КПД газового и твердотопливного котла отопления: брутто и нетто
Правильно подобранная система отопления принесет в каждый дом не только тепло и уют, но также избавит от неприятных последствий и лишних затрат на ремонт. Надежный водогрейный котел — основа отопительной системы дома.
Перед выбором и покупкой стоит произвести правильный расчет КПД котла и уточнить все его параметры и факторы, которые повлияют на его работу и объем вырабатываемого тепла.
СодержаниеПоказать
Что такое КПД котла
Эффективность паровых и водогрейных котлов определяется коэффициентом полезного действия — их теплоэффективностью. То есть, это объем выработанной теплоты на производство номинального объема горячей воды в соотношении к номинальному объему сожженного топлива.
Производители указывают изначальные возможности оборудования, где КПД водогрейного котла может достигать 110%, но чаще их значение придерживается параметров 95-98%. Потребитель в дальнейшем при эксплуатации может с помощью технических модернизаций и теплоизоляции увеличить эти показатели.
Самостоятельный расчет КПД котла производится на месте монтажа и зависит от многих факторов, в том числе грамотно выстроенной системе дымоудаления, исключении недочетов при установке и т.д. Все затраченные ресурсы для работы теплоносителя (топливо, электричество) сравнивают с объемом выделенного им тепла.
Как рассчитать КПД
КПД брутто котла характеризует степень технической оснащенности, КПД нетто — экономичность расхода топлива.
Для выявления показателей КПД котла используется формула:
КПД котла = (Q1/ Q_общая)х100%, где Q1 — аккумулированная теплота использованная для отопления, а Q_общая — общее количество тепловой энергии, выделившееся при сжигании топлива.
Расчеты не затрагивают многих моментов, поэтому их результат усреднен. Любые сбои или отклонения в работе оборудования или внешние факторы, влияющие на теплопотери, исказят результат, полученный по данной формуле.
Чтобы исключить большее число искажающих факторов, проводят коррекцию результата с уточнением теплоэффективности. В зависимости от особенностей конкретной системы отопления.
КПД котла=100-(Q2+Q3+Q4+Q5+Q6)
Где Q2 – теплопотери в виде дыма, вышедшего через систему вентиляции,
Q3 – недостаточное сжигание смеси газа при неправильно используемых объемах газовоздушной смеси,
Q4 – тепловые теплопотери из-за загрязнений теплообменника, а также, если загрязнены газовые горелки,
Q5 – теплопотеря из-за внешнего холодного воздуха (влияет производительностью котельной установки),
Q 6 – потеря тепла по время чистки топочной камеры.
Основной фактор влияющий на телоэффективность — это уходящие отработанные продукты горения, при уменьшении их нагрева в пределах 10-12°С можно увеличить общий КПД газового котла отопления на несколько процентов.
По этой же причине конденсационные котлы обладают самым высоким показателем КПД, т.е. чем ниже температура отопительного оборудования, тем выше это значение. Самым низким показателем обладает пищеварочный электрический котел в силу минимальной функциональности и простого устройства.
Как увеличить КПД газового котла
Создать подходящие условия для повышения коэффициента полезного действия, можно оптимизировав процессы самостоятельно или с привлечением специалиста. Изначально все параметры заложены в конструкции электрокотла, эффективность принимаемых мер по увеличению КПД техники будут зависеть от этих данных.
Источник фото: teplo-com.ru
Для начала проводят модернизация без изменения структуры твердотопливных котлов:
- Комнатные терморегуляторы. Они контролируют температуру в жилых помещениях, не влияя на работу теплоносителя.
- Установка циркулярного насоса, так можно стабилизировать равномерность и скорость прогревания.
- Замена газовой горелки, повысит увеличение КПД твердотопливного котла на 5-7%. Модуляционная горелка позволит расходовать газовоздушную смесь в правильных пропорциях, что исключит неполное сжигание.
- Расположение горелок у водяного контура прибавит к общему количеству КПД несколько процентов. Такая частичная модификация положительно повлияет на расход топлива и увеличит тепловой баланс всей системы.
Проведение регулярного обслуживания и очистка оборудования увеличит его КПД. Накипь в трубах системы отопления и сажа на внешних стенках дымохода, образующиеся в процессе работы, могут забирать до 5%. Пластиковые трубы меньше нуждаются в уходе, но осуществлять их продувку требуется периодически.
Засорившийся дымоход суживает проход отводящей дым трубы, это приводит к уменьшению тяги, а это уже не только потеря процентов тепла, но и угроза для здоровья людей, находящихся в жилых помещениях.
Также теплообменник с видимыми признаками загрязнения, которые представляют из себя солевые отложения металлов, провоцирует сильный расход всех видов энергии затраченных на работу, что уменьшает теплопроводность и может вывести из строя котел. Чистку камеры сгорания обязательна и проводят ее несколько раз в год.
Как вариант понизить химические тепловые потери, для этого производят высококвалифицированную настройку системы оборудования. Лучше воздержаться от самостоятельной настройки и доверить дело специалисту.
Борьба с недогаром решается увеличением скорости поступления сжиженного газа в горелку, так процесс сгорания происходит активнее, а КПД, соответственно, увеличивается.
Хотя увеличение КПД практически никак не влияет на теплоэффективность котельного агрегата. На нынешний день природный газ остается самым экономичным, оборудование на этом топливе более распространено и экономически оправдано, чем котлы на традиционном твердом дровяном топливе или угле.
Газовые котлы с самым высоким КПД
Лучшее качество котлов, которые еще и обладают высокими показателями КПД — иностранного происхождения. Энергосберегающие технологии, соответствующие требованиям ЕС, являются определяющими при производстве такого оборудования.
Высокие показатели обеспечивает современные инструменты модернизации, например, как модуляционная горелка.
Автоматическая и экономичная, у нее широкий набор, позволяющий приспособиться к индивидуальным параметрам конкретного котла и системы отопления. Ее горение осуществляется в постоянном режиме.
Изготавливают теплообменник для котлов с наивысшими показателями КПД из нержавеющей стали. Дополнительно они оборудованы блоком для отбора тепла из конденсата. Минусы, которые характерны при низком температурном нагреве: сила тяги развивается с недостаточной силой и образование излишнего конденсата.
Источник фото: teplonet.ru
Подача в горелку уже подогретого газа и газовоздушной смеси, а также поступающего в камеру воздуха через двуполостную трубу в топку — обеспечивает снижение общего числа теплозатрат для котлов закрытого типа на 1-2%.
Удачный вариант модернизация котлоагрегата состоит в монтаже рециркуляции отработанных газов. При таком варианте продукты сгорания поступают в горелочное устройство после прохождения канала дымохода с сильными изломами, обогащаясь при этом кислородом из внешней среды. Максимальное КПД достигается при температуре, благодаря которой образуется конденсат (точка росы).
Конденсационные котлы, работающие на условиях нагревания при низких температурах отличаются относительно небольшим потреблением газа. Это обуславливает их теплоэффективность, особенно при подключении к газобаллонным установкам. Также это делает такой котел экономичным.
- Baxi.
- Buderus.
- De Dietrich.
- Vaillant.
- Viessmann.
Как заявлено их производителями в сопровождающей документации, коэффициент полезного действия данных котловых агрегатов, при подключении к низкотемпературным системам, соответствует 107-110%.
расчет, как рассчитать водогрейный котел, как посчитать зависимость КПД от нагрузки, как наладить отопительный котел
Содержание:
Создать уютную и комфортную атмосферу в загородном доме довольно просто – нужно только правильно оборудовать систему отопления. Главным компонентом эффективной и надежной отопительной системы является котел. В статье далее мы поговорим о том, как посчитать КПД котла, какие факторы на него влияют и как повысить эффективность отопительного оборудования в условиях конкретного дома.
Как подобрать котел
Безусловно, чтобы определить, насколько эффективным будет тот или иной водогрейный котел, необходимо определить его КПД (коэффициент полезного действия). Этот показатель представляет собой отношение использованного на обогрев помещения тепла к общему количеству сгенерированной тепловой энергии.
Формула расчета КПД выглядит так:
ɳ=(Q1÷Qri),
где Q1 – тепло, использованное эффективно;
Qri – общее количество выделенного тепла.
Какова зависимость между КПД котла и нагрузкой
На первый взгляд может показаться, что чем больше топлива сжигается, тем лучше работает котел. Однако это не совсем так. Зависимость КПД котла от нагрузки проявляется как раз наоборот. Чем больше топлива сжигается, тем больше выделяется тепловой энергии. При этом возрастает и уровень теплопотерь, поскольку в дымовую трубу уходят сильно разогретые дымовые газы. Следовательно, топливо расходуется неэффективно.
Похожим образом ситуация развивается и в тех случаях, когда отопительный котел работает на пониженной мощности. Если она не дотягивает до рекомендуемых значений более чем на 15 %, топливо не будет сгорать полностью, а количество дымовых газов возрастет. В результате, КПД котла довольно сильно упадет. Вот почему стоит придерживаться рекомендуемых уровней мощности работы котла – они рассчитаны для эксплуатации оборудования максимально эффективно.
Расчет КПД с учетом различных факторов
Приведенная выше формула не совсем подходит для оценки эффективности работы оборудования, так как рассчитать КПД котла точно с учетом только двух показателей очень сложно. На практике в процессе проектирования применяют другую, более полную формулу, поскольку не все вырабатываемое тепло используется для прогрева воды в отопительном контуре. Определенное количество тепла теряется в процессе работы котла.
Более точный расчет КПД котла производится по такой формуле:
ɳ=100-(q2+q3+q4+q5+q6), в которой
q2 – теплопотери с выходящими горючими газами;
q3 – потери тепла в результате неполного сгорания продуктов горения;
q4 – теплопотери из-за недожога топлива и выпадения золы;
q5 – потери, вызванные внешним охлаждением прибора;
q6 – теплопотери вместе с удаляемым из топки шлаком.
Теплопотери при удалении горючих газов
Наиболее существенные потери тепла происходят в результате эвакуации в дымоход горючих газов (q2). Эффективность котла во многом зависит от температуры горения топлива. Оптимальный температурный напор на холодном конце водонагревателя достигается при нагреве до 70-110 ℃.
