Kesselwirkungsgrad und Brennstoffheizwert

Berechnen Sie den Brennstoff-zu-Medium-Wirkungsgrad, schätzen Sie die Wärmeleistung und vergleichen Sie Brenn- und Heizwert.

boilerefficiencyRechner

Übersicht

Die Kesseleffizienz vergleicht die nutzbare Wärme, die an Wasser oder Dampf abgegeben wird, mit der chemischen Energie, die durch die Verbrennung von Kraftstoff freigesetzt wird. Drei Maße werden häufig verwendet:

Verbrennungseffizienz — wie vollständig der Brenner den Kraftstoff verbraucht, gemessen am unverbrannten Kraftstoff und Überschussluft im Abgas.
Thermische Effizienz — wie effektiv der Wärmetauscher die Verbrennungsenergie auf das Arbeitsmedium überträgt, ohne Strahlungs- und Konvektionsverluste.
Kraftstoff-zu-Flüssigkeits-Wirkungsgrad — das Gesamtverhältnis der vom Fluid absorbierten Energie zur im Kraftstoff gelieferten Energie, unter Berücksichtigung aller Verluste.

In der Praxis bezieht sich "Kesseleffizienz" je nach Kontext meist auf die thermische Effizienz oder den Kraftstoff-zu-Flüssigkeits-Wirkungsgrad.

Wichtige Formeln

Allgemeine Effizienz

$\eta = \frac{Q_{\text{out}}}{Q_{\text{in}}} \times 100\%$

Von einem flüssigen (Wasser) Wärmeübertragungsfluid exportierte Wärme

$Q_{\text{out}} = \dot{m} \cdot c_p \cdot \Delta T$

Von einem Dampfkessel exportierte Wärme (Verdampfung bei Sättigung)

$Q_{\text{out}} = \dot{m} \cdot h_e$

Netto-Heizwert (ungefähr)

$\text{NCV} \approx 0.90 \times \text{GCV}$

Variablen

Symbol	Beschreibung	Typical Unit
$\eta$	Boiler efficiency	%
$Q_{\text{out}}$	Heat exported to fluid	kW
$Q_{\text{in}}$	Heat supplied by fuel	kW
$\dot{m}$	Mass flow rate	kg/s
$c_p$	Specific heat capacity of fluid	kJ/(kg·°C)
$\Delta T$	Temperature difference (outlet − inlet)	°C
$h_e$	Evaporation energy at saturation pressure	kJ/kg
GCV	Gross calorific value of fuel	kJ/kg or Btu/unit
NCV	Net calorific value of fuel	kJ/kg or Btu/unit

Kesseleffizienz-Rechner

Kessel-Kraftstoff-zu-Flüssigkeits-Wirkungsgrad

An das Fluid exportierte Wärme(kW)

Vom Kraftstoff gelieferte Wärme(kW)

Verwenden Sie positive, vergleichbare Wärmeraten für Eingang und Ausgang. Der Rechner gibt den Kraftstoff-zu-Flüssigkeits-Wirkungsgrad an; er schätzt keine Verbrennungs- oder Abgasverluste.

Einheitenkonverter

Kesselenergie-Einheitenkonverter

Wärmerate(kW)

Kraftstoffenergie(Btu)

Heizöl(gal)

Erdgas(ft3)

Der nominale Erdgaswert in diesem Konverter beträgt 1.000 Btu/ft³, der Mittelpunkt des Quellbereichs. Der tatsächliche Heizwert hängt von der Gaszusammensetzung ab.

Brennstoffenergiegehalt

9 Zeilen

Heizöl - Energiegehalt. Quellenwerte; Erdgas wird als Bereich angezeigt.
Fuel	Einheit	Energy (Btu)
Nr. 1 Öl	Gallon	137400
Nr. 2 Öl	Gallon	139600
Nr. 3 Öl	Gallon	141800
Nr. 4 Öl	Gallon	145100
Nr. 5 Öl	Gallon	148800
Nr. 6 Öl	Gallon	152400
Erdgas	cu. ft.	950 - 1050
Propane	cu. ft.	2550
Butane	cu. ft.	3200

Quelle: engineeringtoolbox.com

Hinweise aus der Quelle

Quelleneinheitshinweise: 1 Btu = 1055.06 J, 1 US-Gallone = 3.785e-3 m3 = 3.785 dm3 (Liter), und 1 ft3 = 0.02832 m3.
Verbrennungsluft. Zu viel Luft kühlt den Ofen ab und führt nützliche Wärme ab; zu wenig verursacht unvollständige Verbrennung, unverbrannten Brennstoff und Rauch.
Brutto- und Nettoheizwert. GCV umfasst die Energie, die mit dem bei der Verbrennung gebildeten Wasser assoziiert ist. NCV schließt die Energie im Wasserdampf aus, der in den Schornstein abgeführt wird. Die Quelle gibt NCV ≈ GCV − 10% als allgemeine Näherung an, daher verwenden Sie spezifische Brennstoffdaten, wenn verfügbar.
Erdgas. Die Quelle listet 950–1050 Btu/ft³ auf, anstelle eines einzelnen festen Heizwerts.

Referenzen

Engineering ToolBox — Kesseleffizienz

Quelle: engineeringtoolbox.com