Cazane Apa Calda

8/18/2019 Cazane Apa Calda

1/5

CAZANE DE APA CALDA

Ecuatia de bilant termic la cazanele de apa calda fara condensatie, functionand cu

combustibil lichid sau gazos, admitand ca pierderile de caldura sunt neglijabile, este:

gar uc QQQQ ++=

in care:

- Qc - puterea termica consumata prin arderea combustibilului [kW];

- Qu – puterea termica utila a cazanului [kW];

- Qr – fluxul de caldura pierdut prin radiatie (peretii exteriori ai cazanului) , in

kW;

- Qga – fluxul de caldura evacuat prin gazele de ardere la cos [kW];

Pentru cazanele in condensatie, la relatia de bilant termic de mai sus se mai adauga

doi termeni: Qcd si Qv , dupa cum urmeaza:

vgar cd uc QQQQQQ ++++=

in care: Qcd este fluxul util de caldura obtinut prin condensarea unei parti din vaporii

de apa din gazele de ardere, iar Qv fluxul de caldura pierdut prin vaporii de apa care

nu au condensat. Puterea utila a cazanului va fi, in acest caz:

cd clasicuecondensatiu QQQ += ,,

deci evident mai mare decat la cazanul clasic, fara condensatie, pentru acelasi debit

de combustibil utilizat.

Randamentul termic si efic ienta energetica a cazanelor

O conditie pentru functionarea eficienta a instalatiei de incalzire este asigurarea unor

parametri de ardere in concordanta cu cerintele utilizatorilor. Astfel, concectarea

defectuoasa dintre cazan si restul instalatiei de incalzire (consumatori de caldura sau

bucla de preparare a apei calde consum) conduce implicit la utilizarea ineficienta a

energiei termice produse, chiar cu un echipament de producere a caldurii performant

(cazan modern, cu sau fara condensatie).


2/5

Se defineste randamentul termic al unui cazan, ηcz , ca raportul dintre puterea utila Qu

si puterea termica consumata Qc raportata la puterea calorifica inferioara a

combustibilului P ci :

c

ucz

QQ=η

sau:

ci

gar ci

cz BP

QQ BP −−=η

unde B reprezinta debitul de combustibil introdus in cazan.

Pierderile energetice luate in considerare la calculul randamentului termic al

cazanului se refera doar la perioada in care arzatorul este in functiune.

La cazanele de apa calda cu condensatie apare caldura utila obtinuta din

condensarea vaporilor de apa din gazele de ardere, iar calculul randamentului termic

ηs se face cu puterea calorifica superioara a combustibilului, Pcs. Intre η si ηs exista

relatia:

cs

cis

P

Pη η =

Randamentul termic al unui cazan caracterizeaza functionarea acestuia la sarcina

nominala, adica 2-3 zile/an. Temperaturile exterioare ating rareori valorile de calcul

de baza (corespunzatoare uneia din cele 4 zone climatice, conform STAS 1907/1,2-

1997, astfel incat cel mai frecvent se intalnesc in mod real valori cuprinse intre -5 ºC

si +5 ºC, ce implica o functionare a cazanului in sarcina partiala. Din acest motiv,

randamentul termic nu descrie in mod corespunzator regimul de functionare al

cazanului din punct de vedere energetic real, fiind introdusa notiunea de eficienta

energetica anuala:

11 +⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜

⎝

⎛ −

=

u

nef

nef

an

czcz

Q

Q

τ

τ

η ε


3/5

in care anτ este durata anuala de exploatare a cazanului, nef τ timpul de nefunctionare,

in asteptarea pornirii cazanului, Qnef fluxul de energie pierdut in timpul de asteptare,

iar Qu puterea utila a cazanului.

Pierderile energetice ale cazanulu i

S-a aratat ca pierderile de energie care se iau in considerare la calculul eficientei

energetice a unui cazan sunt: pierderi prin radiatie, pierderi prin gazele de ardere si

pierderi in timpul de asteptare.

