Qu'est-ce que l'efficacité d'une chaudière et comment la calculer. Comment calculer l'efficacité d'une chaudière - aperçu des facteurs de perte de chaleur Qu'est-ce qu'on appelle l'efficacité d'une chaudière
Différents types de chaudières ont des caractéristiques différentes Efficacité varie de 85 à 110 %. Lors du choix d'un équipement de chaudière, de nombreux acheteurs s'intéressent à la manière dont l'efficacité peut dépasser 100 % et à la manière dont elle est calculée.
Dans le cas des chaudières électriques, le rendement ne peut en réalité pas dépasser 100 %. Seules les chaudières fonctionnant au combustible peuvent avoir un coefficient plus élevé.
Si vous vous souvenez du cours de chimie de l'école, il s'avère qu'avec la combustion complète de tout carburant, il ne reste que du CO 2 - du carbone et du H 2 O - de la vapeur d'eau contenant de l'énergie. Lors de la condensation, l'énergie de la vapeur augmente, c'est-à-dire qu'une énergie supplémentaire est générée. Sur cette base, le pouvoir calorifique du carburant est divisé en deux concepts : chaleur spécifique de combustion plus élevée et plus faible.
Le plus bas- représente la chaleur obtenue lors de la combustion du carburant, lorsque la vapeur d'eau, ainsi que l'énergie qu'elle contient, pénètrent dans le milieu extérieur.
Pouvoir calorifique plus élevé est la chaleur en tenant compte de l'énergie contenue dans la vapeur d'eau.
Officiellement (dans tous les documents réglementaires) Efficacité, tant en Russie qu'en Europe, calculé sur la base de la chaleur spécifique de combustion la plus basse. Mais si vous utilisez toujours la chaleur contenue dans la vapeur d'eau et que les calculs sont basés sur la chaleur spécifique de combustion la plus basse, alors dans ce cas, des chiffres supérieurs à 100 % apparaissent.
Les chaudières qui utilisent la chaleur de condensation de la vapeur d'eau sont appelées condensation. Et ils ont une efficacité supérieure à 100 %.
La différence entre les pouvoirs calorifiques inférieurs et supérieurs de la combustion du combustible est d'environ 11 %. Cette valeur est la limite par laquelle le rendement des chaudières peut varier.
Réglages principaux
L'efficacité peut être calculée à l'aide de deux paramètres. En Europe, l'efficacité est généralement calculée en fonction de la température des gaz d'échappement. Par exemple, lors de la combustion d'un kilogramme de carburant, une certaine quantité de calories de chaleur est obtenue, à condition que la température des gaz d'échappement et la température ambiante soient égales.
En mesurant la différence entre la température ambiante et la température réelle des gaz d'échappement, il est possible d'en calculer le rendement de la chaudière.
En gros, les gaz résiduaires s'échappant dans la cheminée sont soustraits de 100 % pour arriver au chiffre réel.
Calculer correctement
En URSS, et plus tard en Russie, une méthode de calcul fondamentalement différente a été adoptée - la soi-disant « méthode d'équilibre inversé" Cela consiste dans le fait que la consommation de chaleur est déterminée par le pouvoir calorifique inférieur. Ensuite, un appareil de chauffage est placé sur le tuyau et la quantité d'énergie thermique qui y est entrée est calculée, c'est-à-dire la quantité de perte d'énergie. Pour calculer l'efficacité, les pertes d'énergie sont calculées à partir de la quantité totale de chaleur.
Cette approche lors de la détermination de l'efficacité donne des indicateurs plus précis. Elle a été adoptée comme méthode de calcul car tous les corps des chaudières russes étaient très mal isolés thermiquement, c'est pourquoi jusqu'à 40 % de l'énergie s'échappait par les parois de la chaudière. Conformément aux exigences des documents réglementaires, en Russie, il est encore d'usage de calculer l'efficacité en utilisant la méthode du bilan inversé. Aujourd'hui, cette méthode peut être appliquée avec succès aux chaudières de plusieurs mégawatts fonctionnant dans des centrales thermiques dont les brûleurs ne s'éteignent jamais.
Avantages des chaudières modernes
Mais cette technique est totalement inapplicable aux chaudières modernes, car elles ont un schéma de fonctionnement fondamentalement différent. Puisque les brûleurs des chaudières modernes fonctionnent en mode automatique : ils fonctionnent pendant 15 minutes, puis s'arrêtent pendant 15 minutes jusqu'à ce que la chaleur générée soit utilisée. Plus la température extérieure est élevée, plus le brûleur « restera » longtemps et fonctionnera moins. Naturellement, dans ce cas, on ne peut pas parler d’un équilibre inversé.
