8-800-100-66-44
(Бесплатный звонок по России)
(3852) 226-169, 226-145
(многоканальные)
Звонок в Россию из Казахстана:
8-107-3852-226145, 226169
Звонок в Россию из Кыргызстана:
8-007-3852-226145, 226169

4.7 Коэффициент полезного действия

4.7.1 КПД котлов при номинальной подводимой тепловой мощности

Газовые котлы отопления монтируют в соответствии с требованиями 4.1.6, соединяют с испытательным стендом, схема которого показана на рисунке И.1 или И.2, или с другим оборудованием, дающим эквивалентные результаты, к ним подводят один из эталонных газов.

Котел подсоединяют к испытательному дымоходу наибольшего диаметра из указанных в руководстве по эксплуатации.

КПД измеряют после того, как котел с отключенным термостатом управления достигнет состояния теплового равновесия, а температура воды на входе в котел (в обратной трубе) и на выходе из него (в прямой трубе) станет постоянной.

Горячую воду подают в мерный сосуд, калиброванный до начала этого испытания, и измеряют расход газа газовым счетчиком.

Измеряют массу воды m1 заполнившей мерный сосуд за 10 мин испытаний. При этом периодически измеряют температуру воды в прямой и обратной трубах для определения ее средних значений за 10 мин испытаний.

Затем выдерживают последующие 10 мин для оценки испарения за 10 мин испытания.

После этого измеряют массу воды m2 в мерном сосуде, вычисляют количество испарившейся за 10 мин воды т3= т1 — т2 и определяют корректированную массу воды т = m1 + m3.

Количество тепла, переданного воде, собранной в сосуде, пропорционально корректированной массе т и разности между средними за 10 мин температурами воды t1 в обратной трубе и t2 в прямой трубе.

КПД определяют по формуле

где — КПД, %;
т — корректированная масса воды, кг;
— объемный расход газа, измеренный за 10 мин испытаний и корректированный для стандартных условий испытаний, м3/ч;
— низшая теплота сгорания газа, МДж/м3 (при 15 С и 101,3 кПа);
— тепловые потери в испытательном стенде, соответствующие средней температуре потока воды с учетом тепловых потерь в циркуляционном насосе, кДж.

Метод калибровки для определения представлен в приложении В.

Погрешности измерений следует выбирать такими, чтобы общая погрешность измерения КПД не превышала ± 2 %.

КПД котлов без регулирования подводимой тепловой мощности определяют при номинальной подводимой тепловой мощности.

КПД котлов с регулированием тепловой мощности определяют при максимальной подводимой тепловой мощности и при подводимой тепловой мощности, соответствующей среднему арифметическому значению максимальной и минимальной подводимой тепловой мощности.

Проверяют соответствие требованиям 3.7.1.

4.7.2 КПД при частичной нагрузке

Для определения КПД при 30 %-й нагрузке котлов с устройством задания диапазона могут быть применены прямой и косвенный методы.

4.7.2.1 Прямой метод

Котел устанавливают в соответствии с требованиями 4.1.6, подсоединяют к испытательному стенду, показанному на рисунке И.1 или И.2.

Испытание выполняют на эталонном газе.

КПД измеряют после того, как котел достигнет состояния теплового равновесия (температура воды в прямой и обратной трубах остается постоянной, а расход воды колеблется не более чем на ±1 %).

4.7.2.1.1 Метод № 1

Котел подсоединяют к испытательному стенду, схема которого показана на рисунке И.8, или к любому другому испытательному стенду, дающему сопоставимые результаты и эквивалентную точность измерения.

Температуру воды в обратной трубе поддерживают постоянной (47 ± 1) °С с максимальным колебанием в процессе измерения не более ± 1 °С.

Если термостат управления работой котла не позволяет установить указанную температуру воды в обратной трубе, испытание выполняют при минимально возможной температуре воды в обратной трубе.

Таймер комнатного терморегулятора устанавливают на 10-минутный рабочий цикл.