Когда температура уходящих горючих газов падает на 12-15 ℃, КПД водогрейного котла возрастает на 1 %. Тем не менее, чтобы снизить температуру уходящих продуктов горения, необходимо увеличить размер прогреваемых поверхностей, а, значит, и всей конструкции в целом. Кроме того, при охлаждении угарных газов возрастает риск низкотемпературной коррозии.
Помимо прочего температура угарных газов зависит еще и от качества и типа топлива, а также нагрева поступающего в топку воздуха. Значения температур поступающего воздуха и выходящих продуктов горения зависят от видов топлива.
Для вычисления показателя теплопотерь с уходящими газами используют такую формулу:
Q2= (T1-T3) × (A2 ÷ (21-O2) + B), где
T1 – температура эвакуируемых горючих газов в точке за пароперегревателем;
T3 – температура поступающего в топку воздуха;
21 – концентрация кислорода в воздухе;
O2 – количество кислорода в уходящих продуктах горения в контрольной точке;
A2 и B – коэффициенты из специальной таблицы, которые зависят от типа топлива.
Химический недожог как источник теплопотерь
Показатель q3 используется при расчете КПД газового котла отопления, например, или в тех случаях, когда топливом служит мазут. Для газовых котлов значение q3 составляет 0,1-0,2 %. При незначительном избытке воздуха при горении этот показатель равен 0,15 %, а при существенном переизбытке воздуха его не принимают в расчет вовсе. Однако при сжигании смеси из газов различной температуры значение q3=0,4-0,5 %.
Если же отопительное оборудование работает на твердом топливе, в расчет принимают показатель q4. В частности, для угля антрацита значение q4=4-6 %, полуантрациту характерно 3-4 % теплопотерь, а вот при сгорании каменного угля образуется всего 1,5-2 % потерь тепла. При жидком шлакоудалении сжигаемого малореакционного угля значение q4 можно считать минимальным. А вот при удалении шлака в твердом виде теплопотери возрастут до максимальной границы.
Потери тепла в связи с внешним охлаждением
Такие потери тепла q5 обычно составляют не более 0,5 %, а по мере возрастания мощности отопительного оборудования они еще больше сокращаются.
Данный показатель связан с расчетом паропроизводительности котельной установки:
- При условии паропроизводительности D в пределах 42-250 кг/с, значение потерь тепла q5=(60÷D)×0,5÷lgD;
- Если значение паропроизводительности D превышает 250 кг/с, уровень теплопотери считают равным 0,2 %.
Количество теплопотерь от удаления шлака
Значение теплопотерь q6 имеет значение только при жидком шлакоудалении. А вот в тех случаях, когда из топочной камеры удаляют шлаки твердого топлива, теплопотери q6 учитывают при расчете КПД котлов отопления только в случаях, если они составляют более 2,5Q.
Как посчитать КПД твердотопливного котла
Даже при условии идеально проработанной конструкции и качественного топлива, КПД отопительных котлов не может достигать 100 %. Их работа обязательно сопряжена с определенными потерями тепла, вызванными как типом сжигаемого топлива, так и рядом внешних факторов и условий. Чтобы понять, как на практике выглядит расчет КПД твердотопливного котла, приведем пример.
Например, теплопотери от удаления шлаков из топливной камеры составят:
q6=(Ашл×Зл×Ар)÷Qri,
где Ашл – относительное значение шлака, удаляемого из топки к объему загружаемого топлива. При грамотном использовании котла доля отходов горения в виде золы составляет 5-20 %, то данное значение может быть равно 80-95 %.
Зл – термодинамический потенциал золы при температуре в 600 ℃ в обычных условиях равен 133,8 ккал/кг.
Ар – зольность топлива, которая рассчитывается на общую массу топлива. В различных видах горючего показатель зольности колеблется от 5 % до 45 %.
Qri – минимальный объем тепловой энергии, который генерируется в процессе сгорания топлива. В зависимости от разновидности топлива теплоемкость колеблется в рамках 2500-5400 ккал/кг.
В данном случае с учетом указанных значений теплопотери q6 будут составлять 0,1-2,3 %.
Значение q5 будет зависеть от мощности и проектной производительности отопительного котла. Работа современных установок с малой мощностью, которыми очень часто обогревают частные дома, обычно сопряжена с теплопотерями данного вида в пределах 2,5-3,5 %.
Теплопотери, связанные с механическим недожогом твердого топлива q4, во многом зависят от его типа, а также от конструкционных особенностей котла. Они колеблются в пределах 3-11 %. Это стоит учитывать, если вы ищете способ, как наладить котел на более эффективную работу.
Химический недожог горючего обычно зависит от концентрации воздуха в сгораемой смеси. Такие теплопотери q3, как правило, равны 0,5-1 %.
Наибольший процент теплопотерь q2 связан с уходом тепла вместе с горючими газами. На этот показатель влияет качество и вид топлива, степень разогрева горючих газов, а также условия эксплуатации и конструкция отопительного котла. При оптимальном тепловом расчете в 150 ℃ эвакуируемые угарные газы должны быть разогреты до температуры в 280 ℃. В таком случае данное значение теплопотерь будет равно 9-22 %.
Если все перечисленные значения потерь суммировать, получим значение эффективности ɳ=100-(9+0,5+3+2,5+0,1)=84,9 %.
Это значит, что современный котел может работать лишь на 85-90 % мощности. Все остальное уходит на обеспечение процесса горения.
Обратите внимание, что добиться таких высоких значений не так просто. Для этого нужно грамотно подойти к подбору топлива и обеспечить для оборудования оптимальные условия. Обычно производители указывают, с какой нагрузкой должен работать котел. При этом желательно, чтобы основную часть времени он был настроен на экономный уровень нагрузок.
Для работы котла с максимальным КПД, его нужно использовать с учетом таких правил:
- обязательна периодическая чистка котла;
- важно контролировать интенсивность горения и полноту сгорания топлива;
- нужно рассчитать тягу с учетом давления подаваемого воздуха;
- необходим расчет доли золы.
На качестве сгорания твердого топлива положительным образом отражается расчет оптимальной тяги с учетом давления воздуха, подаваемого в котел, и скорости эвакуации угарных газов. Тем не менее, при возрастании давления воздуха вместе с продуктами сгорания в дымоход удаляется больше тепла. А вот слишком малое давление и ограничение доступа воздуха в топливную камеру приводит к снижению интенсивности горения и более сильному золообразованию.
Если у вас дома установлен отопительный котел, обратите внимание на наши рекомендации по увеличению его КПД. Вы сможете не только сэкономить на топливе, но и добьетесь комфортного микроклимата в доме.
Из чего складывается КПД котла?
Выше нормы
Различные типы котлов имеют различный КПД диапазоном от 85 до 110 %. При выборе котельного оборудования многих покупателей интересует, как вообще КПД может превышать 100 % и как он рассчитывается.
В случае с электрическими котлами КПД действительно не может быть выше 100 %. Иметь больший коэффициент могут лишь котлы, работающие на горючем топливе.
Если вспомнить школьный курс химии, то получается, что при полном сгорании любого топлива остается СО2 — углерод и Н2О — водяной пар, содержащий энергию. При конденсации энергия пара увеличивается, то есть вырабатывается дополнительная энергия. Исходя из этого, теплотворная способность топлива разделяется на два понятия: высшая и низшая удельная теплота сгорания.
Низшая — представляет собой тепло, получаемое при сгорании топлива, когда водяные пары, вместе с содержащейся в них энергией, попадают во внешнюю среду.
Высшая теплота сгорания — это теплота с учетом энергии, содержащейся в водяном паре.
Официально (в любых нормативных документах) КПД, как в России, так и в Европе, рассчитывается по низшей удельной теплоте сгорания. А если все-таки использовать тепло, содержащееся в водяном паре, а расчеты вести по низшей удельной теплоте сгорания, то в этом случае и появляются цифры, превышающие 100 %.
Котлы, которые используют теплоту конденсации водяных паров, называются конденсационными. И как раз они имеют КПД, превышающий 100 %.
Разница между низшей и высшей теплотой сгорания топлива составляет около 11 %. Эта величина — предел, по которому могут различаться КПД котлов.
Основные параметры
КПД можно рассчитывать по двум параметрам. В Европе КПД принято считать по температуре отходящих газов. Например, при сжигании килограмма топлива получается определенное количество килокалорий тепла при условии равенства температуры отходящих газов и температуры окружающей среды.
Замеряя разницу между температурой окружающей среды и действительной температурой отходящих газов, можно рассчитать по ней КПД котла.
Грубо говоря, отходящие газы, вылетевшие в трубу, вычитаются из 100 %, и получается действительная цифра.
Рассчитывать правильно
В СССР, а позже и в России, был принят принципиально другой метод расчета — так называемый «метод обратного баланса». Он состоит в том, что расход тепла определяется по нижней теплоте сгорания. Затем, на трубу ставится калорифер, и рассчитывается величина тепловой энергии, ушедшей в нее, то есть величина потери энергии. Для расчета КПД, потери энергии высчитывают из общего количества тепла.
Такой подход при определении КПД дает более точные показатели. Он был принят в качестве методики расчета потому, что все корпуса российских котлов были очень плохо теплоизолированы, из-за чего через стенки котла наружу выходило до 40 % энергии. По требованиям нормативных документов, в России до сих пор принято считать КПД по методу обратного баланса. Сегодня этот метод можно успешно применить к котлам мощностью несколько мегаватт, работающим на ТЭЦ, у которых никогда не выключаются горелки.
Преимущества современных котлов
А вот к современным котлам данная методика совершенно не применима, поскольку они имеют принципиально другую схему работы. Так как горелки у современных котлов функционируют в автоматическом режиме: 15 минут работают, а затем на 15 минут останавливаются, пока не будет использовано выработанное тепло. Чем температура на улице выше, тем дольше горелка будет «стоять» и меньше работать. Естественно, в этом случае речь об обратном балансе идти не может.
Еще одно отличие современных котлов — в наличии теплоизоляции. Крупные производители выпускают наиболее качественные агрегаты, с лучшей теплоизоляцией. Потери тепла через стенки у такого котла составляют не более 1,5–2 %. Об этом часто забывают покупатели, полагая, что котел будет также обогревать помещение за счет выделения тепла при работе. Приобретая современный котел, стоит помнить, что он не предназначен для обогрева котельной, и, если это необходимо, — позаботиться об установке радиаторов отопления.
