Hyötysuhdelaskentaa

[Averell]

Kysymys on ilmeisesti tarkoitettu Econaturen hyötysuhteen määrittäiseksi, vaikka tarvittavia muita tietoja ei olekaan halutun tietävän.
Hyötysuhteen määrittämiseksi tarvitaan muitakin tietoja.
Asiasta voi tiedustella omalla vastuulla Kaukorasta.

Kokonaishyötysuhteen suoralla menetelmällä laskemiseksi tarvitaan tosiaan muitakin tietoja: hyödyksi saadaan 100 kWh, sisään menee 132.8 kWh polttopuita ja niiden sisältämä lämpöenergia, palamisilman energia sekä sähköenergiaa. Näiden tuntemattomien energiavirtojen osuus on kuitenkin niin pieni, ettei nillä ole suurempaa merkitystä tässä laskelmassa. Ja kun toinen annetuista arvoistakin on vain yhden numeron tarkkuudella niin vastauskin pitäisi oikeastaan antaa yhden numeron tarkkuudella, jos tässä käydään pilkkua viilaamaan.
Hyötysuhteen vaihteluväli voidaan kuitenkin laskea, kun hyödyksi saadaan jotain 95 ja 105 kWh:n väliltä niin hötysuhteeksi tulee jotain väliltä 72 - 79 %, yhden numeron tarkkuudella ilmoitettuna 70 - 80 %.

[Averell]

Edellämainitut kaavat eivät päde kaasuttavaan käänteispalokattilaan.
Tuollaiset kaavat voi heittää roskakoriin tai pyyhkiä niillä perseen.
AMK-tason tutkimuksia ei kannata ottaa niin vakavasti, kun mm. Kaukorasta löytyy korkeampaa koulutustasoa alalta.

Tälläisillä foorumeilla on yhtä tyhjän kanssa keskustella kattiloiden hyötysuhteista, kun riittävää perustietoutta täältä ei löydy....( muutakuin Topilta ).
Uskokaa nyt , näitä juttuja on tutkittu Suomessa ja ulkomailla aivan riittävästi, joten täällä ei kannata pelle pelottomien esittää mitään teorioita.

Ei täällä mitään teoriota esitellä. Lasketaan annetuilla arvoilla yksinkertaisia laskutoimituksia. Mitkähän kaavat sitten pätevät kaasuttavaan käänteispalokattilaan kokonaishyötysuhteen määrittelemiseksi suoralla menetelmällä?

[Averell]

Antaahan analysaattori tuloksen, mutta mikä on tämä suure jonka se kertoo, ei ainakaan kokonaishyötysuhde. Ei laskukaavoja tarvitse muuttaa, jos analysaattorin tuloksia osata tulkita oikein.

En kiistänyt sitä, etteikö käänteispaloinen ole parempi kuin esim.  yläpaloinen, mutta mikä on paras kattila niin sitä ei kannata puskan takaa huutaa ilman julkituotuotuja faktoja.

[syrjaki]

Niinkuin aikaisemmin kerroin, on aivan turha ja turhauttavaa keskustella tällä foorumilla kattilan hyötysuhteista.
Enkä sitä omasta puolestani myöskään jatka.
Kaasuttavat käänteispalokattilat polttavat hiilimonoksidia moninaisen prosessin tuloksena.
Mainitut kattilatyypit myös kuluttavat 35-40 % vähemmän puuta edellämainitun polttoprosessin ansiosta, jonka johdosta kattilalaitoksen kokonaishyötysuhde nousee.
Siinä pohdittavaa, miten kattilalaitoksen hyötysuhde- ja kattilahäviöiden kaavoja joutuu muuttamaan, että ne täsmäävät analysaattoreiden antamiin tuloksiin.

Analysaattoreilla ei hyötysuhteen kanssa ole mitään tekemistä. Talteen saatu energia / tuotettu energia. Ala-asteen matematiikka riittää.

[syrjaki]

Ainahan se selittely loppuu, kun tulee seinä vastaan.

