ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

Котлы отопительные

МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ ОТОПИТЕЛЬНЫХ КОТЛОВ С ТОПЛИВОРАСПЫЛИТЕЛЬНЫМИ ГОРЕЛКАМИ

Катлы абагравальныя

МЕТАДЫ ВЫПРАБАВАННЯУ АБАГРАВАЛЬНЫХ КАТЛОУ 3 ПАЛ1ВАРАСПЫЛЯЛЬНЫМ1 ГАРЭЛКАМ1

(EN 304:1992, ЮТ)

Издание официальное

(S5

УДК 697.326(083.74)(476)    МКС    91.140.10    КП    02    ЮТ

Ключевые слова: центральное отопление, котел отопительный, оборудование, работающее на жидком топливе, испытание, измерение

Предисловие

Цели, основные принципы, положения по государственному регулированию и управлению в области технического нормирования и стандартизации установлены Законом Республики Беларусь «О техническом нормировании и стандартизации».

1    ПОДГОТОВЛЕН ОАО «Испытания и сертификация бытовой и промышленной продукции «БЕЛЛИС»

ВНЕСЕН Госстандартом Республики Беларусь

2    УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ постановлением Госстандарта Республики Беларусь от 2 сентября 2010 г. № 52

3    Настоящий стандарт идентичен европейскому стандарту EN 304:1992 Heating boilers - Test code for heating boilers for atomizing oil burners (Котлы отопительные. Методы испытаний отопительных котлов с топливораспылительными горелками), включая его изменения А1:1998 и А2:2003.

Настоящий стандарт реализует существенные требования Директивы 92/42/ЕЕС. приведенные в приложении ZA.

Европейский стандарт разработан техническим комитетом по стандартизации CEN/TC 58 «Котлы для центрального отопления» Европейского комитета по стандартизации (CEN).

Перевод с английского языка (еп).

Официальные экземпляры европейского стандарта, на основе которого подготовлен настоящий государственный стандарт, и европейских стандартов, на которые даны ссылки, имеются в Национальном фонде ТИПА.

В разделе «Нормативные ссылки» и тексте стандарта ссылки на европейские стандарты актуализированы.

Сведения о соответствии государственного стандарта ссылочным европейским стандартам приведены в дополнительном приложении Д А.

Степень соответствия - идентичная (ЮТ)

4    ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

© Госстандарт. 2010

Настоящий стандарт не может быть воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Госстандарта Республики Беларусь

Издан на русском языке

( ю V

Ps = P_m^_{T T} j -для конденсирующих котлов [см. формулу (2.3)1.    (6.3)

Примечание - Метод определения потерь тепла испытательной установки и выделения тепла циркуляционным

насосом испытательной установки описан в приложении F.

5.8.2.2 Вычисления

КПД при 30%-ной номинальной тепловой мощности (или при среднеарифметическом значении максимальной и минимальной тепловой мощности для котлов с регулируемым диапазоном тепловой мощности) и при средней температуре воды 50 °С для обычных котлов. 40 ^ФС для низкотемпературных котлов и 30 °С для конденсирующих котлов рассчитывают для цикла управления.

Используют условные обозначения, указанные в таблице 1.

Таблица 1 - Условные обозначения и величины, необходимые для расчета КПД при частичной нагрузке

Рабочая фаза основной горелки Тепловая мощность. кВт Время работы, с Измеренное значение при 50 “С КПД Полный расход Qi /1 П1 Уменьшенный расход 02 h П2 Контролируемое выключение - h Потери тепла в горячем резерве _а*_

КПД рассчитывают как отношение теплопроизводительности к тепловой мощности топлива за 10-минутный цикл.

В зависимости от способа управления могут быть определены следующие рабочие циклы, относящиеся к формулам из таблицы 2:

1)    непрерывная работа при Q₂ = 0.3 Qi (фиксированный уменьшенный расход топлива или модуляция);

2)    полный расход/контролируемое выключение (один фиксированный расход);

3)    уменьшенный расход/контролируемое выключение (уменьшенный расход или модуляция при минимальной тепловой мощности Q? > 0,3 Qi) (см. пятый цикл, если по конструкции розжиг происходит при полном расходе);

4)    полный расход/уменьшенный расход (уменьшенный расход при минимальной тепловой мощности О2 < 0.3 О,);

5)    полный расход/уменьшенный расход/контролируемое выключение (если по конструкции розжиг происходит при Q, в течение /, при уменьшенном расходе или модуляции так. что цикл включает контролируемое выключение (/₃ > 0), иначе применяют цикл по перечислению 4).

КПД вычисляют в соответствии с таблицей 2.