Современные технологии сохранения тепла
У хорошего стального котла КПД всегда выше. Это обусловлено тем, что у чугунных котлов, в отличие от стальных, всегда больше технологических ограничений.
Кроме того, благодаря изоляции, современные котлы прекрасно сохраняют тепло. Даже спустя двое суток после его выключения, температура корпуса котла падает всего на 20–25 градусов.
Лучшие образцы импортного отопительного оборудования представляют собой котельные агрегаты, в которых грамотно учтены все требования. Поэтому не стоит пытаться «изобрести велосипед» и собирать котел из подручных средств. Ведь перед вами уже есть широкий выбор самых современных, разнообразных и продуманных до мелочей вариантов котлов, которые будут работать долго и исправно, с лихвой оправдывая все возложенные на них ожидания и, что особенно приятно, экономя ваши расходы!
Наши специалисты помогут подобрать котельное и сопутствующее оборудование, проконсультируют по техническим вопросам!
Обращайтесь в коммерческий отдел по телефонам:
+7 (423) 2-651-888, +7 (423) 2-652-888 (пн-пт, с 9:30 до 18:30)
Расчёты КПД котла
Как посчитать тепловую мощность
Формулу для расчёта тепловой мощности в гКал/час можно представить в виде:
Q = (T1 — T2) * 40(м3/час) / 1000, где T1 – Т2 – разность температур в градусах Цельсия.
Таким образом, для того чтобы посчитать мощность, которую выдаёт котельная, необходимо расход воды умножить на разность температур (перепад между «подачей» и «обраткой») и разделить на 1000. У Вас получится мощность в гигакаллориях (ГКал).
Пример 1:
- Температура воды на «подаче» (из котельной в тепловую сеть) – 55 °С
- Температура воды на «обратке» (из тепловой сети в котельную) – 43 °С
- Расход сетевой воды – 120 м3/час (по насосам)
- (55 — 43) * 120 / 1000 = 1.44 ГКал. * 1.16 = 1.67 МВт
Пример 2:
- Температура воды на входе в котёл – 43 °С
- Температура на выходе из котла – 51 °С
- Расход воды в котле – 40 м3/час
- (51 — 43) * 40 / 1000 = 0.32 ГКал * 1.16 = 0.37 МВт
Как посчитать КПД котла.
Формулу для расчёта КПД котла можно представить в виде:
КПД = 100 – q2-q3-q4-q5-q6, где q2…q6 – тепловые потери котла.
Для того чтобы посчитать КПД котла необходимо температуру уходящих газов котла (измеряется термометром на газоходе котла) разделить на 15 ( с понижением температуры уходящих газов на 12-15С, потери теплоты уменьшаются на 1%), прибавить 2 (потери с химическим недожогом в слоевой топке 0,5-3%), прибавить 3 (потери с механическим недожогом в слоевой топке 1-5%), прибавить 2 (сумма остальных потерь). Полученное значение — ориентировочная величина потерь КПД в процентах, вне зависимости от вида топлива и мощности котла.
Пример 3:
- Температура уходящих газов котла – 320 °C
- 320 / 15 + 2 + 3 + 2 = 29,3% — суммарные потери КПД (q2…q6)
- 100 – 29,3 = 70,1% — КПД котла
Из чего складываются потери КПД котла
Потери тепла с уходящими газами – q2 – составляют самую большую величину тепловых потерь котла. В современном котле величина потерь – q2 – находится в пределах 10 – 12%, при работе котла на номинальной нагрузке.
Потери тепла с химическим недожогом – q3 – возникает из-за неполного сгорания летучих компонентов топлива в топке котла. Причинами появления химического недожога могут быть: плохое смесеобразование, общий недостаток воздуха, низкая температура в топочном объёме котла, особенно в зоне догорания(верхняя часть топочного объёма). При достаточном коэффициенте избытка воздуха и хорошем смесеобразовании, химический недожог – зависит от теплонапряжения в топочном объёме (объём топки / мощность котла). В современном котле со слоевой топкой, при значениях теплонапряжения – qv = 0.23 — 0.45 МВт/м3, химический недожог составляет 0.5 – 2%, при увеличении qv (с 0.45 до 0.7), химический недожог резко возрастает и достигает 5%.
Потери тепла с механическим недожогом – q4 – сумма потерь теплоты с уносом, шлаком и провалом. Для слоевых топок величина потерь с уносом зависит от теплонапряжения(читай выдаваемая мощность) в топочном объёме (МВт) отнесённого к площади зеркала горения (qv / площадь решётки = qr ). С увеличением qr (т.е. с форсировкой котла), резко увеличивается доля несгоревшего топлива уносимого с продуктами сгорания (потери с уносом). Так, с увеличением qr с 0.93 до 1.63 (в 1.7 раза) величина потерь с уносом возрастает с 3 до 21% (в 7 раз). Потери теплоты со шлаком, возрастают, с увеличением зольности топлива и ростом теплонапряжения. Потери теплоты с провалом зависят от спекаемости топлива, содержания в топлива мелочи и от конструкции колосниковой решётки. При использовании охлаждаемой уголковой решётки потери теплоты с провалом не превышают 0.5%. В современном котле со слоевой топкой потери тепла с механическим недожогом – q4 — составляют 1-5%.
Потери тепла от наружного охлаждения – q5 – наблюдаются в связи с тем, что температура наружной поверхности котла всегда выше температуры окружающей среды. Котёл в лёгкой обмуровке имеет величину потерь – q5 – в пределах 0.5%
Прочие потери тепла – q6 – сумма потерь с физической теплотой шлака, на охлаждение панелей и балок, не включённых в циркуляционную систему котла – как правило, не превышают 0.5-2%
Как увеличить КПД котла
Очевидный способ увеличения КПД – снижение потерь с теплом уходящих газов (q2).
Пример 4:
Рассмотрим котёл №1 и котёл №2, номинальной мощностью 0.5 ГКал/час каждый, топливо уголь (5000кКал), имеющих разную температуру уходящих газов:
- Температура уходящих газов котла №1 – 380 °С, котла №2 – 190 °С
- Расход сетевой воды на каждом из котле №1,2 – 20 м3/час.
- Перепад температур на входе / выходе воды из котла №1,2 – 25 °С.
Котёл №1 – Вычисляем:
- Мощность(ГКал/ч) 20 * 25 / 1000 = 0.5 ГКал/ч.
- Потери КПД (%) 380 / 15 + 2 + 3 + 2 = 32.3% (q2…q6)
- КПД котла(%) 100 – 32,3 = 67.7%
- Расход топлива (кг/ч) 0.5 / (5000*67.7) * 108 = 147,7
Котёл №2 – Вычисляем:
- Мощность(ГКал/ч) 20 * 25 / 1000 = 0.5 ГКал/ч.
- Потери КПД (%) 190 / 15 + 2 + 3 + 2 = 19.6% (q2…q6)
- КПД котла(%) 100 – 19,6 = 80.4%
- Расход топлива (кг/ч) 0.5 / (5000*80.4)* 108 = 120
Сравнивая КПД котлов и расход топлива, делаем вывод:
- Снижение температуры уходящих газов котла №1 с 380 до 190, приведёт к увеличению его КПД на 12.7%, и сокращению расхода угля на 18.7%.
- Один из вариантов снижения температуры уходящих газов — установка экономайзера.
коэффициент полезного действия котла — это… Что такое коэффициент полезного действия котла?
- коэффициент полезного действия котла
3.9 коэффициент полезного действия котла ηK: Отношение теплопроизводительности Q к теплопотреблению QB:
Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации. academic.ru. 2015.
- Коэффициент полезного действия коллектора
- коэффициент полезного действия КПД
Смотреть что такое «коэффициент полезного действия котла» в других словарях:
КОЭФФИЦИЕНТ ПОЛЕЗНОГО ДЕЙСТВИЯ КОТЛА — (Boiler efficiency) отношение количества теплоты, переданной воде котла для превращения ее в пар при сжигании 1 кг топлива, к величине теплотворной способности топлива, т. е. количеству тепла, которое выделяется при полном сжигании 1 кг топлива.… … Морской словарь
коэффициент полезного действия — 3.1 коэффициент полезного действия : Величина, характеризующая совершенство процессов превращения, преобразования или передачи энергии, являющаяся отношением полезной энергии к подведенной. [ГОСТ Р 51387, приложение А] Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
КОЭФФИЦИЕНТ ПОЛЕЗНОГО ДЕЙСТВИЯ — отношение полезно затрачиваемой работы или получаемой энергии ко всей затраченной работе или соответственно потребляемой энергии. Напр., К. п. д. электродвигателя отношение механ. мощности, им отдаваемой, к подводимой к нему электр. мощности; К.… … Технический железнодорожный словарь
Коэффициент полезного действия — Запрос «КПД» перенаправляется сюда; см. также другие значения. Коэффициент полезного действия (КПД) характеристика эффективности системы (устройства, машины) в отношении преобразования или передачи энергии. Определяется отношением полезно… … Википедия
коэффициент полезного действия h — 3.7 коэффициент полезного действия h , %: Отношение полезной выходной мощности к подводимой теплоте. Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
ГОСТ Р 54442-2011: Котлы отопительные. Часть 3. Газовые котлы центрального отопления. Агрегат, состоящий из корпуса котла и горелки с принудительной подачей воздуха. Требования к теплотехническим испытаниям — Терминология ГОСТ Р 54442 2011: Котлы отопительные. Часть 3. Газовые котлы центрального отопления. Агрегат, состоящий из корпуса котла и горелки с принудительной подачей воздуха. Требования к теплотехническим испытаниям оригинал документа: 3.10… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Паровоз ФД — «Феликс Дзержинский» Паровоз ФД21 3125 Основные данные … Википедия
ФД — Феликс Дзержинский … Википедия
ГОСТ Р 54440-2011: Котлы отопительные. Часть 1. Отопительные котлы с горелками с принудительной подачей воздуха. Терминология, общие требования, испытания и маркировка — Терминология ГОСТ Р 54440 2011: Котлы отопительные. Часть 1. Отопительные котлы с горелками с принудительной подачей воздуха. Терминология, общие требования, испытания и маркировка оригинал документа: 3.11 аэродинамическое сопротивление газового… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Электродный котёл — В этой статье не хватает ссылок на источники информации. Информация должна быть проверяема, иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена. Вы можете … Википедия
КПД котла – Таганрог Газоаппарат
Многим из школьного курса физики известно, что КПД (коэффициент полезного действия) это соотношение, сколько энергии затрачено на выполнение какого либо действия к общему объему энергии в %. Это показатель эффективности работы какого либо оборудования в целом, поэтому, чем он выше, тем лучше. Однако достичь 100% значения не удалось еще ни в одной механической системе, поскольку существуют потери энергии по различным причинам.