Mielenkiinnolla olisin kuunnellut miten savukaasuanalyysi paljastaa esim. putkistohäviöt

[Pähkäilijä]

Kun nykyhyötysuhteen laskenta on niin salaista matematiikkaa ettei sitä taida teitää kun Seppo jolta löytyy nykyinen/ joskus tuleva standardilukemisto ja on selvinnyt että kotimaiset kattilanvalmistajat kertovat kuten asia on voidaan EN-303-5 kerroin laskea.

Esim 1 Jäspi Econature talteen 100 kWh 132 kWh puumäärästä on 91%. 100 kWh ei ole 132 kWh:sta kuin 75.7%, kertoimella 1.2 päästään kohdalleen.

Ariterm 35+ ja 60+ käyttöohjeissa on samanlainen laskentamalli

Ariterm 35+ hyötysuhde nousee (37 kg x 4.15 = 153.55 kWh, 2000 litraa 50 astetta 116 kWh => 75.5%) 14.6% käyttöohjeesta mainokseen mentäessä. 90.1%, kerroin 1.2


Ariterm 60+ hyötysuhde nousee( 48 kg x 4.15 =  199.2 kWh, 2400 litraa 50 astetta = 139.2 kWh ->70%)  
Jos kattila myös lämmitetään käyttölämpöiseksi samalla puumäärällä esim 40 astetta (noi 12 kWh) tulee sitten hyötysuhteeksi 75.9% (muissa käyttöohjeissa on erikseen lämmitetty kattila pienellä puumäärällä) 16.1% käyttöohjeen ja mainoksen eroa (92%) joten kerroin +1.2

Lämmitin tänään 45 kg (lasken tosin 4 kWh/kg enkä 4.15 kuten esimerkkilaskuissa mutta muutetaan) eli 186.8 kWh määrästä sain 140.1 kWh talteen eli 75%, kertoimella 1.2 on Arimax 240 kattilan hyötysuhde 90%, menee sitten EN-303-5 III luokkaan keposesti  

[Averell]

Molemmille aikaisemmalle vastaajalle kerrottakoon, analysaattori kertoo tarkalleen polton häviöt ja hyötysuhteet luotettavasti.
Olen testannut kaikki Suomessa käytössä olevat kattilamallit, joten vertailukohtaa on mistä kerron.
Tämä keskustelu on puolestani loppu.

Siis analysaattori kertoo vain palamishyötysuhteen, pelkästään sen perusteella ei kattiloita paremmuusjärjestykseen laiteta.
Montako kattilamallia Suomessa on käytössä?
Hiljenikö Topi?

[Averell]

Löytyihän niitä muita lukuja eli kokonaishyötysuhteeltaan Econature ja Ariterm 35+ ovat samalla viivalla.

[Klapi]

Kyllähän 99 % keksinnöistä syntyy aivoriihessä

Puhut taas täyttä sontaa. 99% Suomalaisista keksinnöistä syntyy ihan muualla kuin turhanpäiväisissä palavereissa. Voi olla että Nokian ja muutaman suuremman lafkan keksinnöt puidaan aivoriihessä, mutta muut kyllä puidaan ihan omassa "aivoriihessä"

[arveccio]

Onko tuo kattilavalmistajien hyötysuhdelaskenta sitä että paljonko puussa olevasta kemiallisesta energiasta saadaan muutettua lopulliseen muotoonsa tyyliin H -> H2O ja C -> CO2? Reaktiosta saatavaa lämpöenergiaa menee sitten piippuun, veteen ja suoraan kattilahuoneen ilmaan kattilan pinnasta? Eli kattilavalmistajan hyötysuhde on tuo palamishyötysuhde ja tosimaailman hyötysuhde on kemiallinen energia -> lämpöenergia veteen?

[Pähkäilijä]

