КПД котла: формула эффективности водогрейного оборудования

Оптимальная эксплуатация обогревательного котла

При строительстве собственного загородного дома особое внимание нужно уделить системе отопления, которая принесет тепло и уют вашему дому. Важным критерием эффективной системы отопления является отопительное оборудование, в частности – отопительный котел. Выбор водогрейного котла зависит от многих параметров, главными из которых являются используемое топливо и эффективность оборудования для ваших условий.

Отопительный котел – основа эффективной системы отопления для тепла и уюта.

Главным показателем эффективности отопительного котла является коэффициент полезного действия (КПД). Определение КПД котла происходит посредством соотношения полезно использованной теплоты и всей теплоты, которая выделилась при сжигании топлива. В идеальном случае расчет КПД производится по формуле:

η = (Q1/ Qri)100%, где Q1 – это теплота, использованная в полезных целях, а Qri – общая теплота.

Зависимость КПД водогрейного оборудования от нагрузки

Схема современного отопительного агрегата бытового назначения.

Повышение тепловой нагрузки, то есть увеличение количества сжигаемого топлива, не всегда приводит к положительным результатам. Одновременно с увеличением тепловой отдачи самого котла растет и потеря теплоты, которая уходит с дымовыми газами, так как их температура пропорциональна балансу температуры оборудования. Эффективность отопительного оборудования при этом уменьшается. Аналогично происходит и при эксплуатации отопителя на пониженной мощности. Если мощность будет ниже эксплуатационной более чем на 15%, это приведет к неполному сгоранию топливного вещества, а, соответственно, к прямому увеличению объема дымовых газов, что также снизит КПД отопительного оборудования. Поэтому важно точно соблюдать мощность котла, чтобы эксплуатировать его в оптимальном состоянии с наибольшей эффективностью.

КПД котлов с различными типами топлива

Расчет КПД котла, приведенный выше, применим только для грубых расчетов и редко используется при проектировании системы отопления. Он не применим для точных расчетов, так как не все тепло, получаемое при сжигании, расходуется на нагрев теплоносителя. Некоторая часть тепла теряется. Поэтому более точный расчет эффективности водогрейного оборудования производится по формуле:

η=100 – (q2 + q3 + q4 + q5 + q6), где q2 – потеря теплоты с уходящими продуктами горения; q3 – потери из-за недожога горючих газов; q4 – потери, связанные с механическим недожогом и золообразованием; q5 – потери из-за наружного охлаждения; q6 – потеря тепла со шлаками при очистке топки.

Потери тепла в отопителе

Потеря тепла с отходящими газами

Потери тепла с уходящими продуктами горения (q2) являются самыми весомыми. Температура продуктов горения напрямую влияет на эффективность отопительного котла.

Нормальный температурный напор на холодном конце воздухонагревателя обеспечивается при температуре 70-110°С.

Основные источники теплопотерь.

При уменьшении температуры уходящих газов на 12-15°С КПД котла увеличивается примерно на 1%. Однако охлаждение уходящих газов требует увеличения размеров поверхностей нагрева, что увеличивает размеры всей конструкции. Кроме того, при уменьшении температуры отработанных газов есть риск возникновения низкотемпературной коррозии.

Эта температура зависит от температуры поступающего воздуха и вида топлива. Рекомендуемые значения температуры уходящих газов для различных видов сжигаемого топлива и различной температуры входящего воздуха приведены в таблице ниже.

Вид топливаТемпература уходящих газов, o СТемпература входящего воздуха, o С
Каменный уголь130-14020-30
Слабореакционные угли марок А, ПА, Т120-13020-30
Бурые угли
Марки Б3
Марки Б2
Марки Б1
140-145
145-150
150-160
30-40
40-50
60-70
Горючие сланцы140-15040-50
Торф150-16050-60
Мазут сернистый (sp = 0.5-2%)150-16070-90
Природный, попутный газ110-12020-30

Чтобы произвести расчет потерь тепла, связанных с уходящими продуктами горения, применяется формула:

q2 = (T1 – T3) (A2/(21 – O2) + B), где Т1 – температура уходящих продуктов горения в контрольной точке за пароперегревателем; Т3 – температура входящего воздуха; 21 – концентрация кислорода в воздухе; О2 – концентрация кислорода в уходящих продуктах горения, ее определение происходит в контрольной точке; А2 и В – коэффициенты, которые зависят от сжигаемого топлива, приведены в таблице ниже.

Сжигаемое веществоА2B
Мазут0,680,007
Природный газ0,660,009
Уголь0,6640,008
Коксовый газ0,60,011
Сжиженный газ0,630,008
Кокс0,650,008
Дерево сухое0,650,008

Потеря тепла из-за химического недожога

Сжигание мазута приводит к потерям тепла из-за химического недожога.

Данный вид потери (q3) учитывается, если в качестве топлива используются газообразные вещества или мазут. Для современных газовых котлов он составляет 0,1-0,2%. Если процесс сжигания идет с небольшим избытком воздуха, то потерю следует принимать равной 0,15%, а при большом избытке воздуха – равной нулю. Если же используется смесь газов с разной температурой сгорания, то q3=0,4-0,5%.

Данный вид потерь (q4) характерен для твердых видов топлива. К примеру, для антрацита он равен 4-6%, для полуантрацита – 3-4%, а для каменного угля – 1,5-2%. Малореакционные виды угля необходимо сжигать с жидким шлакоудалением, тогда q4 будет минимальным из приведенных значений, при твердом же шлакоудалении принимается верхняя граница теплопотерь.

Потери тепла от наружного охлаждения

Данный вид потерь (q5) весьма невелик (составляет менее 0,5%) и уменьшается с ростом мощности отопительного агрегата. Такие потери соответствуют прямому расчету паропроизводительности котла:

  • при паропроизводительности D от 42 до 25 кг/с потери равны q5=(60/D) 0,5 /lgD;
  • при паропроизводительности D более 250 кг/с потери принимаются равными 0,2%.

Потери тепла при удалении шлаков

Потери, связанные с физическим теплом шлаков, (q6) учитываются при жидком шлакоудалении. Если же шлак из топки удаляется твердым методом, то потеря тепла учитывается только если она составляет более 2,5Q.

Расчет эффективности котла на твердом топливе

Любой отопительный котел был бы идеальным, если бы его эффективность составляла 100%, однако, как уже говорилось ранее, такое невозможно из-за различного рода теплопотерь, зависящих как от сжигаемого топлива, так и от окружающих условий. Приведем пример расчета КПД отопительного устройства, работающего на твердом топливе:

Схема подключения котлов на твердом топливе.

  • потери, связанные с физическим удалением шлаков q6= (Ашл*Зл*Ар)/Qri, где Ашл – доля шлака, которое определяется по балансу уноса золы из топки относительно объема топлива . При условии, что доля уноса золы при правильно организованном процессе горения составляет обычно 5-20%, то доля шлака составляет от 80 до 95%;
  • Зл – энтальпия золы при температуре 600°С. Зл равняется 133,8 ккал/кг при нормальном тепловом расчете;
  • Ар – зольность, рассчитанная на рабочую массу. В зависимости от вида топлива Ар колеблется от 5 до 45%;
  • Qri – минимальное количество теплоты, выделяемое при сгорании. Данный параметр зависит от вида топлива и изменяется в пределах от 2500 до 5400 ккал/кг.

