Wasserseitige Effizienzsteigerung
Heiz- und Heißwasserkessel sind zentrale Bestandteile von industriellen und gewerblichen Systemen. Sie dienen hauptsächlich dazu, Wasser auf hohe Temperaturen zu erhitzen, um Wärme für verschiedene Prozesse oder Heizzwecke bereitzustellen. Ein entscheidender Faktor für die Effizienz eines Heißwasserkessels ist die Temperaturdifferenz zwischen dem ein- und ausströmenden Wasser am Kessel oder Wärmetauscher. Diese Temperaturdifferenz spielt eine wichtige Rolle bei der Optimierung des Energieverbrauchs und der Gesamteffizienz des Systems. Je größer die Temperaturdifferenz bei gleicher Wärmemenge, desto geringer ist der benötigte Volumenstrom.
Thermische Effizienzsteigerung
Die Temperaturdifferenz bei einem Heiz- und Heißwasserkessel ist der Unterschied zwischen der kalten Temperatur des Kesselrücklaufs, der in den Kessel eintritt, und der wärmeren Temperatur des Kesselvorlaufs, der den Kessel verlässt. Ein optimaler Betrieb des Kessels wird erreicht, wenn diese Temperaturdifferenz so gestaltet ist, dass der Gesamtenergieverbrauch minimiert wird.
Bei den meisten Systemen ist die Vorlauftemperatur eine fest durch die Anwendung vorgegebene Größe, die jahreszeitlich vor allem bei Heizungsanwendungen sehr wohl je nach Außentemperatur variieren kann.
Die Rücklauftemperatur ist die Temperatur, die durch Wärmeverbraucher beeinflusst werden kann. Eine größere Temperaturdifferenz bedeutet, dass die Rücklauftemperatur kühler ist und somit mehr Wärmemenge aus dem Heizprozess entzogen wird.
Die höhere Temperaturdifferenz führt dazu, dass der Kessel effizienter arbeitet, da mehr Wärme bezogen auf den Volumenstrom auf das Wasser übertragen wird. Es wird der thermische Wirkungsgrad am Kessel erhöht, wodurch sich der Brennstoffeinsatz und damit die Betriebskosten reduzieren. Bei der Erhöhung der Spreizung von 20 K auf 30 K verbessert sich der thermische Wirkungsgrad um bis zu 0,5 %.
Zusammenhang Wirkungsgrad, Leistung und Wasserinhalt am Beispiel eines Heißwasserkessels mit 1.700 kW
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Wirkungsgrad bei Temperaturspreizung zwischen Vorlauf und Rücklauf 30 K |
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Wirkungsgrad bei Temperaturspreizung zwischen Vorlauf und Rücklauf 20 K |
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Wassermenge bei Temperaturspreizung zwischen Vorlauf und Rücklauf 20 K |
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Wassermenge bei Temperaturspreizung zwischen Vorlauf und Rücklauf 30 K |
