Kirjoittaja Aihe: Seuraava askel hyötysuhdekilpailussa?  (Luettu 7454 kertaa)

ev3449

  • Hero Member
  • *****
  • Viestejä: 830
Seuraava askel hyötysuhdekilpailussa?
« : 16.02.2016-20:48 »
Ensimmäisenä, yli 100% hyötysuhteen klapikattilana Saksassa on päässyt BAFAn listalle Fröling S4 Turbo 28 Brennwert. Malli on varustettu kondensoivalla lisälämmönvaihtimella jolla saavutetaan 7,3% parannus hyötysuhteeseen (kokonais 100,1%).
Tuolla esite aiheesta.

http://www.froeling.com/fileadmin/content/foerderung/Flyer_Brennwertw%C3%A4rmetauscher_DE_2015_MAIL.pdf
« Viimeksi muokattu: 16.02.2016-20:57 kirjoittanut ev3449 »
40kW "viritelty" alapalo Högfors vm. 1981, 3000 l varaaja, patterilämmitys. ~10t/vuosi.

Heater

  • Full Member
  • ***
  • Viestejä: 209
Vs: Seuraava askel hyötysuhdekilpailussa?
« Vastaus #1 : 16.02.2016-23:49 »
Ois tiukka kampe! Turbo ja kaikki. Kuinkahan tuommonen kondensseri kerää kuonaa sisälleen?

seppol

  • Hero Member
  • *****
  • Viestejä: 822
Vs: Seuraava askel hyötysuhdekilpailussa?
« Vastaus #2 : 17.02.2016-09:35 »
Ei hyötysuhde tässäkään yli 100 % ole. Saatua energiamäärää verrataan hyötylämpöarvoon jossa oletetaan höyryn jäävän nesteytymättä. Sitten se kuitenkin lauhdutetaan ja lämmitetään vettä.

ev3449

  • Hero Member
  • *****
  • Viestejä: 830
Vs: Seuraava askel hyötysuhdekilpailussa?
« Vastaus #3 : 17.02.2016-09:40 »
Ei hyötysuhde tässäkään yli 100 % ole. Saatua energiamäärää verrataan hyötylämpöarvoon jossa oletetaan höyryn jäävän nesteytymättä. Sitten se kuitenkin lauhdutetaan ja lämmitetään vettä.

Tuskin kukaan luuleekaan Fröling:n keksineen ikiliikkujaa. Varmaan päivittävät ajan saatossa 100% lähtökohdaksi kuiva-aineen hyötylämpöarvon, mutta siihen asti lukema esitetään tietyin perustein ja on vertailukelpoinen muiden, samaan lähtötilanteeseen perustuvien ilmoitettujen arvojen kanssa.
40kW "viritelty" alapalo Högfors vm. 1981, 3000 l varaaja, patterilämmitys. ~10t/vuosi.

seppol

  • Hero Member
  • *****
  • Viestejä: 822
Vs: Seuraava askel hyötysuhdekilpailussa?
« Vastaus #4 : 17.02.2016-10:17 »
Voi kaasut jäähdyttää jos palamisen saa tapahtumaan täydellisesti. Eikä kattila silloin nokeennukaan. Mutta kun kaikki on sitä mieltä että kun savukaasujen lämmöt laskee kattilan nokeentuu. Siis kattiloissa on perusteellinen vika joka yleisesti hyväksytään.

Jra

  • Full Member
  • ***
  • Viestejä: 237
Vs: Seuraava askel hyötysuhdekilpailussa?
« Vastaus #5 : 17.02.2016-23:46 »
Mutta kun kaikki on sitä mieltä että kun savukaasujen lämmöt laskee kattilan nokeentuu. Siis kattiloissa on perusteellinen vika joka yleisesti hyväksytään.
Kun savukaasulämmössä mennään selvästi alle kastepisteen niin konvektion loppupää on jatkuvasti märkä - ei se toki ole nokea mutta ei varmastikaan kovin helposti puhdistettavaa.
Vai onko jollain kokemusta kondenssikattilan likaantumisesta/puhdistamisesta?