Исходя из вышеприведенных параметров, q6 колеблется в пределах от 0,1 до 2,3%.

Потери q5 зависят от номинальной производительности котла и вырабатываемой мощности. Для современных отопительных котлов малой мощности, которые применяются для обогрева частных домов, потери тепла от наружного охлаждения составляют 2,5-3,5%.

Потери от механического недожога (q4) в большей степени зависят от устройства самого котла и применяемого топлива. Теплопотери при этом составляют от 3 до 11%. Потери от химического недожога (q3) зависят от полноты смешивания горючего с поступающим воздухом. В обычных условиях такие потери равняются 0,5-1%.

Основной вид теплопотерь (q2), связанный с температурой уходящий газов, зависит от используемого топлива, температуры уходящих продуктов горения, организации процесса сгорания и особенностей конструкции оборудования. Для достижения нормы теплового расчета в 150°С минимальная рекомендованная температура уходящих газов при сжигании угля должна равняться 280°С. Потери тепла при этом составляют 9-22%.

Параметры оптимальной нагрузки обеспечивают высокую производительность отопительной системы.

Суммируя все потери, получаем максимальный коэффициент, который может быть получен в современном отопительном котле, равный 100-(9+0,5+3+2,5+0,1)=84,9%. Достижение подобного показателя может быть только при грамотном монтаже теплового оборудования, наладке высшей эффективности в зависимости от окружающих условий и подборе оптимального топлива. Эффективность отопительной системы зависит от оптимальной нагрузки, которая рекомендована производителем. Работа устройства должна быть организована так, чтобы большую часть времени он работал в экономичном режиме нагрузки.

Основные правила эксплуатации котлов для достижения максимального КПД:

  • контроль стабильности горения и максимальной полноты сгорания;
  • контроль состояния поверхности нагрева и очистка котла;
  • расчет оптимальной тяги и давления поступающего воздуха;
  • расчет доли золы.

Правильный расчет тяги, соответствующий балансу давления поступающего воздуха и скорости исходящих газов, положительным образом сказывается на полноте сгорания. Однако чрезмерное повышение давления поступающего воздуха влияет на увеличение потерь тепла с уходящими газами. Если же, наоборот, ограничить поступающий воздух, то это приведет к недостатку кислорода, а значит и к снижению процесса горения и увеличению золообразования.

Соблюдение данных рекомендаций позволит эксплуатировать отопительный котел в оптимальном режиме с максимальным КПД, что снизит затраты на отопление. Тепла вашему дому!

Всё про КПД котла

Что такое кпд котла

Коэффициентом полезного действия отопительного котла называют отношение полезной теплоты, израсходованной на выработку пара (или горячей воды), к располагаемой теплоте отопительного котла. Не вся полезная теплота, выработанная котельным агрегатом, направляется потребителям, часть теплоты расходуется на собственные нужды. С учетом этого различают КПД отопительного котла по выработанной теплоте (КПД-брутто) и по отпущенной теплоте (КПД-нетто).

По разности выработанной и отпущенной теплот определяется расход на собственные нужды. На собственные нужды расходуется не только теплота, но и электрическая энергия (например, на привод дымососа, вентилятора, питательных насосов, механизмов топливоподачи), т.е. расход на собственные нужды включает в себя расход всех видов энергии, затраченных на производство пара или горячей воды.

* Чтобы купить котел Уникал заходите в соответствующий раздел. А если нужны отопительные котлы оптом, то переходите сюда.

Как рассчитать кпд котла

В итоге КПД-брутто отопительного котла характеризует степень его технического совершенства, а КПД-нетто – коммерческую экономичность. Для котельного агрегата КПД-брутто, %:
по уравнению прямого баланса:

ηбр = 100 Qпол / Qрр

где Qпол – количество полезно используемой теплоты, МДж/кг; Qрр – располагаемая теплота, МДж/кг;

по уравнению обратного баланса:

ηбр = 100 – (q2 + q3 + q4 + q5 + q6),

где q – потери тепла в %:

  • q2 – с уходящими газами;
  • q3 – из-за химического недожога горючих газов (СО, Н2, СН4);
  • q4 – с механическим недожогом;
  • q5 – от наружного охлаждения;
  • q6 – c физическим теплом шлаков.

Тогда КПД-нетто отопительного котла по уравнению обратного баланса

ηнетто = ηбр – qс.н

где qс.н – расход энергии на собственные нужды, %.

Определение КПД по уравнению прямого баланса проводят преимущественно при отчетности за отдельный период (декада, месяц), а по уравнению обратного баланса – при испытании отопительного котла. Вычисление КПД отопительного котла по обратному балансу значительно точнее, так как погрешности при измерении потерь теплоты меньше, чем при определении расхода топлива.

Как увеличить кпд газового котла своими руками

Создать правильные условия эксплуатации газового котла и тем самым повысить коэффициент полезного действия можно реально, не вызывая специалиста, то есть своими руками. Что для этого нужно сделать?

  1. Отрегулировать заслонку поддувала. Это можно сделать экспериментальным путем, найдя, при какой позиции температура теплоносителя будет выше всего. Контроль проводите по термометру, установленному в корпусе котла.
  2. Обязательно следить, чтобы трубы системы отопления не зарастали изнутри, чтобы на них не образовывалась накипь и грязевые отложения. С пластиковыми трубами сегодня стало проще, их качество известно. И все же специалисты рекомендуют периодически продувать систему отопления.
  3. Следить за качеством дымохода. Нельзя допускать его засорение и налипания на стенки сажи. Все это приводит к суживанию сечения отводящей трубы и уменьшению тяги котла.
  4. Обязательное условие – чистка камеры сгорания. Конечно, газ не сильно коптит, как дрова или уголь, но стоит хотя бы один раз в три года мыть топку, очищая ее от сажи.
  5. Специалисты рекомендуют снизить тягу дымохода в самое холодное время года. Для этого можно использовать специальное устройство – ограничитель тяги. Устанавливается он на самом верхнем краю дымохода и регулирует сечение самой трубы.
  6. Снизить химические тепловые потери. Здесь два варианта, чтобы добиться оптимального значения: установить ограничитель тяги (уже выше было об этом сказано) и сразу после установки газового котла провести грамотную настройку оборудования. Рекомендуем это поручить специалисту.
  7. Можно установить турбулизатор. Это специальные пластины, которые устанавливаются между топкой и теплообменником. Они увеличивают площадь отбора тепловой энергии.

Факторы, влияющие на повышение КПД паровой котельной. Методы повышения эффективности котла

Коэффициент Полезного Действия (КПД) – показатель эффективности системы при преобразовании одного вида энергии в другой и передачи этой энергии на расстояние. Термин «система», в нашем случае, означает комплекс оборудования для пароснабжения предприятия (паровая котельная + пароконденсатная система предприятия).

