(495) 766-86-01603-971-803
Мы работаем по выходным - тел. 8-926-197-21-13
 

Как повысить кпд отопительного котла


Повышаем эффективность (КПД) твердотопливного котла

Отопительная техника, работающая на твердом топливе, представлена сегодня целой группой аппаратов. Каждый твердотопливный котел, выпускаемый сегодня отечественными и зарубежными компаниями-производителями – это совершенно новые, высокотехнологичные нагревательные приборы. Благодаря внедрению в конструкцию отопительных приборов технических новшеств и оснащения устройствами автоматического контроля, удалось значительно повысить КПД, оптимизировать работу твердотопливных котлов.

В нагревательных приборах этого вида используется традиционный принцип действия, аналогичный хорошо знакомому для нас варианту печного отопления. Основное действие обусловлено процессом  генерации тепловой энергии выделяемой при сгорании в топке котла угля, кокса, дров и других топливных ресурсов с последующей передачей тепла теплоносителю.

Как и другие устройства, обеспечивающие выработку, передачу энергии, котельное оборудование имеет свой коэффициент полезного действия. Рассмотрим более детально, что собой представляет КПД агрегатов, работающих на твердом топливе. Постараемся найти ответы на вопросы, связанные с этими параметрами.

Что такое КПД отопительных приборов

Для любого нагревательного агрегата, в задачу которого входит обогрев внутреннего пространства жилых зданий и сооружений различного назначения, важным компонентом была, есть и остается эффективность работы. Параметром, определяющим эффективность твердотопливных котлов, является коэффициент полезного действия. КПД показывает отношение затраченной тепловой энергии, выдаваемой котлом в процессе горения твердого топлива к полезному теплу, которым снабжается вся система отопления.

Выражается это соотношение в процентах. Чем лучше работает котел, тем выше проценты. Среди современных твердотопливных котлов есть модели с высоким КПД, высокотехнологичные, эффективные и экономичные агрегаты.

Для справки: в качестве грубого примера, следует оценить тепловой эффект, получаемый при сидении возле костра. Выделяемая при горении дров тепловая энергия способна обогреть ограниченное вокруг костра пространство и предметы. Большая часть тепла от горящего костра (до 50-60%) уходит в атмосферу, ни давая никакой пользы, кроме эстетического содержания, в то время как соседние предметы и воздух получают ограниченное количество килокалорий. Коэффициент полезного действия у костра минимальный.

Коэффициент полезного действия отопительной техники сильно зависит от того, какой вид топлива используется и каковы конструктивные особенности устройства.


К примеру: при горении угля, дров или пеллет выделяется разного количество тепловой энергии. Во многом КПД зависит от технологии сжигания топлива в камере сгорания и типа системы отопления. Другими словами, каждый вид нагревательных приборов (традиционные котлы на  твердом топливе, агрегаты длительного горения, пеллетные котлы и аппараты, работающие за счет пиролиза), обладает своими технологическими особенностями конструкции, влияющие на параметры КПД.

Отражаются на эффективности котлов так же условия эксплуатации и качество вентиляции. Слабая вентиляция становится причиной нехватки воздуха, необходимого для высокой интенсивности процесса сжигания топливной массы. От состояния дымохода зависит не только уровень комфорта во внутренних помещениях, но и КПД обогревательной техники, работоспособность всей системы отопления.

Сопроводительная документация на отопительный котел должна иметь заявленный производителем КПД оборудования. Соответствие реальных показателей заявленной информации достигается за счет правильного монтажа аппарата, обвязкой и последующей эксплуатацией.

Правила эксплуатации котельных устройств, соблюдение которых оказывает влияние на величину КПД

Любой вид отопительного агрегата имеет свои параметры оптимальной нагрузки, которая должна быть максимально полезной, с технологической и экономической точки зрения. Процесс эксплуатации твердотопливных котлов построен таким образом, что большую часть времени техника работает в оптимальном режиме. Обеспечить такую работу позволяет соблюдение правил эксплуатации отопительного оборудования, работающего на твердом топливе. В данном случае необходимо придерживаться и следовать следующим пунктам:

  • необходимо соблюдать приемлемые режимы дутья и работы вытяжки;
  • постоянный контроль над интенсивностью горения и полноты сгорания топлива;
  • контролировать величину уноса и провала;
  • оценка состояния нагреваемых в процессе горения топлива поверхностей;
  • регулярная чистка котла.