Une autre différence entre les chaudières modernes est la présence d'une isolation thermique. Les grands fabricants produisent des unités de la plus haute qualité, avec la meilleure isolation thermique. La perte de chaleur à travers les parois d'une telle chaudière ne dépasse pas 1,5 à 2 %. Les acheteurs l'oublient souvent, croyant que la chaudière chauffera également la pièce en libérant de la chaleur pendant le fonctionnement. Lors de l'achat d'une chaudière moderne, il convient de rappeler qu'elle n'est pas destinée au chauffage d'une chaufferie et, si nécessaire, de veiller à l'installation de radiateurs de chauffage.
Technologies modernes de conservation de la chaleur
Une bonne chaudière en acier a toujours un rendement plus élevé. Cela est dû au fait que les chaudières en fonte, contrairement à celles en acier, ont toujours plus de limitations technologiques.
De plus, grâce à l’isolation, les chaudières modernes retiennent parfaitement la chaleur. Même deux jours après son arrêt, la température du corps de la chaudière ne baisse que de 20 à 25 degrés.
Les meilleurs exemples d'équipements de chauffage importés sont les chaudières dans lesquelles toutes les exigences sont correctement prises en compte. Par conséquent, vous ne devriez pas essayer de « réinventer la roue » et d'assembler une chaudière à partir de moyens improvisés. Après tout, vous disposez déjà d'un large choix d'options de chaudières les plus modernes, les plus diverses et les plus soigneusement pensées qui fonctionneront longtemps et correctement, répondant largement à toutes les attentes qui leur sont posées et, ce qui est particulièrement agréable, économisant votre frais!
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Le coefficient de performance (efficacité) d'une chaudière est défini comme le rapport entre la chaleur utile utilisée pour produire de la vapeur (ou de l'eau chaude) et la chaleur disponible (chaleur entrée dans la chaudière). En pratique, toute la chaleur utile sélectionnée par la chaudière n'est pas envoyée aux consommateurs. Une partie de la chaleur est dépensée pour ses propres besoins. En fonction de cela, l'efficacité de l'unité se distingue par la chaleur fournie au consommateur (efficacité nette).
La différence entre la chaleur générée et la chaleur dégagée représente la consommation pour les besoins propres de la chaufferie. Non seulement la chaleur est consommée pour ses propres besoins, mais aussi l'énergie électrique (par exemple, pour entraîner un extracteur de fumée, un ventilateur, des pompes d'alimentation, des mécanismes d'alimentation en carburant et de préparation des poussières, etc.), par conséquent, la consommation pour ses propres besoins comprend la consommation de tous types d'énergie dépensés pour la production de vapeur ou d'eau chaude.
Le rendement brut d'une chaudière caractérise le degré de sa perfection technique, et le rendement net caractérise son efficacité commerciale.
Rendement brut de la chaudière ŋ br, %, peut être déterminé à l'aide de l'équation du bilan direct
ŋ br = 100(Q étage /Q r r)
ou selon l'équation d'équilibre inverse
ŋ br = 100-(q u.g +q h.n +q m.n +q n.o +q f.sh),
Où Étage Q chaleur utile dépensée pour produire de la vapeur (ou de l'eau chaude) ; Qrr- chaleur disponible depuis la chaudière ; q u.g +q h.n +q m.n +q n.o +q f.sh- les pertes thermiques relatives par postes de consommation thermique.
L'efficacité nette selon l'équation d'équilibre inverse est déterminée comme la différence
ŋ net = ŋ br -q s.n,
Où q s.n.- consommation d'énergie relative pour les besoins propres, %.
L'efficacité selon l'équation d'équilibre direct est principalement utilisée lors de la préparation de rapports pour une période distincte (décennie, mois), et l'efficacité selon l'équation d'équilibre inverse est utilisée lors du test des chaudières. La détermination de l'efficacité par équilibre inverse est beaucoup plus précise, car les erreurs dans la mesure des pertes de chaleur sont moindres que dans la détermination de la consommation de carburant, en particulier lors de la combustion de combustibles solides.
Ainsi, pour améliorer le rendement des chaudières, il ne suffit pas de s'efforcer de réduire les pertes de chaleur ; Il est également nécessaire de réduire par tous les moyens possibles la consommation d'énergie thermique et électrique pour nos propres besoins. Par conséquent, une comparaison du rendement de fonctionnement des différentes chaudières devrait finalement être effectuée sur la base de leur rendement net.
En général, le rendement d’une chaudière varie en fonction de sa charge. Pour construire cette relation, vous devez soustraire séquentiellement toutes les pertes de la chaudière de 100 %. Sq sueur = q u.g +q x.n +q m.n +q n.o, qui dépendent de la charge.
Comme le montre la figure 1.14, l'efficacité de la chaudière à une certaine charge a une valeur maximale, c'est-à-dire que le fonctionnement de la chaudière à cette charge est le plus économique.