Таблица 2 - Вычисление КПД при частичной нагрузке

Рабочие цикл Условия работы Тепловая мощность Длительность цикла Изме рение кпд 1 30%-ный уменьшенный расход Q: = 0.3 t2 - 600 С П2 Пи = П2 2 Полный расход Контролируемое выключение Q, = Оп /, = 180 С /3 = 420 С П2 Ps _ (n,-Q,-M-(Ps '3) Qi •*, 3 Уменьшенный расход Контролируемое выключение Q? > 0,3 Qn { _ 180• Q, q2 /3 = 600 -12 П2 Ps <П2 02 '2)-(Р5'3> Q2t2 4 Полный расход Qi = Qn _ 180 ■ Q, - 600 • Q2 Q, - Q2 Пэ _ (Hi Qi '^1) + (Пг ‘@2 'h) Уменьшенный расход Q2 < 0.3 Q„ t2 = 600 - /, П2 Q,/,+Q2f2

Окончание таблицы 2

Рабочий цикл Условия работы Т епловая мощность Длительность цикла Изме рение КПД 5 Полный расход Уменьшенный расход Контролируемое выключение Q- = Qr Ch fi - измеренное значение (см. приложение G) , _ (180-M-Q, = 600 - (t3 +k)2 0 *li П2 Ps ni-Qi Alii? \b.zp$.:h. Q,.f1+Q2./2

5.9    Функциональное испытание термостата управления и защитного ограничителя температуры в составе котла

Условия для воды должны соответствовать условиям, как при определении максимальной номинальной теплопроизводительности котла.

Тепловая мощность должна быть установлена на получение максимальной номинальной тепло-производительности котла.

Отводимая теплопроизводительность от испытательной установки должна составлять (40 ± 5) % теплопроизводительности котла.

Циркуляционный насос должен работать, и термостат управления устанавливают на максимальное значение.

Такое же испытание проводят с отключенным термостатом управления.

Защитный ограничитель температуры должен выключить котел при температуре, равной или меньшей значения, указанного изготовителем.

5.10    Температура поверхности

Среднюю температуру поверхности при определении q_s измеряют при номинальной выходной мощности. Для этого проводят измерения не менее чем в пяти точках на каждой поверхности котла. Температуру критических поверхностей (например, дверец котла, ручек управления) измеряют при тех же условиях.

5.11    Температура пола

При определении температуры пола под котлом котел устанавливают на испытательной плите, например как показано на рисунке 4. Температуру поверхности испытательной плиты измеряют не менее чем в пяти точках при максимальной номинальной теплопроизводительности.

Рекомендуется температуру поверхности испытательной плиты измерять с помощью термопар, например как показано на рисунке 5. или с помощью промышленных поверхностных термометров.

5.12    Значения выбросов N0* и СО

Значения выбросов NO, и СО определяют с помощью методов и приборов, указанных в EN 267.

6 Протокол испытаний и другие документы

К протоколу испытаний должны прилагаться следующие документы:

a)    чертежи (например, копии), позволяющие получить четкое представление о типе конструкции котла или серии котлов и всех компонентов;

b)    фотоснимок котла (13x18 см);

c)    документация на котел, в частности инструкции по установке и эксплуатации;

d)    подробное описание котла, включая информацию с маркировочной этикетки;

e)    свидетельство о соответствии распыляющей горелки, используемой для испытаний, требованиям EN 267.

Протокол испытаний должен быть подписан руководителем испытательной лаборатории (центра) или инженером, ответственным за проведение испытаний.

Протокол испытаний не должен излагаться в сокращенной форме.

1    - испытуемый котел;

2    - датчики температуры.

3    - низкоинерционная термопара.

4    - регистрирующий прибор.

5    - насос с производительностью, при которой обеспечивается разность температур между двумя датчиками в пределах от 2 °С до 4 X при максимальной температуре испытаний;

6    - вспомогательный электрический котел;

7    - прибор для измерения электрической мощности,

8    - регулятор напряжения.

9    - вентили на ’/« оборота.

10    - источник электропитания.

11    - дополнительный насос (при необходимости);

12    - теплообменник

Рисунок 1 - Испытательная установка для определения теплоотдачи котла при выключенной горелке и его теплопроизводительности L

1    - подвод топлива.

2    - крепление труб;

3    - весы,

4    - емкость для взвешивания

Рисунок 2 - Измерительная установка для определения расхода топлива

I    - измерение тяги;

II    - измерение температуры; измерительный прибор для анализа продуктов сгорания (место отбора проб);

III    - измерение содержания дыма в продуктах сгорания

Только для измерений во встроенных Глубина погружения термопар

Ei - 0.10 О.

Е₂ = 0.17О.

Ез = 0.24 О.

Ел = 0.30 О.

Еь = 0.37 О

Ма - измерение температуры Ша - глубина погружения датчика для продуктов сгорания с помощью измерения содержания дыма Е, равная пяти термопар (рекомендуется а) 0/3 при горизонтальном положении; для случаев, когда ожидается Ь) 0/2 при вертикальном положении неравномерное распределение температур)

1    - ограничитель тяги;    4 - соединение для индицирующего прибора.

