Aπώλειες λεβητοστάσιου

[androutso]

Μετά από πολλές ώρες διάβασμα εδώ μέσα τελικά δεν βρήκα κάποιο θέμα που να άπαντα σε κάποιες απορίες. Όποτε εγώ φτιάχνω ένα ξεχωριστό θέμα που αφορά της απώλειες του λεβητοστάσιου.
Το εύρος του θέματος είναι πολύ μεγάλο από το μικρόβιο της υπερδιαστασιολογισεις, τα τρομπόνια στήλες, λάθος καμινάδες , τεράστιους κυκλοφορητες, κακό βαθμό απόδοσης εγκατάστασης και βέβαια της μονώσεις σε σωλήνες λέβητες δοχεία αδρανείας και αλλά πολλά.
Τα δικά μου ερωτήματα εστιάζουν κυρίως στης μονώσεις. Δηλαδή τη απώλειες έχω από αυτό το δωματιάκι έξω από το σπίτι μου.
Έχω έναν λέβητα ξύλου όπου είναι συνδεμένος με δοχείο αδρανείας και μετά από το δοχείο δίνω με μια τριόδι στα σώματα στο σπίτι. ( η τριόδι χρησιμοποιείτε κύριος για προστασία των σομάτων από υψηλές θερμοκρασίες ο λέβητας δουλεύει 80-90 βαθμούς) Η εγκατάσταση πονάει από παντού από πολύ μεγάλο λέβητα, τρομπόνι στήλη, τεράστιο κυκλοφορητη και αμωνοτες σωλήνες.


1 Προσπάθησα να βρω τη απώλειες έχω από τους σωλήνες. Έχω 9 μέτρα αμονωτους σωλήνες μαζί με τα εξαρτήματα 1&1/4. έβαλα κάτω και υπολόγισα ότι αν πάρουμε μέσο όρο διάμετρο της σωλήνας 4,5 cm έχουμε: 0,045Χ3,14Χ9=1,27 τμ επιφάνειας εκτεθειμένης. Όπου στην μια πλευρά έχουμε αέρα και στην άλλη νερό που τρέχει. Ο χάλυβας έχει λ 51,30Kcal/mhK έβαλα ως πάχος 4 mm και το διαίρεσα όπου μου βγαίνει ένα τρελό νούμερο για να βρω την θερμική μου αντίσταση. Το θέμα είναι ότι έχω και μια αντίσταση που δεν γνωρίζω όπου είναι αυτή του αέρα από την μια πλευρά και του νερού από την άλλη. Όπου θα πολλαπλασιάσω την επιφάνια με τη ΔΘ και θα την διαιρέσω με τοις προσθεμένες αντιστάσεις. Για να βρω τοις απώλειες μου. Είναι σωστός ο τρόπος αν έχω και της αντιστάσεις του αέρα και νερού?


2 Το δοχείο αδρανείας μου είναι 1000 λίτρα 80 πόντους διάμετρο 2,05 μέτρα ύψος και 10 πόντους μόνωση πάνω σε αυτό. Όποτε είναι 2,15 Χ1. Εδώ με απασχολεί αν η μόνωση που έχει το δοχείο είναι αρκετή? Το μονωτικό είναι ένα σαν αφρολέξ με λ 0,041W/mhK αν θυμάμαι καλά σε watt ήταν.
Ανάλογα την ΔΘ που είχα ήταν και η απώλειες . Όταν είχα 70 βαθμούς Δθ έχανα πάνω από 10 βαθμούς το 24 ωρο. Ο όταν είχα 40 ήταν κατά πόλη λίγο.
Σκέφτομαι αν αξίζει τον κόπο να κάνω έχτρα μόνωση στο δοχείο άλλους 5 πόντους. Θα έχω κάποιο πραγματικό κέρδος?
Λογικά και το δοχείο θα έχει τους ίδιους έχτρα συντελεστές αντίστασης (convection trans όπως διάβασα σε ένα θέμα μέσα στο φόρουμ.) νερού αέρα με τους σωλήνες? Για να μπορέσω να βρω τη απώλειες έχω.