Suomessa on edelleen käytössä SFS 4800 joka pähkinäkuoressa

Suomessa kehitettiin 1980-luvun alkupuolella pienkattiloille testausstandardi SFS
4800. Standardissa määritellään testauslaitteisto, kattilan kytkentä laitteistoon,
testauksen kulku ja polttoainevaihtoehdot sekä tulosten ilmoittaminen.  Standardia voidaan käyttää soveltuvin osin, jos se poikkeaa kattilan käyttöohjeista.
Lämmityskokeissa mitataan ns. palamishyötysuhde ja kattilahyötysuhde.
Palamishyötysuhteella tarkoitetaan standardissa suuretta 100 % - savukaasujen
mukana hukkaan mennyt energia. Häviö syntyy savukaasun lämmöstä ja savukaasun sisältämän palamiskelpoisen kaasun energiasta. Kattilahyötysuhde ilmoittaa kuinka monta prosenttia polttoaineen energiasta saadaan siirrettyä varaajaan.
Siinä on mukana siten myös kattilan eristyshäviöt ja tuhkahäviö. Käytännössä
hyötysuhdetta heikentävät lisäksi varaajan ja putkiston eristyshäviöt. Osa näistä
saadaan hyödyksi, jos laitteet sijaitsevat lämmitettävän rakennuksen sisällä.
Testauksessa suoritetaan varaavan lämmityksen koe sekä tarvittaessa tutkitaan toimeksiantajan toivomuksesta soveltuvuus ns. suoraan lämmitykseen suorittamalla kattilalle tätä lämmitystapaa simuloiva koe vähintään seuraavilla osatehoilla:
• jatkuvan käynnin koe 1/1 -teholla
• jatkuvan käynnin koe 1/2 -teholla
• jatkuvan käynnin koe 1/5 -teholla
• tyhjäkäyntikoe
Savukaasuista mitataan CO2-pitoisuus sekä savukaasun lämpötila. Näitä suureita
käytetään hyötysuhteen laskennassa. Polttoaineen kulutus määritetään punnitsemalla ja hyötysuhde lasketaan suoralla menetelmällä.

EN 303-5

Kattilan tuottama teho mitataan vesivirtaaman ja lämpötilaeron perusteella.
Kokeen aikana kulunut polttoaine punnitaan. Näiden perusteella lasketaan järjestelmän kokonaishyötysuhde ns. suoralla menetelmällä kun tunnetaan systeemiin syötetty energiamäärä ja jäähdytykseen saatu energia. 

[akWho]

Suomessa on edelleen käytössä SFS 4800 joka pähkinäkuoressa

Suomessa kehitettiin 1980-luvun alkupuolella pienkattiloille testausstandardi SFS
4800. Standardissa määritellään testauslaitteisto, kattilan kytkentä laitteistoon,
testauksen kulku ja polttoainevaihtoehdot sekä tulosten ilmoittaminen.  Standardia voidaan käyttää soveltuvin osin, jos se poikkeaa kattilan käyttöohjeista.
Lämmityskokeissa mitataan ns. palamishyötysuhde ja kattilahyötysuhde.
Palamishyötysuhteella tarkoitetaan standardissa suuretta 100 % - savukaasujen
mukana hukkaan mennyt energia. Häviö syntyy savukaasun lämmöstä ja savukaasun sisältämän palamiskelpoisen kaasun energiasta.
Kattilahyötysuhde ilmoittaa kuinka monta prosenttia polttoaineen energiasta saadaan siirrettyä varaajaan.
Siinä on mukana siten myös kattilan eristyshäviöt ja tuhkahäviö. Käytännössä
hyötysuhdetta heikentävät lisäksi varaajan ja putkiston eristyshäviöt. Osa näistä
saadaan hyödyksi, jos laitteet sijaitsevat lämmitettävän rakennuksen sisällä.
Testauksessa suoritetaan varaavan lämmityksen koe sekä tarvittaessa tutkitaan toimeksiantajan toivomuksesta soveltuvuus ns. suoraan lämmitykseen suorittamalla kattilalle tätä lämmitystapaa simuloiva koe vähintään seuraavilla osatehoilla:
• jatkuvan käynnin koe 1/1 -teholla
• jatkuvan käynnin koe 1/2 -teholla
• jatkuvan käynnin koe 1/5 -teholla
• tyhjäkäyntikoe
Savukaasuista mitataan CO2-pitoisuus sekä savukaasun lämpötila. Näitä suureita
käytetään hyötysuhteen laskennassa. Polttoaineen kulutus määritetään punnitsemalla ja hyötysuhde lasketaan suoralla menetelmällä.

EN 303-5

Kattilan tuottama teho mitataan vesivirtaaman ja lämpötilaeron perusteella.
Kokeen aikana kulunut polttoaine punnitaan. Näiden perusteella lasketaan järjestelmän kokonaishyötysuhde ns. suoralla menetelmällä kun tunnetaan systeemiin syötetty energiamäärä ja jäähdytykseen saatu energia. 

