Perdite nei generatori di calore. Perdite nei generatori di calore

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1 1 1 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 = Q (Combustibile) x Pci 2 2

2 potenza termica fumi, potenza utile, 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, ); 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); = Q (Combustibile) x Pci 3 3 = Q (Combustibile) x Pci = potenza utile, Pa + potenza termica fumi, + potenza termica persa dal mantellocaldaia (Pirr) = Pa + + Pirr 4 4

3 La potenza persa al camino, espressa in W, si determina = Mc Gm cf (tf ti) Mc sono i m 3 /s di combustibile Tf ti è il salto di temperatura Gm sono i kg fumi/ m 3 combustibile cf è il calore specifico dei fumi a p costante j/kgfumi C 5 5 La potenza persa al camino, espressa in %, si determina secondo UNI Qs% = 100 Mc Gm cf (tf ti) = Mc PCI 100 = Gm cf (tf ti) PCI

4 Pirr Rendimento termico utile ηu = ( / ) = (Pirr + ) in W Mc in m 3 /s o kg/s PCI in J/m3 o J/kg ηu = ( (Pirr + ) / ) ηu = 1 (Pirr + ) / ) potenza utile, potenza termica fumi, potenza termica persa Mantello-caldaia (Pirr) 7 7 Consumo specifico ηu = ( / Mc PCI) Consumo specifico mc in W Mc in m 3 /s o kg/s PCI in J/m3 o J/kg mc = Mc/ ηu = ( / mc PCI) ηu = (1 / mc PCI) mc = (1 / ηu PCI) mc in kg/sw o m 3 /sw Combustibile necessario per ottenere 1W utile 8 8

5 Rendimento di combustione ηu = ( / ) Pcon = - ηc = Pcon / Potenza termica convenzionale ηc = 1- / 9 9 Pirr Confronto tra rendimento termico utile e rendimento di combustione ηu = 1 (Pirr + ) / ) ηc = 1- / Per ogni generatore il ηu > ηc 10 10

6 Perdite di funzionamento a vuoto Pirr 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. ηprep = ore funzionamento / 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 inerente l intera catena di trasmissione del 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 P f Aria terziaria Aria secondaria Rendimento termico utile ηu = (P u / ) x 100 Rendimento di combustione ηc = (( -P f ) / ) x 100 Potenza utile P u Potenza per irraggiamento 12 12