Читайте также:  Как разводить клей для флизелиновых обоев

В таблице 1 перечислим факторы, влияющие на эффективность пароснабжения промышленных предприятий в части теплотехники. Но при этом надо понимать, что в топливных котельных существуют значительные затраты на электроэнергию (насосы, вентиляторы) которую так же необходимо принимать в расчёт при определении общего КПД системы.

Таблица 1. Факторы, влияющие на КПД системы пароснабжения предприятия

Фактор

Примечание

1.

Конструкция котла

Данные по КПД котла предоставляет производитель.

Производитель предоставляет данные по КПД, замеренные в идеальных условиях при установившемся режиме горения, определённой температуре питательной воды, без учёта продувок. На производстве, обычно, условия несколько различаются с идеальными.

Вносить самостоятельные изменения в конструкцию котла – категорически недопустимо. Для лучшей эффективности работы котла необходимо следовать рекомендациям завода-производителя.

2.

Температура дымовых газов (наличие экономайзера)

КПД современных паровых котлов достигает 93%. При этом температура дымовых газов составляет

Способы повышения КПД:

Рекомендуется установить экономайзер, который будет нагревать воду за счёт охлаждения дымовых газов. В зависимости от условий на производстве можно нагревать питательную воду, воду для ГВС на предприятии, воду для какого-нибудь технологического процесса. При использовании экономайзера КПД котлоагрегата можно повысить до 99%.

3.

Горелка котла

1. В задачу горелочного устройства входит приготовление качественной топливной смеси (топливо-воздух) и качественное распыление топлива в топке котла. Для высокого КПД нужна качественная и надёжная горелка.

2. Горелки бывают ступенчатыми и модулируемыми. При применении ступенчатой горелки происходит более частые включения-отключения котла, а перед каждым вкл.-выкл. необходимо вентилирование топки котла – нагретые дымовые газы «вылетают в трубу», что так же снижает КПД системы. Модулируемая горелка способна работать в режиме 15…100% производительности котла, что может значительно снизить количество вкл.-выкл.

4.

График паропотребления

Влияние графика паропотребления на КПД зависит от применяемой горелки (смотри п.2). Если расход пара постоянен и ступенчатая горелка постоянно работает – КПД будет максимальным. При часто меняющемся потреблении пара рекомендуется использовать модулируемую горелку.

5.

Температура питательной воды

Чем ниже температура питательной воды, тем выше температурный напор и эффективней идёт процесс теплообмена – выше КПД котла, но БОЛЬШЕ РАСХОД ТОПЛИВА.

Этот тот момент, когда КПД надо пренебречь, потому как нагретая питательная вода хоть и уменьшает КПД котлоагрегата (не путать с КПД системы – он увеличивается), но тепла для догрева воды до рабочей температуры надо меньше, соответственно расход топлива уменьшается.

Способы увеличения температуры питательной воды:

1. Увеличить температуру питательной воды можно за счёт её нагрева от другого технологического процесса через теплообменник;

2. Применить экономайзер (смотри п.2);

3. Организовать возврат конденсата на производстве (смотри п.10).

6.

Качество питательной воды (метод водоподготовки)

Показатели, характеризующие качество питательной воды: жёсткость, щёлочность, общее солесодержание (TDS), содержание кремния, водородный показатель (pH), содержание коррозионных газов, взвешенные вещества.

Содержание (или концентрация) каждого из этих показателей должно находиться в определённых пределах. Для улучшения качества воды устанавливают водоподготовку. В зависимости от метода водоподготовки в воде так же могут содержаться вредные примеси, которые удаляются из котла методом периодической и непрерывной продувки. Т.о. чем больше в котле вредных примесей – тем чаще продувка, а вместе с вредными примесями сливается нагретая котловая вода – тепло улетает в трубу.

7.

Тип деаэрации

1. Термическая деаэрация. Подразумевает расход пара (тепла) на собственные нужды котельной;

2. Химическая деаэрация. Наиболее распространённым реагентом, применяемым в качестве химической деаэрации, является сульфит натрия (Na?SO?), при взаимодействии с растворённым кислородом в питательной воде, образует сульфат натрия (Na?SO?), который накапливается и повышает солесодержание в котле. Результат – увеличенное число продувок – тепло улетает в трубу.

Способы повышения КПД:

1. При термической деаэрации необходимо максимально теплоизолировать оборудование и трубопроводы системы деаэрации;

2. В химической деаэрации, я бы рассмотрел другие типы безопасных реагентов. Например, на основе диэтилгидроксиламин (DEHA), который не увеличивает солесодержания и обладает пассивирующими свойствами.

ВНИМАНИЕ. При смене реагента необходима консультация специалиста!

8.

Качество топлива

(наличие сажи в топке котла)

В первую очередь качество топлива влияет на состояние элементов горелки котла (форсунки, клапаны, топливный насос и т.д.), которая отвечает за качество сжигания топлива, которое напрямую влияет на потребление топлива.

Во-вторых, какое бы качественное топливо ни было, всегда образуется сажа, которая существенно снижает теплопередачу в котле. При использовании некачественного топлива количество сажи может быть увеличен в разы.

Способы повышения КПД:

1. Отслеживайте качество топлива. Особенно это относиться к ДТ и мазуту.

2. Периодические осмотры оборудования и качественный сервис обеспечит чистоту котловых труб и высокое КПД.

9.

Теплоизоляция оборудования котельной и пароконденсатной системы

В котельной и на всём протяжении пароконденсатной системы предприятия может находиться большое количество не теплоизолированного оборудования (теплообменники, задвижки, регулируемая арматура, конденсатоотводчики и т.д.). Открытые горячие поверхности приводят в значительным теплопотерям, что приводит к снижению КПД всей системы.

Способы повышения КПД:

Теплоизолируйте все нагреваемые поверхности.

В настоящий момент существует большой выбор теплоизолирующих кожухов для разного вида вышеперечисленного оборудования.

10.

Удалённость паропотребителя

При транспортировке пара на большие расстояния до потребителя возникают значительные потери тепла, пар конденсируется в паропроводе, возникают проблемы с отводом конденсата.

Способы повышения КПД:

Рекомендую рассмотреть вопрос об отказе от централизованного пароснабжения и организовать индивидуальное пароснабжение – устанавливать парогенераторы непосредственно у паропотребителя. В соответствии с СП89.13330.2016 (Пункт 8.23), паровые котлы BOOSTER разрешается устанавливать в производственных помещениях.

11.

Качество водоподготовки (наличие отложений в пароводяном тракте котла)

Режим работы любой водоподготовки зависит от настроек продолжительности рабочего режима и режима восстановления. Качество любой воды (водопровод, скважина и т.д.) может меняться в значительных пределах. Был реальный случай, когда по непонятным причинам в паровом котле, работающим на водопроводной воде, стали появляться отложения, несмотря на наличие правильно настроенной водоподготовки. Результат исследований показал, что у поставщика воды произошла авария и жёсткость воды увеличилась в 7 раз.

Способы повышения КПД:

1. В первую очередь необходимо, в соответствии с инструкцией на паровые котлы, контролировать качество воды – периодически брать химанализы питательной и котловой воды.

2. Необходимо постоянно контролировать состояние поверхностей пароводяного тракта.

3. Необходимо следить за правильной работой датчиков автоматической аварийной системы парового котла. При появлении отложений, датчиком температуры тела котла или дымовых газов должно быть зафиксирована повышенная температура. При повышении температуры до критического значения – котёл должен автоматически отключаться.

12.

Возврат конденсата

Конденсат – это вода, прошедшая водоподготовку и содержащая неиспользованную теплоту. Т.е. при возврате конденсата вы экономите на водоподготовке и на топливе для нагрева холодной питательной воды. Например, для нагрева 1 тонны воды с 5 до 80 ºС необходимо 74000 ккал – это

8 м³ природного газа или

8 литров дизельного топлива.

13.

Тип непрерывной продувки

Существует два основных вида автоматической верхней продувки парового котла: продувка по времени и продувка по солесодержанию. Продувка по времени программируется на основании ранее сделанных химических анализов котловой воды и производиться через равный промежуток времени. Продувка по солесодержанию зависит от степени солесодержания котловой воды на данный момент времени и проводит продувку в нужный момент, снижая концентрацию солей в котловой воде на тот уровень, который необходим. Продувка по солесодержанию – качественней и точней!

14.

Утилизация теплоты от продувок

Продувка – это слив нагретой котловой воды, сопровождается потерей тепла. В зависимости от объёма продувок необходимо рассчитать и рассмотреть возможность и целесообразность применения системы утилизации тепла от продувок.

15.

Воздух для горения

Повышение температуры воздуха, направляемого на горение, увеличивает КПД котла. Например, в котлах BOOSTER горелка и котёл представляют собой моноблочную конструкцию и забор воздуха для горения происходит через наружные нагреваемые поверхности котла, что позволяет охлаждать корпус и нагревать воздух, направляемый на горение.

16.

Состояние системы автоматического управления котлом.

Большинство современных котлов оснащаются системой автоматики с помощью которой фиксируются температуры поверхностей и дымовых газов котла, выдавая информацию на пульт управления. При критическом превышении параметров система аварийной автоматики выдаёт сигнал на аварийное отключение котла. Необходимо, следить за исправностью системы автоматики и в случае превышения определённых параметров находить причину повлёкшую такое изменение. Возможные причины превышения температур: отложения солей жёсткости в пароводяном тракте котла, неправильная работа горелки, отложения сажи в газоходе котла, неисправность системы автоматики.

17.

Состояние пароконденсатной системы предприятия.

Правильно спроектированная и смонтированная пароконденсатная система – залог эффективного использования тепловой энергии. Здесь можно посмотреть общие рекомендации по организации пароконденсатной системы на предприятии.

Дополнительно настоятельно рекомендуется обеспечить постоянный надзор за исправностью конденсатоотводчиков на паропотребляющем оборудовании, т.к. большой процент потерь тепла происходит по причине неправильной работы этого оборудования.

18.

Своевременное сервисное обслуживание котельной и элементов пароконденсатной системы.

Данный пункт – это повторение большинства вышеперечисленных рекомендаций, призывающих проводить своевременные осмотры состояния оборудования и его сервисное обслуживание.

Здесь можно ознакомиться с рекомендациями по разработке системы планово-предупредительных ремонтов котельного оборудования и пароконденсатной системы.

В сегодняшних реалиях, одним из действительно эффективных методов повышения энергоэффективности крупных предприятий является отказ от централизованного пароснабжения и установкой парогенераторов непосредственно у паропотребляющего оборудования. Все плюсы и минусы организации индивидуального пароснабжения рассмотрим здесь.

КОЭФФИЦИЕНТ ПОЛЕЗНОГО ДЕЙСТВИЯ КОТЕЛЬНОГО АГРЕГАТА

Коэффициент полезного действия котельного агрегата или КПД котельного агрегата представляет собой отношение величины использования тепла в котельном агрегате К величине затраченного тепла топлива. Часть пара, произведенного в котельном агрегате, непосредственно расходуется на его собственные нужды, например на питательные насосы, дутьевые вентиляторы, дымососы, обдувку поверхностей нагрева. Учитывая эти расходы, вводят понятие КПД котельного агрегата нетто.

Тепло, использованное в котельном агрегате на получение пара или горячей воды,

где В — часовой расход топлива, кг/ч (м3/ч);

D — часовая производительность котельного агрегата, кг/час;

q к.а — количество тепла, переданное в котельном агрегате воде для превращения ее в пар или для получения горячей воды и отнесенное к 1 кг пара или воды, кДж/кг (ккал/кг);

&#331к.а — кпд котельного агрегата.

Для котельного агрегата, в котором производится насыщенный пар

где i ” — энтальпия насыщенного пара;

i п.в— энтальпия питательной воды;

q пр — количество тепла, удаляемого из котельного агрегата с продувочной водой, кДж/кг (ккал/кг); обычно q пр = (0,01— 0,02) · i ‘, где i ‘ — теплосодержание воды при температуре tн.

Для водогрейного котельного агрегата, в котором получают горячую воду

где i 1 — энтальпия воды, поступающей в котел; i 2 — энтальпия воды, выходящей из котла.

Если известны количество полученного пара и его энтальпия, а также часовой расход топлива и теплота сгорания топлива, то можно определить КПД котельного агрегата, %:

Для современных котельных агрегатов величина q 1 в зависимости от паропроизводительности котельного агрегата, температуры уходящих газов, рода сжигаемого топлива и способа его сжигания может изменяться в очень широких пределах от 75 до 80% для котельных агрегатов небольшой производительности, в которых твердое топливо сжигается в слоевых топках, и до 91—95% для больших котельных агрегатов с факельным сжиганием топлива. Наиболее высокие КПД получаются для котельных агрегатов, работающих на жидком и газообразном топливе.

Для котельных агрегатов небольшой производительности потери тепла составляют от 20 до 25%, а для крупных от 5 до 9%. Основными потерями тепла являются потери с уходящими газами q 2

Пример. Определить КПД котельного агрегата и оценить тепловые потери котельного агрегата паропроизводительностью Q = 10 тонн/час при параметрах пара: давление P = 1,4 МПа (14 кгс/см2) и температура t = 197,3°С. Часовой расход топлива 1500 кг, температура питательной воды 100°С, теплота сгорания топлива Q р н = 20647 кДж/кг (4916 ккал/кг). Оценку тепловых потерь котельного агрегата провести по средним значениям, данным в соответствующих разделах. Величину q п р ( количество тепла, удаляемого из котельного агрегата с продувочной водой ) принять равной 0.

По таблице и заданным параметрам пара: давлению р и температуре t находим его энтальпию

2790 кДж/кг (666 ккал/кг). При 100°С теплосодержание питательной воды составит примерно 419 кДж/кг (100 ккал/кг). Следовательно, тепло, полученное 1 кг пара согласно формуле , q к . а = 2790 — 419 = 2371 кДж/кг ( q к . а = 666 — 100 = 566 ккал/кг ).

Коэффициент полезного действия котельного агрегата по формуле

Величина тепловых потерь Σ q i = 100 — ŋ к.а = 100 — 76,8 = 23,2%. По средним значениям q 2 , q 3 , q 4 приведенным в § Тепловой баланс котельного агрегата, находим q 2 = 12,5%, q 3 = 1%, q 4 = 6,25%. Следовательно, величина потерь в окружающую среду q 5 = Σ q i q 2q 3q 4 = 23,2 — 12,5 — 1 — 6,25 = 3,45%. ,

ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС И КПД КОТЛОАГРЕГАТА. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСХОДА ТОПЛИВА

Теплота, выделяющаяся при сгорании топлива, не может быть полностью использована для производства пара или горячей воды, часть теплоты неизбежно теряется, рассеиваясь в окружающей среде. Тепловой баланс котлоагрегата представляет собой специфическую формулировку закона сохранения энергии, утверждающего равенство количества теплоты, вносимой в котельный агрегат, и теплоты, затраченной на производство пара или горячей воды с учетом потерь. В соответствии с «Нормативным методом» [15] все величины, входящие в тепловой баланс, рассчитываются на 1 кг сгоревшего топлива. Приходная часть теплового баланса называется располагаемой теплотой:

Читайте также:  Клипсовая система крепления

где Q- — низшая теплота сгорания топлива, кДж/кг; cTtT физическая теплота топлива (ст — теплоемкость топлива, /т — температура топлива), кДж/кг; QB — теплота воздуха, поступающего в топку при подогреве его вне агрегата, кДж/кг; Qn теплота, вносимая в котельный агрегат с паром, используемым для распыливания мазута, наружной обдувки поверхностей нагрева или подачи под решетку при слоевом сжигании, кДж/кг.

При использовании газообразного топлива расчет выполняется относительно 1 м 3 сухого газа при нормальных условиях.

Физическая теплота топлива играет существенную роль только при предварительном подогреве топлива вне котлоагрегата. Например, мазут перед подачей к горелкам подогревают, поскольку он имеет большую вязкость при низкой температуре.

Теплота воздуха, кДж/ (кг топл.):

где ат — коэффициент избытка воздуха в топке; V H — теоретически необходимое количество воздуха, н.м 3 /кг; св изобарная теплоемкость воздуха, кДж/(н.м 3 К); /х в — температура холодного воздуха, °С; tB температура воздуха на входе в топку, °С.

Теплота, вносимая с паром, кДжДкгтопл.):

где Gn удельный расход дутьевого пара (на распыливание мазута расходуется примерно 0,3 кг пара на 1 кг мазута); /п = 2750 кДж/кг — примерная величина энтальпии водяного пара при температуре уходящих из котлоагрегата продуктов сгорания (около 130 °С).

В приближенных расчетах принимают 0р

Q? ввиду малости других составляющих уравнения (22.2).

Расходная часть теплового баланса состоит из полезно использованной теплоты (получение пара или горячей воды) суммы потерь, кДжДкгтопл.):

где 02 — потери теплоты с уходящими из котельного агрегата газами;

  • 03 — потери теплоты от химической неполноты сгорания топлива;
  • 4 — потери теплоты от механической неполноты сгорания топлива;
  • 5 — потери теплоты через обмуровку в окружающую среду; 06 — потери с физической теплотой шлака, удаляемого из котельного агрегата.

Уравнение теплового баланса записывается в виде

В процентах от располагаемой теплоты уравнение (22.6) можно записать:

Полезно использованная теплота в паровом котле с непрерывной продувкой верхнего барабана определяется по уравнению, кДжДкгтопл.):

где D — паропроизводительность котла, кг/с; Dnp расход продувочной воды кг/с; В — расход топлива, кг/с; /п, /п в, /к в — энтальпия пара, питательной и котловой воды при давлении в котле соответственно, кДж/кг.

Потери теплоты с уходящими газами, кДж/(кг топл.):

где сг и св — изобарная теплоемкость продуктов сгорания и воздуха, кДж/(н.м 3 К); г — температура уходящих газов, °С; аух — коэффициент избытка воздуха на выходе газов из котлоагрегата; К Г и V0 — теоретический объем продуктов сгорания и теоретически необходимое количество воздуха, н.м 3 /(кгтопл.).

В газоходах котлоагрегата поддерживается разрежение, объемы газов при их движении по газовому тракту котла возрастают из-за присосов воздуха через неплотности в обмуровке котла. Поэтому действительный коэффициент избытка воздуха на выходе из котлоагрегата аух больше коэффициента избытка воздуха в топке а. Он определяется суммированием коэффициента избытка воздуха в топке и присосов воздуха во всех газоходах. В практике эксплуатации котельных установок необходимо стремиться к уменьшению присосов воздуха в газоходах как к одному из наиболее эффективных средств борьбы с потерями теплоты.

Таким образом, величина потери Q2 определяется температурой уходящих газов и величиной коэффициента избытка воздуха аух. В современных котлах температура газов за котлом не опускается ниже 110 °С. Дальнейшее уменьшение температуры приводит к конн денсации содержащихся в газах паров воды и образованию при сжигании серосодержащего топлива серной кислоты, что ускоряет коррозию металлических поверхностей газового тракта. Минимальные потери с уходящими газами составляют q2

Потери от химической и механической неполноты сгорания являются характеристиками топочных устройств (см. п. 21.1). Их величина зависит от вида топлива и способа сжигания, а также от совершенства организации процесса горения. Потери от химической неполноты сгорания в современных топках составляют q3 = 0,5—5%, от механической — q4 = 0—13,5%.

Потери теплоты в окружающую среду q5 зависят от мощности котла. Чем выше мощность, тем меньше относительная величина потери q5. Так, при паропроизводительности котлоагрегата D= 1 кг/с потерь составляют 2,8%, при D= 10 кг/с q5

Потери теплоты с физической теплотой шлака qb невелики и обычно учитываются при составлении точного теплового баланса, %:

где ашл = 1 – аун; аун — доля золы в дымовых газах; сшл и ?шл — теплоемкость и температура шлака; А г — зольность рабочего состояния топлива.

Коэффициентом полезного действия (КПД) котлоагрегата называют отношение полезно использованной теплоты сгорания 1 кг топлива на получение пара в паровых котлах или горячей воды в водогрейных к располагаемой теплоте.

КПД котлоагрегатов существенно зависит от вида топлива, способа сжигания, температуры уходящих газов и мощности. Паровые котлы, работающие на жидком или газообразном топливе, имеют КПД 90—92%. При слоевом сжигании твердого топлива КПД равняется 70—85%. Необходимо отметить, что КПД котлоагрегатов существенно зависит от качества эксплуатации, особенно от организации топочного процесса. Работа котлоагрегата с давлением пара и производительностью меньше номинальных снижает КПД. В процессе эксплуатации котлов периодически должны проводиться теплотехнические испытания с целью определения потерь и действительного КПД котла, что позволяет внести необходимые коррективы в режим его работы.

Расход топлива для парового котла (кг/с — для твердого и жидкого топлива; н.м 3 /с — газообразного)

где D — паропроизводительность котлоагрегата, кг/с; /п, /п в, /к в — энтальпия пара, питательной и котловой воды соответственно, кДж/кг; Qp располагаемая теплота, кДж/(кг топл.) — для твердого и жидкого топлива, кДж/(н.м 3 ) — для газообразного топлива (часто в расчетах принимают Qp

Q- ввиду их незначительного различия); П — величина непрерывной продувки, % от паропроизводитель- ности; г|ка — КПД колоагрегата, доли.

Расход топлива для водогрейного котла (кг/с; н.м 3 /с):

где Св — расход воды, кг/с; /,, /2 — начальная и конечная энтальпии воды в котле, кДж/кг.

Считаем экономию: повышение КПД вашего котла за счет повышения эффективности использования топлива

Котёл — ключевой элемент системы теплоснабжения, и оптимизация режима его работы может дать ощутимый эффект в части снижения затрат предприятия. Сколько сможете сэкономить вы? Считайте вместе с «Клубом ПИ».

Эффективно работающий котел: основные правила.

Эксплуатация котла при оптимальном количестве воздуха на горение позволяет свести к минимуму потери тепла с уходящими дымовыми газами и повысить КПД сжигания топлива. Эффективность сжигания топлива является мерой того, насколько эффективно калорийность топлива преобразуется в полезную тепловую энергию.

Основные индикаторы того, насколько эффективно сжигается топливо:

  • температура дымовых газов в дымовой трубе
  • концентрация кислорода (или диоксида углерода) в дымовых газах.

При полном перемешивании требуется точное или стехиометрическое количество воздуха для того, чтобы он весь вступил в реакцию с необходимым количеством топлива. На практике условия горения никогда не бывают идеальными, поэтому для полного сгорания топлива требуется дополнительный или «избыточный» воздух.

При разработке котлов и анализе их работы, при оценке качества ведения топочного режима обычно пользуются не фактическим объемом подаваемого воздуха, а коэффициентом его избытка (λ), под которым понимают отношение фактически подаваемого количества воздуха к теоретически необходимому:

Требуемое количество избыточного воздуха определяется на основе анализа концентрации кислорода или диоксида углерода в дымовом газе. Если избыточного воздуха будет слишком мало, это может привести к тому, что топливная смесь сгорит не полностью (углеводороды, СО, сажа, дым и т.д.), а если избыточного воздуха будет слишком много, это приведет к потерям тепла в увеличенном объеме дымовых газов. В результате чего общая эффективность сжигания топлива при производстве пара снизится. В таблице ниже приведена зависимость КПД сжигания топлива производительности котла от процентного содержания воздуха и кислорода в дымовых газах.

Эффективность сгорания природного газа в качестве топлива при условии полного сгорания и минимальной влажности воздуха для горения

В грамотно спроектированных системах, работающих на природном газе, количество избыточного воздуха может достигать 10% от теоретически необходимого объема. Как показывает практика, эффективность котла может быть увеличена на 1% на каждые 15% уменьшения количества избыточного воздуха или на каждые 4,5°С снижения температуры дымовых газов.

Считаем экономию

Котел работает 8000 часов в год и ежегодно потребляет 14,1 млн. м 3 природного газа, производя 20 тонн пара в час при давлении 1 Мпа.

Анализ дымового газа показал, что количество избыточного воздуха в нем составляет 44,9%, разница между температурами дымового газа и воздуха для горения составляет 204°С. Из таблицы получаем, что эффективность сжигания топлива в котле составляет 78.2% (E1). Регулировка котла позволяет снизить количество избыточного воздуха до 9,5% при разнице между температурами дымового газа и воздуха для горения 149°С. Эффективность сжигания топлива в котле увеличивается до 83,1% (E2).

При стоимости природного газа 4,8 млн. руб. за млн м 3 *, ежегодная экономия составляет:

Ежегодная экономия = Потребление топлива x (1–E1/E2) x Стоимость топлива
= 14,1 х (1 – 78,2 / 83,1) х 4,8 = 14,1 х (1 – 0,94) х 4,8 = 14,1 х 0,059 х 4,8 = 3,993 млн. руб. в год

Руководство к действию

  • При работе котлов количество избыточного воздуха часто превышает оптимальный уровень. Чтобы поддерживать количество избыточного воздуха на оптимальном уровне, периодически проверяйте состав дымовых газов и выполняйте наладку ваших котлов.
  • Подумайте о том, чтобы организовать онлайн-мониторинг уровня кислорода в дымовых газах, чтобы быстро определять тенденции потерь энергии. Это позволит вам обеспечить раннее предупреждение о сбоях в управлении и обеспечить вас данными для принятия решений.
  • Процентное количество кислорода в дымовом газе можно измерять при помощи недорогих газопоглощающих тестовых комплексов (газоанализаторов). Более дорогие ручные газоанализаторы с возможностью подключения к компьютеру отображают процент кислорода, температуру дымового газа и КПД котла. Мы рекомендуем использовать их в системах, потребляющих топлива более чем на 30 млн руб. ежегодно.
  • В случаях, когда потребление топлива сильно меняется (котлы на газе, получаемом при переработке нефти, щепе и многотопливные котлы), а также когда сильно варьируется расход пара, имеет смысл установить поточный анализатор количества кислорода. Система регулирования количества кислорода обеспечит обратную связь с органами управления горелкой, что позволит автоматически уменьшать количество избыточного воздуха и оптимизировать качество топливно-воздушной смеси.

Статья подготовлена с использованием материалов сайта https://www.energy.gov

* Расчет основан на тарифах для объектов Московской области. Используя данные о тарифах вашего региона и параметрах работы вашего котла, вы можете рассчитать потенциал экономии на вашем предприятии.

Как можно рассчитать, какое количество светильников нужно в комнату с натяжным потолком

При монтаже верхнего освещения в натяжной потолок нужно учесть множество нюансов.

Особенности отделки в помещении, метраж и тип используемых ламп.

Также важную роль играет выбранная осветительная схема.

Эта статья объясняет, как рассчитать количество светильников в натяжной потолок с учетом самых важных моментов.

Роль фактуры натяжного потолка в освещении помещения

Материал для натяжного потолка и его фактура оказывают сильное влияние на выбор осветительных приборов. Натяжные потолки бывают следующих видов:

  • тканевые;
  • ПВХ.

Натяжные потолки из ПВХ восприимчивы к теплу. Они могут начать плавиться под воздействием высокого температурного режима. При этом тканевый натяжной потолок устойчив к температурам вплоть до 80 градусов. Поэтому они допускают установку мощных светильников в большем количестве.

ПВХ-пленка тоже выпускается в нескольких видах:

  1. Глянцевый натяжной потолок хорошо отражает свет. Даже несколько точечно установленных лампочек дадут хороший эффект, и полностью обеспечат помещение светом.
  2. Матовая поверхность натяжного потолка поглощает больше света, поэтому потребует установки более ярких ламп.

Как решить проблему уязвимости натяжных потолков к теплу:

  1. Следует выбирать светодиодные лампы. Подойдут также лампочки накаливания с низкими показателями мощности, галогенные и энергосберегающие устройства. Можно купить осветительные приборы, вмонтированные в специальные корпуса, препятствующие проводимости жара. Существуют также модели светильников со встроенными отражателями.
  2. Ширина корпусов светильников для натяжных потолков примерно варьируется в пределах от двух до 7 сантиметров. Слишком широкие светильники займут много места за натяжным потолком, и его потребуется монтировать ниже необходимого. В помещениях с небольшой высотой стен это сильно скажется на обстановке. Чтобы пространство в комнате не скрадывалось, лучше выбирать устройства с максимально тонким корпусом.
  3. Можно предусмотреть проблему освещенности, купив светильники, позволяющие регулировать их яркость. Такие лампочки должны быть рассчитаны на подключение к диммеру.
Читайте также:  Клей для плитки – виды, свойства, способы применения

Есть ли формула для определения количества светильников на квадратный метр площади

Существует простой стандарт расчета. Согласно ему, на каждый кв м пространства должно приходиться по 20 Ватт от мощности обычной лампы накаливания. Таким образом, комната на 18 кв м должна освещаться светильниками с общей мощностью в 360 Вт.

Расчет того, сколько на квадратный метр натяжного потолка нужно светильников, также можно провести по специальной формуле следующего вида:

  • переменная N выражает искомое количество светильников;
  • S соответствует площади комнаты в кв м;
  • W – это общая удельная мощность освещения;
  • P – мощность одного осветительного прибора.

По этой формуле, удельная мощность на комнату располагается в диапазоне 3,5-12 Вт на каждый квадратный метр. На освещение производственного помещения должна уходить мощность от 3 и до 10 Вт на квадратный метр. Значение рекомендуемой мощности «W» можно взять из таблицы:

Назначение комнатыГалогеновая лампочкаЛюминесцентный светильникЛампа накаливанияСветодиодная лампочка
Детская70-8018-2230-908
Кухня30-358-1012-404
Спальня для взрослых14-174-510-202
Зал, гостиная25-307-910-353
Санузел23-276-810-302
Коридор11-133-410-151
Гараж или кладовка11-133-410-151

Данная формула расчета является примитивным шаблоном, не учитывающим множества дополнительных факторов. Она подходит для использования в быту, однако желательно также учитывать:

  • высоту стен;
  • материал, из которого изготовлен потолок (он может быть реечным, натяжным или подвесным);
  • монтируется дополнительные или основные светильники;
  • цвет стен и тип их отделки.

Важно! Следует учитывать, что светильники можно выбрать как более тусклые, так и более яркие. Это тоже окажет влияние на конечный итог, и потребует внесения корректировки при подсчете числа.

Попробуем рассчитать нужное количество спотов для кладовки. Допустим, площадь помещения равна 10 квадратным метрам. Если следовать таблице, рекомендуемое значение «W» для одного светодиодного светильника составляет 1 Вт. Купим споты по 5 Вт, и получим результат: N=(10*1)/5=2.

Если высота потолков свыше 3 метров, увеличьте удельную мощность в 1,5 раза.

Согласно нормативам, уровень освещения измеряется в Лк, или люксах.

КомнатаСтандарт, в Лк
Детская200
Спальня150
Гостиная, бильярдная, библиотека300
Кухня150
Санузел50
Кабинет300

1 Лк равен 1 люмену на 1 квадратный метр. Значение Лм указано на каждом светильнике.

Какой уровень освещенности необходим в комнате

Для упрощения, расчет можно проводить, ориентируясь на желаемое количества ламп в помещении. Это уместно, если монтаж гнезд уже осуществлен. Или если вы заранее составили план, где и какие светильники будете располагать.

Важно! При покупке осветительного прибора, обязательно узнайте, на какую максимальную мощность лампочек он рассчитан.

Обычно плафон можно выбирать почти любой. Главная проблема – патрон к нему. Если патрон пластмассовый, то он сможет выдержать только лампочку с мощностью не более 60 Вт. Лучше не пытаться догадываться о свойствах патрона самостоятельно, на глаз. Следует обратиться за прояснением этого вопроса к продавцам-консультантам.

Чтобы управлять освещенностью помещения, лучше установить несколько типов светильников. Торшеры и бра помогут расставить акценты в комнате, добавят яркости или, напротив, сэкономят затраты на электричество.

Гостиная или зал

В больших комнатах недостаточно расположить один светильник самым простым образом, по центру помещения. Это неизбежно приведет к формированию областей с плохой освещенностью по углам комнаты. К тому же, мебель отбрасывает тени и препятствует распространению света.

Чтобы компенсировать этот недостаток большого пространства, можно расположить разные источники света в нескольких местах комнаты. При этом не нужно добавлять больше мощности в Лк. Достаточно просто разделить общую мощность по количеству ламп, в зависимости от их типа.

Гостиную больших размеров зонируют, чтобы:

  • выделить функциональные зоны;
  • визуально расширить пространство;
  • украсить помещение;
  • скорректировать планировку.

Как можно разделить зал на зоны при помощи подсветки:

  • разместить большую люстру над местом для просмотра телевизора, в центре или чуть в стороне от него;
  • организовать цветную подсветку светодиодами около аквариума или уголка с растениями;
  • поставить торшер рядом с креслом для чтения;
  • подвести настольную лампу к рабочему или досуговому столу;
  • повесить бра в уголок, отделенный ширмой;
  • направить споты на полки с наградами, декоративные элементы, коллекционные предметы.

Зонирование больше всего оказывается удобным в большой семье или в доме, где часто бывают гости. Если каждая функциональная зона получает достаточно света, это положительно сказывается на психическом благополучии:

  • людям комфортнее проводить время;
  • они получают больше приятных впечатлений;
  • активнее вовлекаются в свои занятия;
  • реже инициируют конфликты.

Гостиная на 30 квадратных метров требует хорошей освещенности в 300 Лк. Проводя расчет, умножим 30 на 300. Это 9000 Лм.

Если в люстру на шесть патронов вкрутить 6 светодиодных лампочек по 400 Лм каждая, в сумме это даст 2400 Лм. Для освещения всей комнаты явно недостаточно. Однако если по углам грамотно расположить другие виды ламп, помещение будет не только хорошо освещено, но и функционально оформлено.

Детская

Предположим, у нас есть детская на 10 кв м. Высота стены до потолка равна 2,7 метра. Исходя из данных по таблице, уровень освещения лампами накаливания на кв м равен 30 Вт.

Умножаем 10 на 30. Конечный итог расчета – 300 Вт. Это три лампы по 100 Вт, или 5 ламп по 60 Вт.

Планировка может быть разной, но желательно разделить пространство на функциональные зоны следующим образом:

  1. Настольный или подвесной светильник в учебной зоне. Чтобы лучше сосредоточиться на учебе, ребенку нужен яркий свет.
  2. Дополнительный светильник у кровати. Это зона сна, поэтому освещение должно быть мягким и ненавязчивым.
  3. Подсветка над зоной для игр – средний уровень освещенности.

Спальня

Представим спальню на 20 квадратных метров. Согласно норме, освещение здесь должно составлять 150 Лк на кв м. Умножаем 150 на 20. Получается 3000 Люмен.

Важно! Специалисты для такого расчета используют устройство «люксометр».

Какие лампы выбрать для освещения

Результат расчетов в каждом случае определяется выбранным типом лампы.

Расчет освещенности светодиодными лампами

Светодиодные приборы не перегреваются и поэтому прекрасно подходят для монтажа в натяжные потолки. Эффективность светодиодных ламп – 650 Лм на Вт.

Расчет светодиодных светильников для монтажа в натяжные потолки выглядит так:

  1. Для гостиной в 30 квадратных метров, потребуется 9 светодиодных ламп, если каждая из них будет иметь мощность по 12 Вт.
  2. Жилая комната с площадью в 20 квадратных метров потребует установки в натяжной потолок 3 светодиодных устройств по 12 Вт каждый.

Сколько нужно галогеновых лампочек

Светоотдача галогеновых светильников выше, чем в лампах накаливания. Конструкция таких светильников подразумевает использование с отражателей. Кроме того, внутри колбы содержатся химические вещества.

Галогеновая лампа на 50 Вт дает света примерно столько же, сколько обычный светильник на 150 Вт. При этом лампочка потребляет на 20-40% меньше мощности, однако сильно нагревается.

Количество требуемых галогеновых ламп зависит от показателей их мощностей. Они могут составлять как 12 Вт, так и 1000.

Для установки галогеновых ламп в детскую на 10 кв м, расчет таков. Удельную мощность, которая требуется под освещение детской, делят на 1,5. Получается, понадобятся светильники с мощностью в общей сложности на 200 Вт. Устанавливать надо 4 галогенных светильника по 50 Вт каждая.

Освещение лентой

При расчете ленточного освещения, потребуется учесть длину самой ленты. Если она пройдет по плинтусам, можно вычислить ее длину по периметру помещения.

Допустим, происходит установка светодиодной ленты в натяжной потолок жилой комнаты на 15 квадратных метров. Периметр натяжного потолка пусть будет равен 16. Даже самых маломощных потолочных светильников этого типа достаточно для того, чтобы полностью обеспечить электроэнергией такое пространство.

На каждый метр ленты в нее монтируется 30 слабых светодиодов. Характеристика их светового потока – 150 Лм. Чтобы найти интенсивность суммарного света, 16 умножаем на 150. Получается 2400 Лм. Этого более чем достаточно для покрытия нормативных требований.

Важно! Светодиодные ленты выпускаются с длиной в 5 метров. Это объясняется тем, что напряжение будет падать, проходят по ленте с большей длиной. Между собой ленты необходимо скреплять особыми клеммами. Кроме того, каждую из них следует оснащать своим собственным блок питания.

Популярные схемы освещения или расчет при комбинировании светильников

Чтобы правильно подсчитать количество приборов для комбинированного освещения, вычисляется их суммарная мощность. Расчет производится по той же формуле. Однако в конце сумма делится вовсе не на количество однотипных светильников.

Сперва требуется определиться со схемой освещения. После того как ее составляющие будут выбраны, от суммы можно отнимать мощность каждого светильника в отдельности. Или отнять мощность светильника одного типа, а затем разделить остаток на количество однотипных приборов.

Наиболее популярным является решение, согласно которому в центре располагается основной светильник. Остальные лампы размещаются, выгодно зонируя пространство:

Люстра и точечные светильники

Данная схема хорошо смотрится на кухне. Люстру размещают над обеденным столом, чтобы ее свет равномерно покрывал его пространство. Точечные светильники ставят в рабочую зону.

В гостиной люстру чаще монтируют в центре, а дополнительные лампы вписывают в комнату, составляя из них какую-нибудь геометрическую фигуру.

Расчет количества точечных светильников проводят после того, как от общей мощности будут отняты Ватты, выделенные на люстру.

Споты и подсветка

Направленное освещение следует размещать в комнатах рабочего назначения. Например, в кабинетах или у рабочей зоны кухни.

Точечные светильники и светодиодная лента

При монтаже такой схемы, светодиодную ленту уместно расположить над тем местом, где люди будут проводить больше времени. Точечные светильники при этом нужно разместить в другом конце комнаты. Можно также заменить с их помощью люстру. Это хорошо смотрится как в помещениях с небольшой площадью, так и в просторных комнатах.

Люстра и подсветка

Люстра и подсветка прекрасно дополнят друг друга, разделив помещение на зоны. Подсветка играет декоративную роль, создавая акценты. Или, напротив, улучшает освещенность над рабочим столом или игровым пространством.

Неточности и погрешности при расчете светодиодного освещения

Когда лампы накаливания меняют на современные светодиодные приборы, часто не учитывается важный момент. Это коэффициент отражения от отделочных поверхностей. Темные полы и обои, а также матовые натяжные потолки поглощают много света. Соответственно, более светлые тона отделки будут эффективнее отражать падающее на них излучение. Чтобы провести расчет коэффициента отражения, нужно обратить внимание на цвет компонентов отделки в комнате:

  • 0% составит КО для черного цвета;
  • 10% для темных тонов;
  • 30% – это коэффициент отражения для серого;
  • 50% при вариантах со светлой расцветкой;
  • 70% при использовании белого.

Коэффициент можно рассчитать по формуле: КО (потолка + стен + пола) поделить на 3.

Рассмотрим следующий пример. Белый натяжной потолок с КО в 70% комбинируется со светло-бежевыми обоями. Их КО будет равен 50%. Светлый ламинат или линолеум под дерево даст такой же коэффициент отражения в 50%. Общий КО для комнаты будет равен:

0,7 + 0,5 + 0,5 / 3 * 1,2 = 0,7

Допустим, используются светодиодные лампочки с номиналом в 1400 люмен. Тогда 1400 умножается на 0,7. Получается 980 люмен. Данное значение можно округлить до 1000.

Отличается ли порядок: расчет для подвесного потолка

Согласно установленному стандарту, в подвесной потолок светильники монтируются немного по другому расчету. 1 осветительный прибор должен быть расположен на каждые 5 кв м. Отсюда следует, что на 20 квадратных метров потребуется 4 светильника, а на 100 – 20.

Основные выводы

Учитывая общие рекомендации и правила расчета, можно создать освещение нужной интенсивности в любом помещении. Необязательно досконально следовать всем нормативам, потому что ключевую роль играет удобство конкретного пользователя. Освещение в ванной может быть увеличено до 100 Лк, так как бритье или макияж требуют большей внимательности к деталям.

Однако существуют и обязательные нормы расчета, которые специально разработаны для безопасности и комфорта людей. При монтаже ламп, обязательно нужно учитывать материал потолков и максимальную мощность осветительных приборов. Чтобы создать нужную обстановку, лучше задействовать несколько источников света, и затем переключать их, ориентируясь на свои потребности.

Оцените статью
Добавить комментарий