Kesselwirkungsgrad
Der Kesselwirkungsgrad ηK entspricht dem feuerungstechnischen Wirkungsgrad abzüglich der Wärmeverluste an der Oberfläche des Kessels an die Umgebung im Aufstellraum während der Brennerlaufzeit. Er kann wie folgt berechnet werden:
Technische Information: Wärmeverluste durch Strahlung und Leitung
Da die Wärmeverluste durch Strahlung und Leitung Q·v,K im Allgemeinen nicht auf einfache Art gemessen oder berechnet werden können, werden hierfür die Erfahrungswerte nach EN 12953 Teil 11 angesetzt. Diese sind zum einen von der Nennwärmeleistung des Kesseltyps und zum anderen von der Temperatur des Mediums auf der Wasser-/Dampfseite im Inneren des Kessels und damit vom Betriebsüberdruck abhängig.
Diese Wärmeverluste sind unabhängig von der aktuellen Kessellast und dem Brennerbetrieb und fallen bei gleichem Betriebsüberdruck immer in gleicher Höhe an. Für den Kesselwirkungsgrad bedeutet dies, dass je kleiner die aktuelle Brennerlast, desto größer fällt der Wärmeverlust ins Gewicht. Die Verlustwärmeleistung tritt auch in Brennerstillstandszeiten auf. Während eines Betriebsstillstands z. B. am Wochenende oder über Nacht können diese Verluste durch die Absenkung des Betriebsüberdrucks und damit der Betriebstemperatur verringert werden.
Wärmeverluste durch Strahlung und Leitung in Abhängigkeit von der Nennwärmeleistung des Kessels und von der mittleren Mediumstemperatur im Kessel bei einer Isolierstärke von 100 mm
|
|
Mittlere Mediumstemperatur 100 °C |
|
Mittlere Mediumstemperatur 200 °C |
|
|
|
Mittlere Mediumstemperatur 150 °C |
Beim feuerungstechnischen Wirkungsgrad und beim Kesselwirkungsgrad werden in den Herstellerunterlagen der Nennlastfall und eventuell noch konkrete Teillastzustände z. B. bei 75 %, 50 % und 25 % der Kesselleistung angegeben. Eine Dampfkesselanlage arbeitet normalerweise jedoch in allen Teillastbereichen. Bei sehr geringen Dampfabnahmen geht die Kesselanlage sogar in einen Betrieb mit längeren Brennerstillstandsphasen über.
Der Kesselwirkungsgrad kann also nicht ausschließlich als Maßstab für die Energieeffizienz verwendet werden. Um die entsprechenden Zeiten, die eine Kesselanlage im Stillstand und im Brennerbetrieb verbringt, besser berücksichtigen zu können muss der Nutzungsgrad als Bewertungskriterium ermittelt werden.