστή περίσσειας αέρα α ux. Στους σύγχρονους λέβητες, η θερμοκρασία των αερίων πίσω από το λέβητα δεν πέφτει κάτω από 110 °C. Μια περαιτέρω μείωση της θερμοκρασίας οδηγεί στη συμπύκνωση των υδρατμών που περιέχονται στα αέρια και στο σχηματισμό θειικού οξέος κατά την καύση καυσίμου που περιέχει θείο, το οποίο επιταχύνει τη διάβρωση των μεταλλικών επιφανειών της διαδρομής του αερίου. Οι ελάχιστες απώλειες με τα καυσαέρια είναι q 2 ~ 6-7%.
Οι απώλειες από χημική και μηχανική ατελής καύση είναι χαρακτηριστικά των συσκευών καύσης (βλ. ενότητα 21.1). Η αξία τους εξαρτάται από τον τύπο του καυσίμου και τη μέθοδο καύσης, καθώς και από την τέλεια οργάνωση της διαδικασίας καύσης. Οι απώλειες από την ατελή χημική καύση στους σύγχρονους φούρνους είναι q 3 = 0,5-5%, από μηχανικό - q4 = 0-13,5%.
Απώλεια θερμότητας στο περιβάλλον q 5 εξαρτώνται από την ισχύ του λέβητα. Όσο μεγαλύτερη είναι η ισχύς, τόσο μικρότερη είναι η σχετική απώλεια q 5 . Έτσι, στην ατμοχωρητικότητα της μονάδας λέβητα D= Οι απώλειες 1 kg / s είναι 2,8%, με D= 10 kg/s q 5 ~ 1%.
Απώλεια θερμότητας με φυσική θερμότητα σκωρίας q β είναι μικρές και συνήθως λαμβάνονται υπόψη κατά την κατάρτιση του ακριβούς ισοζυγίου θερμότητας,%:
όπου a sl = 1 - ένα un? ένα un - μερίδιο τέφρας στα καυσαέρια. με sl και; shl - θερμοχωρητικότητα και θερμοκρασία της σκωρίας. Και ο κ. περιεκτικότητα σε τέφρα της κατάστασης λειτουργίας του καυσίμου.
Αποδοτικότητα (απόδοση) της μονάδας λέβητα ονομάζεται η αναλογία της χρήσιμης θερμότητας καύσης 1 kg καυσίμου για την παραγωγή ατμού σε λέβητες ατμού ή ζεστού νερού σε λέβητες ζεστού νερού προς τη διαθέσιμη θερμότητα.
Απόδοση μονάδας λέβητα, %:
Η απόδοση των μονάδων λέβητα εξαρτάται σημαντικά από τον τύπο του καυσίμου, τη μέθοδο καύσης, τη θερμοκρασία των καυσαερίων και την ισχύ. λέβητες ατμούπου λειτουργούν με υγρά ή αέρια καύσιμα έχουν απόδοση 90-92%. Με την πολυεπίπεδη καύση στερεών καυσίμων, η απόδοση είναι 70-85%. Πρέπει να σημειωθεί ότι η απόδοση των μονάδων λέβητα εξαρτάται σημαντικά από την ποιότητα λειτουργίας, ειδικά από την οργάνωση της διαδικασίας καύσης. Η λειτουργία της μονάδας λέβητα με πίεση ατμού και μικρότερη από την ονομαστική χωρητικότητα μειώνει την απόδοση. Κατά τη λειτουργία των λεβήτων, θα πρέπει να γίνονται περιοδικά θερμικές δοκιμές για τον προσδιορισμό των απωλειών και της πραγματικής απόδοσης του λέβητα, γεγονός που σας επιτρέπει να κάνετε τις απαραίτητες ρυθμίσεις στον τρόπο λειτουργίας του.
