Calcolo rendimento caldaia - esiste un metodo?

Normativa Termotecnica, Impianti di riscaldamento, Legge 10/91, DLgs 192/05, ecc.

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marco1278
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Calcolo rendimento caldaia - esiste un metodo?

Messaggio da marco1278 » mar nov 07, 2017 20:31

Ciao,
apro questo post per chiedervi se esiste un metodo per calcolare il rendimento di una caldaia conoscendo i seguenti valori:

- temperatura di mandata
- temperatura di ritorno
- temperatura aria comburente
- temperatura fumi

Es.
- mandata: 50°C
- Ritorno: 45°C
- Aria: 15°C
- Fumi: 55°C

Quanto dovrebbe essere il rendimento?

Grazie!
Ciao

giotisi
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Re: Calcolo rendimento caldaia - esiste un metodo?

Messaggio da giotisi » mer nov 08, 2017 00:05

Mancano un pizzico di dati: per esempio il consumo di combustibile (che, moltiplicato per il PCI ti da l'energia immessa), e le portate di acqua (che, moltiplicato per il deltaT ti da l'energia utile)-

Se hai le portate dei fumi, moltiplicate per il relativo deltaT (e qualche approssimazione), vedi quanto sono le perdite lato fumi, ma ti mancheranno comunque le perdite al mantello.

lbasa
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Re: Calcolo rendimento caldaia - esiste un metodo?

Messaggio da lbasa » mer nov 08, 2017 08:55

Mancano un pizzico di dati ...
Bisogna partire dal rendimento del focolare.
Siccome ufficialmente esiste la norma tecnica obbligatoria per le dichiarazioni ex lege (come ad esempio i libretti di impianto), ed è la 10389 (in vigore la versione 2009) sul rendimento di combustione (escluse le perdite al mantello), le formule nella norma sono queste:
- caldaia non a condensazione: Etacomb = 100 - Qs(perdita al camino) = 100 - [A1/(21 - O2)+B] x (Tf - Ta), dove:
A1 e B sono costanti che dipendono dal combustibile
O2 è la concentrazione di ossigeno nei fumi
Tf e Ta la temperatura dei fumi e dell'aria comburente

Quindi manca O2; in alternativa se si avesse la concentrazione CO2 nei fumi:
Etacomb = 100 - Qs(perdita al camino) = 100 - [A2/CO2+B] x (Tf - Ta)

Il rendimento della caldaia richiesto è praticamente il rendimento utile, cioè il rapporto fra la potenza resa all'impianto e la potenza al focolare (che si deduce dal potere calorifico passando appunto per il rendimento di combustione).

Se esistesse il metodo spicciolo che dice Marco1278, non avremmo bisogno dei manutentori con tanto di strumentazione. Invece ...

giotisi
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Re: Calcolo rendimento caldaia - esiste un metodo?

Messaggio da giotisi » mer nov 08, 2017 12:00

Approfitto per un chiarimento, che mi è sempre rimasto tarlo.

Dici che il rendimento utile è la potenza resa al fluido termico (cpMdT) e quella al focolare (quantità di combustibile per il suo potere calorifero, il tutto corretto dal rendimento di combustione); quindi, se per qualsiasi motivo il combustibile brucia male e il rendimento di combustione è scarso (pensa alla biomassa a volte), il rendimento utile non ne risente?

lbasa
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Re: Calcolo rendimento caldaia - esiste un metodo?

Messaggio da lbasa » mer nov 08, 2017 18:31

Oddio,per un attimo sto pensando: ma Giotisi vuole rimettere in campo l'entropia, come in quella enciclopedica discussione in altro forum? :)
Risente, non risente, facciamo un esempio pratico, anzi due.
In una scheda tecnica di caldaia si legge, ad esempio:
- portata termica 23 kW (o potenza nominale);
- portata termica utile 21 kW.
Dovrebbe significare: brucio alla massima potenza 23 kW ed all'acqua ne posso far arrivare fino a 21 kW.
E' successo che una parte di potenza si disperde nei fumi (calore sensibile, latente), ed una parte di potenza si disperde in ambiente (mantello).

Il rendimento di combustione è dato dalle perdite al camino, il rendimento utile è dato dalle perdite totali.
Ora: le perdite al mantello non dipendono dall'efficienza della caldaia: quelle sono per costruzione, ed anzi potrebbero non essere nemmeno perdite se la caldaia sta in ambiente utilizzato da persone.
Mentre interessa a molti (legislatore compreso) se si può migliorare o peggiorare il rendimento di combustione.
Quindi per tornare alla tua domanda: direi che il rendimento utile ne risente in quanto si modifica il rndimento di combustione.

