Come aumentare l'efficienza della caldaia, vivi e impara - articolo 1

L'efficienza (efficienza) di una caldaia per riscaldamento è il rapporto tra la quantità di combustibile consumato e la quantità di calore generato. L'efficienza anche dei modelli moderni più efficienti di caldaie per acqua calda non può essere al 100% a causa della perdita di calore all'interno della caldaia, insufficiente conduttività termica dei metalli o imperfezioni nel principio di funzionamento. Inoltre, l'efficienza dello stesso modello di caldaia a gas dipende anche dal carico: l'efficienza indicata nel passaporto non è realistica nell'intero intervallo di potenza termica.

Nell'articolo analizzeremo come calcolare correttamente l'efficienza, da cosa dipende e come aumentare da soli l'efficienza di una caldaia già acquistata.

Efficienza lorda ed efficienza netta

Non tutto il calore generato durante la combustione del combustibile è diretto al riscaldamento del liquido di raffreddamento, una certa parte viene spesa per le proprie necessità della caldaia: una turbina, un ventilatore o un aspiratore di fumi, una pompa di circolazione, il funzionamento dell'automazione e un display elettronico, il funzionamento di un azionamento elettrico (come hai già capito, nel calcolo vengono utilizzati tutti i tipi di energia ricevuta, inclusa l'elettricità, se la caldaia è volatile).

In quest'ottica, è consuetudine dividere l'efficienza della caldaia per il calore generato (Efficienza lorda) e il calore rilasciato (Efficienza-rete).

Questa classificazione permette di individuare il grado di perfezione tecnica della caldaia - rendimento lordo o economia di consumo di combustibile ed elettricità - rendimento netto.

Come aumentare l'efficienza della tecnologia di riscaldamento a combustibile solido

Oggi molti consumatori, avendo a disposizione una caldaia a combustibile solido, stanno cercando di trovare il modo più conveniente e pratico per migliorare l'efficienza delle apparecchiature di riscaldamento. I parametri tecnologici dei dispositivi di riscaldamento, stabiliti dal produttore, perdono i loro valori nominali nel tempo, pertanto vengono cercati vari metodi e mezzi per aumentare l'efficienza della tecnologia delle caldaie.

Considera una delle opzioni più efficaci, l'installazione di uno scambiatore di calore aggiuntivo. Il compito della nuova apparecchiatura è rimuovere l'energia termica dai prodotti di combustione volatili.

Il video mostra come realizzare il proprio economizzatore (scambiatore di calore)

Per fare ciò, dobbiamo prima scoprire qual è la temperatura del fumo all'uscita. Puoi cambiarlo con un multimetro, che è posizionato direttamente al centro del camino. I dati su quanto calore aggiuntivo può essere ottenuto dai prodotti di combustione volatilizzati sono necessari per calcolare l'area dello scambiatore di calore aggiuntivo. Facciamo quanto segue:

• mandiamo una certa quantità di legna da ardere al focolare;
• rileviamo per quanto tempo si brucerà una certa quantità di legna da ardere.

Ad esempio: legna da ardere, per un importo di 14,2 kg. brucia per 3,5 ore. La temperatura dei fumi all'uscita della caldaia è di 460 0 С.

In 1 ora abbiamo bruciato: 14,2 / 3,5 = 4,05 kg. legna da ardere.

Per calcolare la quantità di fumo, utilizziamo il valore generalmente accettato di 1 kg. legna da ardere = 5,7 kg. Gas di scarico. Successivamente, moltiplichiamo la quantità di legna da ardere bruciata in un'ora per la quantità di fumo ottenuta durante la combustione di 1 kg. legna da ardere. Di conseguenza: 4,05 x 5,7 = 23,08 kg. prodotti di combustione volatili. Questa cifra diventerà il punto di partenza per i successivi calcoli della quantità di energia termica che può essere utilizzata in aggiunta per riscaldare il secondo scambiatore di calore.

Conoscendo il valore della capacità termica dei gas caldi volatili, come 1,1 kJ / kg, effettuiamo un ulteriore calcolo della potenza del flusso di calore se vogliamo ridurre la temperatura del fumo da 460 0С a 160 gradi.