Κατανάλωση καυσίμου για λέβητα ατμού (kg / s - για στερεά και υγρά καύσιμα, Nm 3 / s - αέριο)
όπου ΡΕ- χωρητικότητα ατμού της μονάδας λέβητα, kg/s. / p, / p v, / k v - ενθαλπία ατμού, τροφοδοσίας και νερού λέβητα, αντίστοιχα, kJ / kg. Qp- διαθέσιμη θερμότητα, kJ / (kg καυσίμου) - για στερεά και υγρά καύσιμα, kJ / (N.m 3) - για αέρια καύσιμα (συχνά λαμβάνονται σε υπολογισμούς Qp~Q- λόγω της μικρής διαφοράς τους). P - τιμή συνεχής εκκαθάριση, % της χωρητικότητας ατμού. ζ| ka - απόδοση της μονάδας λέβητα, μετοχές.
Κατανάλωση καυσίμου για λέβητα ζεστού νερού (kg / s, Nm 3 / s):
όπου C σε - κατανάλωση νερού, kg / s. /, / 2 - αρχικές και τελικές ενθαλπίες νερού στο λέβητα, kJ/kg.
Δημιουργήστε μια ζεστή και άνετη ατμόσφαιρα στο εξοχική κατοικίααρκετά απλό - απλά πρέπει να εξοπλίσετε σωστά το σύστημα θέρμανσης. Το κύριο συστατικό ενός αποτελεσματικού και αξιόπιστου σύστημα θέρμανσηςείναι ο λέβητας. Στο παρακάτω άρθρο, θα μιλήσουμε για τον τρόπο υπολογισμού της απόδοσης ενός λέβητα, ποιοι παράγοντες την επηρεάζουν και πώς να αυξήσετε την απόδοση του εξοπλισμού θέρμανσης σε ένα συγκεκριμένο σπίτι.
Πώς να επιλέξετε ένα λέβητα
Φυσικά, για να καθοριστεί πόσο αποδοτικός θα είναι ένας συγκεκριμένος λέβητας θέρμανσης νερού, είναι απαραίτητο να προσδιοριστεί η απόδοσή του (συντελεστής απόδοσης). Αυτός ο δείκτης είναι ο λόγος της θερμότητας που χρησιμοποιείται για τη θέρμανση του χώρου προς τη συνολική ποσότητα της παραγόμενης θερμικής ενέργειας.
Ο τύπος για τον υπολογισμό της απόδοσης μοιάζει με αυτό:
ɳ=(Q 1 ÷Q ri),
όπου Q 1 - θερμότητα που χρησιμοποιείται αποτελεσματικά.
Q ri είναι η συνολική ποσότητα θερμότητας που απελευθερώνεται.
Ποια είναι η σχέση μεταξύ της απόδοσης του λέβητα και του φορτίου
Με την πρώτη ματιά, μπορεί να φαίνεται ότι όσο περισσότερο καύσιμο καίγεται, τόσο καλύτερα λειτουργεί ο λέβητας. Ωστόσο, αυτό δεν είναι απολύτως αληθές. Η εξάρτηση της απόδοσης του λέβητα από το φορτίο εκδηλώνεται ακριβώς το αντίθετο. Όσο περισσότερο καύσιμο καίγεται, τόσο περισσότερη θερμική ενέργεια απελευθερώνεται. Ταυτόχρονα, το επίπεδο απώλειας θερμότητας αυξάνεται επίσης, καθώς τα έντονα θερμαινόμενα καυσαέρια εισέρχονται στην καμινάδα. Κατά συνέπεια, τα καύσιμα καταναλώνονται αναποτελεσματικά.
Ομοίως, η κατάσταση αναπτύσσεται σε περιπτώσεις που ο λέβητας θέρμανσης λειτουργεί με μειωμένη ισχύ. Εάν δεν φτάσει τις συνιστώμενες τιμές κατά περισσότερο από 15%, το καύσιμο δεν θα καεί εντελώς και η ποσότητα των καυσαερίων θα αυξηθεί. Ως αποτέλεσμα, η απόδοση του λέβητα θα πέσει αρκετά. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο αξίζει να τηρείτε τα συνιστώμενα επίπεδα ισχύος του λέβητα - είναι σχεδιασμένα να λειτουργούν τον εξοπλισμό όσο το δυνατόν πιο αποτελεσματικά.
