SPRAWNOŚĆ CIEPLNA URZADZEŃ GRZEWCZYCH

Prezentacja na temat: "SPRAWNOŚĆ CIEPLNA URZADZEŃ GRZEWCZYCH"— Zapis prezentacji:

1 SPRAWNOŚĆ CIEPLNA URZADZEŃ GRZEWCZYCH

2 Aby otrzymać roczne zapotrzebowanie na energię końcową do celów grzewczych i went. QK,H roczne zapotrzebowania ciepła użytkowego dla ogrzewania i wentylacji QH,nd należy podzielić przez średnią sezonową sprawność całkowitą systemu grzewczego budynku – od wytwarzania (konwersji) ciepła do przekazania w pomieszczeniu, hH,tot

3 QK,H = QH,nd/hH,tot kWh/a

4 hH,tot = hH,g+ hH,s+ hH,d+ hH,e
gdzie: QH,nd zapotrzebowanie na energię użytkową (ciepło użytkowe) przez budynek (lokal), kWh/rok hH,tot średnia sezonowa sprawność całkowita systemu grzewczego budynku – od wytwarzania (konwersji) ciepła do przekazania w pomieszczeniu, hH,g średnia sezonowa sprawność wytworzenia nośnika ciepła z energii dostarczanej do granicy bilansowej budynku (energii końcowej), hH,s średnia sezonowa sprawność akumulacji ciepła w elementach pojemnościowych systemu grzewczego budynku (w obrębie osłony bilansowej lub poza nią), hH,d średnia sezonowa sprawność transportu (dystrybucji) nośnika ciepła w obrębie budynku (osłony bilansowej lub poza nią), hH,e średnia sezonowa sprawność regulacji i wykorzystania ciepła w budynku (w obrębie osłony bilansowej)

5

6 !?

7 SPRAWNOŚĆ CIEPLNA KOTŁA
Stosunek ilości ciepła pobieranego w kotle przez przepływający czynnik, do ilości ciepła doprowadzonego w paliwie Wu - wartość opałowa paliwa, i entalpia czynnika na wylocie z kotła, i entalpia czynnika na wlocie do kotła, [kJ/kg] hk hH,g

8 SPRAWNOŚĆ CIEPLNA KOTŁA
sposób wyznaczenia sprawności przy zastosowaniu zależności: nazywany jest METODĄ BEZPOŚREDNIĄ

9 Jednocześnie sprawność cieplna to:
gdzie suma strat kotła

10 SPRAWNOŚĆ CIEPLNA KOTŁA
sposób wyznaczenia sprawności przy zastosowaniu zależności: nazywany jest METODĄ POŚREDNIĄ

11 SO – strata odlotowa, SNC – strata niecałkowitego spalania, SCO – strata niezupełnego spalania, SPR – strata postojowa, SM – strata odmulania, SE – strata do otoczenia.

12 SO – strata odlotowa Największą wartość ma strata odlotowa (kominowa,wylotowa) Jest to ilość ciepła, która teoretycznie mogłaby, ale w rzeczywistości nie zostaje oddana od spalin ze względu na to, że ich temperatura na wylocie z kotła jest wyższa od temperatury otoczenia.

13 Wzór Siegerta (empiryczny, dotyczy paliw stałych):
tsp – temperatura spalin, to – temperatura otoczenia, rCO2- procentowa zawartość dwutlenku węgla w spalinach

14 W literaturze podawane są rożne metody obliczania strat kominowych (na ogół dotyczące konkretnego urządzenia grzewczego). Każda z metod zawiera trzy parametry: temperaturę spalin, temperaturę otoczenia, zawartość CO2

15 SO – strata kominowa (odlotowa) kotłów olejowych i gazowych

16 Snc – strata niecałkowitego spalania
Strata niecałkowitego spalania SNC występuje w zasadzie tylko w kotłach opalanych paliwem stałym. Wynika z obecności substancji palnych w częściach stałych (np. lotny koksik, przesyp, żużel), odprowadzanych z kotła. SNC – ma dość dużą wartość (do 18%) dla rusztu płaskiego, przy narzucie ręcznym

17 Sco – strata niezupełnego spalania
Strata niezupełnego spalania SCO występuje przy nieprawidłowej eksploatacji kotła. Wynika z odprowadzania ze spalinami substancji palnych (tlenek węgla, wodór). SCO najczęściej spowodowana jest występowaniem tlenku węgla w spalinach. Przy zawartości CO> 0,1% obj. praca paleniska gazowego jest zabroniona

18 Sco – strata niezupełnego spalania
W ręcznie ładowanych kotłach na paliwo stałe regulacja ilości powietrza do spalania następuje przez odsuniecie klapy powierza pierwotnego za pomocą łańcucha pociągowego lub siłownika albo przez zmianę obrotów wentylatora.