КПД котла так же показывает, какое количество производимой энергии от сжигаемого топлива идет на процессы отопления и сколько энергии может быть потеряно.
Среди энергетических потерь можно выделить следующие причины:
1. Отведение горячих газов;
2. Механическая и химическая неполнота сгорания топлива;
3. Отдача тепла котлом в окружающую среду
4. Удаление золы в процессе работы котла для твердотопливных агрегатов.
Существует несколько способов расчета КПД котла, среди них самый популярный и наиболее удобный – это метод обратного теплового баланса – производится расчет всех возможных потерь и вычитается из 100%. Такой расчет конечно же может произвести не каждый покупатель котлов, поэтому данный показатель сразу приводиться производителями котлов в технической документации. Современные котлы имеют достаточно высокий КПД от 80 до 95% в зависимости от модели и технических новшеств, которые там используются.
Одной из перспективных технологий по предотвращению тепло потерь является применения метода конденсации угарных газов и возврата части тепла в систему обратно. В результате работы технологии получается раствор кислоты, который является достаточно агрессивным, поэтому необходимо организовать грамотную утилизацию конденсата. При изготовлении самого котла и оборудовании дымохода необходимо использовать коррозионностойкие элементы. Такие котлы имеют КПД 105-107% – интересные цифры, если учесть, что КПД больше 100% быть не может. Это связано с некоторыми допущениями при расчете КПД у обычных котлов, когда же стали применять конденсационный метод, то эффективность работы возросла на 15-20% и получились такие значения. При грамотном расчете и учете всех показателей влияющих на полезную работу котла в реальности стандартные котлы показывают мощность на уровне 70-80%, а конденсационные – 85-90%.
КПД котла достаточно важный параметр, который показывает экономичность работы и как следствие уровень расхода топлива. Несмотря на то, что газ является достаточно распространенным видом топлива и цена на него не высока относительно других видов, однако длительный период отопления в суровых климатических условиях может стоить достаточно дорого. Твердотопливные котлы так же подвержены теплопотерям как и газовые, при этом у газа, угля или древесины разная тепловая производительность, а так же степень сгорания.
Существуют специальное оборудование для анализа работы котлов – переносной газоанализатор в реальном режиме времени эти устройства способны определить мощность работы котла без учета потерь и другие технические параметры. Устройство имеет термопринтер, может осуществлять мониторинг параметров горения в течение долгого времени как сам по себе, так и в паре с компьютером. Существуют портативные варианты, которые немного ограничены в функциональных возможностях, но более компактны.
Выбирая и покупая газовый котел необходимо проанализировать его технические характеристики – это в первую очередь номинальную мощность, КПД, теплопроизводительность, а так же расход газа или другого топлива. Естественно, что использование современной автоматики, которая способна более эффективно управлять работой котла, а так же новые энергосберегающие технологии могут значительно повлиять на конечную стоимость оборудования. Поэтому каждый покупатель ищет золотую середину, допуская при этом отсутствие некоторых технических новинок. Главное что бы котел работал без поломок и максимально соответствовал перечисленным технически параметрам, заявленным в паспорте на оборудование.
КПД котла
КПД котла может обозначаться
- КПД сгорания — указывает на способность горелок сжигать топливо, измеряемую по несгоревшему топливу и избытку воздуха в выхлопе
- Тепловой КПД — указывает на эффективность теплообменников для передачи тепла от процесса сгорания воде или пару в котле, исключая радиационные и конвекционные потери
- Эффективность топлива к жидкости — показывает общий КПД котла, включая тепловой КПД теплообменника, радиационные и конвекционные потери — вывод делится на ввод.
КПД котла обычно обозначается либо термическим КПД, либо КПД по соотношению топлива к жидкости в зависимости от контекста.
КПД котла
КПД котла, связанный с котлами отдача энергии котлам потребляемая энергия может быть выражена как:
КПД котла (%) = 100 (тепло, отводимое жидкостью (вода, пар. .) / тепло, обеспечиваемое топливом) (1)
Тепло, передаваемое из котла в жидкость
Если жидкость, такая как вода, используется для передачи тепла от котла — теплопередачу можно выразить как:
q = (м / т) c p dT (2)
где
q = теплопередача (кДж / с, кВт)
м / т = массовый расход (кг / с)
m = масса (кг)
t = время (с)
c p = удельная теплоемкость (кДж / кг o В)
900 32 dT = разница температур между входом и выходом котла ( o C)
Для парового котла тепло, отводимое в виде испаренной воды при температуре насыщения, может быть выражено как:
q = (м / т) ч e (3)
, где
m = массовый расход испарившейся воды (кг)
t = время (с)
h e = энергия испарения в паре при давлении насыщения, в котором работает котел (кДж / кг)
Тепло, выделяемое топливом
Энергию, выделяемую топливом, можно выразить двумя способами — « брутто» или «Чистая» теплотворная способность .
Высшая теплотворная способность
Это теоретическая общая энергия топлива. Высшая теплотворная способность топлива включает энергию, используемую для испарения воды в процессе сгорания. Дымовые газы котлов, как правило, не конденсируются. Фактическое количество тепла, доступного для котельной, поэтому уменьшается.
Точный контроль подачи воздуха важен для эффективности котла.
- слишком много воздуха охлаждает печь и уносит полезное тепло.
- слишком мало воздуха, и сгорание будет неполным.Несгоревшее топливо будет унесено, и будет образовываться дым.
Низшая теплотворная способность
Низшая теплотворная способность не включает энергию водяного пара, отводимого в дымовую трубу в процессе сгорания. Процесс горения может быть выражен как:
[C + H (топливо)] + [O 2 + N 2 (Воздух)] -> (Процесс горения) -> [CO 2 + H 2 O + N 2 (тепло)]
, где
C = Углерод
H = Водород
O = Кислород 5
= Азот
В целом можно использовать приближение:
низшая теплотворная способность = высшая теплотворная способность — 10%
БТЕ в мазуте
Топливо | Единица | Энергия (БТЕ) |
---|---|---|
No.1 Масло | галлонов | 137400 |
№ 2 Нефть | галлонов | 139600 |
№ 3 Масло | галлонов | 141800 |
141800 | ||
Масло № 5 | Галлон | 148800 |
Масло № 6 | Галлон | 152400 |
Природный газ | куб.футы | 950-1050 |
Пропан | куб. футы | 2550 |
Бутан | куб. фут. | 3200 |
- 1 британская тепловая единица = 1055,06 Дж
- 1 галлон (США) = 3,785×10 -3 м 3 = 3,785 дм 3 (литр )
- 1 фут 3 = 0,02832 м 3
Что такое ErP? Объяснение эффективности котла
КПД котла показывает, сколько топлива, подаваемого в котел, будет преобразовано в полезное тепло для вашей системы отопления.
Система оценки энергоэффективности, которую мы используем в Великобритании, известна как ErP, что означает Директиву по энергетическим продуктам. ErP был введен Европейским союзом (ЕС) в сентябре 2015 года, заменив рейтинговую систему SEDBUK (Seasonal Efficiency of Domestic Boilers UK).
Узнайте больше об ErP и узнайте, как знание эффективности котла может помочь снизить ваши счета за отопление.
Какой КПД котла?
КПД котла определяется тем, какая часть топлива превращается в полезную энергию по сравнению с тем, сколько топлива расходуется в процессе.Он рассчитывается как процент, который соответствует рейтингу письма с сертификатом ErP от A +++ до G.
Например, если у вас есть высокоэффективный агрегат с КПД котла 94%, 94% топлива будет использовано для отопления дома, а 6% будет потрачено впустую. С финансовой точки зрения эффективность котла: на каждый фунт стерлингов, потраченный на отопление дома котлом с КПД 94%, тратится 6 пенсов.
Почему важна эффективность котла?
Для большинства домовладельцев 50-60% счетов за электроэнергию приходится на отопление.Чем выше КПД котла, тем дешевле будут ваши счета за электроэнергию. Если вы замените котел с КПД 88% на модель с КПД 91%, то особо заметного сокращения ваших счетов не будет, но можно получить большую экономию, заменив старые неэффективные котлы класса G на современные высокоэффективные системы отопления. .
Кроме того, когда котел выбрасывает топливо, он выбрасывает его в виде углерода в атмосферу — главную причину изменения климата. Котлы с более высоким КПД производят меньше углерода, что делает их более эффективными.
По оценке Energy Saving Trust, при замене котла G-класса на энергоэффективную модель возможна следующая годовая экономия. Если учесть, что средний срок службы котла составляет около 10-15 лет, потенциальная экономия будет значительной.
Тип дома | Годовая экономия при замене системы с рейтингом G (КПД котла | Годовая экономия при замене системы с рейтингом F (КПД котла 70-74%) | Годовая экономия при замене системы с рейтингом E (КПД котла 74-78%) | Годовая экономия при замене системы с рейтингом D (КПД котла 78-82%) |
---|---|---|---|---|
Смежный дом | £ 200 | £ 140 | £ 120 | £ 120 |
Обособленный | £ 305 | £ 210 | £ 180 | £ 180 |
Отдельное бунгало | £ 155 | £ 105 | £ 90 | £ 90 |
Дом со средней террасой | £ 175 | £ 120 | £ 105 | £ 105 |
Средний этаж | £ 95 | £ 65 | £ 55 | £ 55 |
Что такое директива ErP?
Речь идет о сокращении нашего негативного воздействия на окружающую среду за счет снижения выбросов углерода в Европе на 20% к 2020 году (по сравнению с уровнем 1990 года).ЕС намеревается постепенно отказаться от неэффективной бытовой техники, уменьшить нашу зависимость от ископаемых видов топлива, таких как нефть и газ, и увеличить использование возобновляемых источников энергии на 20%.