Υπολογισμός της απόδοσης λαμβάνοντας υπόψη διάφορους παράγοντες
Ο παραπάνω τύπος δεν είναι απολύτως κατάλληλος για την αξιολόγηση της απόδοσης του εξοπλισμού, καθώς είναι πολύ δύσκολο να υπολογιστεί με ακρίβεια η απόδοση του λέβητα, λαμβάνοντας υπόψη μόνο δύο δείκτες. Στην πράξη, χρησιμοποιείται μια διαφορετική, πιο ολοκληρωμένη φόρμουλα στη διαδικασία σχεδιασμού, καθώς δεν χρησιμοποιείται όλη η παραγόμενη θερμότητα για τη θέρμανση του νερού στο κύκλωμα θέρμανσης. Κατά τη λειτουργία του λέβητα χάνεται μια ορισμένη ποσότητα θερμότητας.
Ένας πιο ακριβής υπολογισμός της απόδοσης του λέβητα γίνεται χρησιμοποιώντας τον ακόλουθο τύπο:
ɳ=100-(q 2 + q 3 + q 4 + q 5 + q 6), στο οποίο
q 2 - απώλεια θερμότητας με εξερχόμενα εύφλεκτα αέρια.
q 3 - απώλεια θερμότητας ως αποτέλεσμα ατελούς καύσης προϊόντων καύσης.
q 4 - Απώλεια θερμότητας λόγω υποκαύσης καυσίμου και καθίζησης τέφρας.
q 5 - απώλειες που προκαλούνται από εξωτερική ψύξη της συσκευής.
q 6 - απώλεια θερμότητας μαζί με τη σκωρία που αφαιρείται από τον κλίβανο.
Απώλεια θερμότητας κατά την απομάκρυνση καύσιμων αερίων
Οι πιο σημαντικές απώλειες θερμότητας συμβαίνουν ως αποτέλεσμα της εκκένωσης εύφλεκτων αερίων στην καμινάδα (q 2). Η απόδοση του λέβητα εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τη θερμοκρασία καύσης του καυσίμου. Η βέλτιστη διαφορά θερμοκρασίας στο κρύο άκρο του θερμοσίφωνα επιτυγχάνεται όταν θερμαίνεται στους 70-110 ℃.
Όταν η θερμοκρασία των καυσαερίων πέσει κατά 12-15℃, η απόδοση του λέβητα ζεστού νερού αυξάνεται κατά 1%. Ωστόσο, για να μειωθεί η θερμοκρασία των εξερχόμενων προϊόντων καύσης, είναι απαραίτητο να αυξηθεί το μέγεθος των θερμαινόμενων επιφανειών και, ως εκ τούτου, ολόκληρη η δομή στο σύνολό της. Επιπλέον, όταν το μονοξείδιο του άνθρακα ψύχεται, αυξάνεται ο κίνδυνος διάβρωσης σε χαμηλή θερμοκρασία.
Μεταξύ άλλων, η θερμοκρασία του μονοξειδίου του άνθρακα εξαρτάται επίσης από την ποιότητα και τον τύπο του καυσίμου, καθώς και από τη θέρμανση του αέρα που εισέρχεται στον κλίβανο. Οι θερμοκρασίες του εισερχόμενου αέρα και των εξερχόμενων προϊόντων καύσης εξαρτώνται από τους τύπους καυσίμου.
Για τον υπολογισμό του δείκτη απώλειας θερμότητας με τα εξερχόμενα αέρια, χρησιμοποιείται ο ακόλουθος τύπος:
Q 2 = (T 1 -T 3) × (A 2 ÷ (21-O 2) + B), όπου
T 1 είναι η θερμοκρασία των εκκενούμενων εύφλεκτων αερίων στο σημείο πίσω από τον υπερθερμαντήρα.
T 3 - η θερμοκρασία του αέρα που εισέρχεται στον κλίβανο.
21 - συγκέντρωση οξυγόνου στον αέρα.