19 Pozostałe straty Strata postojowa: występuje w przypadku nieciągłej pracy kotła. Powstaje na skutek oddawania ciepła po stronie wewnętrznej (wentylacji wewnętrznej przestrzeni) i zewnętrznej (konwekcja i promieniowanie do otoczenia) kotła. Strata ciepła do otoczenia (promieniowania): wynika z przekazywania do otoczenia przez nagrzanie powierzchni zewnętrznej ciepła na drodze konwekcji i promieniowania. Strata odmulania: wynika z konieczności usuwania wody kotłowej zawierającej zwiększoną ilość stałych substancji. Jest funkcją różnicy temperatury wody kotłowej i zasilającej (kotły ciepłownicze).

20

21 KOTŁY KONDENSACYJNE

22 Tradycyjne kotły

23 Kocioł gazowy

24 Kocioł kondensacyjny

25 Kocioł kondensacyjny posiada dodatkowy wymiennik ciepła, który pozwala na obniżenie temperatury spalin poniżej temperatury punktu rosy, wykroplenie pary wodnej i wykorzystanie dodatkowej ilości ciepła uzyskiwanego dzięki skraplaniu.

26 Ciepło spalania jest większe od wartości opałowej o ilość ciepła potrzebną do odparowania wody zawartej w spalinach. Otrzymywane w prawie wszystkich paleniskach spaliny zawierają wodę w postaci pary, stad w obliczeniach procesów spalania stosuje się wartość opałową

27 Kotły kondensacyjne • wykorzystują dodatkowo ciepło kondensacji (skraplania) pary wodnej zawartej w spalinach • spaliny schładzane są do temperatury niższej, niż temperatura punktu rosy - para wodna zawarta w spalinach zmienia stan skupienia z gazowego na ciekły, a wydzielające się podczas tej przemiany fazowej ciepło służy do dodatkowego podgrzewania wody kotłowej • bardzo niska jest również temperatura spalin ( oC) • nie ma żadnych ograniczeń odnośnie minimalnej temperatury wody powracającej do kotła, przeciwnie – im jest ona niższa, tym lepiej wykorzystywane jest zjawisko kondensacji pary wodnej i wyższa jest sprawność tych kotłów • konieczność odprowadzania kondensatu (ok. 1 dm3/h na każde 10 kW mocy chwilowej)

28 Przykładowe rozwiązania: a) kocioł ze zintegrowanym kondensacyjnym wymiennikiem
ciepła, b) kocioł z wymiennikiem kondensacyjnym umieszczonym pod wymiennikiem tradycyjnym, c) zastosowanie oddzielnego wymiennika kondensacyjnego (skraplacza) za kotłem, d) zastosowanie wymiennika tradycyjnego i kondensacyjnego pod wspólną obudową

29 Sprawność kotła kondensacyjnego
Kocioł kondensacyjny

30 Kotły kondensacyjne Dlaczego kotły kondensacyjne opalane olejem spotyka się rzadziej, niż te opalane gazem? – mniejszy, aniżeli w przypadku gazu ziemnego, udziału ciepła kondensacji w cieple spalania – niższa o ok. 10K temperatury punktu rosy spalin (ok. 42oC), czyli mniejszy zakres pracy; – skropliny przy spalaniu oleju są bardziej kwaśne głównie z powodu siarki zawartej w oleju opałowym, czyli są bardziej agresywne.

31 Ceny!!! kotły kondensacyjne są od 1,5 do 3 razy droższe od tradycyjnych SPBT 4 – 7 lat

32 Unia Europejska zaleca technikę kondensacyjną
Dyrektywa odnośnie sprawności 92/42/CEE