ev3449

  • Hero Member
  • *****
  • Viestejä: 830
Vs: Seuraava askel hyötysuhdekilpailussa?
« Vastaus #6 : 18.02.2016-00:01 »
Tuossa Fröling:n esittelemässä vaihtimessa on automaattihuuhtelu. Sähkömagneettiventtiilin takana suuttimet ja poisto luonnollisesti kondenssin poistumisreittiä viemäriin. Ensimmäisen viestin pitkä linkki, mainoksessa merkattu no. 2.
40kW "viritelty" alapalo Högfors vm. 1981, 3000 l varaaja, patterilämmitys. ~10t/vuosi.

markkulievonen

  • Vieras
Vs: Seuraava askel hyötysuhdekilpailussa?
« Vastaus #7 : 18.02.2016-10:25 »
Voi kaasut jäähdyttää jos palamisen saa tapahtumaan täydellisesti. Eikä kattila silloin nokeennukaan. Mutta kun kaikki on sitä mieltä että kun savukaasujen lämmöt laskee kattilan nokeentuu. Siis kattiloissa on perusteellinen vika joka yleisesti hyväksytään.

Juuri noin, mitä ajattelet. Kattilan likaantumista ei juurikaan tapahdu kun toisiopalo saadaan mahdollisimman korkeaan lämpötilaan / ei pyritä edes ottamaan lämpöä talteen ja vasta tämän jälkeen aloitetaan lämpöenergian hyödyntäminen ja savukaasujen  lämpötilan alentamisella ei ole rajaa.

Jos tämän päivän kattiloita muutettaisiin, joka ei huomattavasti lisäisi edes kustannuksia, niin savukaasuista saataisiin huomattavasti enemmän lämpöenergiaa.

Siis rakennettaisiin kattilan päätyyn erillinen tuubiputkista koostuva vesitila, joka olisi kauttaaltaan rosterista valmistettu ja kevyt kiinnitys kattilan runkoon. Tämän vesitilan yläosaan  johdettaisiin suoraan varaajasta tuleva vesi ja  vesitila alaosasta yhdistettäisiin kattilan alaosaan putkiyhtein. (ei eri metallien  erilaista lämpöliikehdintää) Tässä liitoskohdassa olisi tarvittava veden sekoitus mahdollisuus / veden kierrätys itse kattilan vesitilasta. Kattilan vesitila olisi oma yksikönsä.
Näin toteuttaen varastopesän syöpyminen/kin estettäisiin.
« Viimeksi muokattu: 18.02.2016-10:41 kirjoittanut markkulievonen »

Markku

  • Hero Member
  • *****
  • Viestejä: 927
Vs: Seuraava askel hyötysuhdekilpailussa?
« Vastaus #8 : 18.02.2016-10:47 »
Juuri noin, mitä ajattelet. Kattilan likaantumista ei juurikaan tapahdu kun toisiopalo saadaan mahdollisimman korkeaan lämpötilaan / ei pyritä edes ottamaan lämpöä talteen ja vasta tämän jälkeen aloitetaan lämpöenergian hyödyntäminen ja savukaasujen  lämpötilan alentamisella ei ole rajaa.

Jos tämän päivän kattiloita muutettaisiin, joka ei huomattavasti lisäisi edes kustannuksia, niin savukaasuista saataisiin huomattavasti enemmän lämpöenergiaa.

Siis rakennettaisiin kattilan päätyyn erillinen tuubiputkista koostuva vesitila, joka olisi kauttaaltaan rosterista valmistettu ja kevyt kiinnitys kattilan runkoon. Tämän vesitilan yläosaan  johdettaisiin suoraan varaajasta tuleva vesi ja  vesitila alaosasta yhdistettäisiin kattilan alaosaan putkiyhtein. (ei eri aineista erilaista lämpöliikehdintää) Tässä liitoskohdassa olisi tarvittava veden sekoitus mahdollisuus / veden kierrätys itse kattilan vesitilasta. Kattilan vesitila olisi oma yksikönsä.
Näin toteuttaen varastopesän syöpyminen/kin estettäisiin.