Продолжительность рабочего цикла рассчитывают в соответствии с таблицей 12.

Температуру воды в прямой и обратной трубах измеряют непрерывно.

Котел находится в состоянии теплового равновесия.

Если КПД, измеренный в трех последовательных рабочих циклах, не различается более чем на 0,5 %, за окончательный результат принимают среднее арифметическое значение результатов этих трех измерений.

Если КПД трех последовательных рабочих циклов различается более чем на 0,5 %, за окончательный результат принимают среднее арифметическое значение КПД не менее десяти последовательных рабочих циклов.

Расход газа и воды измеряют за полный рабочий цикл. КПД определяют по формуле (20).

Если колебания 30 %-й подводимой тепловой мощности составляют не более ± 2 %, испытание проводят один раз.

Если колебания 30 %-й подводимой тепловой мощности составляют от 2 % до 4 %, выполняют два измерения КПД: одно — при подводимой тепловой мощности выше и одно — ниже 30 %-й. КПД для 30 %-й номинальной тепловой мощности определяют интерполяцией.

4.7.2.1.2 Метод № 2


Котел подсоединяют к испытательному стенду, показанному на рисунке И.1 или И.2 (или к любому другому испытательному стенду, дающему сопоставимые результаты и эквивалентную точность измерения). Температуру воды в прямой и обратной трубах, а также продолжительность рабочих циклов контролируют терморегулятором котла.

Температуру воды в прямой и обратной трубах измеряют непрерывно.

В теплообменнике отбирается 30 % номинальной подводимой тепловой мощности или средней арифметической от максимальной и минимальной подводимой тепловой мощности для котлов с устройством задания диапазона.

Средняя температура воды должна быть не ниже 50 °С.

Если термостат управления работой котла не позволяет установить достаточно низкую температуру воды в обратной трубе, испытание выполняют при минимально возможной температуре воды в обратной трубе. Котел находится в состоянии теплового равновесия.

Если КПД, измеренный в трех последовательных рабочих циклах, не различается более чем на 0,5 %, за окончательный результат принимают среднее арифметическое значение результатов этих трех измерений.

Если КПД трех последовательных рабочих циклов различается более чем на 0,5 %, за окончательный результат принимают среднее арифметическое значение КПД не менее десяти последовательных рабочих циклов.

Расход газа и воды измеряют за полный рабочий цикл. КПД определяют по формуле (20).

Если колебания 30 %-й подводимой тепловой мощности составляют не более ± 2 %, испытание проводят один раз.

Если колебания 30 %-й подводимой тепловой мощности составляют от 2 % до 4 %, выполняют два измерения КПД:

а) при подводимой тепловой мощности выше 30 %;
б) при подводимой тепловой мощности ниже 30 %.

КПД для 30 %-й номинальной подводимой тепловой мощности определяют линейной интерполяцией.

4.7.2.2 Косвенный метод

4.7.2.2.1 Измерения

4.7.2.2.1.1 КПД при номинальной подводимой тепловой мощности (1)

Выполняют испытание по 4.7.1 при номинальной подводимой тепловой мощности (среднее арифметическое значение максимальной и минимальной подводимой тепловой мощности для регулируемых котлов) и средней температуре воды (50 ± 1) °С [температура воды в прямой трубе — (60 ± 2) °С, в обратной - (40 ± 1) °С].

4.7.2.2.1.2 КПД при минимальной подводимой тепловой мощности (2)

Если котел оснащен регулятором расхода газа с одним главным значением подводимой тепловой мощности, КПД измеряют при минимальной регулируемой подводимой тепловой мощности и средней температуре воды (50 ± 1) °С [температура воды в прямой трубе — (55 ± 2) °С, в обратной — (45 ± 1) °С].

Если котел оснащен регулятором расхода газа с двумя главными значениями подводимой тепловой мощности (одно выше 30 %-й номинальной подводимой тепловой мощности, а другое — ниже), КПД измеряют при этих двух значениях подводимой тепловой мощности:

21 — при большем значении;
22 — при меньшем значении.