O 2 - η ποσότητα οξυγόνου στα εξερχόμενα προϊόντα καύσης στο σημείο ελέγχου.
Τα Α 2 και Β είναι συντελεστές από ειδικό πίνακα που εξαρτώνται από τον τύπο του καυσίμου.
Η χημική υποκαύση ως πηγή απώλειας θερμότητας
Ο δείκτης q 3 χρησιμοποιείται κατά τον υπολογισμό της απόδοσης ενός λέβητα θέρμανσης αερίου, για παράδειγμα, ή σε περιπτώσεις όπου χρησιμοποιείται μαζούτ. Για λέβητες αερίου, η τιμή του q 3 είναι 0,1-0,2%. Με ελαφρά περίσσεια αέρα κατά την καύση, αυτό το ποσοστό είναι 0,15%, και με σημαντική περίσσεια αέρα, δεν λαμβάνεται καθόλου υπόψη. Ωστόσο, κατά την καύση ενός μείγματος αερίων διαφορετικών θερμοκρασιών, η τιμή του q 3 \u003d 0,4-0,5%.
Εάν ο εξοπλισμός θέρμανσης λειτουργεί με στερεό καύσιμο, λαμβάνεται υπόψη το q 4. Ειδικότερα, για τον άνθρακα ανθρακίτη, η τιμή του q 4 \u003d 4-6%, ο ημιανθρακίτης χαρακτηρίζεται από απώλεια θερμότητας 3-4%, αλλά κατά την καύση λιθάνθρακασχηματίζεται μόνο το 1,5-2% των απωλειών θερμότητας. Με την αφαίρεση υγρής σκωρίας καμένου άνθρακα χαμηλής αντιδραστικότητας, η τιμή του q4 μπορεί να θεωρηθεί ελάχιστη. Αλλά κατά την αφαίρεση της σκωρίας σε στερεά μορφή, η απώλεια θερμότητας θα αυξηθεί στο μέγιστο όριο.
Απώλεια θερμότητας λόγω εξωτερικής ψύξης
Τέτοιες απώλειες θερμότητας q5 συνήθως δεν υπερβαίνουν το 0,5%, και καθώς αυξάνεται η ισχύς του εξοπλισμού θέρμανσης, μειώνονται περαιτέρω.
Αυτός ο δείκτης σχετίζεται με τον υπολογισμό της παραγωγής ατμού του λέβητα:
- Υπό την προϋπόθεση της παραγωγής ατμού D στην περιοχή 42-250 kg/s, η τιμή της απώλειας θερμότητας q5=(60÷D)×0,5÷lgD;
- Εάν η τιμή της παροχής ατμού D υπερβαίνει τα 250 kg/s, ο ρυθμός απώλειας θερμότητας θεωρείται ότι είναι 0,2%.
Το ποσό της απώλειας θερμότητας από την απομάκρυνση της σκωρίας
Η τιμή της απώλειας θερμότητας q6 είναι σχετική μόνο για την αφαίρεση υγρής τέφρας. Αλλά σε περιπτώσεις όπου οι σκωρίες στερεών καυσίμων αφαιρούνται από τον θάλαμο καύσης, οι απώλειες θερμότητας q6 λαμβάνονται υπόψη κατά τον υπολογισμό της απόδοσης των λεβήτων θέρμανσης μόνο εάν είναι μεγαλύτερες από 2,5Q.
Πώς να υπολογίσετε την απόδοση ενός λέβητα στερεών καυσίμων
Ακόμη και με άρτια σχεδιασμένο σχεδιασμό και καύσιμο υψηλής ποιότητας, η απόδοση των λεβήτων θέρμανσης δεν μπορεί να φτάσει το 100%. Το έργο τους συνδέεται αναγκαστικά με ορισμένες απώλειες θερμότητας που προκαλούνται τόσο από τον τύπο του καυσίμου που καίγεται όσο και από έναν αριθμό εξωτερικών παραγόντων και συνθηκών. Για να κατανοήσουμε πώς φαίνεται στην πράξη ο υπολογισμός της απόδοσης ενός λέβητα στερεών καυσίμων, θα δώσουμε ένα παράδειγμα.