ErP применяется ко всем изделиям отопления для жилых и коммерческих помещений в Европе и имеет 2 основных преимущества:
- Маркировка энергоэффективности стала более четкой, поэтому потребители могут выбирать наиболее энергоэффективные продукты, что позволяет им сократить выбросы углерода и сэкономить деньги на счетах за электроэнергию.
- ErP ввел новые правила для производителей, известные как «Экодизайн»; продукты, такие как котлы, теперь должны были соответствовать более высоким критериям энергоэффективности, прежде чем их можно было продавать.Котлы, которые не соответствовали требуемому стандарту, больше не могли производиться или приобретаться, и могли быть установлены только те, которые были куплены до 15 сентября 2015 года.
Энергетическая этикетка ErP
Согласно ErP, котлы должны иметь маркировку с указанием уровня эффективности от G (самая низкая эффективность) до A +++ (самая высокая эффективность).
Вот как выглядит этикетка ErP:
Источник HHIC
Производители и розничные торговцы несут ответственность за обеспечение точной маркировки своей продукции, а установщик, который устанавливает ваш новый котел, должен оценить энергоэффективность всей вашей системы отопления.Например, если они устанавливают котел с рейтингом А с интеллектуальным термостатом, элементы управления должны повысить эффективность вашей системы, и они должны будут дать вам оценку для обоих вместе.
В чем разница между SEDBUK и ErP?
Первоначально рейтинги SEDBUK были представлены буквами A — G. Однако, поскольку был введен ErP, который также использует буквы (от A +++ до G), буквы SEDBUK были удалены, чтобы избежать путаницы. Энергоэффективность SEDBUK теперь обычно отображается в процентах.
Новые рейтинги ErP рассчитываются несколько иначе, чем старые рейтинги SEDBUK; в результате КПД котла оказывается ниже в системе ErP. Кроме того, современные конденсационные котлы теперь по закону должны соответствовать минимальной эффективности 92%, поэтому большинство новых котлов будут соответствовать этому стандарту. Это означает, что для потребителей нет реальной разницы, и поэтому многие производители предпочитают показывать как процент SEDBUK, так и рейтинг ErP.
Если вы хотите сравнить энергоэффективность котлов, то показатель SEDBUK — лучший способ сделать это, но между новыми котлами редко бывает больше 1-2%.
Примечание: При сравнении показателей SEDBUK вы можете увидеть как SEDBUK 2005, так и SEDBUK 2009, поскольку рейтинговая система SEDBUK была скорректирована в 2009 году для использования процентов, а не букв. Некоторые старые котлы были проверены на эффективность по критериям SEDBUK 2005. Для понимания разницы между котлом Sedbuk 2005, работающим на газе, жидком топливе или сжиженном нефтяном газе с КПД 90%, эффективность в системе Sedbuk 2009 составляет 88%. Проверьте энергоэффективность вашего котла в Руководстве по домашнему отоплению.
Потом появился Boiler Plus…
ErP был запущен в сентябре 2015 года, но с тех пор правительство Великобритании сделало еще один шаг в стремлении к повышению энергоэффективности.
В апреле 2018 года вступил в силу закон «Котел Плюс», повышающий минимальный уровень эффективности всех газовых котлов, произведенных и установленных в Англии, до 92% ErP. Он также заявил, что необходимо принять другие меры по повышению энергоэффективности, такие как:
- Контроль времени и температуры требуется для всех газовых и масляных котельных Комбинированные котлы
- также должны включать в себя одно из следующего: погодная компенсация, компенсация нагрузки, рекуперация тепла дымовых газов, интеллектуальное управление.
В то время как ответственность за маркировку ErP была возложена на производителей, розничных продавцов и установщиков, Boiler Plus также требует от потребителей активизировать свои действия. Домовладельцы, сознательно разрешившие установку котла, не отвечающего требованиям, могут столкнуться с судебным преследованием и штрафами в размере до 5000 фунтов стерлингов.
Как конденсационные котлы повышают эффективность?
Конденсационные котлы высокоэффективны и производят меньше углерода, чем обычные котлы, поэтому все установки в Великобритании с 2005 года должны быть конденсационными.
Котел сделан конденсационным путем добавления системы рекуперации дымовых газов (чего нет в котлах без конденсации), которая может производить больше тепла из отходящих газов, которое в противном случае было бы потеряно. Таким образом, конденсационные котлы способны производить больше тепла из того же количества топлива.
Конденсационные котлыспособны достичь такого высокого уровня эффективности, что все они имеют рейтинг ErP A.
Насколько эффективен мой котел?
Все котлы должны поставляться с этикеткой энергоэффективности, которая наклеивается на сам агрегат или прилагается к документации на котел.Если вы не можете найти этикетку эффективности, то можно узнать эффективность котла, указав название производителя, модель и номер модели. Отправив эту информацию в базу данных PCBD, вы сможете узнать КПД вашего котла. У нас также есть полный список котлов в нашем инструменте сравнения котлов, который показывает эффективность.
Стоит отметить, что с течением времени КПД котла будет постепенно снижаться с возрастом. Это одна из причин, по которой важно заменить старые системы отопления на более современные, которые будут более эффективными и помогут сэкономить деньги на счетах за электроэнергию.
Как эффективно использовать котел
Чтобы котел работал с максимальной эффективностью, его необходимо эффективно использовать. Есть несколько способов повысить КПД котла:
- Центральное отопление не работает весь день
- Выключите центральное отопление, когда ваш дом пуст
- Установите на бойлере более низкую температуру — рекомендуемая температура горячей воды для бытового потребления составляет 60 ° C, а для центрального отопления — 75 ° C. Более низкие температуры не только эффективнее, но и безопаснее
- Понижение температуры на термостате на один градус может сэкономить 65 фунтов стерлингов в год на счетах за отопление.
- Установите умный термостат, такой как Nest Learning Thermostat или Hive Active Heating, который даст вам больший контроль (даже когда вас нет дома) и может адаптироваться к вашим привычкам в отоплении.
Любой, у кого есть комбинированный котел, может воспользоваться нашим руководством, чтобы узнать, как эффективно использовать комбинированный котел.
Какие котлы самые эффективные?
Согласно новым правилам, все производители предлагают конденсационные котлы в виде комбинированных, системных и обычных агрегатов. Производителями с лучшей репутацией в области поставок котлов с высоким КПД являются Ideal, Vaillant и Worcester Bosch.
Конденсационный котел модели | SEDBUK SAP Сезонная эффективность, 2009 г. | ErP Сезонная эффективность отопления помещений | Рейтинг ErP |
---|---|---|---|
Идеальная логика Макс Комби | 89.6% | 94% | А |
Vaillant ecoTEC Plus Combi | 89,3% | 94% | А |
Вустер 2000 | 89,4% | 93% | А |
Объяснение эффективности электрического котла | Руководство котла
Электрические котлы часто маркируются как имеющие КПД 99-100%, но тот же самый агрегат также получает рейтинг D за КПД.Это по сравнению с газовыми котлами, которые, как правило, достигают КПД около 92%, но имеют рейтинг А.
Итак, насколько эффективны электрические котлы и почему они не имеют категории А? Ответ заключается в том, что большая часть электроэнергии в Великобритании производится на ископаемом топливе, при котором выделяется в два раза больше углерода, чем при использовании природного газа.
Насколько эффективны электрические котлы?
КПД всех котлов, независимо от типа топлива, отображается в процентах и в виде рейтинга ErP.Процентный показатель дает вам представление о том, сколько энергии теряется при работе котла, в то время как рейтинги ErP были введены Европейским Союзом (ЕС) для маркировки котлов с рейтингом от A +++ (самый высокий уровень эффективности) до G (самый низкий КПД). рейтинг).
Сравнение эффективности установленных рядом электрических, газовых и масляных котлов может быть сложной задачей, потому что, несмотря на эффективность 99-100%, электрические котлы, как правило, имеют рейтинг ErP D. С другой стороны, все конденсационные газовые и масляные котлы должен достичь минимального уровня эффективности 92%, но этого достаточно, чтобы присвоить им рейтинг ErP A.
Производитель | Модель котла | Вид топлива | Выход | Энергоэффективность | Рейтинг ErP |
---|---|---|---|---|---|
Ферроли | ЛЕБ ТС | Электрический | 12 кВт | 99,5% | D |
Worcester Bosch | Greenstar 9i | Газ | 9 кВт | 93% | А |
Firebird | Кухня Envirogreen ™ | Нефть | 18 кВт | 93% | А |
Причина, по которой электрические котлы, в данном случае Ferroli LEB TS, имеют такой высокий коэффициент полезного действия, заключается в том, что во время работы теряется очень мало энергии или она отсутствует.Между тем, 7% топлива, используемого в этих газовых и масляных котлах, тратится впустую, что означает, что на каждый фунт стерлингов, потраченный на отопление дома, теряется 7 пенсов. Газовые и масляные котлы не могут сравниться с электрическими котлами по энергоэффективности, так как они очень редко достигают КПД выше 93%.
Итак, с точки зрения энергоэффективности электрический котел является безоговорочным лидером, но рейтинг ErP намного ниже, поэтому сравнение электрических котлов с газовыми и масляными агрегатами может запутаться. Причина этого сводится к тому, как вырабатывается электроэнергия и сколько стоит ее эксплуатация.
Как вырабатывается электроэнергия?
В Великобритании электричество вырабатывается несколькими способами для обеспечения постоянного снабжения, в том числе:
- Ископаемое топливо
- Ядерная
- Возобновляемые источники энергии
- Импорт (электрическая сеть Великобритании подключена к сетям в Ирландии, Франции и Нидерландах, которые могут использоваться для импорта и экспорта электроэнергии по мере необходимости)
Подавляющее большинство электроэнергии в Великобритании производится за счет ископаемого топлива, которое не только отрицательно сказывается на окружающей среде, но и становится все более дорогостоящим.Это в какой-то мере объясняет низкий КПД электрических котлов.
Объяснение эффективности электрического котла
Все котлы имеют рейтинг ErP (Директива по энергетическим продуктам), который дает потребителям четкое представление о том, насколько эффективно котел будет работать, от A до G.
Если посмотреть на газовые котлы, вы увидите, что почти все они имеют рейтинг A, тогда как электрические котлы, как правило, имеют рейтинг D, и для этого есть несколько причин:
- Электричество дорогое (13.19 пенсов / кВтч для стандартного тарифа на электроэнергию и 3,48 пенсов / кВтч для газа в соответствии со Стандартной процедурой оценки 2012 г.)