Q = 23,08 x 1,1 (460-160) = 8124 kJ di energia termica.

Di conseguenza, otteniamo il valore esatto della potenza aggiuntiva fornita dai prodotti di combustione volatili: q = 8124/3600 = 2,25 kW, una cifra grande, che può avere un impatto significativo sul miglioramento dell'efficienza delle apparecchiature di riscaldamento. Sapendo quanta energia viene sprecata, il desiderio di dotare la caldaia di uno scambiatore di calore aggiuntivo è abbastanza giustificato. A causa dell'afflusso di energia termica aggiuntiva per il riscaldamento del liquido di raffreddamento, non solo aumenta l'efficienza dell'intero sistema di riscaldamento, ma aumenta anche l'efficienza dell'unità di riscaldamento stessa.

Come calcolare l'efficienza di una caldaia per riscaldamento

Esistono diversi modi per calcolare i valori. Nei paesi europei è consuetudine calcolare l'efficienza di una caldaia per riscaldamento in base alla temperatura dei fumi (metodo del bilanciamento diretto), cioè conoscendo la differenza tra la temperatura ambiente e la temperatura effettiva dei fumi attraverso il camino . La formula è piuttosto semplice:

ηbr = (Qir / Q1) 100%dove

• ηbr (leggi "questo") - rendimento della caldaia "lordo";
• Qir(MJ / kg) - la quantità totale di calore rilasciato durante la combustione del carburante;
• Q1 (MJ / kg) - la quantità di calore accumulata, ad es. utilizzare per riscaldare la casa.

Ad esempio, se Q1 = 22 MJ / kg, Qir = 19 MJ / kg, l'efficienza "lorda" = (19/22) * 100 = 86,3%. Tutte le misurazioni vengono eseguite con un funzionamento della caldaia standard già stabilito.

Il metodo del bilanciamento diretto non tiene conto della perdita di calore della caldaia stessa, della combustione insufficiente del combustibile, delle deviazioni nel funzionamento e di altre caratteristiche, pertanto è stato inventato un metodo di calcolo fondamentalmente diverso e più accurato: il "metodo del bilanciamento inverso". Equazione utilizzata:

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

• q2 - dispersione termica con i fumi;
• q3 - dispersione termica dovuta alla combustione chimica di gas combustibili (applicabile alle caldaie a gas);
• q4 - perdite di energia termica con sottotensione meccanica;
• q5 - dispersione termica per raffreddamento esterno (attraverso lo scambiatore di calore e il corpo);
• q6 - dispersione termica con calore fisico delle scorie rimosse dal forno.

Efficienza netta della caldaia di riscaldamento secondo il metodo del bilancio inverso:

ηnet = ηbr - Qsndove

• Qs.n - consumo totale di calore ed energia elettrica per il proprio fabbisogno in% espressa.

L'efficienza effettiva sarà quasi sempre diversa da quella dichiarata dal costruttore, poiché dipende dalla corretta installazione della caldaia e dell'impianto di riscaldamento, dal sistema di abbattimento fumi, dalla qualità dell'alimentazione, ecc. Viene misurato, rispettivamente, già in atto.

Qual è dunque la reale efficienza della caldaia?

Quindi, se l'efficienza della tua caldaia è indicata nel passaporto del 90%. Quindi è necessario capire che questa è l'efficienza che si può ottenere se la caldaia funziona in modalità nominale e viene bruciato un buon combustibile con un basso contenuto di ceneri. Se prendiamo in considerazione altri fattori che il proprietario della caldaia incontra durante il suo funzionamento, allora il reale Efficienza della caldaia può essere ridotto al 65-70% (!!!)

Come avvicinarsi il più possibile all'efficienza nominale?

Ci sono piccoli accorgimenti che devi sapere e di cui parleremo nel prossimo articolo, che non ci faranno aspettare a lungo.