Перечисленные пункты являются тем необходимым минимумом, которого нужно придерживаться во время эксплуатации котельного оборудования в отопительный сезон. Соблюдение простых и понятных правил позволит получить заявленный в характеристиках КПД автономного котла, улучшить работу твердотопливного котла.

Можно сказать о том, что каждая мелочь, каждый элемент конструкции нагревательного прибора сказывается на величине коэффициента полезного действия. Правильно сконструированный дымоход, система вентиляции обеспечивают оптимальный приток воздуха в топочную камеру, что существенно отражается на качестве горения топливного продукта. Работа вентиляции оценивается величиной коэффициента избытка воздуха. Чрезмерное увеличение объема поступающего воздуха приводит к перерасходу топлива. Тепло интенсивнее уходит через трубу вместе с продуктами горения. При уменьшении коэффициента работа котлов существенно ухудшается, высока вероятность возникновения в топке зон, ограниченных кислородом. При такой ситуации в топке начинает образовываться и скапливаться в больших количествах сажа.

Интенсивность и качество горения в твердотопливных котлах требуют постоянного контроля. Загрузка топочной камеры должна выполняться равномерно, не допуская очаговых возгораний.

На заметку: уголь или дрова равномерно распределяются по колосникам или по решетке. Горение должно проходить по всей поверхности слоя. Равномерно распределенное топливо быстро подсыхает и горит по всей поверхности, гарантируя полное выгорание твердых компонентов топливной массы до летучих продуктов горения. Если вы правильно заложили топливо в топку, пламя пи работе котлов будет ярко желтого, соломенного цвета.

Во время горения важно не допускать провалов топливного ресурса, иначе придется столкнуться с существенным  механическими потерями (недожог) топлива. Если не контролировать положения топлива в топке, упавшие в зольный ящик крупные фрагменты угля или дров могут привести к несанкционированному возгоранию остатков продуктов топливной массы.

Сажа и смола, скопившаяся на поверхности теплообменника, уменьшают степень нагрева теплообменника. В результате всех перечисленных нарушений условий эксплуатации уменьшается полезный объем тепловой энергии, необходимой для нормальной работы системы отопления. Как следствие, можно говорить о резком снижении КПД отопительных котлов.

Факторы, от которых зависит КПД котлов

Котлы с высоким значением КПД на сегодняшний день представлены следующей отопительной техникой:

  • агрегаты, работающие на угле и на другом твердом ископаемом топливе;
  • пеллетные котлы;
  • аппараты пиролизного типа.

КПД нагревательных приборов, в топку которых идет антрацит, каменный  уголь и торфяные брикеты, составляет в среднем 70-80%. Значительно  больший коэффициент полезного действия у пеллетных устройств – до 85%. Загружаемые гранулами, нагревательные котлы этого типа отличаются высокой эффективностью, выдаваемые во время горения топлива огромное количество тепловой энергии.

На заметку: одной загрузки вполне достаточно для работы аппарата на оптимальных режимах до 12-14 часов.

Абсолютный лидер среди твердотопливного отопительного оборудования – пиролизный котел. В этих приборах используется дрова или отходы древесины. КПД такой техники сегодня составляет 85% и более. Агрегаты так же относятся к высокоэффективным устройствам длительного горения, но при соблюдении необходимого условия —  влажность топлива не должна превышать 20%.

Немаловажным для значения коэффициента полезного действия является тип материала, из которого изготовлен отопительный прибор. Сегодня на рынке представлены модели твердотопливных котлов, выполненных из стали и из чугуна.

Для справки: К первым относятся стальные изделия. Для снижения рыночной стоимости агрегата, компании – производители используют основные элементы конструкции, выполненные из стали. Например, теплообменник изготавливается из высокопрочной жароустойчивой черной стали толщиной 2-5 мм. Таким же образом изготавливаются нагревательные трубчатые элементы, используемые для нагрева основного контура.

Чем толще сталь, используемая в конструкции, тем выше теплообменные характеристики оборудования. Соответственно растет коэффициент полезного действия.