- Электроэнергия считается углеродоемким топливом
Выбросы при производстве природного газа перед доставкой на дом составляют 0,216 кг CO2 на киловатт-час (кВтч). Между тем, выбросы от производства электроэнергии составляют 0,519 кг CO2 на кВтч, что более чем вдвое превышает выбросы от природного газа, и в результате электричество считается более углеродоемким, чем природный газ.
Теперь о технической части. Поскольку электричество является углеродоемким топливом, единицы электроэнергии делятся по «топливному коэффициенту», что снижает эффективность. Топливный коэффициент рассчитывается путем вычисления квадратного корня из отношения выбросов углерода для топлива (в данном случае электричества) к коэффициенту выбросов для газа. Это дает электричеству топливный коэффициент 1,55, что выше, чем у газа, сжиженного нефтяного газа и нефти. Вы можете увидеть математические расчеты топливного фактора в таблице ниже.
Выбросы углерода (кгCO2 / кВтч) | Множественные выбросы газа | Топливный фактор | |
---|---|---|---|
Природный газ | 0.216 | 1,00 x | 1,00 |
Электроэнергия | 0,519 | 2.40x | 1,55 |
СНГ | 0,241 | 1,12 x | 1,06 |
Масло | 0,298 | 1,38x | 1,17 |
Единственный способ снизить этот топливный коэффициент и повысить рейтинг ErP — это заставить большее количество поставщиков энергии производить электроэнергию с использованием возобновляемых источников энергии.И это может произойти уже к 2025 году, когда National Grid прокомментирует: «Мы считаем, что к 2025 году мы сможем полностью управлять электроэнергетической системой Великобритании с нулевым выбросом углерода».
Таким образом, в то время как электрический бойлер может нагревать воду с минимальными потерями тепла или без них, обеспечивая КПД агрегата 99-100%, по топливному коэффициенту рейтинг ErP оказывается низким, поскольку генерация на электростанции производит большое количество углерода. Кроме того, электричество дорого обходится, что также снижает рейтинг ErP.
Вам также необходимо обратить внимание на коэффициент полезного действия водонагревателя. В водонагревателе накапливается горячая вода, которую можно использовать в домашних условиях. От того, насколько хорошо изолирован цилиндр, будет зависеть, сколько тепла уйдет и потребуется ли лишняя энергия для повторного нагрева воды. Чем выше рейтинг КПД, тем лучше водонагреватель предотвращает утечку тепла.
Что делать, если я работаю с поставщиком возобновляемой энергии?
Даже если вы работаете с поставщиком возобновляемых источников энергии, который производит электричество с использованием солнечной или ветровой энергии, ваш электрический котел все равно будет учитываться.
Рейтинг эффективности котла — SEDBUK
Получите бесплатные цитаты- О нас
- Свяжитесь с нами
- Торговая площадка
- Сравнить предложения
- Найдите инженера
- Сравнить котлы
- Тип топлива
- Газ
- Нефть
- Электрический
- Котел тип
- Обычный
- Комби
- Система
- Производителей
- Альфа
- Аристон
- Атаг
- Бакси
- Biasi
- Ферроли
- Светящийся червь
- Грант
- Идеал
- Интергаз
- Основная
- Поттертон
- Ravenheat
- Vaillant
- Viessmann
- Вокера
- Warmflow
- Вустер Бош
- Тип топлива
- Гиды и советы
Калькулятор КПД котла | Самые эффективные котлы
Эффективные комбинированные котлы
Производитель / Модель | Минимальная мощность | Цена | Максимальная мощность | литров в минуту для горячей воды |
---|---|---|---|---|
Ravenheat HE80 | 3.6кВт | £ 649 | 25 кВт | 10,2 |
Alpha Evoke | 3,8 кВт | £ 670 | 28 кВт | 12,1 |
Интергаз Xclusive 24 | 3,6 кВт | £ 969 | 19кВт | 9,8 |
Идеальный Vogue C26 | 4.0 кВт | £ 1 005 | 19кВт | 10,6 |
Baxi EcoBlue Advance | 4.9кВт | £ 1 020 | 19кВт | 9,8 |
Viessmann Vitoden 200 | 1,9 кВт | £ 1 602 | 25 кВт | 15,7 |
Вустер 8000 30 | 3,0 кВт | £ 1 305 | 30 кВт | 10,7 |
Vaillant ecoTEC Зеленый iQ 835 | 3,9 кВт | £ 1 651 | 26 кВт | 14.5 |
Интергаз Экстрим | 3,6 кВт | £ 1,269 | 30 кВт | 13,3 |
Котлы, работающие только на тепло
Производитель / Модель | Эффективность | Цена | Тепловая мощность |
---|---|---|---|
Энергия светящегося червя 15 | 4.5кВт | £ 755 | 15 кВт |
Ideal Logic Heat + | 4.9 кВт | £ 740 | 15 кВт |
Vaillant ecoTEC Plus 15 | 4,5 кВт | £ 880 | 15 кВт |
Вустер Гринстар Ри 15i | 5,0 кВт | £ 830 | 15 кВт |
Вустер Бош 8000 | 3,0 кВт | £ 1,275 | 30 кВт |
Vaillant ecoFIT Pure 415 | 4.5кВт | £ 775 | 15 кВт |
Котлы Efficient System
Производитель / Модель | Минимальная мощность | Цена | Максимальная мощность |
---|---|---|---|
Ravenheat CS 24 | 4.0 кВт | £ 546 | 25 кВт |
Идеальная система Vogue 15 | 3.2кВт | £ 981 | 15 кВт |
Vaillant ecoTEC plus 618 | 4.0 кВт | £ 1 070 | 18 кВт |
Worcester 8000 30 кВт | 3,2 кВт | £ 1 305 | 30 кВт |
Viessmann Vitodens 200 19 | 1,9 кВт | £ 1,470 | 19кВт |
Vaillant ecoTEC plus 615 | 3,2 кВт | £ 925 | 15 кВт |
Glow Worm Energy 12 | 4.5кВт | £ 690 | 12 кВт |
Вустер Гринстар 9i | 3,0 кВт | £ 903 | 9 кВт |
Вустер Гринстар 12i | 3,1 кВт | £ 900 | 12 кВт |
Калькулятор энергии: Какова моя потенциальная экономия топлива с новым котлом?
Годовые счета составляют от 750 до 1000 фунтов стерлингов. Мы знаем, что установка нового конденсационного котла класса A повысит КПД на 14% — 34% при правильной настройке (как указано выше).
Замена котла, которому чуть больше 10 лет, не сильно снизит ваши счета за газ, если вообще не снизит. Если он надежный, с низкими затратами на обслуживание, то его замена не имеет смысла. Однако плохо спроектированные котлы с высокими затратами на техническое обслуживание, вероятно, стоит заменить.
Котел возрастом более 20 лет, с другой стороны, будет очень неэффективным, и обновление до современного котла, вероятно, сэкономит более высокую цифру в размере около 340 фунтов стерлингов в год, но только при правильной настройке.
Рассчитайте свой счет за электроэнергию:
1) Возьмем свой годовой счет за отопление за прошлый год, например, 800 фунтов стерлингов.
2) Оцените КПД вашего текущего котла в зависимости от его возраста, например 80%
3) Оцените КПД вашего нового котла. NB, если у вас нет высококвалифицированного установщика, повышение эффективности может составить максимум 5%.
4) Вычтите КПД вашего существующего котла 80% из КПД нового котла 85% для расчета повышения КПД, в данном случае 20%
5) Умножьте свой годовой счет на топливо на% повышения эффективности, чтобы получить показатель экономии топлива: 800 фунтов стерлингов x 0.05 = 40 фунтов стерлингов сбережений в год
Какой срок окупаемости нового котла
«Срок окупаемости» — это количество лет, которое потребуется, чтобы окупить первоначальную стоимость нового котла за счет экономии на счетах за топливо и снижения затрат на техническое обслуживание.
Стоимость установки нового котла обычно варьируется от 1 400 фунтов стерлингов для простой «замены» котла начального уровня, работающего только на тепло. Возможно, до 4000 фунтов стерлингов за большой комбинированный котел премиум-класса со всем остальным.Стоимость большинства новых котельных составляет от 2000 до 3000 фунтов стерлингов.
При цене, скажем, 2 500 фунтов стерлингов, новый котел, который обеспечивает экономию энергии в 40 фунтов стерлингов в год, не окупит свою стоимость.
Получение максимальной эффективности от существующих систем
Эффективность котла, конечно, важна и может принести приличную экономию. Однако эффективность системы отопления более важна, и ее достижение может стоить намного меньше. Если у вас есть надежный конденсационный котел, то стоит подумать о мерах по повышению эффективности системы отопления, прежде чем рассматривать новый котел.
Важность котла правильного размера
Котлы обычно увеличивают «на всякий случай». Однако завышение размеров, как правило, примерно на 10 кВт больше, чем потребность дома в тепле. Например, стандартная трехкомнатная терраса с двойным остеклением и изоляцией чердака потребует тепла около 6-8 кВт. Согласно практическому правилу, следует указать котел мощностью 15-24 кВт.
Превышение номинала котла приведет к его циклическому включению и выключению. Это нагревательный эквивалент застревания в пробке в центре города по сравнению с поездкой по автомагистрали.Как и ваш автомобиль, ваш котел будет сжигать больше топлива, а его компоненты будут подвергаться большей нагрузке, что приведет к ускоренному износу. Он также редко будет работать в так называемом «конденсационном режиме», когда его эффективность может достигать 90%.
Важность действительно сбалансированной системы
Балансировка системы происходит в рамках ввода в эксплуатацию при установке нового котла. Этот процесс заключается в том, чтобы все радиаторы нагревались и выделяли необходимое количество тепла. Балансировка включает ограничение потока к радиаторам, расположенным ближе к котлу, чтобы протолкнуть горячую воду к радиаторам, находящимся дальше.Цель состоит в том, чтобы вода попадала в радиатор под углом 70 градусов и покидала радиатор под углом 50 градусов, чтобы вернуться в котел, то есть через радиатор в комнату передается 20 градусов тепла. Когда температура возврата в котел составляет 50 градусов или, в идеале, ниже, котел может работать в так называемом «конденсационном режиме», когда он может достичь более высокого КПД.
