Wie misst man den Wirkungsgrad einer Feuerungsanlage und kann der Wirkungsgrad in irgendeiner Weise gesteigert werden?

Einer der wichtigsten Parameter, der die Qualität eines Geräts anzeigt, ist seine Effizienz. Wenn wir über die Effizienz der Feuerungsanlagen sprechen, die wir für die Hausheizung verwenden, wird klar, dass mit steigender Effizienz der Brennstoffverbrauch und damit die Brennstoffkosten sinken. In ähnlicher Weise müssen wir mit abnehmender Effizienz der Verbrennungsanlage mehr Brennstoff hinzufügen, um sie warm zu halten.

Der durchschnittliche Benutzer hat eine minimale Vorstellung von der Effizienz seiner Feuerungsanlagen, also Ofen, Kamin, Kamineinsatz, Ofen oder Boiler. Wussten Sie, dass Sie beim Heizen in einem offenen Kamin nicht etwa 90 % der Wärme zum Heizen nutzen, sondern einfach „aus dem Schornstein fliegen“? Ja, ein offener Kamin hat einen Wirkungsgrad von nur etwa 10 %. Sie möchten wissen, wie effizient Sie zu Hause sind? Ziel dieses Artikels ist es, ein einfaches Verfahren anzubieten, das eine indikative Bestimmung der Effizienz Ihrer Feuerungsanlage zu Hause ermöglicht.

Der Wirkungsgrad einer Feuerungsanlage drückt den Wirkungsgrad bei der Nutzung der im Brennstoff enthaltenen Energie zu Heizzwecken aus. Die Effizienz kann entweder durch eine direkte oder indirekte Methode bestimmt werden.

Die direkte Methode zur Bestimmung des Wirkungsgrades basiert darauf, dass der Wirkungsgrad einer Feuerungsanlage das Verhältnis zwischen der eingesetzten Energie (dh der Energiemenge - Wärme - was wir durch die Verbrennung von Brennstoffen zum Heizen gewonnen und verwendet haben) und der zugeführten Energie ausdrückt ( dies ist die Energiemenge im Kraftstoff - Heizwert und Kraftstoffverbrauch). Die direkte Bestimmung ist eine genaue Methode, die jedoch für den Durchschnittsverbraucher aufgrund des Problems der "häuslichen" Bestimmung des Leistungswertes schwierig anzuwenden ist.

Die indirekte Methode der Wirkungsgradbestimmung basiert auf folgender Überlegung: Die ideale Maschine oder das ideale Gerät arbeitet mit 100 % Wirkungsgrad, aber in der Realität ist kein echtes Gerät Perpetum mobil und sein Wirkungsgrad liegt daher immer unter 100 %. Der tatsächliche Wirkungsgrad ist um verschiedene Verluste geringer, so dass wir sagen können, dass der Wirkungsgrad 100 % abzüglich der Summe der Einzelverluste in % beträgt. Wenn wir die Hauptverluste ermitteln, können wir den Wirkungsgrad auch zu Hause relativ zuverlässig ermitteln.

Die wichtigsten Faktoren in Sachen Effizienz:

  • Isolierung des Hauses oder beheizten Raumes
  • perfekt dichter Kamin
  • Holzart und % Feuchtigkeit des verbrannten Holzes
  • Größe der strahlenden Oberfläche
  • Art, den Ofen zu steuern

Vereinfacht kann man bei Kleinfeuerungsanlagen von folgenden Verlusten sprechen:

  • Verlust durch brennbares Auslaufen in festen Rückständen (in Asche) - Schwarze Asche enthält noch brennbare Stoffe, die brennen könnten, wenn wir sie in den Müll werfen, sie heizt uns nicht mehr auf. Die Koksverbrennung verursacht manchmal Sintern und eine unvollständige Verbrennung, und dieser Verlust kann mehr als 10 % erreichen. Wenn wir dem Rost Brennstoff hinzufügen, der einen hohen Anteil an feinen Partikeln (unsortierte Kohle) enthält, kann dieser Teil in den Aschenbecher fallen und wenn er nicht darin verbrennt, erhöht sich der Verlust an brennbaren Stoffen in der Asche erheblich. Bei Heißwasserkesseln liegt dieser Verlust normalerweise im Bereich von 2 bis 4 %. Beim Verbrennen von Holz in der Nähe von Kaminen können wir mit einem Wert von etwa 0,5% rechnen.
  • Verlust durch brennbare Leckage im Rauchgas. Das Ziel jedes Nutzers einer Feuerungsanlage ist die perfekte Verbrennung der im Brennstoff enthaltenen Brennstoffe (Kohlenstoff, Wasserstoff). Bei perfekter Verbrennung verbrennt Kohlenstoff (C) zu Kohlendioxid (CO2) und Wasserstoff (H) zu Wasser (H2O). Bei mangelhafter Verbrennung verbrennt Kohle nur zu giftigem Kohlenmonoxid (CO) oder brennt gar nicht (Ruß). Auch verschiedene Kohlenwasserstoffe (CXHY) sind ein typisches Produkt unvollständiger Verbrennung. CO und CXHY sind brennbare Gase und könnten, wenn sie nicht brannten, die in ihnen enthaltene Energie (Heizwert [J/m3]) nicht abgeben. Einfach gesagt, wir erwärmen uns nicht von Brennstoff, den wir nicht verbrennen. Bei Kaminöfen bis 0,1 % CO-Konzentration (sehr gute Kaminöfen) beträgt dieser Verlust bis zu ca. 1 %, bei schlechterer Verbrennung bei einer CO-Konzentration von ca erreichen Werte von bis zu 6%.
  • Verlust durch Wärmeverlust durch feste Rückstände. Es tritt auf, wenn wir heiße Asche aus dem Aschenbecher werfen, die beim Abkühlen allmählich Wärme an die Umgebung abgibt. Bei Geräten mit einem einzigen Brennstofftransport zum Kessel und Ofen tritt dies normalerweise nicht auf, so dass wir von einem Nullwert ausgehen können.
  • Verlust durch Wärmeabgabe an die Umgebung durch die Kesselwände. Das primäre Ziel eines Warmwasserboilers ist es, die Wärme des Rauchgases auf das Heizungswasser zu übertragen und nicht den Heizraum zu beheizen. Sie hängt von der Wärmedämmung der Kesselwände, der Größe und Temperatur der Kesseloberfläche ab. Bei herkömmlichen Warmwasserboilern beträgt dieser Verlust nicht mehr als 2%. Je größer dieser Verlust ist, desto wärmer ist es im Heizraum. Kamine, Öfen und Kachelöfen, Kamineinsätze und Küchenherde sind kein Verlust, da es sich um Geräte handelt, die dazu bestimmt sind, die Luft im Aufstellungsraum zu erwärmen. Bei diesen Geräten geht es um die Leistung des Geräts und das ist es, was wir wollen und wofür das Gerät gedacht ist.
  • Verlust durch Wärmeverlust im Abgas, sogenannter Kaminverlust (Verlust der fühlbaren Wärme des Abgases). Der Schornsteinverlust stellt den Teil der Wärme dar, der sog. „durch den Schornstein fliegt“. Die Rauchgaswärme konnte zwar das Heizwasser für den Heizkörper oder die Luft im beheizten Raum erwärmen, aber aus irgendeinem Grund nicht. Bei gut funktionierenden Feuerungsanlagen ist dieser Verlust absolut dominant (am größten). Daher werden wir uns im nächsten Teil dieses Artikels nur mit dem Schornsteinverlust befassen und andere Verluste vernachlässigen.

Die Höhe des Schornsteinverlustes wird am stärksten von zwei Parametern beeinflusst:

  • Abgastemperatur
  • die Menge an Rauchgas, ohne die wir den Wirkungsgrad der Feuerungsanlage nicht bestimmen können