В аппаратах из стали увеличение КПД достигается за счет установки специальных внутренних перегородок в виде труб – ступеней основного потока и рассекателей дыма. Меры вынужденные и частичные, позволяющие незначительно повысить эффективность основного устройства. Среди моделей стальных твердотопливных котлов редко можно встретить приборы, имеющие КПД выше 75%. Сроки эксплуатации таких изделий составляют 10-15 лет.

Зарубежные компании с целью повышения КПД стальных отопительных котлов используют в своих моделях процесс нижнего сжигания, с 2-мя или с 3-мя тяговыми потоками. В конструкции изделий предусмотрена установка трубчатых нагревательных элементов для улучшения теплообмена. Подобная техника имеет КПД в пределах 75-80%, и прослужить может дольше, в 1,5 раза.

В отличие от стальных агрегатов, большей эффективностью обладают чугунные твердотопливные аппараты.


В конструкции чугунных агрегатов используются теплообменники, изготовленные из чугунного сплава особой марки, обладающего высокой теплоотдачей. Такие котлы чаще всего используются для открытых отопительных систем отопления. Изделия дополнительно оснащаются колосниками, благодаря которым осуществляется интенсивный отбор тепловой энергии непосредственно от горящего топлива, размещенного на колосниках.

КПД у таких нагревательных приборов составляет 80%. Следует учитывать огромные по времени сроки эксплуатации чугунных котлов. Срок работоспособности у подобной техники составляет 30-40 лет.

Как повысит эффективность отопительной техники, работающей на твердом топливе

Сегодня многие потребители, имея в своем распоряжении твердотопливный котел, стараются найти наиболее удобный и практичный способ как повысить КПД отопительного оборудования. Технологичные параметры нагревательных приборов, заложенные производителем, со временем теряют свои номинальные значения, поэтому для повышения эффективности котельного техники изыскиваются различные способы и средства.

Рассмотрим один из наиболее эффектных вариантов, установка дополнительного теплообменника. В задачу новой оснастки входит снятие тепловой энергии с летучих продуктов горения.

На видео можно увидеть, как сделать самостоятельно экономайзер (теплообменник)

Для этого нам предварительно необходимо узнать какова температура дыма на выходе. Изменить ее можно при помощи мультиметра, который помещается непосредственно в середину дымохода. Данные о том, сколько можно получить дополнительного тепла от улетучивающихся продуктов горения необходимы для расчета площади дополнительного теплообменника. Делаем следующие действия:

  • отправляем в топку дрова определенного количества;
  • засекаем за сколько времени прогорит определенное количество дров.

К примеру: дрова, в количестве 14.2 кг. горят 3,5 часа. Температура дыма на выходе из котла составляет 460 0 С.

За 1 час у нас сгорело: 14,2/3,5 = 4,05 кг. дров.

Для расчета количества дыма  используем общепринятое значение  — 1 кг. дров  = 5,7 кг. дымовых газов. Далее умножаем количество сгоревших за один час дров  на количество дыма, получаемое при сгорании 1 кг. дров. В итоге: 4,05 х 5,7 = 23,08 кг. летучих продуктов горения.  Эта цифра и станет отправной точкой для последующих расчетов количества тепловой энергии, которую можно использовать дополнительно для нагрева второго теплообменника.

Зная значение теплоемкости летучих горячих газов, как 1,1 кДж/кг., делаем дальнейший расчет мощности теплового потока, если мы хотим снизить температуру дыма с 460 0С до 160 градусов.

Q = 23,08 х 1,1 (460-160) = 8124 кДж тепловой энергии.

В итоге получаем точное значение дополнительной мощности, которую обеспечивают летучие продукты горения: q = 8124/3600  = 2,25 кВт, цифра большая, которая может оказать существенное влияние на повышение эффективности отопительного оборудования. Зная о том, сколько энергии уходит впустую, желание оснастить котел дополнительным теплообменником вполне оправдано. За счет притока дополнительной тепловой энергии для работы по нагреву теплоносителя, повышается не только эффективность всей системы отопления, но и сам КПД отопительного агрегата растет.

