Что такое кпд котла отопления

КПД котла

Коэффициентом полезного действия отопительного котла называют отношение полезной теплоты, израсходованной на выработку пара (или горячей воды), к располагаемой теплоте отопительного котла. Не вся полезная теплота, выработанная котельным агрегатом, направляется потребителям, часть теплоты расходуется на собственные нужды. С учетом этого различают КПД отопительного котла по выработанной теплоте (КПД-брутто) и по отпущенной теплоте (КПД-нетто).

По разности выработанной и отпущенной теплот определяется расход на собственные нужды. На собственные нужды расходуется не только теплота, но и электрическая энергия (например, на привод дымососа, вентилятора, питательных насосов, механизмов топливоподачи), т.е. расход на собственные нужды включает в себя расход всех видов энергии, затраченных на производство пара или горячей воды.

В итоге КПД-брутто отопительного котла характеризует степень его технического совершенства, а КПД-нетто — коммерческую экономичность. Для котельного агрегата КПД-брутто, %:
по уравнению прямого баланса:

ηбр = 100 Qпол / Qрр

где Qпол — количество полезно используемой теплоты, МДж/кг; Qрр — располагаемая теплота, МДж/кг;

по уравнению обратного баланса:

ηбр = 100 – (q2 + q3 + q4 + q5 + q6),

где q — потери тепла в %:

• q2 — с уходящими газами;
• q3 — из-за химического недожога горючих газов (СО, Н2, СН4);
• q4 — с механическим недожогом;
• q5 — от наружного охлаждения;
• q6 — c физическим теплом шлаков.

Тогда КПД-нетто отопительного котла по уравнению обратного баланса

ηнетто = ηбр — qс.н

где qс.н — расход энергии на собственные нужды, %.

Определение КПД по уравнению прямого баланса проводят преимущественно при отчетности за отдельный период (декада, месяц), а по уравнению обратного баланса — при испытании отопительного котла. Вычисление КПД отопительного котла по обратному балансу значительно точнее, так как погрешности при измерении потерь теплоты меньше, чем при определении расхода топлива.

Услуги завода

Монтаж котельной

Проектирование котельной

Пуско-наладка котельной

Котельная под ключ

• Сертификаты завода
• Членство в СРО
• Аттестованная технология сварки
• Патенты на котельное оборудование

Подберите необходимую мощность котла для вашего объекта

Подобрать мощность котла по площади важно учитывая не только площадь и объем здания, но и тип зданий и климатические данные региона.

На нашем сайте калькулятор расчета мощности котла учитывает тепло, требуемое на возмещение тепловых потерь через строительные конструкции и потери, вызываемые инфильтрацией (проникновением) наружного воздуха, через их неплотности и периодически открываемые двери.

Наружный строительный объем здания должен определяться умножением площади горизонтального сечения, взятого по внешнему обводу здания на уровне первого этажа на полную высоту здания, измеренную для панельных зданий: от уровня чистого пола (нулевой отметки) до верхней плоскости теплоизоляционного слоя чердачного покрытия, для остальных строений от уровня земли.

Расчетная температура воздуха в отапливаемых зданий принимается в зависимости от типа и назначения здания:

• Гостиница, общежитие, административное здание, жилые дома + 20 °С;
• Детские сады, ясли, поликлиники, амбулатории, диспансеры, больницы + 22 °С;
• Высшие и средние специальные учебные заведения, общеобразовательные школы, школы интернаты, лаборатории, предприятия общественного питания, клубы, дома культуры + 16 °С;
• Театры, магазины, пожарные депо + 15 °С;
• Кинотеатры + 14 °С;
• Гаражи + 10 °С;
• Бани + 25 °С.

В случае если требуется отопление различных по типу зданий, теплопотребление каждого считается отдельно, полученные значения складываются и подобрать мощность котла нужно в соответствии с общей суммарной мощностью каждого отдельно стоящего задания.

Климатические условия вашего региона принимаются в соответствии с СП 131.13330 Строительная климатология. Данные по всем регионам России занесены в наш калькулятор расчета мощности котла.

КПД газового котла: что это такое?

Теплоэффективность котлов определяется коэффициентом полезного действия. Он показывает, сколько энергии от сгорания вещества пойдет на обогрев. Эта характеристика указывается в техпаспорте и помогает рассчитать количество топлива. Разберемся, как определять КПД котлов, ведь это главный критерий выбора оборудования.

Как рассчитать КПД?

Газ — один из самых калорийных, экологичных видов топлива. Но не все отопительные приборы одинаково эффективны. Существует несколько способов расчета их КПД.