Για παράδειγμα, η απώλεια θερμότητας από την αφαίρεση της σκωρίας από το θάλαμο καυσίμου θα είναι:
q 6 \u003d (A sl × W l × A p) ÷ Q ri,
όπου A sl είναι η σχετική τιμή της σκωρίας που αφαιρείται από τον κλίβανο προς τον όγκο του καυσίμου που έχει φορτωθεί. Με τη σωστή χρήση του λέβητα, το μερίδιο των απορριμμάτων καύσης με τη μορφή τέφρας είναι 5-20%, τότε αυτή η τιμή μπορεί να είναι ίση με 80-95%.
Z l - το θερμοδυναμικό δυναμικό της τέφρας σε θερμοκρασία 600 ℃ υπό κανονικές συνθήκες είναι 133,8 kcal / kg.
A p είναι η περιεκτικότητα σε τέφρα του καυσίμου, η οποία υπολογίζεται για συνολική μάζακαύσιμα. ΣΤΟ διάφοροι τύποιΗ περιεκτικότητα σε τέφρα καυσίμου κυμαίνεται από 5% έως 45%.
Q ri είναι η ελάχιστη ποσότητα θερμικής ενέργειας που παράγεται κατά τη διαδικασία της καύσης του καυσίμου. Ανάλογα με τον τύπο του καυσίμου, η θερμοχωρητικότητα κυμαίνεται μεταξύ 2500-5400 kcal/kg.
Σε αυτή την περίπτωση, λαμβάνοντας υπόψη τις υποδεικνυόμενες τιμές απώλειας θερμότητας q 6 θα είναι 0,1-2,3%.
Η τιμή του q5 θα εξαρτηθεί από την ισχύ και την απόδοση σχεδιασμού του λέβητα θέρμανσης. Η λειτουργία σύγχρονων εγκαταστάσεων χαμηλής κατανάλωσης, που χρησιμοποιούνται συχνά για τη θέρμανση ιδιωτικών κατοικιών, συνήθως συνδέεται με απώλειες θερμότητας αυτού του τύπου της τάξης του 2,5-3,5%.
Οι απώλειες θερμότητας που σχετίζονται με τη μηχανική υποκαύση του στερεού καυσίμου q 4 εξαρτώνται σε μεγάλο βαθμό από τον τύπο του, καθώς και από τα χαρακτηριστικά σχεδιασμού του λέβητα. Κυμαίνονται από 3-11%. Αυτό αξίζει να το σκεφτείτε εάν ψάχνετε έναν τρόπο να κάνετε τον λέβητα να λειτουργεί πιο αποτελεσματικά.
Η χημική υποκαύση του καυσίμου συνήθως εξαρτάται από τη συγκέντρωση του αέρα στο εύφλεκτο μείγμα. Τέτοιες απώλειες θερμότητας q 3 είναι συνήθως ίσες με 0,5-1%.
Το μεγαλύτερο ποσοστό απώλειας θερμότητας q 2 σχετίζεται με την απώλεια θερμότητας μαζί με τα εύφλεκτα αέρια. Αυτός ο δείκτης επηρεάζεται από την ποιότητα και τον τύπο του καυσίμου, τον βαθμό θέρμανσης των εύφλεκτων αερίων, καθώς και τις συνθήκες λειτουργίας και το σχεδιασμό του λέβητα θέρμανσης. Με βέλτιστο θερμικό σχεδιασμό 150 ℃, εκκενωμένοι μονοξείδιο του άνθρακαπρέπει να θερμανθεί σε θερμοκρασία 280 ℃. Σε αυτή την περίπτωση, αυτή η τιμή απώλειας θερμότητας θα είναι ίση με 9-22%.
Εάν συνοψιστούν όλες οι αναφερόμενες τιμές απώλειας, παίρνουμε την τιμή απόδοσης ɳ=100-(9+0,5+3+2,5+0,1)=84,9%.