En usko että mainitsemallasi kattilan rakennemuutoksella saavutettaisiin  nyt olemassaolevaan kattilatekniikan suhteen parannusta.
Modernit kattilat on jo palotapahtumaltaan rakennettu niin että toisiopalokammiossa / toisiopalossa savukaasun lämmöt ovat sen mitä polttopuun energiasta saadaan tehoa. Sen jälkeen mitoitetaan konvektio joka luovuttaa lämmön.
Ainut parannuskeino olisi saada kattilaan johdettavan paloilman lämpötila mahdollisimman korkeaksi, joka parantaisi hyötysuhdetta. Sen saisi toteutettua ottamalla talteen tai kierrättämällä savakaasuja joko suoraan tai epäsuorasti.

markkulievonen

  • Vieras
Vs: Seuraava askel hyötysuhdekilpailussa?
« Vastaus #9 : 18.02.2016-10:53 »
En usko että mainitsemallasi kattilan rakennemuutoksella saavutettaisiin  nyt olemassaolevaan kattilatekniikan suhteen parannusta.
Modernit kattilat on jo palotapahtumaltaan rakennettu niin että toisiopalokammiossa / toisiopalossa savukaasun lämmöt ovat sen mitä polttopuun energiasta saadaan tehoa. Sen jälkeen mitoitetaan konvektio joka luovuttaa lämmön.
Ainut parannuskeino olisi saada kattilaan johdettavan paloilman lämpötila mahdollisimman korkeaksi, joka parantaisi hyötysuhdetta. Sen saisi toteutettua ottamalla talteen tai kierrättämällä savakaasuja joko suoraan tai epäsuorasti.

Itse palotapahtuma lie kohdillaan, mutta olisihan se kokonaan toinen tilanne kun tuubiputket märehtisivät 25......40C lämpötilassa. Nyt ne märehtivät siinä lämpötilassa mikä kattilasta lähtee varaajaan 70.......95C asteisessa. Niin, lämpötila eroillahan lämpöenergiaa siirretään / hyödynnetään.

markkulievonen

  • Vieras
Vs: Seuraava askel hyötysuhdekilpailussa?
« Vastaus #10 : 18.02.2016-11:21 »
En usko että mainitsemallasi kattilan rakennemuutoksella saavutettaisiin  nyt olemassaolevaan kattilatekniikan suhteen parannusta.
Modernit kattilat on jo palotapahtumaltaan rakennettu niin että toisiopalokammiossa / toisiopalossa savukaasun lämmöt ovat sen mitä polttopuun energiasta saadaan tehoa. Sen jälkeen mitoitetaan konvektio joka luovuttaa lämmön.
Ainut parannuskeino olisi saada kattilaan johdettavan paloilman lämpötila mahdollisimman korkeaksi, joka parantaisi hyötysuhdetta. Sen saisi toteutettua ottamalla talteen tai kierrättämällä savakaasuja joko suoraan tai epäsuorasti.

Niin, todellisuudessa savukaasujen lämpötila voitaisiin helposti  saada +100C tasolle juuri kattilan viileää vettä hyväksikäyttäen ja varmaan kattiloiden suunnittelijat tämän tietävätkin.
Jos savukaasujen lämpötila laskettaisiin +100C tasolle, niin ongelma siirtyisi hormiin. Hormi olisi kauttaaltaan märkä savukaasujen kosteista höyryistä ja rapautuisi piloille alle aika yksikön.
Alhaisempiin savukaasulämpötiloihin siirtyminen vaatisi rosteri/teräs hormin jne.............

seppol

  • Hero Member
  • *****
  • Viestejä: 822
Vs: Seuraava askel hyötysuhdekilpailussa?
« Vastaus #11 : 18.02.2016-12:26 »
Markkulievosen kanssa samaa mieltä. Jos kattila kunnolla palaakseen vaatii korkea veden lämpötilan, joku on pielessä. Kun poltetaan, sitä ei jäähdytetä. Palamistuotteet vesi ja hiilidioksidi eivät hajoa jäähdyttämällä. Ei myöskään typpioksidit. Se että nykyisillä kattiloilla palamista ei saada täydelliseksi ei tarkoita sitä ettei se olisi mahdollista jossain muualla. Palaminen tapahtuu aina töydellisesti. Siinä vieresä kulkee vain osa polttoaineesta joka jää palamtta.