Poi ci sono i termini ufficiali, tipo quelli utilizzati nei calcoli energetici come da 11300, o per i requisiti minimi: e ad esempio, se il rendimento utile tiene conto delle perdite al mantello (oltre alla combustione), il rendimento medio stagionale tiene conto anche del fattore di carico (tramite le perdite a vuoto, cioè a bruciatore spento).

Secondo esempio: spero tu non mi volessi chiedere se la potenza resa al fluido cambia solo in funzione della scarsa combustione; in generale la potenza resa esiste o non esiste in funzione della richiesta dell'impianto; se l'edificio è già in condizioni adiabatiche, la caldaia non trasferisce al fluido (a bilancio mandata ritorno) nessun calore (l'acqua gli ritorna tal quale, hai speso elettrico per la circolazione), combustione buona o cattiva che sia.
Nel discorso del sistema caldaia ci si riferisce ad una potenza resa nominale, cioè che possa essere trasferita completamente tanto quanto prodotta agli attacchi dei tubi. In realtà nei calcoli si ragiona al contrario: parto dalla fine (la richiesta delfabbricato, per risalire a quanto mi può dare la generazione.

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Re: Calcolo rendimento caldaia - esiste un metodo?

Messaggio da marco1278 » mer nov 08, 2017 20:05

Ciao,
non ho portate fumi e portate acqua... so però che consumava 0.93mc/h di gas metano.

Siccome ho abbassato il minimo della caldaia, volevo calcolare a spanne il rendimento per capire quanto stavo perdendo.

Facendo dei calcoli con i dati dichiarati sul manuale mi sono ritrovato:
potenza massima di 29kW si traduce in una potenza utile di 27kW. Il rendimento è del 93%. Il consumo 2.91mc/h
potenza minima di 11kW si traduce in potenza utile di 9.6kW. Il rendimento è 87%. Il consumo misurato è di 1.10mc/h

Facendo quattro calcoli se abbasso il consumo a 1.02 mi ritroverei una potenza di 10kW con un utile di 8kW. Il rendimento sarebbe circa 86%.
Se abbassassi a 0.63 avrei una potenza di 6kW con un utile di 5kW. Il rendimento sarebbe circa 80%.

Siccome i rendimenti dichiarati sul manuali non hanno indicata la temperatura di mandata/ritorno, volevo un calcolo semplice per verificare che i calcoli fossero corretti.

Ronin
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Re: Calcolo rendimento caldaia - esiste un metodo?

Messaggio da Ronin » mer nov 08, 2017 21:50

la teoria dice che sarebbe possibile risalire alla portata partendo dalla curva della pompa e misurando pressione idraulica del circuito (dP a cavallo della pompa) e assorbimento elettrico, ma i casi in cui la curva caratteristica è realmente disponibile sono abbastanza rari.
sicchè di fatto il calcolo semplice (produzione/consumo=rendimento) richiede strumenti di costo superiore ai 10.000 € (contacalorie magnetico clamp on per misurare la portata del circuito).

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redHat
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Re: Calcolo rendimento caldaia - esiste un metodo?

Messaggio da redHat » gio nov 09, 2017 10:04

Ronin ha scritto:
mer nov 08, 2017 21:50
...sicchè di fatto il calcolo semplice (produzione/consumo=rendimento) richiede strumenti di costo superiore ai 10.000 € (contacalorie magnetico clamp on per misurare la portata del circuito).
Se esiste un contabilizzatore in CT (ormai molto diffusi) è possibile utilizzare quello sia per determinare la potenza utile del generatore (e quindi anche il rendimento) che per determinare la portata effettiva della pompa.

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Re: Calcolo rendimento caldaia - esiste un metodo?

Messaggio da marco1278 » gio nov 09, 2017 18:36

Speravo in un sistema più semplice!

lbasa
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Re: Calcolo rendimento caldaia - esiste un metodo?

Messaggio da lbasa » gio nov 09, 2017 21:48

Speravo in un sistema più semplice!
Non sia mai che la moderna tipologia umana debba restare delusa.
Ecco la soluzione. Gratuita:
https://play.google.com/store/apps/deta ... tton.pack1

cit. Marco Corini:
C'erano 4 fratelli: Ciascuno, Qualcuno, Ognuno e Nessuno.
Avevano un lavoro da fare.
Ciascuno pensò che Qualcuno lo avrebbe fatto: Ognuno avrebbe voluto farlo ma Nessuno lo fece.
Finì che Nessuno fece il lavoro che Ognuno avrebbe voluto fare, ma Ciascuno pensava che Qualcuno lo avrebbe fatto.