Интеллектуальное управление и контроль компенсации
Boiler Plus — это новый регламент, вступивший в силу в апреле 2018 г. (подробнее о Boiler Plus см. Здесь).Он требует, чтобы все новые комбинированные котлы были оснащены передовыми системами обогрева, обычно одним из трех видов усовершенствованных средств управления обогревом. Для новых отопительных и системных котлов в настоящее время требуется только термостат и программатор. Однако все существующие котлы получат огромную выгоду от усовершенствованного управления.
Наиболее эффективными являются так называемые «компенсационные меры». Это снижает мощность котла в зависимости от температуры наружного воздуха и помогает ему работать в течение более длительных периодов времени при более низкой мощности, что намного эффективнее.
Стоимость контроля компенсации будет составлять около 140 фунтов стерлингов по частям и 60 — 150 фунтов стерлингов (как очень приблизительное указание) на оплату труда в зависимости от того, нужно ли инженеру проложить провод к котлу или нет; некоторые программисты будут работать удаленно без проводов!
Подробнее о термостатических регуляторах читайте в нашем Руководстве по регуляторам отопления.
ПОВЫШЕНИЕ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ УСТАНОВОК КОТЛА И НАГРЕВАТЕЛЯ
Системный подход к повышению энергоэффективности котлов С, а не бессистемные улучшения С, включает несколько упрощенных шагов, как показано на Рис. 2 .
Рисунок 2. Программа повышения эффективности котлов
Текстовая версия — Рисунок 2Рисунок 2. Программа повышения эффективности котла
Следующие шаги являются частью цикла:
- Пуск — Определить текущее состояние: провести аудит котельной системы.
- Определение текущих и ближайших потребностей в отоплении и связанных с ними требований котельной.
- Определите пробел: исследуйте и классифицируйте варианты улучшения.
- Установите цели и задачи по улучшению (например, модернизация установок и оборудования, контроль эффективности, показатели производительности, выбросы и т. Д.).
- Определите план внедрения и приступайте к реализации.
- Проверяйте результаты и постоянно улучшайте.
Аудит котельной системы (см. Упрощенный контрольный список аудита в Приложении), скорее всего, выявит потери энергии и неэффективность. Цель хорошего управления энергопотреблением — минимизировать их.Окупаемость может быть значительной как с точки зрения экономии, так и с точки зрения выбросов.
Рисунок 3 дает практический совет относительно того, куда следует направить усилия по энергосбережению. Каким бы важным ни была экономическая и эффективная работа котельной системы, ее не следует рассматривать изолированно. Для дальнейших возможностей энергосбережения и рекуперации энергии необходимо проверить следующее:
- потребности в отоплении и аспекты энергоэффективности теплопотребляющих процессов, продуктов и оборудования; и
- системы распределения тепла (например, пар и конденсат).
Потери тепла и энергии в котельной можно уменьшить несколькими способами. Некоторые из них, такие как комбинированное производство тепла и электроэнергии (когенерация), сложны и сложны; другие могут быть легко реализованы и предлагают хорошую окупаемость.
Рисунок 3. Типовой энергетический баланс котла / нагревателя
(до улучшений)
Рисунок 3. Типовой энергетический баланс котла / нагревателя (до улучшений)
Энергия топлива поступает в котел (вход энергии 100 процентов).От котла 4 процента потерь тепла приходится на излучение и конвекцию, 18 процентов приходится на дымовые газы и 3 процента — на продувку. Энергия теплоносителя (например, пара) выходит из котла. Выход энергии (тепловой КПД котла) составляет от 75 до 77 процентов.
Последние примеры: Химический завод экономит 500 000 долларов в год, проверяя и заменяя все протекающие конденсатоотводчики. Фанерный завод снизил паровую нагрузку на 2700 кг / ч (6000 фунтов./ ч) за счет улучшения изоляции трубопроводов.
Снижение давления пара или температуры воды в системе до фактического уровня, необходимого для соответствующих процессов, также может снизить потребление энергии.
Основными направлениями повышения энергоэффективности являются следующие.
ПРАВИЛЬНАЯ РАБОТА КОТЛА
Поддерживать котел в чистоте
За исключением природного газа, практически каждое топливо оставляет определенное количество отложений на поверхности трубы . Это называется засорением, и оно резко снижает теплопередачу. Испытания показывают, что слой сажи толщиной всего 0,8 мм (0,03 дюйма) снижает теплопередачу на 9,5 процента, а слой сажей 4,5 мм (0,18 дюйма) на 69 процентов! В результате повышается температура дымовых газов и увеличивается стоимость энергии.
Котлы, работающие на твердом топливе (например, угле и биомассе), имеют высокую тенденцию к обрастанию, тогда как котлы, работающие на жидком топливе (особенно на рафинированном масле), имеют низкую тенденцию к обрастанию. Поддержание максимальной эффективности котла требует содержания его поверхностей в чистоте, насколько это возможно.Большие котлы и те, которые сжигают топливо с высокой тенденцией к загрязнению, имеют системы нагнетания сажи, которые очищают поверхности топки во время работы котла. Также можно использовать щетки и ручные насадки. Малые котлы, в том числе котлы, работающие на природном газе, и котлы без систем удаления сажи, следует регулярно открывать для проверки и очистки.
Отложения (называемые накипью) на водной стороне труб котла могут ухудшить теплопередачу. Они также могут снизить эффективность котла, ограничить циркуляцию воды и привести к серьезным механическим и эксплуатационным проблемам.Накипь вызывает повышение температуры металла трубок, что увеличивает температуру дымовых газов. В крайнем случае трубки выходят из строя от перегрева.
Помните, что образование накипи на один миллиметр может увеличить потребление топлива на два процента.
Вместо того, чтобы отключать и опорожнять котлы для визуального осмотра чистоты водной поверхности котла, условия на водной стороне можно оценить путем тестирования котловой воды во время работы котла. Затем в зависимости от результатов можно вводить определенные химические вещества для очистки воды.Котловая вода проверяется ежедневно на малых котельных низкого давления и ежечасно на крупных установках высокого давления. Программа очистки и тестирования воды имеет решающее значение для обеспечения максимальной эффективности и надежной работы любой котельной.
Тенденция к повышению температуры дымовых газов в течение недель или месяцев обычно указывает на то, что отложения образовались либо на поверхности огня, либо на воде теплообменных поверхностей котла. Необходимо незамедлительно проверить котел.
Не допускайте попадания нежелательного воздуха
Эффективный контроль избыточного воздуха для горения (обсужденный ранее) также включает защиту от проникновения (попадания) нежелательного воздуха в камеру сгорания котла или дымовую систему.Воздух поступает через герметичные крышки, смотровые окна, неисправные прокладки и другие отверстия.
Продувочная вода — доллары в канализацию
Даже очищенная («деминерализованная») питательная вода для котлов содержит небольшое количество растворенных минеральных солей. Постоянное испарение воды в паровых котлах и свежая подпиточная вода для котлов увеличивает концентрацию этих минералов и приводит к образованию накипи. Для предотвращения этого необходимо периодически продувать котловую воду. Обычно продувка слишком сильная, «на всякий случай».«Продувочная вода нагревается, что приводит к потере тепла, воды и химикатов для обработки воды. В качестве минимальных профилактических мер периодически проверяйте котловую воду на уровень растворенных твердых частиц и регулируйте скорость продувки.
Когда продувка производится один раз в день или раз в смену, содержание растворенных твердых частиц сразу после продувки намного ниже допустимого максимума. Если продувку можно проводить чаще и с меньшим количеством воды или непрерывно, то общее содержание растворенных твердых веществ (TDS) можно поддерживать ближе к желаемому максимальному уровню безопасности.Ключ — хороший контроль TDS. На рынке доступны системы автоматического контроля продувки с непрерывным измерением TDS.
Пример: Рассмотрим котел мощностью 23 т / ч, работающий при 860 кПа (около 50 000 фунтов / час при 125 фунтах на кв. Дюйм). Продувочная вода содержит 770 кДж / кг (330 БТЕ / фунт). Если система непрерывной продувки установлена на обычные пять процентов от максимальной мощности котла, то продувочный поток будет составлять 1150 кг / ч с содержанием 885 500 кДж (около 2500 фунтов / ч с содержанием 825 000 британских тепловых единиц).При КПД котла 80 процентов для этого тепла требуется около 29,7 м 3 3 / ч (1050 куб. Футов / ч) природного газа на сумму около 32 100 долл. США в год (исходя из 300 дней в году по цене 0,15 долл. США / м 3 ) .
Водогрейные котельные системы, очевидно, не несут затрат на продувку.
Максимальный возврат горячего конденсата
Пароконденсатная система должна быть правильно спроектирована, чтобы исключить гидравлический удар и снизить потери и техническое обслуживание.
Потеря горячего конденсата из системы парового котла увеличивает потребление воды, химикатов для очистки воды и тепловой энергии, необходимой для нагрева подпиточной воды.Дополнительная энергия теряется в виде пара мгновенного испарения. Это возникает, когда технологическое давление, под которым возвращается конденсат, сбрасывается в баке возврата конденсата. Такие потери можно свести к минимуму, например, за счет погружения впускного отверстия для возврата конденсата в резервуар или установки распылительного конденсатора, установленного наверху резервуара.
Система с обратной связью, которая подает конденсат пара под давлением для повторного кипячения, практически исключает потери и требует меньшего количества парового технологического оборудования.
Пример: Горнодобывающая компания в Квебеке недавно установила замкнутую систему конденсата. Вскоре это позволило сэкономить 18 процентов энергии в котельной по сравнению с традиционной открытой системой с паровым конденсатом.
ТЕПЛОПОТЕРЯ СИСТЕМЫ УТИЛИЗАЦИИ КОТЛА
Дымовой газ
Это лучшая возможность для утилизации тепла в котельной.
Снижение температуры дымовых газов на 20ºC (36ºF) повысит КПД котла примерно на один процент.
