Определение кпд разных обогревателей

10.01.2017

Известно, что КПД (КПД) не может быть более единицы (или 100%). Данный показатель формируют отношением энергии, затраченной на исполнение работы, к энергии, поступившей за это же время. Благодаря этому потратить больше энергии, чем поступило, нельзя. Однако теперь из рекламы узнать можно, что, к примеру, конденсационный отопительный газовый котел имеет КПД более 100%, а тепловой насос — 200%.

Размер отапливаемой площади различными обогревателями

Размер обогреваемой территории разными обогревателями.

Котлы, работающие на разном топливе, по данному показателю значительно различаются. Самым большим коэффициентом полезного действия владеют агрегаты, применяющиеся для обогревания помещения электричество. Однако это не значит, что именно подобные системы обогрева и следует ставить.

Подбирая агрегат, берут во внимание его потребительские качества. Первоочередно это можно отнести к такому показателю, как рабочие затраты на обогрев.

Котлы на органическом топливе

Агрегаты, которые работают на электрической энергии, имеют КПД, равный 100%.

Для применяющих органическое горючее, другими словами дрова или уголь, солярку (мазут) или газ, изготовители обещают подобные коэффициенты:

  • котел прямого сжигания на газе — ?г=90%;
  • конденсационный отопительный газовый котел — ?гк=96%;
  • на дизеле — ?дт=85%;
  • на твёрдом топливе (на дровах) ?др=70%; газогенераторный котел владеет высшим показателем, равным ?др пир=90%.
Таблица сравнения традиционных электрических нагревателей

Таблица сравнение классических электронагревателей.Для получения обогревателя нужно высчитать мощность, нужную для обогревания дома. Мощность котла должна компенсировать теплопотери, уходящего из помещений внутри. Правильный расчет таких потерь весьма непрост, и без профессионала врядли можно обойтись. Однако для приблизительного расчета воспользоваться можно данными, приобретенными почти что.

Так, в странах Европы, где уже давно ведут строительство с теплоизоляцией стен, перекрытий и чердачных этажей, практикой установлено, что для компенсации потерь довольно на 1 м2 территории помещения 100 Вт мощности обогревателя.

Чтобы сравнить котлов по цене топлива удобно воспользоваться почти что установленной часовой теплопотерей на 1 м3 объема дома. Обозначим его как ? (кВт?ч). Сейчас можно определить кол-во топлива, S, которое нужно сжечь на протяжении часа. Это может быть сделано по формуле:

S=(??V)/(w?кпд), (1)

где V — объем строения;
w — удельная теплоемкость сгорания, кВт?ч.

Удельная теплота сгорания некоторых видов топлива составляет:

  • 1 м3 сетевого газа 34 МДж или 9,45 кВт?ч;
  • 1 кг ДТ 42 МДж или 11,7 кВт?ч;
  • 1 л ДТ 33,6 МДж или 9,33 кВт?ч;
  • 1 кг сухих дров 10 МДж или 2,78 кВт?ч; у котла с двумя камерами удельная теплота сгорания дров выше и равна 4 кВт?ч.

Расчет расхода некоторых видов топлива

Рассчитаем нужное кол-во топлива для строения площадью 250 м2, с потолочной высотой 3 м, другими словами V=750 м3.

  Повышается или снижается давление в системе отопления: что делать?

Для Р.Ф. отопительный период по настоящему продолжается не меньше 250 дней. По прошествии этого времени газовые водогреи и жидкотопливные котлы работают приблизительно 6 часов в сутки, другими словами всего 250?6=1500 ч.
Для таких котлов воспользуемся формулой (1), считаем, что ?=0,02 кВт?ч/м3.

Принцип работы пиролизного котла

Рабочий принцип котла с двумя камерами.

  • газовый водогрей обыкновенный;

Часовой расход равён:

Sг=(750?0,02/(9,45?0,9)=1,764 м3, что за 1500 часов работы будет составлять 2645 м3.

Для газового котла конденсационного типа объем потребленного газа будет составлять 2480 м3.

  • котел на дизеле;

Часовой расход равён:

Sдт кг=(750?0,02/(11,7?0,85)=1,51 кг, что за 1500 часов работы будет составлять 2262 кг.

Расход ДТ в литрах будет равным:

Sдт л=(750?0,02/(9,33?0,85)=1,89 л, что за 1500 часов работы будет составлять 2837 л.

Для твердотопливных котлов такой рабочий режим не подойдет. Эти котлы работают постоянно, исключительно для газогенераторных котлов стоить учесть перерывы на закладку новой порции дров.