3 Το σπιτάκι τελικά πρέπει να είναι μονωμένο η όχι? Αν είναι πολύ καλά μονωμένα όλα για ποιων λόγο πρέπει να είναι το σπιτάκι μονωμένο? αφού μπαίνει
διαρκώς κρύος αέρας για την λειτουργία του λέβητα.



Ευχαριστώ που για τον χρόνο σας εκ τον πρότερων

[nyannaco]

quote:Έχω 9 μέτρα αμονωτους σωλήνες μαζί με τα εξαρτήματα 1&1/4.

Χωρίς να περιμένεις να απαντήσεις τα υπόλοιπα ερωτήματά σου, ξεκίνα άμεσα μονώνοντας καλά τους σωλήνες. Είναι το πιο εύκολο κομμάτι, και τις μεγαλύτερες απώλειες τις έχεις εκεί. Εκτός αν έχεις αποφασίσει ριζική ανακατασκευή, οπότε οι σωλήνες θα αλλαχτούν.
Ολες οι υπερδιαστασιολογίσεις που αναφέρεις είναι πρόβλημα, και η ριζική λύση θα ήταν σωστή μελέτη, ξήλωμα και κατασκευή από το μηδέν. Επειδή όμως δύσκολα πράγματα αυτά, ειδικά αυτόν τον καιρό, σωστά σκέφτεασι να περισώσεις ότι μπορείς. Για το buffer δεν ξέρω τί περιθώρια έχεις όταν έχει ήδη 10cm μόνωση, εκτός αν έχει αμόνωτα τμήματα, οπότε εκεί επεμβάινεις.
Στο τρίτο σου ερώτημα, έχεις ήδη απαντήσει ο ίδιος στο δεύτερο:

quote:Ανάλογα την ΔΘ που είχα ήταν και η απώλειες.

Οσο πιο κρύο (αμόνωτο) το σπιτάκι, τόσο αυξάνουν οι απώλειες (και όχι μόνο από το buffer).

Νίκος

[androutso]

Σε ευχαριστώ πολύ για την άμεση απάντηση. Ότι και να κάνω έχτρα όσο αναφορά την μόνωση έχω κέρδος και το ξέρω. Οι απορίες μου είναι γνώση που θέλω να αποκτήσω μαζί με το όφελος. Για τη όταν κανείς κάτι πάντα θέλεις να ξέρεις τη κερδίζεις στο τέλος. Και το βασικότερο να μην κάνω κάτι το οποίο είναι περιττό. Ήδη έχω αρχίσει προσπάθεια βελτιώσεις πόλων πραγμάτων . Όπου κάνω αρχή φέτος με την καμινάδα και την μόνωση και αλλά.


1) Καμινάδα:
Μια τρελή περιπέτεια. Όπου έχω ακούσει τα πάντα όσο αναφορά την διάμετρο της και το ύψος της.. 150mm X 3m μέχρι 250mm X 6m.
Μονωμένη η αμονωτη: γιατί να βάλεις μονωμένη μου είπαν για 5 σταγόνες νεράκι που θα τρέξει.
Βέβαια κάποιοι μου είπαν το σωστό δεν τους βάζω όλους σε έναν Κούβα.
Τελικά έστειλα μήνυμα στην μαμά εταιρία και μου είπαν την ακριβή διάσταση της καμινάδας 200mm X 6m μονωμένη. Έτσι θα πετύχω τον σωστό ελκυσμό για την σωστή λειτουργία του λέβητα μου 24Pa +- 2Pa


2) Μόνωση
Είδη κάνω αρχή με τους σωλήνες . Βάζω γύρο από τους σωλήνες ορηκτοβαβακα με αλουμίνιο 3 πόντους πάχος. Θα βάλω την ίδια μόνωση και στο σπιτάκι γύρο γύρο. Και τέλος θα πάω στο δοχείο αδρανείας όπου θα βάλω και στην βάση από κάτω μόνωση όπου δεν έχει Δεν ξέρω αν θα του κάνω και μια ακόμα 5 πόντους πάνω στην ίδια.