Теплоемкость топлива умножается на разницу между температурой внутри и снаружи котла, результат умножается на объем продуктов сгорания. Так мы получим минимальную теплотворную способность вещества.

От нижнего значения сгорания топлива отнимается тепловая энергия, потерянная через дымоход (ее измеряют калорифером). Но чаще используется следующая формула: η = (Q1/Qri)*100%. Q1 — теплота, которая пошла на отопление, а Qri — энергия от сгорания топлива. Корректирующая формула: η = 100-(q2+q3+q4+q5). q2 — отводимая теплота, q3 — недожог из-за нарушенного баланса воздушной смеси, q4 — механический недожог из-за сажи, q5 — потери за счет внешней температуры.

При покупке учитываете показатели, указанные в технической документации.

Как повысить качество отопления?

Энергоэффективность отопительного оборудования зависит от:

• вида горелки: закрытая эффективнее атмосферной;
• розжига: элетророзжиг экономичнее;
• теплообменника: конденсационные модели предпочтительнее;
• системы управления, наличия датчиков, автоматики, насоса;
• монтажа прибора, устройства дымохода;
• класса оборудования.

КПД может составлять 100%, но на практике обычно бывает 70-95%, так как часть тепла теряется. Теплоэффективность котла со временем снижается. Это происходит из-за загрязнения горелки нагаром, образования накипи в теплообменнике.

Теплопотери бывают нескольких видов:

• Механический недожог, когда несгоревший газ вытягивается наружу, это отнимает несколько процентов КПД.
• Химический недожог, когда газ прогорает не до конца из-за нехватки кислорода (-7% эффективности).
• Общие теплопотери: плохо изолирована крыша (-10-25%), стены (-20-30%), двери, окна (-15-25%), пол прямо на земле (-3-6%), неудачная вентиляция (-30-40%).

Уменьшить теплопотери помогает теплоизоляция агрегата, труб, утепление дверей, окон, стен, установка современных радиаторов.

Лучше всего установить конденсационный котел. У него КПД выше 100%, так как учитывается низшая удельная теплота сгорания (НУТС) — вся энергия топлива, выводимая наружу. Самые высокие характеристики имеет импортная техника. Европейские изготовители используют энергосберегающие технологии для максимальной теплоэффективности.

Важно правильно отрегулировать оборудование, установить экономичный режим. Можно повысить качество обогрева при помощи регулировки поддува (оптимальное положение заслонки определяется экспериментально). Периодически продувайте трубы, чтобы очистить их от накипи и грязи, удаляйте копоть из дымохода. Минимум раз в 3 года чистите камеру сгорания, приглашайте специалиста. Для широких дымоходов рекомендуется приобрести ограничители тяги. Помогает установка турбулизатора. Система рециркуляции помогает лучше использовать тепло. Отслеживать температуру и контролировать подачу газа позволяют датчики, автоматика.

• ГЛАВНАЯ
• О КОМПАНИИ
• Статьи
• Пресс-центр
• Каталог
  • Гибридные системы
    • Решения раздельного типа
    • Встраиваемые решения
    • СПЛИТ СИСТЕМА
    • Моноблочные решения
    • Гидравлический модуль для теплового насоса
    • тепловой насос для нагрева горячей воды
    • Настенные решения
    • Напольные решения
    • Встраиваемые решения
    • Отдельные компоненты
    • Пакетные решения без емкостного водонагревателя
    • Пакетные решения с емкостным водонагревателем
    • Конденсационные котлы с теплообменником из алюминиевых сплавов
    • Конденсационные котлы класса HI-TECH с большим экраном и расширенными функциональными возможностями
    • Конденсационные котлы с теплообменником из нержавеющей стали
    • Конденсационные котлы класса HI-TECH со встроенным бойлером из нержавеющей стали
    • Настенные
    • Настенные со встроенным накопительным баком
    • БОЙЛЕРЫ КОСВЕННОГО НАГРЕВА INOXSTOR
    • БОЙЛЕРЫ КОСВЕННОГО НАГРЕВА UB INOX
    • Терморегуляция
    • Гидравлические компоненты
    • Дополнительные опции
    • Модульные
    • Напольные
    • Настенные и каскадные установки

    Демонстрационный класс производителя отопительного оборудования Immergas (Иммергаз) на территории Республики Беларусь

    Гарантия на газовые котлы отопления Immergas от фирменного сервисного центра — 5 лет

    220063, г. Минск, ул. Неманская, д.2, пом. 166

    © 2021 Immergas в Беларуси

    Разработка и продвижение сайта seologic.by.