- nelle gelate, in inverno, di regola, il tiraggio nel camino aumenta, aumentando così la quantità di aria in eccesso (aria in eccesso che non partecipa al processo di combustione) nel bruciatore della caldaia. Elimina la comparsa di aria in eccesso nella caldaia, che trasporta tutto il calore dalla caldaia attraverso il camino. Per fare ciò, installare un limitatore di tiraggio sul camino. Questo non è un dispositivo costoso (il suo prezzo non sarà superiore a 3000 rubli), ma risparmierai molti soldi, perché è che aumenta Efficienza della caldaia.

limitatore di spinta

Il limitatore di tiraggio è installato sul camino della caldaia. Il suo scopo principale è mantenere una pressione costante all'uscita dei fumi dalla caldaia. Funziona in modalità automatica e non necessita di elettricità per il suo funzionamento. Impostalo, configuralo e dimenticalo.Ma a che serve! Acquistalo online o in un negozio adatto.

Installare turbolatori nelle canne fumarie della caldaia. Sembrano lastre di metallo curvate in alcuni punti lungo la loro lunghezza, o (presso alcuni produttori) come spirali metalliche. Aumentano lo scambio termico tra i fumi caldi che scorrono all'interno della caldaia e il mezzo riscaldante dietro la parete della caldaia.

I turbolatori possono essere più costosi di un limitatore di tiraggio. Il loro prezzo raggiunge i 9.000 e i 20.000 rubli, a seconda della potenza della caldaia. Non potrai acquistarli in negozio. Almeno non l'ho visto. Bene, ma i produttori di caldaie saranno felici di offrirteli. Chiedi e installa. Come appaiono: guarda l'immagine.

turbolatore

Con questo risolto, vai avanti.

Cosa determina l'efficienza termica delle caldaie

Il principio di funzionamento del classico pavimento a gas aspirato.
Il rendimento delle caldaie da riscaldamento non è uguale a nessuna potenza, c'è una dipendenza proporzionale dal carico: un aumento del carico termico (quantità di combustibile bruciato) aumenta anche la dispersione termica attraverso il corpo o camino. Allo stesso modo, il funzionamento alla minima potenza non sempre garantisce la completa combustione del carburante, il che porta ad una diminuzione dell'efficienza.

Ad esempio, nelle istruzioni di servizio per caldaie a gas Protherm Wolf KSO con una capacità di 12,5 kW e 16,0 kW, è indicato che quando si opera alla massima potenza (12,8 kW e 16,3 kW, rispettivamente), l'efficienza è del 92,5%, mentre mentre funzionando con carico minimo (4,5 kW e 5,8 kW), diminuirà fino a raggiungere solo il 78,4%.

Questo è uno dei motivi principali per cui conviene avvicinarsi consapevolmente alla scelta della capacità della caldaia. Le prestazioni ottimali nella maggior parte dei modelli si ottengono con un carico compreso tra il 60 e il 90% della potenza massima.

In caso contrario, l'efficienza dipende unicamente dalla perfezione tecnologica del modello volta a ridurre quanto sopra q2-6 (abbassamento della temperatura dei gas di scarico, combustione efficiente del combustibile, bruciatori modulanti, isolamento termico, ecc.), Nonché dalla qualità di manutenzione e funzionamento della caldaia. La pulizia del liquido di raffreddamento, la pulizia regolare e il lavaggio: tutto ciò, nel tempo, influisce seriamente sull'efficienza.

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Fattori da cui dipende l'efficienza delle caldaie

Le caldaie ad alto valore di rendimento sono attualmente rappresentate dalla seguente tecnologia di riscaldamento:

• unità alimentate da carbone e altri combustibili fossili solidi;
• caldaie a pellet;
• dispositivi del tipo pirolisi.

L'efficienza dei dispositivi di riscaldamento, nella fornace di cui vengono alimentati bricchetti di antracite, carbone e torba, è in media del 70-80%. Efficienza significativamente maggiore dei dispositivi a pellet - fino all'85%. Cariche di pellet, le caldaie da riscaldamento di questo tipo si distinguono per la loro elevata efficienza, rilasciano un'enorme quantità di energia termica durante la combustione del combustibile.

In una nota: un carico è sufficiente affinché il dispositivo funzioni in condizioni ottimali per un massimo di 12-14 ore.