Markku

  • Hero Member
  • *****
  • Viestejä: 927
Vs: Seuraava askel hyötysuhdekilpailussa?
« Vastaus #12 : 18.02.2016-12:30 »
Itse palotapahtuma lie kohdillaan, mutta olisihan se kokonaan toinen tilanne kun tuubiputket märehtisivät 25......40C lämpötilassa. Nyt ne märehtivät siinä lämpötilassa mikä kattilasta lähtee varaajaan 70.......95C asteisessa. Niin, lämpötila eroillahan lämpöenergiaa siirretään / hyödynnetään.

Ei ole sekään hyvä jos kattilaveden lämpötila paluupuolellakin olisi vaivaiset 25C. Hyvä paluuveden lämpötila on noin 60C, hyötysuhde olisi tuolloin optimaalinen. Tämä siis pätee konvektion osalta. Toisaalta jos paluuveden lämmittää muualla kuin konvektiossa niin sitten asia muuttuu. Savukaasuja voisi käyttää tältäkin osin hyödyksi, kunhan savukaasun lämpötilaa ei liiaksi lasketa.

ev3449

  • Hero Member
  • *****
  • Viestejä: 830
Vs: Seuraava askel hyötysuhdekilpailussa?
« Vastaus #13 : 18.02.2016-13:30 »
Juuri noin, mitä ajattelet. Kattilan likaantumista ei juurikaan tapahdu kun toisiopalo saadaan mahdollisimman korkeaan lämpötilaan / ei pyritä edes ottamaan lämpöä talteen ja vasta tämän jälkeen aloitetaan lämpöenergian hyödyntäminen ja savukaasujen  lämpötilan alentamisella ei ole rajaa.


Sama keskustelu siirtyi siis tähän ketjuun?

Ei nykykattiloissa (ainakaan jos ainoa suunnittelukriteeri ei ole ollut halvat kustannukset) ole tarkoitus jäähdyttää toisiopaloa. Missä kattilassa näin tapahtuu? Monissa kattiloissa vesi ei edes ylety toisiopalotilan ympärille. Valtaosassa kattiloita savukaasujen lämpötila alennetaan juurikin tuonne kriittiselle rajalle syystä, ei alle.

Jos tämän päivän kattiloita muutettaisiin, joka ei huomattavasti lisäisi edes kustannuksia, niin savukaasuista saataisiin huomattavasti enemmän lämpöenergiaa.

Siis rakennettaisiin kattilan päätyyn erillinen tuubiputkista koostuva vesitila, joka olisi kauttaaltaan rosterista valmistettu ja kevyt kiinnitys kattilan runkoon. Tämän vesitilan yläosaan  johdettaisiin suoraan varaajasta tuleva vesi ja  vesitila alaosasta yhdistettäisiin kattilan alaosaan putkiyhtein. (ei eri metallien  erilaista lämpöliikehdintää) Tässä liitoskohdassa olisi tarvittava veden sekoitus mahdollisuus / veden kierrätys itse kattilan vesitilasta. Kattilan vesitila olisi oma yksikönsä.
Näin toteuttaen varastopesän syöpyminen/kin estettäisiin.

Kaasutuskattilat (modernit kattilat) voidaan jakaa kolmeen osaan, joilla jokaisella on oma tarkoituksensa ja tietyt kriteerit toimiakseen. Kokonaisuuden toteuttaminen on mm. kustannuksiin liittyvä kompromissi.