    Что такое КПД твёрдотопливного котла.

    КПД твёрдотопливного котла часто указывают 90% и выше. Сложно получить такой высокий КПД, а тем более официальный документ, его подтверждающий. Для этого необходимо провести специальные испытания, так как обычное топливо, по своим характеристикам и составу являются очень нестабильным.

    На рынке много различных марок угля. Каждая марка отличается по структуре, химическому составу и влажности. Это крупные куски и пыль, которые могут быть смешаны в разных пропорциях. Соответственно теплотворность угля каждый раз будет разная. Соответственно КПД твердотопливного угля будет разной.
    При таких разбросах параметров топлива гарантировать точные КПД и мощность твёрдотопливного котла сложно без проведения специальных испытаний со стандартизированным топливом.
    Соотношение количества тепла, полученного от сгоревшего топлива к количеству полезного тепла, выделенного котлом через теплообменник в теплоноситель, называется коэффициентом полезного действия (КПД).

    КПД твёрдотопливного котла зависит от потерь тепла:

    • которые происходят из-за недожога выделяемых при горении газов, в результате чего образуется сажа и черный дым (химический недожог топлива);
    • несгоревшего топлива, удаляемого с золой (механический недожог топлива);
    • степени выброса в трубу энергии тепла, т.е. от температуры дымовых газов, которая зависит от эффективности теплообменника;
    • качественных характеристик топлива, в т.ч. и от его влажности.

    Разберем это более подробно.

    Уменьшает КПД неправильная подача воздуха. От его количества сильно зависит полнота сгорания угля, для чего необходимо строго определённое количество воздуха. Если воздуха будет мало – топливо не догорит, а значит будет меньше выделяться тепла. Если же воздуха поступает много, а так как он поступает охлаждённый, снижается температура выделяемых газов и они не догорят, осядут сажей, не отдадут все тепло.

    Существует также проблема тесной топки , когда пламя, для полного сгорания топлива необходимо «развернуть» в достаточном объеме пространства, кислорода и времени.

    Алгоритм работы твёрдотопливных котлов.

    Автоматизация подразумевает включение и выключение дымососа, термостатом, который регулирует температуру воды, циркулирующую по отопительной системе дома. Если температура воды становится выше нормы, то термостат выключает дымосос, прекращая поступление воздуха в котёл.

    Получается, что в тот момент, когда топливо разгорелось и КПД котла стало максимальным, когда надо много кислорода – термостат снижает КПД, ограничивая его подачу. Когда температура снизилась, термостат опять начинает подавать воздух. Но топливо уже остыло, ему не нужно столько кислорода и КПД опять снижается за счёт охлаждения выделяемых газов.

    Поэтому, для повышения КПД необходима регулировка оборотов двигателя дымососа , чтобы интенсивность горения топлива была постоянной.

    КПД по топливу некоторых тепловых машин

    Карбюраторный двигатель (ДВС) — 25%

    Реактивный двигатель — 30%

    Дизельный двигатель (ДВС) — 38%

    Газовая турбина — 55%

    Паровая турбина — 60%

    Влияние теплообменика на КПД.

    Важно также исключить холодные стенки теплообменника котла. Вода, являясь теплоносителем, охлаждает стенки котла. Низкая температура теплообменника приводит к тому, что топливо не может нормально гореть. Оно до конца не сгорает и его остатки вылетают в трубу. Поэтому, необходимо поддерживать постоянно высокую температуру в котле, желательно выше, как минимум, температуры конденсации смол.

    Важно иметь и эффективный теплообменник , чтобы снизить температуру дымовых газов, которая должна быть не более чем 100°С в идеале.

    Прочие факторы влияющие на КПД.

    1. Повысить КПД котла можно и за счет снижения влажности топлива.
    2. Также необходимо контролировать величину уноса и провала несгоревшего топлива.
    3. Не последнюю роль играет и утепление самого котла, чтобы исключить нерационально высокую температуру в помещении котельной, т.к. требуется максимально полная отдача тепла в теплоноситель.

    Реальный КПД у котла редко бывает выше 50%.

    Таким образом, в бытовых котлах много полезного тепла вылетает в трубу в виде сажи и несгоревших газов. Потому реальный КПД у котла обычно редко бывает выше 50%.

    Для повышения КПД твердотопливных котлов надо повышать и квалификацию пользователей данного оборудования, для чего и служат эти публикации.

