Depuis les années 1980, les chaudières à condensation à eau chaude (CB) ont visé à améliorer l’efficacité en utilisant la chaleur de condensation de vapeur d’eau des gaz de combustion. CB moderne continuent d’être notoire pour la corrosion et les problèmes de froid [ThisIsMoney, Guardian] et besoin d’isolation de maison complète (et coûteuse). La part de marché de la BC pousse encore, régulièrement, grâce à des mesures incitatives favorables et des réglementations gouvernementales.
La valeur de l’efficacité annuelle d’utilisation de combustible (AFUE) pour CB est estimée à 92 à 98 %, contre 82 à 86 % pour les chaudières sans condensation. "Beaucoup de gens est aujourd'hui très heureux d’affirmer que l’efficacité de certains systèmes de chauffage est près de 100 %. Cette façon de penser des projets souvent une image incorrecte d’un système de chauffage"[Mur Goran].
AFUE est mesurée selon la première loi de la thermodynamique comme un ratio d’utilisée (c’est la chaleur de la combustion de carburant moins les pertes de chaleur par la cheminée) et fournie (c’est la chaleur de la combustion de carburant). Toutefois, "efficacité de la chaudière, communément définie, est très trompeuse. Ces gains d’efficacité sont normalement de l’ordre de 80 à 90 %, alors que l’efficacité de deuxième-loi de chaudières industrielles est généralement de 30 à 45 %... Deux chaudières avec des efficacités de première-droit identiques peuvent être très différentes d’un point de deuxième-loi ; par exemple, une production de vapeur à une haute pression (et donc la température) sera beaucoup plus efficace qu’une vapeur livrant à une faible p (et T) "[génie énergétique]
Efficacité de deuxième arrêté est également connu sous le nom efficacité exergétique. Une explication rapide et simple du concept d’exergie peut être trouvée ici. Exergie traite de la qualité de l’énergie et le potentiel de produire utile travail du point de vue de la SLT. Un Btu de chaleur possède un potentiel différent de travail utile à hautes et basses températures, tout comme U.S. et dollars taïwanais ont le pouvoir d’achat différent. Entre autres choses, cela signifie que l’efficacité maximale possible ne peut jamais dépasser 100 %. Il n’est pas rare que les membres des groupes environnementaliste de contourner cette loi. Rapports des niveaux d’efficacité énergétique de 104 % et même de 109 % ont soulevé peu, le cas échéant, des doutes ou des objections.
L’efficacité exergétique d’une chaudière à vapeur ou d’eau chaude peut être calculée à l’aide de l’équation générale suivante [Szargut Jan, EQ. 2.33] :
ηB = (ηE/α) (1- To/Tm) (1)
Où ηB - efficacité exergétique de chaudière,
ΗE – chaudière à l’efficacité énergétique,
Α – ratio d’exergie chimique du combustible à son énergie chimique (considéré comme 1 ci-après)
À, K – température ambiante,
TM, K – moyenne température thermodynamique du fluide chauffé au cours de l’absorption de la chaleur (température d’eau chaude).
Normalement, la température de fonctionnement d’une chaudière à eau chaude est inférieure à 180oF / 82.2oC. Dans une chaudière à condensation, cette température supérieure liée est réduite à au-dessous de 130oF/55oC afin de condenser l’eau des gaz de combustion [Lehigh U, Engineering Toolbox]. La température recommandée pour l’eau entrant dans la section de condensation (également appelée la température de retour chaudière) est 100oF / 37,8 ° c ou plus bas. En supposant que la différence de température typique de 20de dans tout le système d’eau chaude, qui correspond à une température de 120oF pour l’approvisionnement en eau de la chaudière.