Αυτό σημαίνει ότι ένας σύγχρονος λέβητας μπορεί να λειτουργήσει μόνο στο 85-90% της χωρητικότητάς του. Όλα τα άλλα πηγαίνουν για να εξασφαλίσουν τη διαδικασία καύσης.
Σημειώστε ότι η επίτευξη τόσο υψηλών αξιών δεν είναι εύκολη. Για να γίνει αυτό, πρέπει να προσεγγίσετε σωστά την επιλογή καυσίμου και να παρέχετε τις βέλτιστες συνθήκες για τον εξοπλισμό. Συνήθως, οι κατασκευαστές υποδεικνύουν με ποιο φορτίο πρέπει να λειτουργεί ο λέβητας. Ταυτόχρονα, είναι επιθυμητό τις περισσότερες φορές να ρυθμίζεται σε ένα οικονομικό επίπεδο φορτίων.
Για να λειτουργεί ο λέβητας με μέγιστη απόδοση, πρέπει να χρησιμοποιείται σύμφωνα με τους ακόλουθους κανόνες:
- ο περιοδικός καθαρισμός του λέβητα είναι υποχρεωτικός.
- είναι σημαντικό να ελέγχεται η ένταση της καύσης και η πληρότητα της καύσης καυσίμου.
- είναι απαραίτητο να υπολογιστεί η ώθηση λαμβάνοντας υπόψη την πίεση του παρεχόμενου αέρα.
- είναι απαραίτητο να υπολογιστεί το μερίδιο της τέφρας.
Για την ποιότητα της καύσης στερεών καυσίμων με θετικό τρόποο υπολογισμός της βέλτιστης ώσης αντικατοπτρίζεται, λαμβάνοντας υπόψη την πίεση του αέρα που παρέχεται στο λέβητα και τον ρυθμό εκκένωσης μονοξειδίου του άνθρακα. Ωστόσο, καθώς η πίεση του αέρα αυξάνεται, περισσότερη θερμότητα απομακρύνεται στην καμινάδα μαζί με τα προϊόντα της καύσης. Αλλά η πολύ μικρή πίεση και ο περιορισμός της πρόσβασης αέρα στο θάλαμο καυσίμου οδηγεί σε μείωση της έντασης της καύσης και σε πιο σοβαρό σχηματισμό τέφρας.
Εάν έχετε εγκατεστημένο λέβητα θέρμανσης στο σπίτι σας, δώστε προσοχή στις συστάσεις μας για αύξηση της απόδοσής του. Μπορείτε όχι μόνο να εξοικονομήσετε καύσιμα, αλλά και να επιτύχετε ένα άνετο μικροκλίμα στο σπίτι.
Οι διαφορετικοί τύποι λεβήτων έχουν διαφορετικούς αποδοτικότητακυμαίνονται από 85 έως 110%. Κατά την επιλογή εξοπλισμού λέβητα, πολλοί αγοραστές ενδιαφέρονται για το πώς η απόδοση μπορεί γενικά να υπερβεί το 100% και πώς υπολογίζεται.
Στην περίπτωση των ηλεκτρικών λεβήτων, η απόδοση δεν μπορεί πραγματικά να είναι μεγαλύτερη από 100%. Μόνο οι λέβητες που λειτουργούν με καύσιμο καύσιμο μπορούν να έχουν μεγαλύτερο συντελεστή.
Αν θυμάστε ένα σχολικό μάθημα χημείας, αποδεικνύεται ότι με την πλήρη καύση οποιουδήποτε καυσίμου, παραμένει CO 2 - άνθρακας και H 2 O - υδρατμοί που περιέχουν ενέργεια. Κατά τη συμπύκνωση αυξάνεται η ενέργεια του ατμού, δηλαδή παράγεται επιπλέον ενέργεια. Βασισμένο σε αυτό, θερμιδική αξίαΤο καύσιμο χωρίζεται σε δύο έννοιες: υψηλότερη και χαμηλότερη ειδική θερμογόνος δύναμη.