    Информация по теме:

    1. Кратко из теории термодинамики (в терминах).
    2. Водяное отопление дома. Закрытая и открытая системы.
    3. Расчет требуемой мощности водогрейного котла.
    4. Способы отопления дома.
    5. Какой котёл лучше?
    6. Кратко о классификациях твердотопливных котлов и о горении угля.
    7. Для чего нужен трехходовой кран?
    8. Экономное отопление. Что такое энергия, как её считать и экономить.

    Коэффициент полезного действия работающего на твердом топливе

    КПД производственного котла, работающего на твердом топливе

    

    Выбрать водогрейные котлы на твердом топливе в каталоге завода Цена от

    

    Выбрать паровые котлы на твердом топливе в каталоге завода Цена от

    Показателем эффективности котла служит коэффициент полезного действия далее КПД. Коэффициент полезного действия котла — отношение полезно использованной теплоты ко всей теплоте, внесенной в топку котла при сжигании топлива
    η = (Q1/ Qri)100 %.

    

    По ряду причин, не все тепло выделившееся во время горения топлива и внесенное с воздухом, поданным на горение, расходуется на нагрев теплоносителя.

    Часть тепла теряется. Выделяют пять основных потерь тепла в котле: с теплом уходящих газов — q2 = (Q2/Qri)100 %; от химической неполноты сгорания топлива —
    q3 = (Q3/Qri)100 %; от механической неполноты сгорания топлива — q4 = (Q4/Qri)100 %; потери тепла в окружающую среду — q5 = (Q5/Qri)100 %; потери с физическим теплом шлака q6 = (Q6/Qri)100 %.

    Полезно используемую теплоту определяют путем вычитания из теплоты сгорания топлива Qri суммарных потерь теплоты, кДж/кг или ккал/кг

    Q1 = Qri (Q2 + Q3 + Q4 + Q5 + Q6)

    или (в процентах)

    q1 = 100 (q2 + q3 + q4 + q5 + q6)

    Влияние нагрузки КПД отопительного котла

    Чем выше тепловая нагрузка (форсировка) котла, тем больше топлива сжигается в его топке и тем больше образуется дымовых газов. Одновременно с увеличением теплопроизводительности котла при повышенной форсировке растут потери теплоты с уходящими газами, так как температура уходящих газов при увеличении нагрузки возрастает, как следствие КПД котла уменьшается.

    Эксплуатация котла ниже установленной мощности на 15 % пиковой нагрузки с учетом теплопотребления и потерь при транспортировке, приводит к увеличению потерь в окружающую среду и как следствие снижение КПД котла, особенно при работе котла на неполную мощность в начале и в конце основного отопительного сезона.

    

    Поэтому так важно при выборе котла точно определить необходимую мощность при пиковой нагрузке.

    Казалось бы, есть к чему стремиться достичь КПД котла близкий к 100 %, но на этом пути есть преграды, которые не преодолеть либо по причине самой специфики слоевого сжигания твердого топлива, либо высоких капитальных и эксплуатационных затрат.

    Рассмотрим возможный достижимый КПД котла при слоевом сжигании твердого топлива.

    Оценим потери q6- потери с физическим шлаком

    q6 = (Q6/Qri)100 % = (aшл∙(cυ)зл∙Ar)/Qri

    Где: aшл = 1 aун доля шлака в слое топлива, определяется по доле уноса золы из топки котла aун, доля уноса зависит от вида топочного устройства и способа подачи топлива в топку на горение, при правильно организованном процессе горения составляет 5-20 % (Тепловой расчет котельных агрегатов (Нормативный метод), Издательство «Энергия», Москва. Далее Нормы теплового расчета), следовательно, доля шлака составляет 80-95 %;

    (cυ)зл = 133,8 ккал/кг энтальпия золы (шлака) при температуре 600 °C (нормы теплового расчета) ;

    Ar зольность на рабочую массу топлива, зависит от вида топлива и колеблется в пределах 5-45 % (нормы теплового расчета);

    Qri низшая теплота сгорания топлива, зависит от вида топлива и колеблется в пределах 2500-5400 ккал/кг.

    Следовательно, q6 может колебаться в пределах 0,1-2, 3 %.

    

    Оценим потери q5. С увеличением номинальной производительности котла доля ограждающей поверхности на единицу вырабатываемой мощности уменьшается, следовательно, уменьшаются и потери q5. Потери тепла от наружного охлаждения для котлов малой мощности от 0,1 до 4 МВт колеблются в пределах 2,5-3,5 % (Нормы теплового расчета).

    Оценим потери q4. Данный вид потерь в большей степени зависит от типа топочного устройства применяемого для сжигания конкретного вида топлива. Потери от механической неполноты сгорания топлива колеблются в пределах 3-11% (Нормы теплового расчета).