Выводы

Несмотря на обилие моделей современной отопительной техники, твердотопливные котлы продолжают оставаться одним из эффективных и доступных видом нагревательного оборудования. В сравнении с электрическими котлами, которые имеют КПД до 90%, агрегаты на твердом топливе обладают высоким экономическим эффектом. Увеличение коэффициента полезного действия на новых моделях, позволило этому виду котельного оборудования вплотную приблизиться к электрическим и газовым котлам.

Современные аппараты на твердом топливе способны не только работать длительное время, используя доступное по цене природные топливные ресурсы, но и обладают высокими эксплуатационными характеристиками.

Повышение эффективности котла и объяснение потерь тепла в котле | Thermodyne

Введение в эффективность котла

Признано, что первоначальная стоимость котла составляет небольшую часть общих затрат, связанных с котлом за время его существования. В сроке службы котла основную цену составляют затраты на топливо. Вот почему обеспечение эффективной работы котла имеет решающее значение для оптимизации затрат на топливо.

Это миф, что котел всегда будет работать с расчетной эффективностью.Практически всегда обнаруживалось, что котлы работают с гораздо более низкой эффективностью, чем измеренная, если не выполняется надлежащий мониторинг эффективности .

Цель теста производительности - определить фактическую производительность и эффективность котла и сравнить их с проектными предпочтениями или нормами. Это символ для отслеживания ежедневных и от сезона к сезону изменений КПД котла и повышения энергоэффективности.

Определение КПД котла

Согласно Википедии КПД котла - это соотношение между энергией, подаваемой на котел , и выходной мощностью , полученной от котла.”

.

ПОВЫШЕНИЕ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ УСТАНОВОК КОТЛА И НАГРЕВАТЕЛЯ

Системный подход к повышению энергоэффективности котлов C, а не бессистемные улучшения C включает несколько упрощенных шагов, как показано на Рисунок 2 .

Рисунок 2. Программа повышения эффективности котлов

Текстовая версия - Рисунок 2

Рисунок 2. Программа повышения КПД котла

Следующие шаги являются частью цикла:

  • Пуск - Определить текущее состояние: провести аудит котельной системы.
  • Определите текущие и ближайшие потребности в отоплении и связанные с ними требования к 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)

Текстовая версия - Рисунок 3

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.

Недавние 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 модернизации 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 труб. 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 толщиной 4,5 мм (0,18 дюйма) - на 69 процентов! В результате температура дымовых газов повышается, как и затраты на энергию.

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. Для поддержания максимальной эффективности котла необходимо поддерживать чистоту поверхностей котла. 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 расход 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 небольших котельных низкого давления и ежечасно на крупных установках высокого давления. Программа водоподготовки и испытаний 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 избытка воздуха для горения (обсужденный ранее) также включает защиту от проникновения нежелательного воздуха в камеру сгорания котла или дымовую систему. Воздух поступает через герметичные крышки, смотровые окна, неисправные прокладки и другие отверстия.

Продувочная вода - долларов 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 чрезмерная, «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 настроена на обычные пять процентов от максимальной мощности котла, то продувочный поток будет составлять 1150 кг / час, содержащий 885 500 кДж (около 2500 фунтов / час, содержащий 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.

Замкнутая система , которая подает конденсат пара под давлением для повторного кипячения, практически исключает потери и требует меньше 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 РЕГУЛИРУЮЩЕГО 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 находиться в диапазоне 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», стр. 2). Поскольку конденсация (и, как следствие, опасность коррозии) неизбежна, система теплообменника должна быть изготовлена ​​из материалов, не подверженных коррозии. В экономайзерах прямого контакта 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 пересмотру, 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 3 , что составило 75 000 долларов в год.Выбросы CO 2 соответственно снизились; Новые горелки с низким содержанием NO x снизили выбросы оксидов азота на 70 процентов.

КОМБИНИРОВАННОЕ ВЫРАБОТКА ТЕПЛА И ЭНЕРГИИ - 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 самый большой 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 в сокращении выбросов CO 2 и NO x , а также 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 отопления или использования в технологических процессах. В настоящее время блоки ТЭЦ доступны в размерах от нескольких киловатт до десятков мегаватт выходной мощности.

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 дюйма.диаметром) трубы, по которой проходит пар при давлении 860 кПа (125 фунтов на кв. дюйм), 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 в виде затрат на пар в год, чем затраты на изоляцию минеральным материалом. волокно и алюминиевая оболочка.