3) Έλεγχος λέβητα
Θα πάρω έναν εκλεκτή για τον λέβητα που θα ελέγχει την ταχύτητα του βεντηλατερ σύμφωνα με την θερμοκρασία λέβητα και καυσαερίων. Περιμένω απάντηση αν θα έχει σωστή λειτουργία με τον λέβητα μου. Υπόσχεται 20% οικονομία αλλά εγώ θα είμαι χαρούμενος με τα μισά


4) Αντιστάθμιση
Θέλω να βάλω αντιστάθμιση στο δίκτυο από το δοχείο αδρανείας προς τα σώματα. Είμαι στην ερευνά ακόμα αν θα έχω κάποιο κέρδος και τη να επιλέξω…..



Θα με βοηθούσε και παρά πολύ την περιέργεια μου αν είχα λίγη βοήθεια όσο αναφορά τα κέρδη μου από τοις παραπάνω ενέργειες. Όταν κανείς κάτι θέλεις να ξέρεις για τη το κανείς και τη κερδίζεις στο τέλος.
Και επειδή θα σοκάρουν πολύ τα αποτελέσματα πιστεύω θα παροτρύνουν και πόλους ακόμα σαν εμένα να κάνουν βελτιώσεις

Ευχαριστώ,

[gregori]

Androutso πάρε αυτό το εργαλειάκι που μπορεί να σε βοηθήσει.
http://www.isopipe.gr/site/gr/index.php?content=29

http://udravlikos.gr

[dimpas]

Φιλε Androutso αυτη η μονωση πετροβαμβακα 3cm παχους με εξωτ. επιφανεια αλουμινιου ειναι ετοιμη για εφαρμογη σε σωληνες (οπως το armaflex) ή αγορασες ρολο και το εκοψες στις επιθυμητες διαστασεις για τους σωληνες σου και το κολλησες με αλουμινοταινια ή κατι αλλο?

[androutso]

quote:Originally posted by gregori

Androutso πάρε αυτό το εργαλειάκι που μπορεί να σε βοηθήσει.
http://www.isopipe.gr/site/gr/index.php?content=29

http://udravlikos.gr

Φαίνεται καλό και λέω φαίνεται. Για τη δεν κατάφερα να το περάσω. Το δοκίμασα σε 3 υπολογιστές και με XP και VISTA. Έκανα και αυτά που μου λέει στην σελίδα αλλά τίποτα. Εσύ το έχεις δουλέψει? Χρειάζεται Κανά κόλπο που δεν ξέρω?


Φίλε dimpas αυτό που βλέπεις είναι ορυκτοβαμβακας σε ρόλο με αλουμίνιο ετιμο από την KNAUF. Είδα στο υπόγειο της θείας μου που είναι στην Γερμανία. Να έχουν εφαρμόσει στους σωλήνες κάτι αντίστοιχο. Ήταν οι σωλήνες τυλιγμένοι μάλλον με κάτι αντίστοιχο ινώδες μονωτικό και μετά από πάνω πλαστικά καπάκια για να είναι και καλαίσθητα. Από εκεί πείρα την έμπνευση να χρησιμοποιήσω αυτό το υλικό.

Όσο αφορά την εφαρμογή: Ο ορυκτοβαμβακας είναι 5 πόντους αλλά με την εφαρμογή στην σωλήνα και λίγο συμπίεση μένει 3 καθαρό. Κόβω τα κομμάτια στους 40 πόντους αφαιρώ από τους 40 πόντους 7-8 πόντους και αφήνω σκέτο αλουμίνιο. Ώστε όταν το βάλω γύρο από τον σωλήνα αυτοί οι 8 πόντοι θα μου το δέσουν καλύτερα. Δες την φωτογραφία.

[Basilhat]

quote:Originally posted by androutso
2 Το δοχείο αδρανείας μου είναι 1000 λίτρα 80 πόντους διάμετρο 2,05 μέτρα ύψος και 10 πόντους μόνωση πάνω σε αυτό. Όποτε είναι 2,15 Χ1. Εδώ με απασχολεί αν η μόνωση που έχει το δοχείο είναι αρκετή? Το μονωτικό είναι ένα σαν αφρολέξ με λ 0,041W/mhK αν θυμάμαι καλά σε watt ήταν.
Ανάλογα την ΔΘ που είχα ήταν και η απώλειες . Όταν είχα 70 βαθμούς Δθ έχανα πάνω από 10 βαθμούς το 24 ωρο. Ο όταν είχα 40 ήταν κατά πόλη λίγο.
Σκέφτομαι αν αξίζει τον κόπο να κάνω έχτρα μόνωση στο δοχείο άλλους 5 πόντους. Θα έχω κάποιο πραγματικό κέρδος?