Pour l’estimation, un système fermé qui comprend une chaudière, radiateurs et une maison à = 63oF/17oC est supposé en équilibre avec l’environnement. Perte de chaleur d’une maison est proportionnelle à la différence de température entre la température extérieure et est compensée par la chaleur des radiateurs à la température Tm. Dans Table1.pdf, les gains d’efficacité exergétique d’une chaudière à eau chaude, une chaudière à condensation à eau chaude et une chaudière à vapeur sont calculées sur l’efficacité énergétique typique AFUE et température du liquide de chauffage. Veuillez noter que ces gains d’efficacité exergétique sont des valeurs maximales qui ne peuvent être réalisés idéalement et sont indépendantes de la conception de système de chaudière et de la distribution.
L’analyse exergétique indique clairement que même si l’AFUE d’un disjoncteur est proche de 100 %, son efficacité exergétique relative est de 39,7 % de moins qu’une sans condensation de la chaudière (9,4 % contre 15,6 % – Tableau 1). L’efficacité estimée d’exergétique CB tombe dans les limites de données rapportées dans la littérature [Lepine -5 %, Kilkis – 5 %, 8 % - CCS, Favrat -12 %]. « Cette faible efficacité est le résultat de la conversion d’un combustible de haute qualité, gaz naturel, en chaleur à basse température. » Une comparaison des flux énergétique et exergétique typiques d’un disjoncteur est montrée ici.
Que signifient ces chiffres ? Essentiellement, si la chaudière doit utiliser du carburant, il est plus logique d’utiliser les médias de chauffage à des températures élevées. D’un point de vue d’exergétique, une chaudière à vapeur est une meilleure option que l’eau chaude, mais la grand-messe, mauvais contrôle et distribution de chaleur inégale dans vieux vapeur systèmes lingettes sur cet avantage.
Cette conclusion va à l’encontre de nombreux rapports sur les économies d’énergie réalisées par CB. Pour clarifier la différence, envisager la distribution de charge annuelle chaudière. À titre d’illustration, DOE et CARB données opérationnelles sur l’efficacité thermique saisonnier d’un disjoncteur sont présentées dans Table2.pdf et Table3.pdf, respectivement. Les valeurs calculées sont indiquées en italiques. Une température ambiante moyenne de température de l’eau 65oF et d’alimentation sont utilisés en ce qui concerne et Tp, respectivement.
Une analyse exergétique de chaque ensemble de données révèle la même tendance : l’efficacité globale est attribuée à une augmentation de 6 à 7 % « avec efficacité énergétique mode de condensation » obtenus au cours de 31 à 35 % de la charge de chauffage. Omis dans la photo, c’est que la chaudière fonctionne à un rendement exergétique supérieur de 43 à 47 % en mode sans condensation (pendant les autre 65-69 % du temps). Comme Richard P. Feynman dit, « le premier principe est que vous ne devez pas vous trompez, et vous êtes la personne la plus facile à tromper. »
Selon l’analyse de l’énergie traditionnelle, condensation utilisation mode (ainsi que de son épargne aurait été puissant) est plus élevé à des températures extérieures plus chauds et des températures plus basses de l’eau de retour. Mais CB représentent seulement 2 % de toutes les chaudières en Italie ensoleillée [LEAP], probablement en raison de l’absence de mesures incitatives du gouvernement. Étonnamment, au Royaume-Uni, le pourcentage de CB est près d’une centaine [UK marché mise à jour, p. 17], grâce à la réglementation et le plus froid, climat plus humide.
L’analyse exergétique présenté montre comment et pourquoi les résultats d’une recherche très approfondie produisent des conclusions erronées. Rien de tout cela ne vise pas à rejeter le concept de CB en général ; au contraire, je veux clarifier la catch-22 innées des systèmes d’eau chaude. En fait, le concept peut réussir à 2 tuyaux vapeur et systèmes d’aspiration, dans lequel une différence de température importante entre la vapeur d’eau d’alimentation et le condensat liquide retourner est obtenue naturellement en raison d’un changement de phase dans les radiateurs.
Plus :
http://homeenergypros.lbl.gov/Profiles/blog/Show?ID=6069565%3ABlogPost%3A118226&commentId=6069565%3AComment%3A119813&xg_source=Activity