4.7.2.2.1.3 Потери тепла в окружающую среду

Схема испытательного стенда показана на рисунке И.9.

Трубопроводы, соединяющие различные части испытательного стенда, должны быть хорошо изолированы. Тепловые потери испытательного стенда и дополнительный подвод тепла от циркуляционного насоса испытательного стенда для различных расходов воды должны быть определены до начала проведения испытаний в соответствии с приложением Г.

Котел оснащают дымоходом наибольшего диаметра из указанных изготовителем.

Разность между средней температурой воды в котле и температурой воздуха в испытательном помещении должна составлять (30 ± 5) °С.

Циркуляционный насос 8 (см. рисунок И.9) и насос котла, если он имеется, должны быть выключены. Контур теплообменника 9 отключен. Газоснабжение котла отключено. Вода нагревается в электрическом водонагревателе 7 до температуры на (30 ± 5) °С выше температуры воздуха помещения и циркулирует по замкнутому контуру с помощью циркуляционного насоса 6.

Испытания выполняют в состоянии установившегося теплового равновесия котла.

Колебание температуры воздуха в помещении в процессе испытания не должно превышать ±2°С.

Потери тепла в окружающую среду , кВт, для средней температуры воды 50 °С и температуры воздуха в помещении 20 °С определяют по формуле

где — электрическая мощность, затраченная электрическим водонагревателем на нагрев протекающей воды, корректированная на тепловые потери испытательного стенда и дополнительный подвод тепла от циркуляционного насоса испытательного стенда, кВт;
Т — средняя для результатов двух измерений температура воды, определяемая как среднее арифметическое значение температуры воды в прямой и обратной трубах, °С;
— температура воздуха в помещении, °С.

4.7.2.2.2 Вычисление

КПД при 30 %-й нагрузке котла и средней температуре воды 50 °С рассчитывают для рабочего цикла с использованием обозначений таблицы 13.

Таблица 13 — Параметры, необходимые для расчета КПД при частичной нагрузке

Рабочее состояние основной горелки

Подводимая тепловая мощность

Время рабочего цикла, с

Обозначение параметров для расчета КПД



T1

h1

Частичный расход (30 %)

Q2

t2

h2

Частичный расход > 0,3 Q1

Q21

t21

h21

Частичный расход < 0,3 Q1

Q22

t22

h22

Управляемое отключение

Q3

T3

Теплопотери , кВт

1) Номинальная подводимая тепловая мощность или среднее арифметическое значение максимальной и минимальной подводимой тепловой мощности — для котлов с устройством задания диапазона.

КПД рассчитывают как отношение теплопроизводительности к подведенной тепловой мощности за время 10 мин.

В зависимости от способа регулирования подводимой тепловой мощности используют следующие рабочие циклы основной горелки в соответствии с таблицей 12:

1) постоянная работа с Q2 = 0,3Q1 (для котлов с плавным или ступенчатым регулированием подводимой тепловой мощности);
2) полный расход/отключение (для нерегулируемых котлов);
3) частичный расход/отключение (для котлов с одним или несколькими фиксированными частичными расходами или котлов с плавным регулированием подводимой тепловой мощности при минимальной подводимой тепловой мощности Q2 > 0,3Q1 или цикле 6, если розжиг котла автоматический по заданной программе при полном расходе);
4) полный расход/пониженный расход (для котлов с одним или несколькими фиксированными частичными расходами при минимальной подводимой тепловой мощности Q2< 0,3Q1);
5) работа с двумя частичными расходами (при Q21 > 0,3Q1, а Q22 < 0,3Q1);
6) полный расход/пониженный расход/отключение (для котлов с выполнением программного розжига при полном расходе и времени цикла t1 с одним или несколькими фиксированными частичными расходами или котлов с плавным регулированием подводимой тепловой мощности, при времени управляемого закрытия t3 > 0, в противном случае применяют цикл 4).