Σχεδόν κανένα απολύτως. Εάν μπορούσες να επαναλάβεις το <<πείραμα>> με τις ίδιες συνθήκες και το μόνο που θα άλλαζες ήταν το πάχος της μόνωσης πχ 5,0 cm επιπλέον την άλλη ημέρα το ίδιο Δθ θα έχανες.(10 C στο εικοσιτετράωρο). Γιατί άραγε να αυτό; Γιατί η ζημιά είχε ήδη συντελεστεί από μέσα. Τι κάναμε λάθος;
Όλα τα σύγχρονα μπόιλερ αδρανείας αποθήκευσης με την τυποποιημένη μόνωση των 10 cm έχουν μέγιστο συντελεστή απωλειών <2 W/C.
Για Δθ=70 C έχουμε απώλειες 70x2= 140 W και σε 24 ώρες χάνεις 140 x 24 = 3360 Wh ενέργεια από το δοχείο των 1000 lit.
3360 Wh = 2889,6 Kcal = 1000 x Δθ => Δθ = περίπου 3 C.
Επομένως εάν είχες 80 C και απομόνωνες το δοχείο αποθήκευσης μετά από ένα εικοσιτετράωρο η θερμοκρασία που θα μέτραγες θα ήταν 77 C. Εσύ όμως μέτρησες 70 C. Αυτό δεν αμφισβητείται. Αυτό που αμφισβητείται είναι το ότι όταν πήρες την ένδειξη των 80 C δεν είχες 1000 lit των 80 C αλλά και μία ποσότητα των 70 C περίπου από τις επιστροφές των σωμάτων σου στο δοχείο. Αυτές οι δύο μάζες νερού διαφορετικών θερμοκρασιών άρα και διαφορετικών πυκνοτήτων δεν αναμιγνύονται.(Φαινόμενο διαστρωμάτωσης) Η μάζα των 80 c είναι πάντα επάνω και αυτήν την θερμοκρασία μέτρησες με το θερμόμετρο που είναι 30-40 cm χαμηλότερα από το επάνω μέρος του μπόιλερ. Αυτό όμως δεν διαρκεί επάπειρον (Άτιμη ΦΥΣΗ!!) και μετά από ένα εικοσιτετράωρο το νερό απόκτησε την θερμοκρασία των 70 C που εσύ μέτρησες. Έστω Χ τα lit των 80 C. Από την διατήρηση της ενέργειας
έχουμε :

80X+70(1000-X) = 70*1000 + 2889,6 => X= 289 lit.

Αυτά τα 289 lit εκτείνονται μέχρι και σε 289*2,05/1000 = 59 cm από την οροφή του μπόιλερ, 20-30 cm κάτω από το ύψος που έχεις εσύ το θερμόμετρο.
Έτσι εξηγείται και το εάν θέλουμε να κάνουμε οικονομία στο ΖΝΧ πρέπει να κάνουμε μπάνιο σαν στρατιωτάκια στην σειρά και ο στρατηγός του κοτόπουλου πάντα τελευταίος

[nyannaco]

Να διευκρινίσουμε και κάτι, γιατί συχνά συγχέεται: δοχείο αδρανείας 1000lt είναι αυτό, ή δοχείο αποθήκευσης; Με τον ξυλολέβητα, λογικά, δοχείο αποθήκευσης. Να ξέρουμε για τί μιλάμε, και να χρησιμοποιούμε το σωστό όρο, καθώς οι δύο δεν είναι εναλλάξιμοι! Είδαμε και πάθαμε να καταλάβουμε τη διαφορά (τουλάχιστον εγώ), ας το εκμεταλλευτούμε λοιπόν
Φίλε androutso, πόσες συνδέσεις με σωλήνες έχει, 2 ή 4;

