Анализ КПД газового котла

[zuev]

Мне люди часто задают вопрос: "А какой режим работы котла наиболее оптимальный?" Попытаюсь здесь на него ответить.

 

КПД является характеристикой котла только в режиме непрерывной работы (при номинальной производительности). Такой режим применяется на испытательных стендах при определении фактических параметров котлов, либо в непрерывном производственном цикле с постоянной нагрузкой, но такой режим для отопительных систем невозможен.

Это связано с переменной тепловой нагрузкой на котлы в течение годового цикла эксплуатации системы. Другими словами, тот максимальный КПД, который заявлен в техпаспорте на котел, простой обыватель никогда в жизни не увидит, что бы там не говорили и не писали производители. Зато у нас есть не мене важный показатель, напрямую зависящий от КПД, который мы можем увидеть у себя в котельной, и попытаться на него повлиять (за определенный период времени).

Показатель этот называется расход газа.

 

Некоторые спецы считают, что лучше всего чтобы котел работал постоянно с минимальным количеством пусков (Производитель для этого стремится разработать котлы с широким диапазоном модуляции). Но иногда нет возможности это реализовать, так как минимальная мощность котла превышает тепловую нагрузку. Тогда на помощь приходит автоматика.

Комнатные термостаты устанавливают как минимально возможное устройство для регулирования температуры в помещении. Иногда (когда разница в мощностях котла и системы серьезная) применение термостата просто необходимо чтобы сократить количество пусков котла в единицу времени.

Все это, конечно, позволяет в какой-то степени сэкономить, но при всех этих манипуляциях есть также достаточно большая составляющая, которая стабильно "вылетает в трубу".

 

Это разница между номинальным паспортным КПД котла, и тем условным коэффициентом эффективности сжигания газа (количеством тепла, отданным системе), что мы имеем на самом деле при сложном переходном процессе. В наших сегодняшних суровых реалиях приходится бороться и за эти проценты, на которые западные производители в большинстве своем закрывают глаза.

 

Акцентирую Ваше внимание, что разговор в данной конкретной теме не идет о конденсационных котлах - там есть определенные отличия в принципе работы.

То, что я сейчас скажу, наверное, повергнет в шок большинство форумских теплотехников, некоторые это посчитают высокой материей или полным бредом.

 

Суть в следующем: обычный модулируемый газовый котел выдает свой заявленный КПД где-то при мощности, близкой к номинальной, определенной разнице температур между подачей и обраткой, правильно подобранной и сбалансированной нагрузке (системе отопления). То есть, самой эффективной с точки зрения (ссылка устарела) его работой теоретически могло бы быть периодическое включение на определенные промежутки времени для нагрева бака-теплоаккумулятора соответствующей мощности до оптимальной температуры.

Дальше всю смысловую нагрузку по эффективной транспортировке теплоносителя к нагревательным приборам, а также поддержании заданной комфортной температуры в помещениях полностью берет на себя автоматика.

 

Идея примитивного котла в концепции умного дома от zuevа, пока только в теории. Попробуйте опровергнуть.

[mvas78]

Если глубоко подумать, то есть нюансы Мы проводим балансовые испытания котлоагрегатов большой мощности, но и водогрейные милипуськи тоже меряли

 

Надо начать с того, что такое КПД при сжигании газа

 

КПД = 100% - q2 - q3 - q5

 

q2 - потери тепла с уходящими газами - зависит в основном от температуры воздуха, температуры дымовых газов и от разбавления дымовых газов. При этом, чем ниже нагрузка, тем ниже q2, и КПД выше.

 

q2 - потери с химнедожогом - при нормальном горении ими можно пренебречь.

 

q5 - потери через наружные поверхности. Если котёл размещён в отапливаемом помещении, то q5 тоже пренебрегаем. Если вне - то q5 растёт со снижением нагрузки, соответственно снижает КПД.

 

Следует учитывать фактор изменения аэродинамики топки при снижении нагрузки - если при снижении нагрузки происходит существенное разбавление продуктов горения первичным воздухом, то это снижает температуру горения и тоже отрицательно сказывается на КПД.

 

В целом, ОБЫЧНО, снижение нагрузки правильно сконструированного котла повышает КПД или оставляет его по ряду факторов неизменным. В РЕДКИХ случаях, таких как существенное разбавление продуктов горения первичным воздухом при снижении нагрузки, большим удельным весом потерь в окружающую среду (q5) - КПД при снижении нагрузки может падать.

 

График КПД от нагрузки часто представляет кривую, которая от минимума растёт, доходит до максимума КПД (обычно это около 70% от номинал), а потом опять падает, но каждый агрегат в этом уникальный, даже два котла одинаковой марки часто ведут себя по разному.

 

И есть ещё один фактор, который во многих котлах будет приводить к дополнительным потерям при работе в режиме, который вы предлагаете . Но я его не назову. У вас документов нету )))

 

В качестве приложения типичные результаты наладки котла на двух режимах в графиках. В данном случае это viessmann vitoplex на 500 кВт. Наладка, как вы наверное понимаете, делается инструментально. Показанные данные - ТИПИЧНЫ для всех котлов с модулируемым режимом работы. У котлов с немодулиремой горелкой можно также получить экономию, подстроив расход газа на минимально-необходимый для покрытия тепловой нагрузки. При этом снижается величина тактования и повышается КПД при горении.

 

А вообще, совершенно с вами согласен :-D

vitoplex.pdf

Змінено 27 вересня 2012 користувачем mvas78