Κατώτερος- αντιπροσωπεύει τη θερμότητα που λαμβάνεται κατά την καύση του καυσίμου, όταν οι υδρατμοί, μαζί με την ενέργεια που περιέχονται σε αυτά, εισέρχονται στο εξωτερικό περιβάλλον.
Υψηλότερη θερμιδική αξίαείναι θερμότητα, λαμβάνοντας υπόψη την ενέργεια που περιέχεται στους υδρατμούς.
Επίσημα (σε τυχόν κανονιστικά έγγραφα) αποδοτικότητα, τόσο στη Ρωσία όσο και στην Ευρώπη, υπολογίζεται στο χαμηλότερο ειδική θερμότητακαύση. Και αν, ωστόσο, χρησιμοποιηθεί η θερμότητα που περιέχεται στους υδρατμούς και οι υπολογισμοί πραγματοποιούνται σύμφωνα με τη χαμηλότερη ειδική θερμότητα καύσης, τότε στην περίπτωση αυτή εμφανίζονται αριθμοί που υπερβαίνουν το 100%.
Οι λέβητες που χρησιμοποιούν τη θερμότητα της συμπύκνωσης των υδρατμών ονομάζονται συμπύκνωση. Και απλώς έχουν απόδοση που ξεπερνά το 100%.
Η διαφορά μεταξύ της χαμηλότερης και της υψηλότερης θερμογόνου δύναμης του καυσίμου είναι περίπου 11%. Αυτή η τιμή είναι το όριο κατά το οποίο μπορεί να διαφέρει η απόδοση των λεβήτων.
κύριες παραμέτρους
Η απόδοση μπορεί να υπολογιστεί με δύο τρόπους. Στην Ευρώπη, η απόδοση υπολογίζεται συνήθως από τη θερμοκρασία των καυσαερίων. Για παράδειγμα, κατά την καύση ενός κιλού καυσίμου, λαμβάνεται μια ορισμένη ποσότητα χιλιοθερμίδων θερμότητας, υπό την προϋπόθεση ότι η θερμοκρασία των καυσαερίων και η θερμοκρασία περιβάλλον.
Μετρώντας τη διαφορά μεταξύ της θερμοκρασίας περιβάλλοντος και της πραγματικής θερμοκρασίας των καυσαερίων, είναι δυνατός ο υπολογισμός της απόδοσης του λέβητα από αυτήν.
Σε γενικές γραμμές, τα καυσαέρια που διοχετεύονται στον σωλήνα αφαιρούνται από το 100% και προκύπτει ο πραγματικός αριθμός.
Μετρήστε σωστά
Στην ΕΣΣΔ, και αργότερα στη Ρωσία, υιοθετήθηκε μια θεμελιωδώς διαφορετική μέθοδος υπολογισμού - η λεγόμενη " μέθοδος αντίστροφης ισορροπίας". Συνίσταται στο γεγονός ότι η κατανάλωση θερμότητας καθορίζεται από τη χαμηλότερη θερμογόνο δύναμη. Στη συνέχεια, τοποθετείται ένας θερμαντήρας στον σωλήνα και υπολογίζεται η ποσότητα της θερμικής ενέργειας που έχει εισέλθει σε αυτόν, δηλαδή η ποσότητα της απώλειας ενέργειας. Για τον υπολογισμό της απόδοσης, η απώλεια ενέργειας υπολογίζεται από τη συνολική ποσότητα θερμότητας.
Μια τέτοια προσέγγιση με καθορισμός της αποτελεσματικότηταςδίνει πιο ακριβείς μετρήσεις. Υιοθετήθηκε ως μέθοδος υπολογισμού επειδή όλα τα σώματα του ρωσικού λέβητα ήταν πολύ κακά μονωμένα, λόγω του οποίου έως και το 40% της ενέργειας διέφευγε μέσω των τοιχωμάτων του λέβητα. Σύμφωνα με τις απαιτήσεις κανονιστικά έγγραφα, στη Ρωσία εξακολουθεί να είναι συνηθισμένο να εξετάζεται η αποτελεσματικότητα χρησιμοποιώντας τη μέθοδο της αντίστροφης ισορροπίας. Σήμερα, αυτή η μέθοδος μπορεί να εφαρμοστεί με επιτυχία σε λέβητες πολλών μεγαβάτ που λειτουργούν σε μονάδες ΣΗΘ, όπου οι καυστήρες δεν σβήνουν ποτέ.