Νίκος

[Basilhat]

quote:Originally posted by androutso

1 Προσπάθησα να βρω τη απώλειες έχω από τους σωλήνες. Έχω 9 μέτρα αμονωτους σωλήνες μαζί με τα εξαρτήματα 1&1/4. έβαλα κάτω και υπολόγισα ότι αν πάρουμε μέσο όρο διάμετρο της σωλήνας 4,5 cm έχουμε: 0,045Χ3,14Χ9=1,27 τμ επιφάνειας εκτεθειμένης. Όπου στην μια πλευρά έχουμε αέρα και στην άλλη νερό που τρέχει. Ο χάλυβας έχει λ 51,30Kcal/mhK έβαλα ως πάχος 4 mm και το διαίρεσα όπου μου βγαίνει ένα τρελό νούμερο για να βρω την θερμική μου αντίσταση. Το θέμα είναι ότι έχω και μια αντίσταση που δεν γνωρίζω όπου είναι αυτή του αέρα από την μια πλευρά και του νερού από την άλλη. Όπου θα πολλαπλασιάσω την επιφάνια με τη ΔΘ και θα την διαιρέσω με τοις προσθεμένες αντιστάσεις. Για να βρω τοις απώλειες μου. Είναι σωστός ο τρόπος αν έχω και της αντιστάσεις του αέρα και νερού?

Δεδομένα:
Do=4,5 cm , Din=3,7 cm , ti= 80 C , to=10 C , ho=10 W/(m^2*K) (συντελεστής μεταφοράς θερμότητας αέρα εντός λεβητοστασίου)
Χάλυβας
k1= 45,3 W/(m*K) (συντελεστής θερμικής αγωγιμότητας )
ε=0,94 (συντελεστής εκπομπής)
νερό 80 C
cp= 4200 J/(Kg*K), (ειδική θερμότητα νερού)
k= 0,67 W/(m*K)
μ= 3,54x10-4 Pa*sec (δυναμικό ιξώδες νερού)
ν= μ/ρ=3,8x10-7m^2/sec (κινηματικό ιξώδες νερού )
Nu=Din*hi/k = 0.037*hi/0,67 = 0,055*hi
Pr=cp*μ/k= 4200*3,54x10-4/0,67 = 2,22
Έστω ότι 1000 lit boiler => 25 kW ξυλολέβητας => 21500 Kcal/h με ένα Δθ=8 C => 2688 lit/h => u=0,7 m/sec ( η ταχύτητα στον χαλυβδοσωλήνα )
Re= u*Din*/ν =0,7*0,037/3,8x10-7= 68158 (Τυρβώδης ροή)
Nu=0,023*Re^(4/5)*Pr^0,4= 0,023*68158^4/5*2,22^0,4= 232,85 = 0,055*hi => hi= 4233 W/(m^2*K)
Για μήκος σωλήνα L=1 m έχουμε:
R1= 1/(hi*π*Din*L)= 1/(4233*3,14*0,037*1) = 0,002 K/W
R2= ln(Do/Di)/(2*π*k1*L)=ln(0,045/0,037)/(2*3,14*45,3*1)= 0,00069 K/W
Rc=1/(ho*π*Do*L)= 1/(10*3,14*0,045*1) = 0,707 K/W
Έστω θερμοκρασία εξωτερικής θερμοκρασίας σωλήνα tos= 78 C =351 K και θερμοκρασία λεβητοστασίου to=10 C=283 K.
hr = Συντελεστής μεταφοράς θερμότητας λόγω ακτινοβολίας
hr=ε*σ*(to^2+tos^2)*(to+tos)=0,94*5,67*10-8*(283^2+351^2)*(283+351)=6,87 W/(m^2*K)
Rr=1/(hr*π*Do*L)= 1/(6,87*3,14*0,045*1) = 1,03 K/W
R3=Rr*Rc/(Rr+Rc)= (1,03*0,707)/(1,03+0,707)= 0,419 K/W
Rtot=R1+R2+R3=0,002+0,00069+0,419=0,422 K/W
Οι απώλειες ανά μέτρο σωλήνα είναι:
Qtot=(tin-to)/ Rtot=(80-10)/0,422 = 165,9 W

Τώρα με αυτό το δεδομένο πάμε να υπολογίσουμε την θερμοκρασία της εξωτερικής επιφάνειας σωλήνας :

tos= ti – Qtot*(R1+R2) = 80-165,9*(0,002+0,00069)=79,66 C.

Φτου να πάρει άντε ξανά από την αρχή.