Теплоснабжение

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 снижения количества тепла, теряемого в системе трубопроводов.

Чтобы изменить рабочее давление системы или температуру жидкости, убедитесь, что котел и конечные 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 обогрева жидкости также сталкиваются с этой проблемой.

Пример: При выходе из строя одиночного сифона 3,2 мм (номинальная 1/8 дюйма) в паровой системе 690 кПа (100 фунтов на кв. Дюйм) может происходить потеря эквивалента 11 600 м. 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 и имеют более высокую скорость 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 прежними. Тепловые потери от дополнительных трубопроводов увеличивают тепловую нагрузку помещения и, следовательно, потребности в вентиляции и кондиционировании. Более того, избыточный трубопровод не требует особого обслуживания и внимания, что приводит к дополнительным потерям.

Неправильная деаэрация питательной воды котла

Пар, содержащий всего один процент по объему 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 свою 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, должно быть направлено на процесс, требующий максимальной температуры, его тепло выхлопных газов следует использовать в приложениях с более низкими температурами. Окончательно отводимое тепло должно иметь самую низкую температуру, которую можно получить с экономической точки зрения.

Примеры: Воздух или газ, выходящий из высокотемпературного процесса, пропускается через котел-утилизатор для производства 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.


Предыдущая страница | Содержание | Следующая страница

.

курсов PDH онлайн. PDH для профессиональных инженеров. PDH Engineering.

«Мне нравится широта ваших курсов по HVAC; не только экологичность или экономия энергии

курсов.

Russell Bailey, P.E.

Нью-Йорк

"Это укрепило мои текущие знания и научило меня еще нескольким новым вещам.

, чтобы познакомить меня с новыми источниками

информации."

Стивен Дедак, P.E.

Нью-Джерси

«Материал был очень информативным и организованным. Я многому научился, и они были

.

очень быстро отвечает на вопросы.

Это было на высшем уровне. Будет использовать

снова . Спасибо. "

Blair Hayward, P.E.

Альберта, Канада

"Простой в использовании сайт.Хорошо организовано. Я действительно буду снова пользоваться вашими услугами.

проеду по вашей роте

имя другим на работе. "

Roy Pfleiderer, P.E.

Нью-Йорк

"Справочные материалы были превосходными, и курс был очень информативным, особенно потому, что я думал, что я уже знаком

с деталями Канзас

Городская авария Хаятт."

Майкл Морган, P.E.

Техас

«Мне очень нравится ваша бизнес-модель. Мне нравится просматривать текст перед покупкой. Я нашел класс

.

информативно и полезно

на моей работе »

Вильям Сенкевич, П.Е.

Флорида

«У вас большой выбор курсов, а статьи очень информативны.Вы

- лучшее, что я нашел ».

Russell Smith, P.E.

Пенсильвания

«Я считаю, что такой подход позволяет работающему инженеру легко зарабатывать PDH, давая время на просмотр

материал.

Jesus Sierra, P.E.

Калифорния

"Спасибо, что разрешили мне просмотреть неправильные ответы.На самом деле

человек узнает больше

от отказов »

John Scondras, P.E.

Пенсильвания

«Курс составлен хорошо, и использование тематических исследований является эффективным.

способ обучения »

Джек Лундберг, P.E.

Висконсин

«Я очень впечатлен тем, как вы представляете курсы; i.е., позволяя

студент, оставивший отзыв на курс

материалов до оплаты и

получает викторину "

Арвин Свангер, P.E.

Вирджиния

"Спасибо за то, что вы предложили все эти замечательные курсы. Я определенно выучил и

получил огромное удовольствие ».

Мехди Рахими, П.Е.

Нью-Йорк

«Я очень доволен предлагаемыми курсами, качеством материалов и простотой поиска.

в режиме онлайн

курса."

Уильям Валериоти, P.E.

Техас

"Этот материал во многом оправдал мои ожидания. По курсу было легко следовать. Фотографии в основном обеспечивали хорошее наглядное представление о

.

обсуждаемых тем »

Майкл Райан, P.E.

Пенсильвания

«Именно то, что я искал. Потребовался 1 балл по этике, и я нашел его здесь."