Даже при хорошо отрегулированных горелках, обеспечивающих минимальную температуру дымовых газов при достижении полного сгорания топлива, температура дымового газа на выходе обычно может колебаться от 175ºC (350ºF) до 260ºC (500ºF). Тем не менее, есть достаточно места для рекуперации части этого тепла, которое в противном случае «пошло бы наверх». Теплообменники могут использоваться для предварительного нагрева питательной воды котла (так называемые экономайзеры) или воздуха для горения (воздухонагреватели). Экономайзеры обычно повышают общий КПД котла на три-четыре процента.
Разработчики и операторы экономайзеров должны учитывать потенциальные проблемы коррозии, особенно в топливах, содержащих серу. Влага, содержащая коррозионную серную кислоту, может конденсироваться на любых поверхностях теплообменников, температура которых ниже точки росы кислоты. Обычно это происходит около входа нагретого воздуха для горения или питательной воды.
Каждый котел имеет свой предел низкой температуры дымовых газов, который следует определять индивидуально, если рассматривается дополнительный теплообмен.Поскольку температура дымовых газов ниже при более низких нагрузках, экономайзеры часто имеют некоторую форму управления байпасом, которая поддерживает температуру дымовых газов выше заданного минимума.
Конденсационные экономайзеры повышают эффективность утилизации тепла дымовых газов. Они охлаждают дымовые газы ниже точки росы. Таким образом, они утилизируют как физическое тепло дымовых газов, так и скрытое тепло конденсирующейся влаги. В топливе может присутствовать некоторая влага, но большая ее часть образуется при сгорании водородного компонента топлива.(См. «Потери из-за влаги при сгорании водорода» на стр. 2). Поскольку конденсация (и, как следствие, опасность коррозии) неизбежна, система теплообменника должна быть изготовлена из материалов, не подверженных коррозии. В экономайзерах с прямым контактом вода впрыскивается непосредственно в дымовой газ. Полученная горячая вода собирается и используется после обработки, чтобы нейтрализовать ее коррозионный потенциал. (Это случайное преимущество конденсации дымовых газов с прямым контактом: она удаляет частицы и кислые газы, такие как SO 2 , из выхлопных газов.) С конденсационными экономайзерами общий КПД котла может превышать 90 процентов. (Тепловые насосы могут дополнять систему рекуперации тепла дымовых газов, дополнительно повышая эффективность рекуперации.)
Пример: Hôpital du Sacré-Coeur de Montréal установила конденсационные экономайзеры прямого контакта. Рекуперированное тепло использовалось для отопления помещений горячей водой, кондиционирования свежего воздуха, прачечной, горячего водоснабжения и приготовления пищи. Это сэкономило 11 процентов природного газа и сократило годовые выбросы CO 2 на 12 000 тонн.
Рекуперация тепла продувкой
Некоторые способы ограничения объема продувки и тепловых потерь были рассмотрены ранее. Теплообменники могут утилизировать явное тепло от продувки, которое попадает в канализацию для нагрева подпиточной воды котла и т.п.
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ И РАЗМЕР КОТЛА
Использование и размер котельной системы подлежат рассмотрению, когда ее необходимо заменить или значительно модернизировать. Многие котельные, особенно те, которые используются для отопления помещений, сталкиваются со значительными сезонными или другими колебаниями спроса.Эффективность, с которой котлы преобразуют энергию топлива в пар или горячую воду, резко падает при низкой нагрузке — когда мощность падает ниже 40 процентов от максимальной номинальной мощности. Поэтому имеет смысл выбирать размеры котла в соответствии с меняющимся спросом. Можно установить небольшой котел для работы с почти полной нагрузкой в периоды низкого спроса; один или два более крупных котла могут выдерживать пиковые нагрузки.
При оценке использования и размеров котельных систем следует учитывать текущие и будущие потребности в тепле и технологическом паре.Еще больше возможностей для повышения энергоэффективности может быть обнаружено в процессе пересмотра процесса и технологического оборудования.
Пример: Пенитенциарная система Саскачевана установила два новых котла меньшего размера, рассчитанные на летнюю нагрузку (работающие по отдельности) и для совместной работы зимой. Они заменили старые, негабаритные котлы, которые большую часть года работали на слабом огне. Это решение привело к повышению эффективности при более высоких скоростях стрельбы. Экономия газа по отношению к отапливаемым помещениям составила 17 процентов или 500 000 м 2 3 , что составило 75 000 долларов в год.Выбросы CO 2 соответственно снизились; Новые горелки с низким уровнем выбросов NO x снизили выбросы оксидов азота на 70 процентов.
КОМБИНИРОВАННОЕ ВЫРАБОТКА ТЕПЛА И ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ — КОГЕНЕРАЦИЯ
Старые неэффективные котельные системы часто требуют серьезной и дорогостоящей модернизации. В таких случаях, когда есть потребность как в электричестве, так и в отоплении или когда электричество можно выгодно продавать, можно сделать аргумент в пользу когенерации — комбинированного производства тепла и электроэнергии (ТЭЦ). В этом заключается величайший потенциал систем когенерации в Канаде — заменить тысячи небольших устаревающих котлов по всей стране на блоки, вырабатывающие как электроэнергию, так и тепло с большей эффективностью, чем если бы они генерировались отдельно.
ТЭЦ может потребоваться больше топлива и значительно больше капитала сверх того, что необходимо для простого удовлетворения потребности в тепле. Но бонус — это электрическая энергия, которую ТЭЦ выдает при высоком тепловом КПД. Это означает, что общая энергия, электрическая и тепловая, поставляется с меньшими затратами. Высокая общая энергоэффективность ТЭЦ (до 85 процентов), экологические преимущества ТЭЦ за счет сокращения выбросов CO 2 и NO x и продолжающееся дерегулирование канадского энергетического рынка стимулируют растущий интерес к этой быстро развивающейся технологии.
ТЭЦ обычно состоит из первичного двигателя, такого как газовая турбина или поршневой двигатель, и парогенератора-утилизатора, который представляет собой тип котла. Первичный двигатель приводит в действие электрогенератор, а иногда и другое оборудование, например воздушные компрессоры. Его выхлоп через парогенератор обеспечивает пар для обогрева или использования в технологических процессах. Сейчас блоки ТЭЦ доступны в размерах от нескольких киловатт до десятков мегаватт.
При оценке потенциального продукта ТЭЦ требуется информированный профессиональный совет.
ДРУГИЕ СООБРАЖЕНИЯ
Чтобы оптимизировать производительность и повысить энергоэффективность котельной системы, рассмотрите другие факторы. Некоторые из них требуют регулярного обслуживания и небольших улучшений; другие рассматриваются, когда требуется серьезное обновление.
Изоляция
Проверка котельной системы может выявить, что изоляция котла и его трубопроводной системы неадекватна, требует ремонта или вообще отсутствует.
Пример: Если только 10 фланцев не изолированы на 10-см (4-дюйм.диаметр трубы), по которой проходит пар при давлении 860 кПа (125 фунтов на кв. дюйм, изб.), годовые потери тепла эквивалентны 2450 м 3 природного газа (стоимостью 370 долларов США).
Пример: Неизолированный 10-сантиметровый (4 дюйма) паропровода длиной 3 м (10 футов) тратит в два раза больше денег на паровые расходы в год, чем затраты на изоляцию минеральным материалом. волокно и алюминиевая оболочка.
Потребности в отоплении
Снижение рабочего давления пара в котле до минимума, необходимого для конечного пользователя, или снижение температуры жидкости в трубах в системах жидкостного нагрева может существенно повлиять на экономию энергии и количество генерируемых парниковых газов.Эта экономия достигается за счет сжигания меньшего количества топлива в котле или нагревателе и за счет снижения количества тепла, теряемого в системе трубопроводов.
Чтобы изменить рабочее давление системы или температуру жидкости, убедитесь, что котел и оконечные устройства могут работать при более низком давлении (температуре). Возможная экологическая и долларовая экономия заслуживает изучения.
Потери в системе распределения
В паровых системах конденсатоотводчики могут выходить из строя (в среднем) до 25 процентов времени. Утечка пара из трубопроводной арматуры, клапанов и ловушек может вызвать большие потери энергии.Также воду, вытекшую из системы, необходимо заменить, химически обработать и подогреть. Это менее очевидное, но все же дорогостоящее последствие. Системы с жидким теплоносителем также сталкиваются с этой проблемой.
Пример: При выходе из строя одиночного сифона 3,2 мм (номинальная 1/8 дюйма) в паровой системе с давлением 690 кПа (100 фунтов на кв. Дюйм) может происходить потеря эквивалента 11 600 м. 3 / год естественной газ, стоимостью 1700 долларов.
Убедитесь, что распределительный трубопровод имеет правильный размер. Негабаритные трубы увеличивают капитальные затраты, затраты на техническое обслуживание и изоляцию, а также вызывают более высокие поверхностные потери тепла.Трубы меньшего размера требуют более высокого давления и дополнительной энергии перекачивания, а также имеют более высокие показатели утечки.
Избыточный, устаревший трубопровод приводит к потере энергии: поскольку он поддерживается при той же температуре, что и остальная система, потери тепла на длину трубы остаются неизменными. Потери тепла от дополнительных трубопроводов увеличивают тепловую нагрузку помещения и, следовательно, потребности в вентиляции и кондиционировании. Более того, избыточные трубопроводы не требуют особого обслуживания и внимания, что приводит к дополнительным потерям.
Неправильная деаэрация питательной воды котла
Пар, содержащий всего один процент от объема воздуха, может снизить эффективность теплопередачи до 50 процентов. Обратите внимание на процесс деаэрации, а также на правильное функционирование вентиляционных отверстий.
Тепловой каскад
Установки с несколькими потребностями в отоплении могут иметь прекрасную возможность повысить общую энергоэффективность за счет каскадирования тепла. Тепло, выделяемое одной частью процесса, можно использовать для нагрева другой.В то время как высококачественное тепло, поступающее от топлива, следует направлять в процесс, требующий максимальной температуры, его тепло выхлопных газов следует использовать в системах с более низкими температурами. Окончательно отводимое тепло должно иметь самую низкую температуру, которую можно получить с экономической точки зрения.
Примеры: Воздух или газ, выпускаемый в результате высокотемпературного процесса, пропускается через котел-утилизатор для выработки пара низкого давления или горячей воды для отопления помещений и технической воды. Отработанное тепло также используется для охлаждения, например, через абсорбционный охладитель.Тепло можно регенерировать, хранить и повторно использовать многими способами.