1. КПД котлов. Почему это важно и как его считают?

Назад

КПД котлов. Почему это важно и как его считают?

Коэффициент полезного действия, что это?

Одним из самых важных параметров при выборе котла является его КПД (Коэффициент Полезного Действия). Фактически КПД это отношение полезной получаемой энергии к общей затраченной. Именно этот параметр и показывает насколько выгодно используются энергоресурсы.

 

[1]

К примеру, если электрический котел использует 100 кВт электроэнергии, а на выходе мы получаем 95 кВт тепловой энергии, то КПД будет равняться:

 

 

Методы измерения КПД котла

Существует два метода замера и измерения КПД: по прямому балансу и обратному балансу. Метод прямого баланса подразумевает подсчет полученной полезной теплоты и затраченной на ее производство энергии. Этот метод нуждается в точном определении расходов теплоносителя и топлива, что весьма затруднительно в большинстве случаев, поэтому его используют редко, в основном для измерения КПД водогрейных котлов небольшой мощности работающих на газу или масле. Погрешность метода прямого баланса обычно составляет более 3%.

Метод обратного баланса, наоборот, подразумевает подсчет утраченной энергии, и вычитание ее общего ККД.

 

[2]

Входящую энергию находят суммированием теплоты которая выделяется при сгорании топлива и энергии что приходит с топливом и воздухом на горение (второе слагаемое особенно важно учитывать если у нас присутствует предварительный подогрев воздуха)

 

[3]

Потери энергии котлом в основном делятся на следующие:

  1. Потери с уходящими газами (примерно 90% всех теплопотерь)

    1. Потери с парами воды

    2. Потери с продуктами сгорания

    3. Потери с излишком кислорода

  2. Потери через обшивку котла

  3. Потери с золой (для твердотопливных котлов)

  4. Не учтенные потери

Существует довольно много методик подсчетов потерь энергии котлом, в зависимости от используемой, погрешность может составлять от 0,25% до 2%.

КПД больше 100%, как такое возможно? Конденсационные котлы.

При выборе котлов, Вы можете наткнутся на конденсационные котлы, производитель которых заявляет что их КПД больше 100%. Вы скажете что это обман? Но это не совсем так, тут есть небольшая хитрость. При расчете теплоты выделяемой при сгорании топлива (Qгорения, формула [3]) обычно используется низшая теплота сгорания, при этом предполагается, что влага продуктов сгорания покидает котёл в виде перегретого пара. В конденсационных котлах, эта влага конденсируется и теплота конденсации полезно используется. При расчёте КПД по низшей теплоте сгорания, он в итоге может получится больше 100%. В данном случае, корректнее было бы считать его по высшей теплоте сгорания, учитывающей теплоту конденсации пара, однако тогда показатели такого котла трудно сравнивать с обычными котлами.

Несмотря на то что конденсационные котлы и вправду имеют значительно высший КПД, а соответственно будут экономить энергоресурсы, они имеют и ряд недостатков:

  1. Конденсационные котлы несколько дороже обычных

  2. Конденсационный котел работает на пониженных температурах (55/40 0С), что влечет за собой необходимость увеличения площади теплообмена (радиаторов, теплых полов...) .

  3. Невозможность подогреть горячую воду выше 50 0С

  4. Необходимость установки специальной кислотостойкой дымовой трубы

  5. Необходимость организации системы нейтрализации конденсата и его отвода в канализацию

Благо все эти недостатки с лихвой окупаются при правильном подборе и установке конденсационной системы.

 

При полном сгорании углеводородов, выделяться углекислый газ и водяной пар, ниже приведена реакция полного сгорания метана

Низшая теплота сгорания — теплота сгорания соответствующая теплоте сгорания топлива без конденсации водяных паров

Высшая теплота сгорания — теплота которая выделяется при сгорании вещества, включая теплоту конденсации водяных паров

Разница между высшей и низшей теплотой сгорания примерно равняется 11%, то есть, если низшая теплота сгорания природного газа равняется 8300 ккал/м3, то низшая теплота сгорания будет равняться 8300 * 1,11 = 9213 ккал/м3.


 

Контакты

Оставте сообщение, мы свяжемся с Вами!