Figure 1.14 - Dépendance du rendement de la chaudière sur sa charge : q u.g, q x.n, q m.n., q n.o.,S q transpirer- pertes de chaleur par les gaz d'échappement, par combustion chimique incomplète, par combustion mécanique incomplète, par refroidissement externe et pertes totales
Pour une chaufferie moderne à combustible liquide, le rendement atteindra souvent 80 %, à condition que la chaufferie soit propre et exempte de suie. Cependant, le rendement réel en moyenne (pour les chaufferies mesurées) est d'environ 65 %. Le plus souvent, la chaufferie n'est pas si propre qu'elle puisse recevoir la chaleur de la flamme et transférer le maximum de chaleur à l'eau.
La situation est beaucoup plus compliquée lorsque les constructeurs de chaufferies commencent à parler d'un rendement atteignant 95 %. Il n’est pas clair quelles conditions ont été utilisées pour déterminer l’efficacité et de quoi il s’agit.
Dans le domaine technico-économique, au moins 6 définitions sont utilisées pour le rendement des chaufferies. Comme beaucoup de gens ne connaissent pas les conditions de détermination du rendement d'une chaufferie, les fournisseurs, sans crainte d'être accusés de mentir, accordent un rendement élevé. Ces chiffres élevés n’ont cependant rien à voir avec la réalité du payeur de chaleur.
1. EFFICACITÉ DE LA COMBUSTION
L'efficacité de la combustion est la quantité d'énergie combustible libérée pendant la combustion.
La libération d'énergie combustible et sa conversion en chaleur dans le foyer (poêle) de la chaufferie n'indique pas le haut rendement de la chaufferie. L'efficacité de la combustion est fournie par certains fabricants de chaufferies en tant qu'efficacité de la chaufferie, car 1) le chiffre est élevé (environ 93-95 %) 2) il est facile de mesurer l'efficacité de la combustion - vous devez installer l'instrument dans les cheminées.
Le dégagement de chaleur du combustible se produit dans la plupart des chaufferies à haut rendement de combustion.
Par conséquent : La libération d'énergie du combustible et sa conversion en chaleur dans le foyer (poêle) ne sont pas la même chaleur que celle reçue par la chaudière !! On s'intéresse à la chaleur reçue par la chaudière !!
2. Efficacité de la CHAUFFERIE
L’efficacité d’une chaufferie est la quantité d’énergie combustible qui est utilement utilisée, c’est-à-dire est transformé en un autre milieu porteur d’énergie.
Un autre moyen porteur d’énergie est, par exemple, l’eau chaude qui chauffe une maison.
L’efficacité des chaufferies est la définition de l’efficacité la plus utilisée dans tous les types d’installations de combustion.
L’efficacité d’une chaufferie est plus difficile à mesurer que l’efficacité de la combustion, c’est pourquoi de nombreuses personnes se contentent de mesurer uniquement l’efficacité de la combustion. En effet, le rendement de la chaufferie est inférieur de 10 à 15 % au rendement de la combustion.
3. EFFICACITÉ DES ÉQUIPEMENTS DE COMBUSTION
L'EFFICACITÉ DES ÉQUIPEMENTS DE COMBUSTION MONTRE AVEC L'EFFICACITÉ DE LA COMBUSTION ET DE LA RÉCEPTION DE CHALEUR DANS LA CHAUFFERIE. Même ces calculs sont souvent présentés comme le résultat d’une analyse des gaz de combustion.
Souvent, l'efficacité de l'équipement du four est utilisée comme un analogue approximatif de l'efficacité d'une chaufferie, car la technique de mesure dans ce cas est plus simple. Grâce à cette technique, vous pouvez obtenir une valeur approximative du rendement d'une chaufferie : il est nécessaire d'analyser en permanence la composition en oxygène ou en CO2 des gaz de combustion. Les pertes sont soustraites car, par exemple, une certaine chaleur est présente dans les cendres/scories (cela est particulièrement vrai pour les combustibles produisant des scories). Quant au combustible liquide, l'efficacité de l'équipement du four et l'efficacité de la chaufferie sont à peu près les mêmes, puisque le combustible liquide ne contient pas de cendres/scories. Mais si vous utilisez ce concept pour le charbon ou les biocarburants, les erreurs (erreurs) sont bien plus élevées.
4. EFFICACITÉ DE L'INSTALLATION
Lors du calcul de l'efficacité d'une installation, le rapport entre la quantité totale d'énergie utile et la quantité totale d'énergie est déterminé. La quantité totale d’énergie comprend également « l’énergie auxiliaire », par exemple l’énergie électrique nécessaire au fonctionnement des pompes de chaufferie, de ventilation, de cheminées, etc. Pour une installation à combustible liquide, « l'énergie auxiliaire » correspond à environ 1 % de l'énergie totale du combustible ; pour les installations à combustible solide, « l'énergie auxiliaire » équivaut à 5 % de l'énergie totale du combustible.