Πλεονεκτήματα των σύγχρονων λεβήτων
Αλλά αυτή η τεχνική είναι εντελώς ανεφάρμοστη στους σύγχρονους λέβητες, καθώς έχουν ένα θεμελιωδώς διαφορετικό σχέδιο λειτουργίας. Δεδομένου ότι οι καυστήρες των σύγχρονων λεβήτων λειτουργούν σε αυτόματη λειτουργία: λειτουργούν για 15 λεπτά και στη συνέχεια σταματούν για 15 λεπτά μέχρι να χρησιμοποιηθεί η παραγόμενη θερμότητα. Όσο υψηλότερη είναι η εξωτερική θερμοκρασία, τόσο περισσότερο ο καυστήρας θα «στέκεται» και θα λειτουργεί λιγότερο. Φυσικά, σε αυτή την περίπτωση δεν μπορούμε να μιλήσουμε για την αντίστροφη ισορροπία.
Μια άλλη διαφορά μεταξύ των σύγχρονων λεβήτων είναι η παρουσία θερμομόνωσης. Μεγάλοι κατασκευαστέςπαράγουν τις υψηλότερης ποιότητας μονάδες, με την καλύτερη θερμομόνωση. Η απώλεια θερμότητας μέσω των τοιχωμάτων ενός τέτοιου λέβητα δεν είναι μεγαλύτερη από 1,5-2%. Οι αγοραστές συχνά το ξεχνούν αυτό, πιστεύοντας ότι ο λέβητας θα θερμάνει επίσης το δωμάτιο λόγω της απελευθέρωσης θερμότητας κατά τη λειτουργία. Κατά την αγορά ενός σύγχρονου λέβητα, αξίζει να θυμάστε ότι δεν προορίζεται για τη θέρμανση του λεβητοστασίου και, εάν είναι απαραίτητο, φροντίστε για την εγκατάσταση καλοριφέρ θέρμανσης.
Σύγχρονες τεχνολογίες για τη διατήρηση της θερμότητας
Ένας καλός χαλύβδινος λέβητας είναι πάντα πιο αποδοτικός. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι οι λέβητες από χυτοσίδηρο, σε αντίθεση με τους χαλύβδινους, έχουν πάντα περισσότερους τεχνολογικούς περιορισμούς.
Επιπλέον, χάρη στη μόνωση, οι σύγχρονοι λέβητες διατηρούν τέλεια τη θερμότητα. Ακόμα και δύο μέρες μετά το σβήσιμο, η θερμοκρασία του σώματος του λέβητα πέφτει μόνο κατά 20-25 βαθμούς.
Τα καλύτερα δείγματα εισαγόμενου εξοπλισμού θέρμανσης είναι οι μονάδες λέβητα, στις οποίες όλες οι απαιτήσεις λαμβάνονται σωστά υπόψη. Επομένως, δεν πρέπει να προσπαθήσετε να "επανεφεύρετε τον τροχό" και να συναρμολογήσετε τον λέβητα από αυτοσχέδια μέσα. Μετά από όλα, έχετε ήδη ευρεία επιλογήοι πιο σύγχρονες, ποικιλόμορφες και προσεγμένες μέχρι την παραμικρή λεπτομέρεια επιλογές για λέβητες που θα λειτουργούν για μεγάλο χρονικό διάστημα και σωστά, κάτι περισσότερο από το να δικαιώνουν όλες τις προσδοκίες που έχουν και, ιδιαίτερα ωραίο, εξοικονομώντας το κόστος σας!
Οι ειδικοί μας θα σας βοηθήσουν να επιλέξετε λέβητα και σχετικό εξοπλισμό, θα σας συμβουλέψουν για τεχνικά θέματα!
Επικοινωνήστε με το εμπορικό τμήμα τηλεφωνικά:
