4.7 Коефіцієнт корисної дії
4.7.1 ККД котлів при номінальній тепловою потужністю
Котли встановлюють відповідно до вимог 4.1.6, з'єднують з випробувальним стендом, схема якого показана на малюнку І.1 або И.2, або з іншим обладнанням, що дає еквівалентні результати, до них підводять один з еталонних газів.
Котел під'єднують до випробувального димоходу найбільшого діаметра із зазначених в керівництві по експлуатації.
ККД вимірюють після того, як котел з відключеним термостатом управління досягне стану теплового рівноваги, а температура води на вході в котел (в зворотній трубі) і на виході з нього (в прямій трубі) стане постійною.
Гарячу воду подають в мірний посуд, калібрований до початку цього випробування, і вимірюють витрата газу газовим лічильником.
Вимірюють масу води m1 заповнила мірний посуд за 10 хв випробувань. При цьому періодично вимірюють температуру води в прямій і зворотній трубах для визначення її середніх значень за 10 хв випробувань.
Потім витримують наступні 10 хв для оцінки випаровування за 10 хв випробування.
Після цього вимірюють масу води m2 в мірній посудині, обчислюють кількість випарувалася за 10 хв води Т3 = т1 - т2 і визначають коригувати масу води т = m1 + m3.
Кількість тепла, переданого воді, зібраної в посудині, пропорційно коригувати масі т і різниці між середніми за 10 хв температурами води t1 в зворотній трубі і t2 в прямій трубі.
ККД визначають за формулою
де - ККД,%;
т - корегована маса води, кг;
- об'ємна витрата газу, який вимірюється за 10 хв випробувань і коректований для стандартних умов випробувань, м3 / год;
- нижча теплота згоряння газу, МДж / м3 (при 15 С і 101,3 кПа);
- теплові втрати в випробувальному стенді, відповідні середній температурі потоку води з урахуванням теплових втрат в циркуляційному насосі, кДж.
Метод калібрування для визначення представлений в додатку В.
Похибки вимірювань слід вибирати такими, щоб загальна похибка вимірювання ККД не перевищувала ± 2%.
ККД котлів без регулювання тепловою потужністю визначають при номінальної тепловою потужністю.
ККД котлів з регулюванням теплової потужності визначають при максимальній тепловою потужністю і при тепловою потужністю, яка відповідає середньому арифметичному значенню максимальної та мінімальної тепловою потужністю.
Перевіряють відповідність вимогам 3.7.1.
4.7.2 ККД при частковому навантаженні
Для визначення ККД при 30% -й навантаженні котлів з пристроєм завдання діапазону можуть бути застосовані прямий і непрямий методи.
4.7.2.1 Прямий метод
Котел встановлюють відповідно до вимог 4.1.6, під'єднують до випробувального стенду, показаному на малюнку І.1 або І.2.
Випробування виконують на еталонному газі.
ККД вимірюють після того, як котел досягне стану теплового рівноваги (температура води в прямій і зворотній трубах залишається постійною, а витрата води коливається не більше ніж на ± 1%).
4.7.2.1.1 Метод № 1
Котел під'єднують до випробувального стенду, схема якого показана на малюнку І.8, або до будь-якого іншого випробувального стенду, що дає зіставні результати і еквівалентну точність вимірювання.
Температуру води в зворотній трубі підтримують постійної (47 ± 1) ° С з максимальним коливанням в процесі вимірювання не більше ± 1 ° С.
Якщо термостат управління роботою котла не дозволяє встановити зазначену температуру води в зворотній трубі, випробування виконують при мінімально можливій температурі води в зворотній трубі.
Таймер кімнатного терморегулятора встановлюють на 10-хвилинний робочий цикл.
Тривалість робочого циклу розраховують відповідно до таблиці 12.
Температуру води в прямій і зворотній трубах вимірюють безперервно.
Котел знаходиться в стані теплової рівноваги.
Якщо ККД, який вимірюється в трьох послідовних робочих циклах, не відрізняється більш ніж на 0,5%, за остаточний результат приймають середнє арифметичне значення результатів цих трьох вимірів.
Якщо ККД трьох послідовних робочих циклів різниться більш ніж на 0,5%, за остаточний результат приймають середнє арифметичне значення ККД не менше десяти послідовних робочих циклів.
Витрата газу і води вимірюють за повний робочий цикл. ККД визначають за формулою (20).
Якщо коливання 30% -й тепловою потужності становлять не більше ± 2%, випробування проводять один раз.
Якщо коливання 30% -й тепловою потужності становлять від 2% до 4%, виконують два вимірювання ККД: одне - при тепловою потужністю вище і одне - нижче 30% -й. ККД для 30% -й тепловою потужністю визначають інтерполяцією.
4.7.2.1.2 Метод № 2
Котел під'єднують до випробувального стенду, показаному на малюнку І.1 або И.2 (або будь-якого іншого випробувального стенду, що дає зіставні результати і еквівалентну точність вимірювання). Температуру води в прямій і зворотній трубах, а також тривалість робочих циклів контролюють терморегулятором котла.
Температуру води в прямій і зворотній трубах вимірюють безперервно.
В теплообміннику відбирається 30% номінальної тепловою потужністю або середньої арифметичної від максимальної і мінімальної тепловою потужністю для котлів з пристроєм завдання діапазону.
Середня температура води повинна бути не нижче 50 ° С.
Якщо термостат управління роботою котла не дозволяє встановити досить низьку температуру води в зворотній трубі, випробування виконують при мінімально можливій температурі води в зворотній трубі. Котел знаходиться в стані теплової рівноваги.
Якщо ККД, який вимірюється в трьох послідовних робочих циклах, не відрізняється більш ніж на 0,5%, за остаточний результат приймають середнє арифметичне значення результатів цих трьох вимірів.
Якщо ККД трьох послідовних робочих циклів різниться більш ніж на 0,5%, за остаточний результат приймають середнє арифметичне значення ККД не менше десяти послідовних робочих циклів.
Витрата газу і води вимірюють за повний робочий цикл. ККД визначають за формулою (20).
Якщо коливання 30% -й тепловою потужності становлять не більше ± 2%, випробування проводять один раз.
Якщо коливання 30% -й тепловою потужності становлять від 2% до 4%, виконують два вимірювання ККД:
а) при тепловою потужністю вище 30%;
б) при тепловою потужністю нижче 30%.
ККД для 30% -й номінальною тепловою потужністю визначають лінійною інтерполяцією.
4.7.2.2 Непрямий метод
4.7.2.2.1 Вимірювання
4.7.2.2.1.1 ККД при номінальній тепловою потужністю (1)
Виконують випробування по 4.7.1 при номінальній тепловою потужністю (середнє арифметичне значення максимальної та мінімальної тепловою потужністю для регульованих котлів) і середній температурі води (50 ± 1) ° С [температура води в прямій трубі - (60 ± 2) ° С , в зворотному - (40 ± 1) ° С].
4.7.2.2.1.2 ККД при мінімальній тепловою потужністю (2)
Якщо котел оснащений регулятором витрати газу з одним головним значенням тепловою потужністю, ККД вимірюють при мінімальній регульованою тепловою потужністю і середній температурі води (50 ± 1) ° С [температура води в прямій трубі - (55 ± 2) ° С, у зворотній - (45 ± 1) ° С].
Якщо котел оснащений регулятором витрати газу з двома головними значеннями тепловою потужністю (одне вище 30% -й номінальною тепловою потужністю, а інше - нижче), ККД вимірюють при цих двох значеннях тепловою потужністю:
21 - при більшому значенні;
22 - при меншому значенні.
4.7.2.2.1.3 Втрати тепла в навколишнє середовище
Схема випробувального стенду показана на малюнку І.9.
Трубопроводи, що з'єднують різні частини випробувального стенду, повинні бути добре ізольовані. Теплові втрати випробувального стенду і додаткове підведення тепла від циркуляційного насоса випробувального стенду для різних витрат води повинні бути визначені до початку проведення випробувань згідно з додатком Г.
Котел оснащують димоходом найбільшого діаметра із зазначених виробником.
Різниця між середньою температурою води в котлі і температурою повітря в випробувальному приміщенні повинна становити (30 ± 5) ° С.
Циркуляційний насос 8 (див. Малюнок І.9) і насос котла. якщо він є, повинні бути вимкнені. Контур теплообмінника 9 відключений. Газопостачання котла відключено. Вода нагрівається в електричному водонагрівачі 7 до температури на (30 ± 5) ° С вище температури повітря приміщення і циркулює по замкнутому контуру за допомогою циркуляційного насоса 6.
Випробування виконують в стані сталого теплового рівноваги котла.
Коливання температури повітря в приміщенні в процесі випробування не повинно перевищувати ± 2 ° С.
Втрати тепла в навколишнє середовище. кВт, для середньої температури води 50 ° С і температури повітря в приміщенні 20 ° С визначають за формулою
де - електрична потужність, витрачена електричним водонагрівачем на нагрів води, що протікає, корегована на теплові втрати випробувального стенду і додаткове підведення тепла від циркуляційного насоса випробувального стенду, кВт;
Т - середня для результатів двох вимірювань температура води, що визначається як середнє арифметичне значення температури води в прямій і зворотній трубах, ° С;
- температура повітря в приміщенні, ° С.
4.7.2.2.2 Обчислення
ККД при 30% -й навантаженні котла і середній температурі води 50 ° С розраховують для робочого циклу з використанням позначень таблиці 13.
Таблиця 13 - Параметри, необхідні для розрахунку ККД при частковому навантаженні
Стан роботи основного пальника
Підводиться теплова потужність
1) Номінальна підводиться теплова потужність або середнє арифметичне значення максимальної та мінімальної тепловою потужністю - для котлів з пристроєм завдання діапазону.
ККД розраховують як відношення теплопродуктивності до підведеної теплової потужності за час 10 хв.
Залежно від способу регулювання тепловою потужністю використовують такі робочі цикли основного пальника відповідно до таблиці 12:
1) постійна робота з Q2 = 0,3Q1 (для котлів з плавним або ступінчатим регулюванням тепловою потужністю);
2) повний витрата / відключення (для нерегульованих котлів);
3) частковий витрата / відключення (для котлів з одним або декількома фіксованими частковими витратами або котлів з плавним регулюванням тепловою потужністю при мінімальній тепловою потужністю Q2> 0,3Q1 або циклі 6, якщо розпал котла автоматичний за заданою програмою при повній витраті);
4) повний витрата / знижена витрата (для котлів з одним або декількома фіксованими частковими витратами при мінімальній тепловою потужністю Q2<0,3Q1);
5) робота з двома частковими витратами (при Q21> 0,3Q1, а Q22 <0,3Q1);
6) повний витрата / знижена витрата / відключення (для котлів з виконанням програмного розпалювання при повній витраті і часу циклу t1 з одним або декількома фіксованими частковими витратами або котлів з плавним регулюванням тепловою потужністю, при часу керованого закриття t3> 0, в іншому випадку застосовують цикл 4).
4.8 Відсутність конденсації в димовій трубі
4.8.1 Визначення тепловтрат продуктів згоряння в димоході
За умов випробування, встановлених в 4.7.1, вимірюють температуру продуктів згоряння і концентрацію СО2 при номінальній тепловою потужністю (при максимальній тепловою потужністю для котлів з пристроєм завдання діапазону).
Тепловтрати продуктів згоряння в димоході. %, Визначають за формулою
де а і b - коефіцієнти залежно від еталонного газу (вказані в таблиці 14);
СО2 - концентрація діоксиду вуглецю в сухих не розбавленого повітрям продуктах згоряння,%;
- температура продуктів згоряння, С;
- температура навколишнього середовища, С.
Перевіряють відповідність вимогам 3.8, перерахування а).
4.8.2 Мінімальна температура продуктів згоряння
За умов випробування по 4.7.1 вимірюють температуру продуктів згоряння в точці, розташованій на 150 мм нижче верхнього перетину однометрового випробувального димоходу. Перевіряють, що при максимальному і мінімальному значеннях тепловою потужністю, що задаються пристроєм завдання діапазону або регуляторами, температура продуктів згоряння задовольняє вимогам 3.8, перелік б).
4.9 Випробування на міцність
4.9.1 Загальні положення
Випробування виконують з використанням води при температурі навколишнього середовища і при випробувальних тисках по 4.9.2 - 4.9.4.
Випробувальний тиск підтримують не менше 10 хв.
4.9.2 Котли з тиском класу 1
Випробувальний тиск становить 0,15 МПа.
Перевіряють відповідність вимогам 3.9.2.
4.9.3 Котли з тиском класу 2
Випробувальний тиск становить 0,45 МПа.
Перевіряють відповідність вимогам 3.9.3.
4.9.4 Котли з тиском класу 3
4.9.4.1 Котли з тонколистової сталі або кольорових металів
Випробувальний тиск становить 2 МПа.
Перевіряють відповідність вимогам 3.9.4.1.
4.9.4.2 Котли з чавуну і литих матеріалів
4.9.4.2.1 Корпус котла
Випробувальний тиск становить 2 МПа, але при всіх умовах не менше 0,8 МПа.
Перевіряють відповідність вимогам 3.9.4.2.1.
4.9.4.2.2 Випробування на розрив
За три зразка кожного типу секцій теплообмінника котла піддають випробувальному тиску (4 + 0,2) МПа.
Перевіряють відповідність вимогам 3.9.4.2.2.
4.9.4.2.3 Поперечні балки
При тиску 4 МПа перевіряють відповідність вимогам 3.9.4.2.3.
4.10 Гідравлічний опір
Гідравлічний опір котла вимірюють при витраті води, відповідному роботі котла при номінальній тепловою потужністю, температурі води на виході з котла 80 ° С і різниці температур води в прямій і зворотній трубах котла 20 ° С або при зазначеної виробником.
Випробувальний стенд показаний на малюнку І.10.
До або після проведення випробування дві випробувальні труби з'єднують безпосередньо один з одним і при протіканні по цих трубах холодної води визначають їх власне гідравлічний опір для різних швидкостей потоку.
Для котлів з вбудованими циркуляційними насосами перевіряють криву допустимих тисків, представлену виробником.