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Re: Calcolo rendimento caldaia - esiste un metodo?

Messaggio da soloalfa » ven nov 10, 2017 00:10

Con la manutenzione della caldaia ti fanno la prova fumi
La teoria è quando si sa tutto e niente funziona.
La pratica è quando tutto funziona e nessuno sa il perché.
Noi abbiamo messo insieme la teoria e la pratica: non c'è niente che funzioni... e nessuno sa il perché !

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Re: Calcolo rendimento caldaia - esiste un metodo?

Messaggio da giotisi » ven nov 10, 2017 09:31

redHat ha scritto:
gio nov 09, 2017 10:04
Ronin ha scritto:
mer nov 08, 2017 21:50
...sicchè di fatto il calcolo semplice (produzione/consumo=rendimento) richiede strumenti di costo superiore ai 10.000 € (contacalorie magnetico clamp on per misurare la portata del circuito).
Se esiste un contabilizzatore in CT (ormai molto diffusi) è possibile utilizzare quello sia per determinare la potenza utile del generatore (e quindi anche il rendimento) che per determinare la portata effettiva della pompa.
Benissimo. Ho due contatori; quello del gas, che mi dice quanti m3 di combustibile ho consumato; quello dell'acqua che mi dice quanta energia utile mi è stata resa: è questo assimilabile a un rendimento della caldaia (che a questo punto ingloba rendimento di combustione (chimica) rendimento dello scambio termico utile (fisica e superfici di scambio) rendimento delle perdite al mantello del corpo caldaia ?

O, invece, il rendimento di combustione è cmq da considerare a se?

Ronin
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Re: Calcolo rendimento caldaia - esiste un metodo?

Messaggio da Ronin » ven nov 10, 2017 12:27

è il rendimento di produzione (a meno del fattore moltiplicativo del PCI, e purchè il contatore gas abbia integrato il correttore di pressione e temperatura, altrimenti occorrono ulteriori elaborazioni).
non si può comunque utilizzare per evitare la prova fumi, se è quella la domanda. ma è quello che interessa a chi paga il gas :wink:

marco1278
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Re: Calcolo rendimento caldaia - esiste un metodo?

Messaggio da marco1278 » ven nov 10, 2017 17:56

Ciao,
non è mia intenzione non fare la prova dei fumi... anche perché la faccio regolarmente come previsto dalla legge.
La mia intenzione è capire che rendimento ha la mia caldaia quando lavora al minimo con una temperatura di mandata a 50°C e un ritorno a 45°C.
Tutto qui!!! :D

Dal libretto di istruzioni non ho grafici che lo indicano.

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Re: Calcolo rendimento caldaia - esiste un metodo?

Messaggio da marco1278 » sab nov 11, 2017 18:43

Scusate,
ma questa cosa del rendimento mi sta facendo dannare.

Prendo sempre in considerazione la mia caldaia e i dati riportati a libretto (l'ultima colonna l'ho calcolata io)
Dati.PNG
Dati.PNG (5.75 KiB) Visto 1621 volte
Se al 100% del carico il bruciatore produce 29kW e al fluido passano 27kW significa che ho un delta di 2 kW, cioè che sto buttando via 2kW.
Al minimo, con 11kW prodotti e 9.6kW passati al fluido, significa che ho un delta di 1.3kW, cioè che sto buttando 1.3kW.

Allora: è meglio usare la caldaia al minimo o al massimo? Al minimi ho un rendimento termico più basso, però butto via meno... quindi è meglio?!

Qualcuno mi può dare delucidazioni?

Grazie!

Ronin
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Re: Calcolo rendimento caldaia - esiste un metodo?

Messaggio da Ronin » dom nov 12, 2017 17:31

il carico della caldaia dipende da quanto calore ha bisogno l'edificio per essere riscaldato, non è una tua scelta. come vedi dal rendimento, la % di quello che butti via è grosso modo sempre la stessa, le moderne caldaie a condensazione mantengono un buon rendimento per tutta la curva di potenza. per il rendimento sono molto più critici il fenomeno dell'attacca e stacca (da evitare perchè in avvio e fermo si spreca il calore della camera di combustione) e la temperatura di ritorno (più è bassa più si condensa: questa dipende però principalmente dalla curva climatica impostata, oltre che dal progetto che c'è stato a monte e dal bilanciamento dei radiatori che l'idraulico avrà o no effettuato, l'utente più di tanto non ci può fare).

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Re: Calcolo rendimento caldaia - esiste un metodo?

Messaggio da marco1278 » dom nov 12, 2017 17:42

Ciao Ronin,
grazie per la tua risposta.