Värjäilin tekstit mittausmenetelmän mukaan, epäsuora häviöön perustuva mittaus PUNAINEN
kattilaan viety energia ja ulos saatu energia SUORAMENETELMÄ vihreä

[syrjaki]

Kyllähän noita hyötysuhteita voi laskea usealle eri kohteelle eri tavoin, jos näin haluaa tehdä; polttoprosessille, kattilalle, kattilalaitokselle varaajineneen tai koko lämmitystapahtumalle rakennuksineen (ilmanvaihdot ym.).

Noista peruslämmittäjän kannalta tarpeellisia ovat oikeastaan vain kaksi viimeistä, joista lämmitystapahtuman tarkastelu kokonaisuutena on se mikä energiatehokkuutta mitattaessa on tärkein. Tällöin huomioon pitää ottaa myös kaikki häviöt; sähkölaitteiden kuluttama sähkö, ilmanvaihto, kattilahäviöt, putkistohäviöt.

Savukaasuanalyyseistä saadaan toki hyötyö, kun lähdetään optimoimaan itse palotapahtumaa mahdollisimman tehokkaaksi ja puhtaaksi. Vaihtelevaa polttoainetta käytettäessä tuollakaan optimoinnilla ei juuri ole merkitystä ilman automatiikkaa, joka palotapahtumaa jatkuvasti säätäisi. Turhaa touhua kotiolosuhteissa ja ylipäätään kattiloilla, joista säätöautomatiikka puuttuu.

[Averell]

Kannattaisi Vilhun mennä nurkkaan häpeämään, kun ei näytä olevan minkäälaista käsitystä, mitä keskinkertainenkin savukaasuanalysaattori todellisuudessa mittaa.
Analyysit; O2, CO, NO, savukaasun lämpötilan,ilman lämpötilan,vedon.
Analysaattori laskee CO2, CO-O2 ja CO/CO2 suhteet,
tehon,ilmaylimäärän,hyötysuhteen,NO ja Nox,
savukaasuhäviön,palamisen hyötysuhteen,emissiotasot CO,NO

Analysaattorilla voidaan mitata happi (O2), vetykompensoitu hiilimonoksidi (CO), NO, savukaasun  ja ilman lämpötila sekä veto-olosuhteet. Analysaattori laskee hiilidioksidin (CO2), hapettoman hiilimonoksidin (CO-O2), CO/CO2-suhteen, tehon, ilmaylimäärän, hapettoman NO:n ja Nox:n.

Topi hyvä, analysaattori mittaa vain savukaasuja ja niistä laskee palamishyötysuhteen. Kokonaishyötysuhteen laskemiseksi pitää mitata muutkin häviöt, jota analysaattori ei suinkaan tee. Kokonaishyötysuhteen avulla kuitenkin on helppo laittaa kattiloita paremmuusjärjestykseen, eikä pelkällä palamishyötysuhteella.

Ja vielä hullummaksi menee, kun  kattilan palotapahtumaa yritetään säätää jäännöshapen määrällä ( lambdatunnistimella ).

Oikeaoppinen puupilkepoltto tapahtuu aina ns. täydellä rähinällä.
Tämä on tutkittua tietoa ja itse henkilökohtaisesti polttotapahtumaa tutkinut ja analysoinut.
Kattilan rakenteet asettaa suuret haasteet hyvään polttoon.

Mutta kun tuo  täysi rähinäkin on joka kerta erilainen, vai onko Topilla vakiotuna puut ja muut olosuhteet.

Jos jäännöshapen lisäksi olisi vielä häkämittaus, niin tuota säätöä voisi vielä parantaa, mutta kannattaako se taloudellisesti on aivan eri juttu.

[Averell]

Averell hyvä, olet ulkona kuin lumiukko näistä puunpolttoon liittyvistä ja kattilahyötysuhteitten asioista.

Selitäppä Topi sitten kansanomaisesti mikä on palamis- ja kokonaishyötysuhteen ero ja mitä tarvitsee mitata näiden määrittämiseksi. Jos et näin tee niin voidaan olettaa että et itse tiedä niistä mitään.