Джеральд Нотт, П.Е.

Нью-Джерси

"Это был мой первый онлайн-опыт получения необходимых мне кредитов PDH. Это было

информативно, выгодно и экономично.

Я очень рекомендую

всем инженерам.

Джеймс Шурелл, P.E.

Огайо

«Я понимаю, что вопросы относятся к« реальному миру »и имеют отношение к моей практике, и

не на основании каких-то неясных раздел

законов, которые не применяются

- «нормальная» практика."

Марк Каноник, П.Е.

Нью-Йорк

«Отличный опыт! Я многому научился, чтобы использовать свой медицинский прибор

.

организация.

Иван Харлан, П.Е.

Теннесси

«Материалы курса имели хорошее содержание, не слишком математическое, с хорошим акцентом на практическое применение технологий».

Юджин Бойл, П.E.

Калифорния

"Это был очень приятный опыт. Тема была интересной и хорошо изложенной,

а онлайн-формат был очень

доступный и простой

использовать. Большое спасибо ».

Патрисия Адамс, P.E.

Канзас

"Отличный способ добиться соответствия требованиям PE Continuing Education в рамках ограничений по времени лицензиата."

Joseph Frissora, P.E.

Нью-Джерси

«Должен признаться, я действительно многому научился. Помогает иметь печатный тест во время

обзор текстового материала. Я

также оценил просмотр

фактических случаев предоставлено.

Жаклин Брукс, П.Е.

Флорида

"Очень полезен документ" Общие ошибки ADA при проектировании объектов ".

испытание потребовало исследований в

документ но ответы были

в наличии »

Гарольд Катлер, П.Э.

Массачусетс

"Я эффективно использовал свое время. Спасибо за то, что у вас есть широкий выбор.

в транспортной инженерии, что мне нужно

для выполнения требований

Сертификат ВОМ."

Джозеф Гилрой, P.E.

Иллинойс

«Очень удобный и доступный способ заработать CEU для моих требований PG в Делавэре».

Ричард Роудс, P.E.

Мэриленд

«Я многому научился с защитным заземлением. Пока все курсы, которые я прошел, были отличными.

Надеюсь увидеть больше 40%

курса со скидкой."

Кристина Николас, П.Е.

Нью-Йорк

"Только что сдал экзамен по радиологическим стандартам и с нетерпением жду возможности сдать еще

курса. Процесс прост, и

намного эффективнее, чем

вынуждены путешествовать ".

Деннис Мейер, P.E.

Айдахо

"Услуги, предоставляемые CEDengineering, очень полезны для Professional

Инженеры получат блоки PDH

в любое время.Очень удобно ».

Пол Абелла, P.E.

Аризона

«Пока все отлично! Поскольку я постоянно работаю матерью двоих детей, у меня мало

время исследовать где на

получить мои кредиты от.

Кристен Фаррелл, P.E.

Висконсин

«Это было очень познавательно и познавательно.Легко для понимания с иллюстрациями

и графики; определенно делает это

проще поглотить все

теории.

Виктор Окампо, P.Eng.

Альберта, Канада

«Хороший обзор принципов работы с полупроводниками. Мне понравилось пройти курс по

.

мой собственный темп во время моего утро

метро

на работу."

Клиффорд Гринблатт, П.Е.

Мэриленд

"Просто найти интересные курсы, скачать документы и взять

викторина. Я бы

.

Насколько эффективен конденсационный котел? (2020)

В чем разница между обычным котлом и конденсационным котлом?

Выбор лучшего типа конденсационного котла для ваших индивидуальных нужд может быть трудным. Однако получение правильной информации может значительно упростить процесс принятия решений и предоставить вам лучшую цену на конденсационный котел. Вот почему в этой статье вы получите ускоренный курс по котлам, в том числе о том, как найти лучших конденсационных котлов типов и поставщиков котлов .

В обычных системах отопления (например, в газовых котлах) нагретые газы проходят через поверхность теплообмена котла, передавая генерируемую энергию в систему распределения тепла, такую ​​как полы с подогревом и радиаторы. После этого дымовые газы выбрасываются в атмосферу через дымоход котла.