Le rendement de l’installation sera ainsi inférieur au rendement de la chaufferie.
5. EFFICACITÉ DU SYSTÈME
La détermination de l’efficacité d’un système élargit les limites du système pour :
Production de chaleur avec pertes
- distribution de chaleur avec pertes dans les conduites de chauffage, etc.
- utilisation de la chaleur
Selon l'UNICHAL (Union Internationale des Fournisseurs de Chauffage), les pertes typiques suivantes dans les canalisations lors de la distribution d'eau chaude aux appartements se produisent :
Suède - 8% pertes dans les canalisations, c'est-à-dire la chaleur est transférée au sol et aux conduites de chauffage urbain environnantes
Danemark - 20%
Finlande - 9%
Belgique - 13%
Suisse - 13%
Allemagne de l'Ouest - 11%
6. Efficacité annuelle
Le rendement annuel correspond en principe au rendement de la chaufferie, mais le rendement moyen de la chaufferie est ensuite calculé pour toute l'année. Le rendement annuel inclut également les périodes de mauvais niveau de combustion, par exemple lors du démarrage d'une chaufferie, etc.
L'efficacité annuelle dépend de la taille de l'installation, de la durée de vie, etc.
Ce qui précède montre que différentes définitions de l’efficacité sont utilisées. Il existe donc une forte probabilité qu’un chiffre erroné soit donné si le concept et la définition de l’efficacité ne sont pas clarifiés. Ainsi, il ne faut pas avoir peur d’être insensible, puisque de fait, de nombreux fabricants, avec ou sans connaissance, fournissent des chiffres erronés.
Les chiffres importants sont ceux qui reflètent le véritable aspect économique du carburant que le consommateur achète. Si vous perdez la confiance des consommateurs en raison d'une efficacité trop élevée, l'émergence de gros problèmes sur le marché est inévitable.
Comme indiqué, « tous les fournisseurs » (au moins beaucoup) donnent des informations sur l'efficacité de la combustion lorsqu'ils proposent des informations sur l'efficacité des chaufferies.
Vous ne pouvez pas utiliser l’efficacité de la combustion pour calculer l’économie d’une installation !!!
LE CONSOMMATEUR N'ACHETE PAS DE COMBUSTIBLE, MAIS UN MOYEN DE PRODUIRE DE LA CHALEUR. Ce n'est pas le carburant qui doit être bon marché, mais la chaleur que reçoivent les consommateurs pendant les blizzards hivernaux.
COEFFICIENT D’EFFICACITÉ DE LA CHAUDIÈRE
(Efficacité de la chaudière) - le rapport de la quantité de chaleur transférée à l'eau de la chaudière pour la convertir en vapeur pendant la combustion 1 kg carburant, au pouvoir calorifique du carburant, c'est-à-dire la quantité de chaleur dégagée lors d'une combustion complète 1 kg carburant. Le rendement des chaudières atteint des valeurs de l'ordre de 0,60-0,85.
Samoilov K. I. Dictionnaire marin. - M.-L. : Maison d'édition navale d'État du NKVMF de l'URSS, 1941
Voyez ce qu'est « COEFFICIENT D'EFFICACITÉ DE LA CHAUDIÈRE » dans d'autres dictionnaires :
efficacité de la chaudière- 3,9 Rendement de la chaudière ηK : Rapport entre la puissance calorifique Q et la consommation de chaleur QB : Source ...
efficacité- 3.1 facteur d'efficacité : Valeur caractérisant la perfection des processus de conversion, de transformation ou de transfert d'énergie, qui est le rapport entre l'énergie utile et l'énergie fournie. [GOST R 51387, Annexe A] Source... Dictionnaire-ouvrage de référence des termes de la documentation normative et technique
Le rapport entre le travail utile dépensé ou l'énergie reçue et l'ensemble du travail dépensé ou, respectivement, l'énergie consommée. Par exemple, le rendement d’un moteur électrique est le rapport avec celui de la mécanique. la puissance qu'il donne à l'électricité qui lui est fournie. pouvoir; À.… … Dictionnaire technique ferroviaire
La demande de « KPD » est redirigée ici ; voir aussi d'autres significations. Le facteur d'efficacité (efficacité) est une caractéristique de l'efficacité d'un système (appareil, machine) par rapport à la conversion ou à la transmission d'énergie. Déterminé par l'attitude utile... ... Wikipédia
efficacité h- 3,7 facteur d'efficacité h, % : le rapport entre la puissance de sortie utile et la chaleur absorbée. Source … Dictionnaire-ouvrage de référence des termes de la documentation normative et technique
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Félix Dzerjinski ... Wikipédia
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