Il leader assoluto tra le apparecchiature di riscaldamento a combustibile solido è una caldaia a pirolisi. Questi apparecchi utilizzano legna da ardere o scarti di legno. L'efficienza di tali apparecchiature oggi è dell'85% o più. Le unità appartengono anche a dispositivi a combustione lunga altamente efficienti, ma soggetti alle condizioni necessarie: il contenuto di umidità del carburante non deve superare il 20%.

Valori delle caldaie moderne a seconda del tipo di combustibile

*Dal punto di vista della fisica, l'efficienza non può superare il 100%: è impossibile ottenere più energia termica di quella rilasciata durante la combustione del carburante. Tuttavia, tutto dipende da come conti. Esistono due definizioni:

• potere calorifico netto - calore ottenuto durante la combustione del combustibile, quando i prodotti della combustione vengono semplicemente rimossi attraverso il camino;
• potere calorifico lordo - calore, compresa l'energia contenuta nel vapore acqueo - uno dei prodotti della combustione dei gas combustibili.

Le caldaie a gas a condensazione accumulano inoltre energia termica della condensa formata dai prodotti della combustione del gas e depositata su uno scambiatore di calore aggiuntivo. Pertanto, una parte significativa del calore non "vola nel camino" e la temperatura dei gas di scarico è praticamente uguale a quella atmosferica.

L'apparecchio è una semplice caldaia a gas monocircuito a condensazione.

Secondo le normative vigenti, sia in Russia che in Europa, il rendimento delle caldaie per riscaldamento è calcolato in base al più basso calore specifico di combustione, pertanto, tenendo conto del calore aggiuntivo estratto dalla condensa si portano a valori superiori a 100 %. Se calcolata sulla base del potere calorifico lordo, l'efficienza delle caldaie a gas a condensazione è del 96-98%, a seconda del modello e del tipo di installazione: le caldaie murali hanno solitamente un'efficienza maggiore rispetto alle caldaie a basamento (questo vale per tutte le caldaie a gas ).

Si può anche notare dalla tabella che l'efficienza media delle caldaie a combustibile solido differisce anche a seconda del combustibile utilizzato, ciò è dovuto al grado di combustione del combustibile, al suo trasferimento di calore, alla temperatura di combustione e alla perdita di calore con calore fisico delle scorie rimosse dal la camera di combustione. Anche la stessa caldaia a combustibile solido può produrre un'efficienza diversa quando funziona con diversi tipi di combustibile.

Regole di funzionamento che influenzano il valore del rendimento della caldaia

Affinché l'apparecchiatura di riscaldamento funzioni sempre correttamente, gli esperti raccomandano di attenersi alle regole di funzionamento di base che influiscono sul valore dell'efficienza della caldaia.

In questo caso, è necessario seguire chiaramente i seguenti punti:

1. Scegli solo le modalità di soffiaggio ottimali e il funzionamento della cappa.
2. Controlla l'intensità della combustione e la completezza della combustione del carburante.
3. Monitorare costantemente la quantità di deriva e guasto.
4. Valutare le condizioni delle superfici che si riscaldano durante la combustione del carburante.
5. Pulire regolarmente l'attrezzatura.

Come aumentare l'efficienza di una caldaia a gas

È praticamente impossibile aumentare l'efficienza della combustione del combustibile interferendo con il dispositivo tecnico della caldaia; lo stesso strato di isolamento termico non può essere installato a causa della banale mancata predisposizione del luogo da parte del costruttore. Inoltre, è vietato farlo da soli. Tuttavia, ci sono modi per aumentare l'efficienza di una caldaia a gas, soprattutto se si tratta di un vecchio modello imperfetto:

1. Economizzatore camino finito - sostituisce una certa sezione del camino ed è progettato per accumulare calore dai gas di scarico attraverso il camino (una sorta di imitazione delle caldaie a condensazione). Tuttavia, è necessario calcolare con precisione i parametri dell'economizzatore e i requisiti per il camino al fine di mantenere il tiraggio richiesto e prevenire il tiraggio inverso, ad esempio in caso di vento forte. Il prezzo dell'emissione è di 1700-2 500 rubli.