Variatia proecentuala a pierderilor relative de energie prin radiatie: Qr / Qr,max este

prezentata in figura 5.69, in functie de temperatura apei din cazan tw.

INLOCUIREA ARZATOARELOR VECHI CU ARZATOARE MODERNEReducerea excesului de aer

Exces de aer Randament [%] Consum de combustibil[m

3/h]

1,5 90,18 90,03

2 86,21 94,18

3 77,83 104,32

4 69,84 116,255 62,21 130,53


4/5

ETANSEIZAREA CAZANULUIReducerea excesului de aer

Exces de aer din infiltratii Randament [%] Consum de combustibil[m

3/h]

0 92,39 87,87

0,2 89,88 90,320,4 87,18 93,12

0,6 84,29 96,33

REGLAREA CORECTA A ARZATORULUIReducerea excesului de aer

Exces de aer Randament [%] Consum de combustibil[m3/h]

1,2 92,23 87,87

1,3 91,67 88,58

1,4 90,93 89,28

1,5 90,18 90,03

REDUCEREA ARDERII INCOMPLETE

CO in gaze de ardere Randament [%] Consum de combustibil[m

3/h]

0 92,23 87,87

0,2 91,67 88,41

0,5 90,84 89,21

1 89,46 90,59

Rezultate exemplificatoare ale reabilitarii unei centrale termice

Cresterea randamentului cazanelor se face:

- inlocuirea arzatoarelor vechi cu arzatoare moderne, performante;

- etanseizarea cazanului;

- reabilitarea centralei termice prin : reglarea corecta a arzatorului, verificarea

pompelor de circulatie si protectia mediului.

Sistemul de incalzire Avantaje DezavantajeIncalzire cu corpuristaticea) radiatoare subfereastrab) radiatoare pe pereteleinterior

- permit o buna reglarecentrala si locala;- asigura ti conformprevederilor STAS 1907;- asigura gradientul detemperatura vertical siorizontal in limitele impuse, incazul ferestrelor cu etansarebuna;

- temperatura peretilor sesitueaza in limite acceptabile,

- inertie termica mare inreglare;- costuri de investitiemari;- gradient de temperaturavertical mai ridicat invarianta b);- asimetria de radiatie, indreptul ferestrelor mai

putin etanse, estepronuntata si


5/5

avand valori mai mici cam cu2 ºC in varianta b) ;- distributia vitezelor esterelativ uniforma;- consumuri energetice medii

inconfortabila.

Incalzire cu aer cald:a) Jeturi orizontale(orificii sau guriamplasate pe pereteleopus celui rece);b) Jeturi orizontale(orificii sau guriamplasate la nivelulpardoselii sau plafonului)

- asigura ti conformprevederilor STAS 1907;- incalzire rapida a incaperii;- asigura un gradient uniformpe verticala, in cazulintroducerii la nivelulpardoselii;- risc scazut de aparitie acondensului;- permite cuplarea la oinstalatie de

ventilare/climatizare;- consumuri energetice medii;- costuri de investitie mici.

- posibilitatea crearii decurenti de aer suparatori;- gradient vertical detemperatura ridicat, incazul a), cu jeturiorizontale

Incalzirea prin radiatie:a) de joasa temperatura(apa calda, aer cald sauelectric): de pardoseala,de tavan sau de perete;b) de medie temperatura(panouri radiante,incalzire cu apa fierbinte,abur sau cu gaze);c) de inalta temperatura(radianti sau gazenaturale sau energieelectrica).

- gradient de temperaturavertical redus (0,2...0,3 ºC);- repartitie uniforma atemperaturii pe suprafeteleinterioare;- lipsa curentilor de aersuparatori;- incalzirea spatiilor cudeschideri mari doar inzonele de interes (zone deactivitate);- consumuri energeticereduse

- inertie termica mare;- posibilitati de reglarereduse;- costuri de investitieridicate;- dificultate mare deinterventie in cazulpierderilor de fluid(conducte ingropate insapa).

Studiul comparativ intre diverse sisteme de incalzire

Documents

Cazane Apa Calda