Yksi osa on varastopesä ja sen ympäröimisellä tasalämpöisellä vedellä on oma tarkoituksensa. Olkoon se tässä syöpymisen estäminen, mutta myös varastopesän tapahtumien tasapainossa pitäminen.

Toinen osa on toisiopalo"pesä" jonka tarkoitus on mahdollistaa kaasujen poltto mahdollisimman häiriöttömästi ja riittävän korkeassa lämpötilassa.

Kolmas osa on varsinainen lämmönvaihdin, jonka tarkoituksena on kerätä puusta lämmöksi muunnettu energia mahdollisimman tehokkaasti talteen, siirrettyä se keskuslämmityskattiloiden kohdalla veteen.

Tavoite kaikilla valmistajilla on pyrkimys jokaisen kolmen "osan" yhdistäminen toimivaksi kattilaksi huomioiden kustannukset jne. jne.

Markkinoilla on useita kattilamalleja, joissa kolme osaa on täysinkin fyysisesti omia rakenteitaan ja paljon kattilamalleja joissa kompromisseja on tehty enemmän esim. kustannuksia alentaen.
Kuluttajalle toteutuksella ei sinällään ole merkitystä, jos kattila toimii ja tarjoaa hänelle lupaamansa.

Tuossa yksi yhden valmistajan toteutus.



Rosteria ei kannata käyttää koko konvektion rakentamiseen vaan ainoastaan niillä alueilla joilla lämpötila laskee pisaroitumisen mahdollistavalla tasolle. Fröling on tehnyt näin.

...mutta olisihan se kokonaan toinen tilanne kun tuubiputket märehtisivät 25......40C lämpötilassa. Nyt ne märehtivät siinä lämpötilassa mikä kattilasta lähtee varaajaan 70.......95C asteisessa. Niin, lämpötila eroillahan lämpöenergiaa siirretään / hyödynnetään.

Kysynpä vielä uudestaan...
Mistä minulle olisi tarjolla tuota 25.......40C lämpöistä vettä jos haluan lämmittää vaikkapa 3000 litran varaajan 30 asteesta 90 asteeseen? Ja missä vesi lämmitettäisiin 40C korkeampaan lämpötilaan?
Ja kuten toisessa ketjussa kirjoitin, lämmönvaihtimen tehon määrittää logaritminen lämpötilaero kaasun ja veden välillä sekä sen pinta-ala (myös lämmönsiirtokerroin eli konvektion toimivuus), joten pinta-alaa lisäämällä/konvektiota parantamalla jokainen valmistaja voi halutessaan lisätä tehoa ja täten laskea savukaasujen lämpötilan haluamalleen tasolle.

EDIT:

Lasku markulle olettaen, että kattilasi toimisi muuten aivan kuten korkeammallakin "syöttöveden" lämpötilalla, mutta nyt konvektoriin menee 25 asteinen vesi ja saat lisättyä virtausta niin, sieltä lähtevä ei ylitä 40C.

Pinta-ala on sama 3,2m2 ja muutkin arvot palamisen jne. osalta samat. Lämpötilaero fluidien välillä nousee n. 467 asteeseen ja teho n. 44,8 kW.
« Viimeksi muokattu: 18.02.2016-13:56 kirjoittanut ev3449 »
40kW "viritelty" alapalo Högfors vm. 1981, 3000 l varaaja, patterilämmitys. ~10t/vuosi.

seppol

  • Hero Member
  • *****
  • Viestejä: 822
Vs: Seuraava askel hyötysuhdekilpailussa?
« Vastaus #14 : 23.02.2016-21:29 »
Kyllä kattiloissa on erikseen toisiopalotila mutta ei sekään takaa täydellistä palamista vaikka sitä ei jäähdytetäkään. Tuossa hyötysuhde osiossa mm. vauxhall1973 kehottaa käyttämään 90 asteen termostaattia että tervaantuminen loppuisi Arimax 35+ kattilassa. Palaminen tapahtuu siis konvektorissa tai pitäisi tapahtua.