Таким образом, определенное количество тепла теряется, потому что вместе с газами выталкивается значительное количество пара, который образуется в процессе горения.Благодаря этому выпускаемый пар несет в себе неиспользованное количество энергии испарения.

Здесь конденсационный котел становится экономичным выбором smart , environmental и по сравнению с обычными котлами, поскольку они способны преобразовывать энергию испарения в тепло.

Просто заполнив свои личные предпочтения в контактной форме в начале этой страницы, вы можете получить до четырех предложений от лучших поставщиков для ваших индивидуальных потребностей.Это бесплатно и без обязательств .

Подробнее о конденсационных котлах

Конденсационные котлы могут обеспечить КПД 90%

Конденсационный котел не только является хорошим вариантом, если вы беспокоитесь о своем углеродном следе, но производители конденсационных котлов также заявляют, что КПД их продукции может достигать 98%. Как правило, КПД обычных котлов может достигать 70-80%.

Эти высокоэффективные котлы в значительной степени обязаны преобразованием тепла своей камере сгорания. Принцип их работы заключается в том, что теплообменник отбирает не только тепло, возникающее при сгорании топлива, но также тепловую энергию, получаемую при конденсации водяного пара, и передает ее в систему отопления дома.

Используя вышеприведенную терминологию, можно сказать, что конденсационные котлы обеспечивают самую высокую теплотворную способность с точки зрения тепловой мощности, тогда как обычные газовые или электрические котлы обеспечивают самую низкую теплотворную способность.Следовательно, за счет конденсации конденсационный котел может обеспечить дополнительных от 10% до 15% КПД .

Для того, чтобы определить разницу между самой низкой и самой высокой теплотворной способностью конденсационного котла, важно принять во внимание вид топлива , на котором работает котел. Для природного газа эта разница составляет около 11%. Это означает, что КПД котла может достигать 90-91% при полной конденсации (80% от сжигания топлива и 11% от конденсации пара).

В конденсационном котле с высокоэффективным теплообменником выделяемые газы охлаждаются до температуры, практически равной температуре воды из обратного контура. Таким образом, КПД приближается к отметке 91% и, следовательно, почти достигает физических ограничений котла.

Степень, в которой конденсационный котел может полностью использовать тепловую энергию, образующуюся в результате конденсации, зависит, прежде всего, от заданной температуры системы отопления.

Чем ниже температура воды, поступающей в конденсатор, тем эффективнее будет процесс охлаждения газа. Впоследствии эффект конденсации можно использовать в полной мере. Таким образом, если вы хотите улучшить общую производительность вашей системы отопления, важно уделить большее внимание вопросу , чтобы максимально увеличить эффект конденсации в вашем котле.

В этой таблице обобщена информация о затратах на конденсацию для различных типов котлов.Это даст вам лучшее представление о КПД конденсационного котла с точки зрения того, что может отображаться в вашем счете за электроэнергию.

Тип котла по цене и КПД
Тип котла Квартира Смежный дом Отдельно стоящий КПД
Газовый тяжеловес £ 790 £ 1,210 £ 1,720 55%
Старый газовый облегченный £ 670 £ 1 020 £ 1,450 65%
Новые без конденсации £ 580 £ 850 £ 1,210 78%
Новая конденсационная £ 450 £ 740 £ 1,050 92%

* Источник: Sedbuk

Как работает конденсационный котел?

Принципы работы конденсационного котла известны уже сто лет, но использование его стало возможным только недавно.Это связано с тем, что производители конденсационных котлов теперь могут использовать технологические достижения в области конструкции из нержавеющей стали и коррозионно-стойких сплавов. Но как работают конденсационные котлы?

При охлаждении водяные пары внутри котла превращаются в жидкость в процессе конденсации. Это высвобождает определенное количество тепловой энергии.

Конденсация котла происходит в специально разработанном теплообменнике , который поглощает тепло и передает его в систему отопления.В то время как в обычном котле цель состоит в том, чтобы избежать процесса конденсации, в конденсационном котле этот же процесс необходим для производства тепла.

Количество тепла, которое может быть произведено при сжигании единицы топлива, включая тепло, выделяемое при конденсации пара, называется наивысшей теплотворной способностью. Такое же количество произведенного тепла без учета тепловой энергии, возникающей в результате конденсации, называется наименьшей теплотворной способностью.

