Perdite nei generatori di calore
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Perdite nei generatori di calore
Rendimento utile e rendimento dì combustione
In un generatore di calore in funzione viene immessa una
certa quantità di energia (calore) nell’unità di tempo che,
in condizioni di combustione completa, è legata alla
portata di combustibile in ingresso al generatore. In
realtà, oltre al combustibile, entra nel generatore anche
l’energia elettrica necessaria al funzionamento della
pompa di circolazione, del bruciatore e della
strumentazione di regolazione e controllo ma, per i fini di
questo volume, possiamo prendere in considerazione
solo l’energia che entra con il combustibile.
«potenza termica del focolare» di un generatore di calore, il
prodotto del potere calorifico inferiore del combustibile
impiegato e della portata di combustibile bruciato;
L'unità di misura utilizzata è il kW
Pfoc = Q(Combustibile) x Pci
2
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Perdite nei generatori di calore
Rendimento utile e rendimento dì combustione
potenza termica fumi, Pf
potenza utile, Pu
potenza termica persa dal
Mantello-caldaia (Pirr)
Il Calore fornito viene portato
all’esterno:
• come aumento di temperatura del
fluido termovettore in uscita dalla
caldaia
(potenza
utile,
Pa):
•
come
potenza
immessa
nell’atmosfera attraverso i fumi caldi
(potenza termica persa al camino, Pf);
• come potenza termica persa
attraverso l’involucro della caldaia (irr)
e
dovuta
sia a
fenomeni di
irraggiamento sia a convezione (l’aria
fredda che circola sul mantello
esterno della caldaia si riscalda), sia a
conduzione (i tubi metallici, per
esempio, si riscaldano e disperdono
potenza);
Pfoc = Q(Combustibile) x Pci
3
3
4
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Perdite nei generatori di calore
Rendimento utile e rendimento dì combustione
Pfoc = Q(Combustibile) x Pci
=
potenza utile, Pa
+
potenza termica fumi, Pf
+
potenza termica persa dal
mantellocaldaia (Pirr)
Pfoc = Pa + Pf + Pirr
Perdite nei generatori di calore
Rendimento utile e rendimento dì combustione
La potenza persa al camino, espressa in W,
si determina
Pf = Mc Gm cf (tf – ti)
Tf – ti è il salto
di temperatura
Mc sono i m3/s
di combustibile
cf è il calore
specifico dei
fumi a p
costante
j/kgfumi °C
Gm sono i kg
fumi/ m3
combustibile
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Perdite nei generatori di calore
Rendimento utile e rendimento dì combustione
La potenza persa al camino, espressa in %,
si determina secondo UNI 10389
Pf
Qs% =
• 100
Pfoc
=
Mc Gm cf (tf – ti)
• 100
Mc PCI
=
Gm cf (tf – ti)
• 100
PCI
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Perdite nei generatori di calore
Rendimento utile e rendimento dì combustione
Pf
Rendimento termico utile
Pirr
ηu = (Pu / Pfoc)
Pu = Pfoc –(Pirr + Pf)
Pu in W
Mc in m3 /s o kg/s
PCI in J/m3 o J/kg
ηu = (Pfoc –(Pirr + Pf) / Pfoc)
Pu
Pfoc
ηu = 1 – (Pirr + Pf) / Pfoc)
potenza termica persa
potenza utile, Pu potenza termica fumi, Pf Mantello-caldaia (Pirr)
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Perdite nei generatori di calore
Rendimento utile e rendimento dì combustione
Consumo specifico
ηu = (Pu / Mc PCI)
Pu in W
Mc in m3 /s o kg/s
PCI in J/m3 o J/kg
Consumo specifico mc
Pu
mc = Mc/Pu
mc in kg/sW o m3/sW Combustibile
necessario per ottenere 1W utile
ηu = (Pu / Pu mc PCI)
ηu = (1 / mc PCI)
Pfoc
mc = (1 / ηu PCI)
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Perdite nei generatori di calore
Rendimento utile e rendimento dì combustione
Pf
Rendimento di combustione
ηu = (Pu / Pfoc)
Pcon = Pfoc - Pf
Potenza termica
convenzionale
ηc = Pcon / Pfoc
Pu
ηc = 1- Pf / Pfoc
Pfoc
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Perdite nei generatori di calore
Rendimento utile e rendimento dì combustione
Pf
Confronto tra rendimento termico utile e
rendimento di combustione
Pirr
ηu = 1 – (Pirr + Pf) / Pfoc)
Pu
Pfoc
ηc = 1- Pf / Pfoc
Per ogni generatore il
ηu > ηc
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Perdite nei generatori di calore
Rendimento utile e rendimento dì combustione
Pf
Perdite di funzionamento a vuoto
Se il generatore entra in funzione quando non vi è
circolazione di acqua (mantenimento in temperatura
del generatore) il calore fornito non viene utilizzato
dall’impianto e quindi si traduce in consumo
superfluo.
Pirr
ηprep = ore funzionamento Pu/ ore ins.gen
ηstagionale = ηprep • ηu
Questo rendimento stagionale non deve essere
confuso con il rendimento globale medio stagionale
ηu richiesto dalla legislazione vigente ed
Pfoc
inerente l’intera catena di trasmissione del
calore
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Perdite nei generatori di calore
La Norma che definisce come effettuare la misura in opera del
rendimento di combustione è al UNI 10389 , questa norma non si
applica agli apparecchi alimentati a combustibile solido
Potenza fumi Pf
Aria
terziaria
Rendimento termico utile
ηu
= (Pu / Pfoc) x 100
Rendimento di combustione
Aria
secondaria
ηc
= ((Pfoc -Pf) / Pfoc) x 100
Potenza utile Pu
Potenza per irraggiamento
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