   
   Economizzatore a rete sandwich per canne fumarie.

2. Economizzatore fatto in casa - quasi identico ai prodotti finiti sopra descritti. Abbiamo già descritto come realizzare un economizzatore efficace in uno degli articoli precedenti.
3. Pulizia della caldaia e lavaggio dello scambiatore di calore - si tratta di interventi di manutenzione periodica, privi di significato per le caldaie nuove, ma estremamente efficaci per quelle in funzione da almeno più stagioni. Il fatto è che durante il funzionamento, calcare e altri depositi di sale si formano all'interno dello scambiatore di calore, le alette esterne dello scambiatore di calore, i bruciatori e l'accenditore sono ostruiti. Tutto ciò porta ad un aumento del consumo di gas, una diminuzione della potenza termica e, di conseguenza, una diminuzione dell'efficienza (spesso fino al 20-30%).Come e quanto spesso è necessario pulire la caldaia a gas, abbiamo anche già smontato in precedenza.
4. Filtro del gas - è installato davanti alle valvole di intercettazione della rete del gas ed è progettato per pulire il gas da detriti e impurità talvolta presenti nella composizione. Questo non solo aiuta a ridurre la formazione di fuliggine, ma anche, migliorando la qualità del carburante, riduce leggermente la dispersione di calore in caso di combustione insufficiente.

Il resto dei metodi consiste nel corretto lavoro di avviamento e regolazione, che viene eseguito una volta, al primo avvio della caldaia, esclusivamente da specialisti. Con la corretta impostazione iniziale è assicurata l'efficienza garantita dal produttore. È importante capire che è impossibile aumentare questo indicatore interferendo con il dispositivo tecnico della caldaia stessa, e ancora di più non è sicuro.

Istruzioni Caldaie Tecnologie per il risparmio energetico

L'efficienza della caldaia sarà maggiore se ...

Per escludere il più possibile la combustione chimica del combustibile, assicurarsi del rapporto di eccesso d'aria richiesto all'interno della caldaia (1,2-1,3 per il combustibile solido, 1,05-1,15 per il gas), e per questo:

- Installare un limitatore di tiraggio sul camino della caldaia, di cui ho già scritto sopra,

- Acquista la tua caldaia SOLO in un'organizzazione specializzata, che, quando si avvia la caldaia, OBBLIGATORIAMENTE, con l'aiuto di un dispositivo costoso - un analizzatore di gas, regolerà il volume richiesto di aria che passa attraverso la caldaia. RICHIESTA di fare questo, pagare per questo. Altrimenti, spenderai ogni giorno denaro extra per il carburante.

- Prova ad acquistare una caldaia con una sonda lambda installata, progettata per mantenere l'equilibrio desiderato di aria e combustibile nel bruciatore della caldaia

Come calcolare la potenza

Prima di acquistare apparecchiature di riscaldamento per la manutenzione di una casa privata, è necessario calcolare la potenza che sarebbe sufficiente per mantenere il funzionamento di alta qualità della caldaia. Se non hai esperienza e conoscenza sufficienti, cerca l'aiuto di professionisti, poiché gli errori in questa fase influenzeranno sicuramente le prestazioni e la durata dell'attrezzatura.

Nota!
I problemi sorgono non solo in caso di carenza di potenza degli apparecchi di riscaldamento, ma anche in caso di eccesso. Esistono formule speciali per il calcolo della potenza. Usandoli, puoi calcolare in modo indipendente quale caldaia è adatta per la manutenzione della casa.

Quando si calcola la potenza di una caldaia a gas, è necessario tenere conto dei seguenti parametri:

• la temperatura media nei mesi invernali in una data area;

  

  Funzionamento della caldaia a gas e dispersione termica

• con quali materiali è costruita la casa;
• quali materiali sono stati usati per isolare la casa e se sono stati usati del tutto;
• l'area dell'abitazione della casa.

È possibile utilizzare formule speciali per calcolare la potenza delle apparecchiature di riscaldamento per una casa privata.

Nota!
La potenza di una caldaia a gas dipende anche dalla necessità di acqua calda in casa.