Έστω tos= 79,66 C =352,66 K και ξανά ή ίδια διαδικασία .
hr=ε*σ*(to^2+tos^2)*(to+tos)=0,94*5,67*10-8*(283^2+352,66^2)*(283+352,66)=6,93 W/(m^2*K)
Rr=1/(hr*π*Do*L)= 1/(6,93*3,14*0,045*1) = 1,02 K/W
R3=Rr*Rc/(Rr+Rc)= (1,02*0,707)/(1,02+0,707)= 0,417 K/W
Rtot=R1+R2+R3=0,002+0,00069+0,417=0,4197 K/W
Οι απώλειες ανά μέτρο σωλήνα είναι:
Qtot=(tin-to)/ Rtot=(80-10)/0,4197 = 166,78 W
Τώρα με αυτό το δεδομένο πάμε να υπολογίσουμε την θερμοκρασία της εξωτερικής επιφάνειας σωλήνας :
tos= ti – Qtot*(R1+R2) = 80-166,78*(0,002+0,00069)=79,55 C .
τώρα είμαστε περίπου ΟΚ διαφορετικά try and error ξανά για καλύτερη ακρίβεια.

Για 9 μέτρα σωλήνα έχουμε απώλειες : 9*166,78=1,5 kWh , το δεκάωρο 15 kWh και την σεζόν (120 ημέρες) = 1800 kWh. = 1800/(3,5/0,85) = 605 Kg ξύλου 30% σχετικής υγρασίας.

[Pirate]

Άντε μπράβο! Απόκτησε το forum και ένα θεωρητικό χέρι να ξέρει να φέρνει σε πέρας στρυφνούς υπολογισμούς. Σωστός ο υπολογισμός και βάσει των τελευταίων σχέσεων των γνωστών αδιάστατων αριθμών Nu, Pr, Gr κοκ. οι οποίοι για μας τους ενεργειακούς παίζουν σημαντικότατο ρόλο δεδομένου ότι μας οδηγούν κατ' ευθείαν στη ροή θερμότητας που πολύ μας ενδιαφέρει.
Να προσθέσω επίσης ότι δεν είναι μόνο αυτός ο υπολογισμός, είναι κι άλλος τόσος, ίσως και παραπάνω, και μιλώ για εκείνο το σχετικά αυθαίρετο ho
Από την άλλη είμαι υποχρεωμένος να πω ότι το νούμερο 10 W/m²K είναι μέσα στα αναμενόμενα για τον αέρα και τις συνήθεις θερμοκρασίες και πάντα στις οριζόντιες σωλήνες ειδικά μικρού διαμετρήματος (ως 2") διότι στις κατακόρυφες πέφτει στο μισό όπως και για τις οριζόντιες άνω των 3"

Εκτός βιβλιογραφίας τώρα να πω και κάτι άλλο. Για πολύ τραχείς σωλήνες (γαλβανιζέ και μαντεμένιους) αλλά ακόμα και για μέσης τραχύτητας όπως οι χαλύβδινοι, θεωρώ ότι το hi είναι κατά πολύ μικρότερο από αυτό που δίνουν οι θεωρητικοί υπολογισμοί. Προφανώς εδώ παίζει τον ρόλο του το προφίλ της ταχύτητας ροής εντός του σωλήνα όπου στα τοιχώματα η ταχύτητα πέφτει σε εξωφρενικά σημεία πολύ πιο κάτω από τις τιμές της μέσης ταχύτητας. Εδώ πάντα η θεωρία δεν κόλλαγε στη πράξη και ήταν κάτι που με κέντριζε! Μιας και εδώ οι καθηγητάδες μας «δεν ασχολούνται τώρα μ' αυτές τις γελοιότητες» ας περιμένουμε τους Αμερικάνους μήπως σε επόμενα Fundamentals εισάγουν και τον παράγοντα της τραχύτητας στους υπολογισμούς αυτούς. Εγώ ανεπίσημα πάντως έχω κάνει το κουμάντο μου και παίρνω την ταχύτητα για τον υπολογισμό του hi σε τιμές κάπου στα 0,01 m/sec ανεξαρτήτως μέσης ταχύτητας που μπορεί να ξεπερνά τα 3 m/sec. Εκεί μου επαληθεύεται η θεωρία.


Στίγμα Μαστροκαπετάνιου