Подробнее о механике конденсационного котла

В конденсационных котлах

рядом с теплообменником установлен встроенный вентилятор, работающий со спидометром.В связи с этим конденсационные котлы имеют закрытую камеру сгорания , соединенную с коаксиальным дымоходом, через который отходят дымовые газы. Контроль скорости вращения вентилятора помогает поддерживать оптимальную степень сгорания воздуха и газа. Чтобы свести к минимуму потерю тепла дымовыми газами, важно, чтобы теплообменник позволял конденсацию водяного пара.

Процесс конденсации достигает своего пика, когда поверхность теплообменника равна или ниже температуры точки росы .Температура точки росы - самая надежная единица измерения влажности и комфорта воздуха. В нормальных условиях точка росы природного газа составляет около 57 градусов Цельсия. Значит, чтобы котел работал в конденсационном режиме , температура теплоносителя в обратном контуре не должна превышать 57 градусов Цельсия.

Если вышеуказанные условия не будут достигнуты, то КПД конденсационного котла снизится. Даже в этой ситуации котел все равно будет на 4-5% эффективнее , чем обычный котел.

Чем выше КПД (COP) конденсационного котла, тем ниже будет температура в системе отопления. Таким образом, конденсационный котел будет более эффективным, если он будет совмещен с водяным теплым полом с температурой подачи от 40 до 45 градусов Цельсия.

Поскольку не существует рекомендованной минимальной температуры теплоносителя, котел, подключенный к системе теплого пола, может работать без специальных устройств для понижения температуры .Однако это применимо только для полов большой площади и только в том случае, если система отопления не сильно колеблется.

Некоторые практические рекомендации по эксплуатации конденсационных котлов

  • Установить котел со специально разработанными системами низкотемпературного отопления (желательно не выше 60/40 ° C или максимум 70/50 ° C)
  • Используйте только пластмассовые дымоходы или керамические (желательно у специализированных дилеров / производителей)

Используя конденсационный котел, вы повысите общий уровень комфорта, обеспечиваемый вашей системой отопления, и снизите уровень потребления газа на 15-20% .

Какие типы конденсационных котлов самые лучшие?

Существует два основных типа конденсационных котлов: системных котлов и комбинированных котлов . Системный котел - хороший выбор для больших домов или домов с низким давлением воды. Комбинированный котел - идеальный выбор для домов, где требуется отопление по запросу.

При этом оба типа конденсационных котлов могут быть разных форм и размеров. Вот обзор различных типов:

  • Настенные котлы : Этот тип конденсационных котлов, который иногда также называют навесными котлами, очень удобен из-за их меньшего размера и потому, что они могут быть установлены вместе с модульным котлом.
  • Напольные котлы : Котлы этого типа, также называемые напольными или напольными котлами, крупнее настенных котлов и могут производить больший объем горячей воды.
  • Одноконтурные котлы : Система трубопроводов представляет собой одиночный замкнутый контур, что означает, что имеется единственная основная подводящая вода, по которой вода входит и выходит из котла. Риск этого типа отопительной установки заключается в том, что, если он не сбалансирован должным образом, он будет нагревать дом неравномерно в зависимости от контура горячей воды.
  • Двухконтурные котлы : Этот тип котельной системы имеет два отдельных трубопровода, один из которых отводит нагретую воду от котла и нагревает дом, а второй направляет воду к котлу для повторного нагрева. Этот тип котла правильно сбалансирован и может одинаково обогреть весь дом.

Найдите лучшие предложения котлов

Может быть трудно сделать выбор между всеми этими разными типами котлов, особенно если взвесить преимущества большей оплаты за покупку.Хорошая вещь с конденсационными котлами состоит в том, что, хотя их стоимость может быть выше в самом начале, инвестиции окупаются вовремя за счет экономии денег на счетах за электроэнергию.

Если вы решили приобрести котел, но не уверены, какой тип лучше всего подходит для ваших нужд, мы готовы помочь. Просто заполните форму на этой странице, указав свои личные предпочтения и информацию, и мы предоставим вам до четырех разных поставщиков .Услуга бесплатно , без обязательств , и занимает всего минут .

.

Смотрите также