La mia non è a condensazione ma a temperatura scorrevole e può lavorare con un ritorno a bassa temperatura.
Il problema che ho, come già detto in altro post, è che continua a fare attacca e stacca tutto il giorno.

Quello che vorrei fare è abbassare ulteriormente il minimo del bruciatore, così da farla sempre lavorare... però vorrei capire se così facendo il rendimento si abbassa. Ecco perché ho chiesto se esiste un modo per calcolarlo.

Ciao

Ronin
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Re: Calcolo rendimento caldaia - esiste un metodo?

Messaggio da Ronin » dom nov 12, 2017 18:37

probabilmente lo fa perchè sotto 11 kW non riesce ad andare, ed è comunque troppo per le temperature miti di questa stagione

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Re: Calcolo rendimento caldaia - esiste un metodo?

Messaggio da marco1278 » dom nov 12, 2017 20:50

Esatto, il minimo è troppo alto e la caldaia continua ad accendersi e spegnersi.
Il problema è che se continua così rischio di buttarla via.
Vorrei abbassare il minimo a 6kW ma non so poi quanto rendimento avrei.

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Re: Calcolo rendimento caldaia - esiste un metodo?

Messaggio da redHat » sab nov 18, 2017 05:26

Nei generatori, anche quelli modulanti il minimo non si può ridurre sotto un certo valore (generalmente il 25%) in quanto alla bassa velocitá del ventilatore potrebbe non essere garantita la completa premiscelazione aria/metano o l'evacuazione fumi.
I generatori domestici purtroppo sono sempre sovradimensionati mediamente di 15 volte la potenza media stagionale richiesta dall'impianto, ovvero si trovano generatori da 30kW quando servono mediamente 2kW.
È per questo motivo che rispetto agli impianti autonomi gli impianti centralizzati vengono preferiti dalle norme di risparmio energetico.
Per ridurre il fenomeno bisognerebbe aumentare il contenuto d'acqua (accumulo termico) dell'impianto o altrimenti temporizzare le fasi di attacco/stacco.

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Re: Calcolo rendimento caldaia - esiste un metodo?

Messaggio da marco1278 » sab nov 18, 2017 09:40

redHat grazie per la tua risposta!
redHat ha scritto:
sab nov 18, 2017 05:26
Nei generatori, anche quelli modulanti il minimo non si può ridurre sotto un certo valore (generalmente il 25%) in quanto alla bassa velocitá del ventilatore potrebbe non essere garantita la completa premiscelazione aria/metano o l'evacuazione fumi.
Ha ventilatore a velocità fissa che gira sempre al massimo.
redHat ha scritto:
sab nov 18, 2017 05:26
I generatori domestici purtroppo sono sempre sovradimensionati mediamente di 15 volte la potenza media stagionale richiesta dall'impianto, ovvero si trovano generatori da 30kW quando servono mediamente 2kW.
Lo so, e non solo per il riscaldamento. Anche per acs molte volte sono sovradimensionati. Con un prelievo di 5litri/minuto la caldaia continuava ad accendersi e spegnersi e l'acqua arrivava calda e fredda a singhiozzo. Abbassando il minimo ho risolto questo problema.
redHat ha scritto:
sab nov 18, 2017 05:26
Per ridurre il fenomeno bisognerebbe aumentare il contenuto d'acqua (accumulo termico) dell'impianto o altrimenti temporizzare le fasi di attacco/stacco.
per regolare il minimo mi sono basato sui consumi del gas... da 1,10mc/h l'ho portata a 0.87mc/h. Sono passato da 11kW a circa 8kW (calcolati). In questo modo riesco a usare l'acs senza problemi. Per il riscaldamento troverò un modo per temporizzare le accensioni.

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Re: Calcolo rendimento caldaia - esiste un metodo?

Messaggio da redHat » sab nov 18, 2017 09:52

Molto non si può fare, le potenze in gioco sono troppo basse, soprattutto ora che si installano valvole termostatiche e si adottano isolamenti significativi.
A meno che sul mercato non escano generatori da 5kW modulanti, quello è il futuro dell'autonomo se vuole competere con il centralizzato.

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Re: Calcolo rendimento caldaia - esiste un metodo?

Messaggio da marco1278 » sab nov 18, 2017 11:00

Io ho le valvole termostatiche e la casa poco isolata.
Il confort è ottimo se i caloriferi restano tiepidi... per fare questo imposto bassa temperatura di mandata. In questo modo la caldaia lavora prevalentemente sempre al minimo... però nelle mezze stagioni non riesce a gestire l'impianto. :(

Devo decidermi a cambiarla!

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