  1. Ein Beispiel für die Platzierung eines Thermometers hinter einem Kaminofen - wenn wir über die Abgastemperatur sprechen, ist dies die Temperatur, die das Abgas hinter der Verbrennungsvorrichtung (zwischen Gerät und Schornstein) hat. Ohne Informationen über die Abgastemperatur kann der Wirkungsgrad des Gerätes nicht ermittelt werden. Dies kann erschwert werden, indem eine geeignete und zugängliche Stelle für den Kamin gefunden wird. Als Anhaltspunkt können wir uns aber auch mit der Messung der Oberflächentemperatur des Kamins mit Tastthermometern begnügen.
  2. Die Bestimmung der Rauchgasmenge ist im Vergleich zur Temperaturbestimmung deutlich komplexer. Die Messung ist nicht einfach, aber andererseits ist klar, dass die Rauchgasmenge eng damit zusammenhängt, wie viel Verbrennungsluft der Feuerungsanlage zugeführt (in den meisten Fällen angesaugt) wird, dh mit welchem ​​Verbrennungsluftüberschuss (Verhältnis von tatsächliche Luftmenge auf die theoretisch benötigte Luftmenge). ) wir arbeiten. Die Rauchgasmenge entspricht in etwa der Verbrennungsluftmenge. Jede Feuerungsanlage hat einen Bereich mit optimalem Verbrennungsluftüberschuss, wo sie die besten Parameter erreicht. Die Verbrennungsluftmenge wird nicht nur durch die Einstellung aller Regelelemente für die Verbrennungsluftzufuhr (Klappen etc.) und Schornsteinparameter beeinflusst, sondern es ist auch wichtig zu wissen, wie dicht unsere Feuerungsanlagen sind. Wenn wir alle Kontrollelemente des primären, sekundären oder tertiäre Verbrennungsluft (ich werde eine Dichtheitsprüfung durchführen) und die Flamme brennt weiter und erlischt sichtbar nicht (kann nur bei einer Feuerungstür mit Glastür getestet werden), es ist klar, dass außerhalb dieser Bedienelemente Luft angesaugt wird und es macht keinen Sinn, sie anzupassen, weil sie nichts kontrollieren. Diese Lecks müssen gefunden und beseitigt werden. Eine einfache Methode zum Auffinden von Undichtigkeiten besteht darin, die Rauchquelle (zB eine brennende Zigarette) näher an die Verbrennungsanlage, in der der Brennstoff brennt, zu bringen und die Stelle zu finden, an der der Rauch in den Ofen oder Kessel gesaugt wird. In den meisten Fällen ist es die größte Leckquelle in der Tür, und um sie zu beseitigen, reicht es aus, die Dichtungsschnüre an der Ladetür und die Klebedichtungen an den Aschenbechern und Glas zu ersetzen. Sobald wir die Luft unter Kontrolle haben, wirkt sich eine Änderung der Einstellungen der Bedienelemente sichtbar auf die Veränderung von Größe und Farbe der Flamme aus. Mit den Bedienelementen können wir dann Intensität und Qualität einstellen und beeinflussen. Der Zweck der Leckabdichtung besteht darin, die Zufuhr von Falschluft zu begrenzen, die sich negativ auf den Betrieb des Geräts auswirkt. Ziel ist es jedoch nicht, die Luftzufuhr zur Anlage vollständig zu verhindern, sondern die Falschluftzufuhr an ungeeigneten Stellen in der Brennkammer der Anlage zu begrenzen. Die Regelelemente ermöglichen es, eine ausreichende Luftmenge an die richtige Stelle in der Feuerungsanlage zu bringen. Wir schließen die Bedienelemente nur während der Dichtheitsprüfung, niemals nach dem Nachfüllen von Kraftstoff.
  3. Wir haben auch andere Möglichkeiten zur Effizienzsteigerung, wenn wir die Temperatur der aus dem Ofen austretenden Rauchgase senken, die Wärmemenge aus dem Schornstein reduzieren und damit die Effizienz nochmals steigern. Wir reduzieren die Abgastemperatur durch die verbrannte Brennstoffmenge (wir müssen weniger hinzufügen), durch die Einstellung der Regelelemente der Verbrennungsluftzufuhr und durch die Kühlintensität des Ofens. Bei klassischen Kaminöfen ist die Kühlung des Gehäuses problematisch, bei Warmwasseröfen können wir den Heizwasservorlauf erhöhen und die Rücklauftemperatur senken. Bei Warmluftkamineinsätzen erhöhen wir die Kühlintensität, indem wir alle Klappen für die Warmluftzufuhr in den Raum öffnen oder den Warmluftventilator einschalten. Reduzieren wir die Rauchgastemperatur auf 250 °C, erreichen wir einen Wirkungsgrad von rund 70 %. Bei 200 °C läge der Wirkungsgrad bei rund 77 %.
  4. Bei Kaminöfen sollten wir die Rauchgastemperatur im Bereich von 150 bis 250 °C halten. Bei Warmwasserboilern sollte sie etwa 150 bis 200 °C betragen. Wenn die Temperatur zu hoch ist, "fliegt" viel Wärme durch den Schornstein und wir haben einen großen Schornsteinverlust. Aber Achtung, wir können die Rauchgastemperatur nicht unbegrenzt reduzieren, denn wenn das Rauchgas zu kalt ist (unter 150°C, je nach Rauchgaszusammensetzung - Wassergehalt und SO3), können Teer und Wasserdampf kondensieren und bei niedrigem Rauchgas Temperaturreduzierung des Schornsteinzuges. Kondensation verkürzt die Lebensdauer des Schornsteins und der Feuerungsanlage. Auch dies ist ein Kompromiss, bei dem wir den Rauchgasen so viel Wärme wie möglich zu Heizzwecken entziehen, jedoch nur soweit, dass sie den Kessel oder Ofen nicht korrodiert und der Schornstein „überlebt“ (Korrosion, Benetzung des Mauerwerks).

Quelle und ganzer Artikel: www.vytapeni.tzb-info.cz