    Оценим потери q3. Данный вид потерь зависит от полноты смешивания топлива с воздухом. Потери тепла от химической неполноты сгорания топлива колеблются в пределах 0,5 1 % (Нормы теплового расчета).

    Оценим потери q2. Данный вид потерь является основным, и зависит от вида топлива, температуры уходящих газов, организации топочного процесса и конструктивных особенностей котла (эффективности организации теплообмена). Учитывая низшую рекомендованную температуру уходящих газов по нормам теплового расчета 150 °C и максимально допустимую по ГОСТ 30735-2001 при сжигании углей 280 °C, потери q2 варьируются в пределах 9 — 22 %.

    Суммируя все потери, получаем, что максимально достижимый КПД котла на данном этапе развития промышленности в области малой теплоэнергетики составляет

    Заявленный производителем КПД котла обеспечивается грамотным монтажом, наладкой и его эксплуатацией на месте, а также сжигаемым топливом и его характеристиками.

    Каждый котел имеет оптимальную нагрузку, являющуюся наиболее экономичной. Эксплуатация котла должна быть организована таким образом, чтобы наибольшую часть времени он работал на максимально экономичном режиме нагрузки.

    ОСНОВНЫМИ ПУНКТАМИ ПРАВИЛ ЭКСПЛУАТАЦИИ, ИМЕЮЩИХ НАИБОЛЬШЕЕ ВЛИЯНИЕ НА КПД КОТЛА, ЯВЛЯЮТСЯ

    

    Регулировка тяги и дутья; контроль стабильного горения и полноты выгорания топлива;- контроль величины провала и уноса; контроль состояния поверхностей нагрева и их своевременная очистка. Правильно организованные тяга и дутье позволят организовать оптимальный коэффициент избытка воздуха в топке и полноту выгорания топлива. Увеличение коэффициента избытка воздуха приведет к увеличению потерь с уходящими газами. Чрезмерное уменьшение коэффициента избытка воздуха приведет к появлению зон с недостатком кислорода. В таких зонах не происходит полного окисления элементов топлива и образуется сажа. Контроль за стабильностью горения и полнотой выгорания топлива осуществляется при выполнении основных правил: загрузка топлива должна быть равномерной (достаточной), не должно быть очагового горения слой топлива должен покрывать все полотно слоевой решетки и гореть по всей поверхности. Равномерно распределенная по времени загрузка топлива позволит сократить период сушки топлива и добиться устойчивого пламени. Правильное осуществление контроля за горением топлива позволяет сократить время сушки топлива и обеспечить полное выгорание летучих горючих веществ топлива и кокса. При правильно организованном топочном процессе пламя должно иметь соломенный цвет. Провал топлива — это по сути потери с механическим недожогом. Интенсивный провал может привести к возгоранию топлива в коробе поддува, с последующим перегревом и выходом из строя слоевой колосниковой решетки. Наличие сажистых и золовых отложений на поверхностях нагрева в разы уменьшает интенсивность теплообмена и, следовательно, снижает КПД котла. ООО Котельный завод «РЭП» производит широкий модельный ряд водогрейных котлов, а так же котельно — вспомогательного оборудования

    Водогрейные котлы КВр	0,15-2,5 МВт	Водогрейные котлы, традиционной оптимальной компоновки.
    Водогрейные котлы КВа	0,4-4,0 МВт	Водогрейные котлы для сжигания жидкого и газообразного топлива.
    Водогрейные котлы на естественной тяге	0,15-1,45 МВт	Водогрейные котлы, работающие без дымососа, с уникальной системой тяги и дутья.
    Водогрейные котлы на опилках	0,15-1,5 МВт	Водогрейные котлы с бункером и автоматической шнековой подачей.
    Водогрейные котлы с механической топкой ТШПМ	0,8-3,0 МВт	Водогрейные котлы с механической топкой с шурующей планкой ТШПМ. Равномерное распределение топлива на колосниковой решетке.
    Автоматические котлы с бункером	0,15-1,5 МВт	Котлы работают в полностью автоматическом режиме, не требуют постоянного присутствия кочегара, экономичны и компактны.
    Котлы с механической топкой ТЛПХ	1,5-4,0 МВт	Водогрейные котлы КВм с механической топкой с ленточной цепной решеткой прямого хода ТЛПХ.

    Автор: Антон Гор

    Дата публикации: 11.02.2022

    Похожие публикации:

    1. Как запустить септик в работу первый раз
    2. Какой стороной шайба к болту
    3. Какой толщины металл используется для изготовления изделия
    4. Сила ампера в чем измеряется в физике