  • обычный дровяной котел;

Работая постоянно на протяжении всего отопительного периода, другими словами рабочее время (в часах) за отопительный период будет составлять 250?24=6000 ч. По формуле (1) имеем:

Sдр=(750?0,02/(2,78?0,7)=7,7 кг, что за 6000 ч работы будет составлять 46.2 т.

Процесс горения в обычном и конденсационном котле

Рисунок 1. Процесс горения в обыкновенном и конденсационном котле.

  • пиролизный дровяной котел.

Обыкновенный газогенераторный котел имеет топку, объем которой равён 0,1 м3. Требуемый часовой расход дров будет составлять:

Sдр пир=(750?0,02/(4?0,9)=4,17 кг.

Чтобы узнать расход за отопительный период, нужно высчитать рабочее время котла на одной закладке дров. В камеру объемом в 0,1 м3 войдет приблизительно 20 кг дров. Другими словами одной загрузки довольно на 5 ч работы. Если время на загрузку равно 30 мин, то на протяжении суток нужно сделать 4 загрузки по 20 кг любая, всего 80 кг в сутки. За отопительный период это будет составлять 20 т. Другими словами газогенераторный котел более чем вдвое эффектнее обыкновенного.

Сейчас, зная цена каждого вида топлива, легко определиться, каким топливом хорошо пользоваться в районе проживания.

Почему порой получают КПД больше единицы?

Как получают этот показатель больше единицы (более 100%), можно показать на примере конденсационного газового агрегата.Для определения КПД котлов работающих на газу важно знать общее кол-во теплоты, получившейся от сгорания газа. В нее войдет и тепло, уходящее в дымосос с газообразными, жидкими и твердыми веществами. Одновременно с дымом в котлах прямого сжигания уходит и скрытое тепло паров воды. Эта ситуация продемонстрирована в левой части изображения 1.

 Схема масляного обогревателя.

Рисунок 2. Схема масляного обогревателя.Рассчитывая КПД таких котлов, ориентируются на невысокую теплоту сгорания, другими словами не берут во внимание приблизительно 10% скрытой теплоты, уходящей одновременно с водяными парами.

  Виды и особенности схем отопления загородного дома

На изображении 1 с правой стороны показано, как выполняется применение скрытой теплоты. Для подобного котла КПД следовало бы рассчитывать по высшей теплоте сгорания, исключительно за вычетом потерь через стенку теплообменного аппарата (3%) и дымосос (1%). Тогда данный показатель был бы равён 96%.

Однако, сравнивая обыкновенный и конденсационный котлы, КПД последнего продолжают рассчитывать по невысокой теплоте сгорания, и в результате его значение выходит больше 100%.

Рекламируя, следовало бы обращать собственное внимание на потенциально предполагаемую экономию благодаря уменьшению расхода газа в котле конденсационного типа и объяснить покупателю, насколько быстро оправдается разность в цене котлов и начнется экономия финансов.

О бытовых обогревателях и их КПД

Системы обогрева, используемые для обогревания индивидуальной комнаты, применяют электричество. Благодаря этому все тепло, которое выделилось, поступает в помещение, другими словами КПД данных приборов почти что равно 100%. Результативность же применения тепла обуславливается не от источника энергии, а от качественных свойств самого помещения, точнее как долго оно может хранить поступившее тепло.

Принцип работы тепловентилятора

Рисунок 3. Рабочий принцип тепловентилятора.Некоторые из систем обогрева для ускорения распространения тепла по комнате, имеют вентиляторы. Если энергию, затрачиваемую на вентилятор, вычесть из всей энергии, потребляемой прибором, то остальная часть уйдет на тепло. И в данном случае можно считать, что КПД прибора как обогревателя меньше 100%. Но это неправильно в отношении к прибору. Ведь он, кроме генерации тепла, еще позаботился и о его быстрейшем распространении по помещению.

Что касательно коэффициента полезного применения поступившего в помещение тепла, то можно говорить о КПД каждого помещения. Так как полностью изолированных жилых помещения нет, то любое из них имеет собственные специфики и собственный показатель.

Очень популярным обогревателем считается масляный отопительный прибор, один из них продемонстрирован на изображении 2. Для маленьких помещений обогрев при помощи масляного отопительного прибора — это самый лучший вариант.

Высокую скорость распространения тепла по помещению делают тепловентиляторы. В них специально соединены ТЕН (в качестве спирали или пластин) и вентилятор, прогоняющий воздух через такой элемент. На изображении 3 продемонстрирован один из видов выполнения этого обогревателя.

ИК обогреватели греют не воздух, а предметы, находящиеся в помещении, которые после отдают тепло во внешнюю среду.

Эффектнее всех генерируют тепло карбоновые системы обогрева.

Итак, КПД не определяющий признак подбора обогревателя. Все определяется доступностью определенного вида топлива и его ценой.


Отопление

Добавить комментарий