2    - теплоизоляция толщиной 40 мм,    5 - термопара,

3    - соединение для записывающего прибора.    6 - герметизирующее уплотнение

Рисунок 3 - Разрез тракта продуктов сгорания

1    - точка измерения температуры воздуха    5    - труба для измерительных кабелей,

2    - квадратная рама.    6    - точки измерений,

3    - белая древесина со шпунтовым соединением,    7    - испытательная плита для измерения

4    - стекловата;    температуры пола под котлом

Рисунок 4 - Измерительные положения для определения температуры пола под котлом

2 —

1    - термопара, припаянная к медной пластине,

2    - отверстия для крепления медной пластины

Рисунок 5 - Конструкция термопары для измерения температуры поверхности испытательной плиты

Температура,
Рисунок 6 - Зависимость температур от времени для котлов с емкостью для горячей воды

Таблица А.1

Компонент топлива 1 2 | 3 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 1 10 | 11 Содержание компонента, кг/кг Необходимое количество Ог. м3/кг топлива Состав продуктов сгорания в зависимости от полноты сгорания топлива, м3/кг топлива СО: SO: Н20 N2 ♦) Компонент х О-(необхо-димо) Компонент х СОг (содержание) Компо нент х воздержание) Компонент х Н20-(содер-жание) Компонент х Nr (содержание) С (0.856) 1.86 [1.608 91 1.85 [1.600 3 - - - - - - S (0.002 4) 0.70 (0.001 71 - - 0,68 [0,001 6) - - - - h [0.132 5) 5.55 (0.735 4) - - - - 11.1 (1.470 8) - - п [0.000 1) - - - - - — - - 0.8 (0.000 1] о (0) -0.7 [0] - - - - - - - - w (вода) (0] - - - - - 1.24 (0) - - X (общая) (1.0) Orr-п ~ (2.346) Уоог = (1,600) (0,001 6) У* = (1.471) и (0)

♦ ) В соответствии с анализом топлива. Примеры вычисленных значений приведены в квадратных скобках

Следующие значения параметров горения получают по формулам, приведенным в настоящем разделе:

Требуемый объем кислорода: O_mfl= 1з = (2,346 м¹/кг).    (А.8)

Требуемый объем воздуха:    ^2-    =    (11,17    м¹/кг].    (А.9)

Объем сухих неразбавленных продуктов сгорания при стехиометрическом сгорании:

Уд,™ = 15 + 17 + 111 + O_mm • ~ = (1.60) + (0.001 6) + (0] + (2.346) • |^ = (10.427 м¹/кг]. (А.10)

Максимальное содержание двуокиси углерода:

(А11)

(А.12) (А13) (А 14)

V    ^т    2    /изы    ^г    ^изы    V^w2    ^т 2 /изи ^т

Учитывая, что измеренное содержание (СО: ⁺ SO?) = (14.2) % и измеренное содержание СО = (0.02) %. получаем

w -    (1.6)40,0016)    _    (1.6016)    __Г44

^    [0.142UI0.00021    Ш42    21’¹"^М    (А15)

А.5 Горение

Испытания должны проводиться только с использованием поверенных или калиброванных измерительных приборов.

Объемное содержание СО должно измеряться с точностью ±0.001 %. Объем воздуха должен быть установлен с погрешностью не более ±4 %.

А.6 Испытательные установки

А.6.1 Испытательная установка с теплообменником ^{2 3 1 4 5 6 7 8 9}

А.6.2 Испытательная установка с короткозамкнутым участком

1    - вертикальная вентиляция, необходимая для предотвращения перекачивания или всасывания воздуха;

2    - подвод холодной воды;

3    - открытая или закрытая расширительная емкость,

4    - емкость с поплавком,

5    - водослив;

6    - емкость для постоянного питания водой;

7    - подвод холодной воды;

8    - перелив;

9    - выбор вариантов.

10    - подвод холодной воды.

11    - вентиль понижения давления для получения постоянного питающего давления;

12    - водонагревательный котел;

13-весы;

14    - слив,

15    - емкость для взвешивания,

16    - трехходовой вентиль

Рисунок А.2 - Испытательная установка с короткозамкнутым участком и тремя возможными вариантами подвода холодной воды

А.7 Расчет номинальной теплопроизводительности On

а) Для испытаний при использовании испытательной установки с короткозамкнутым участком (рисунок А.2) номинальную теплопроизводительность Оц, Вт, определяют по формуле

Он = W, • су« ‘ tfv - te).    (А.16)

где Wi - массовый расход воды, входящей в систему, и горячей воды, выходящей из системы, кг/с;

to + tc

Cwi - удельная теплоемкость воды при

Дж/(кг К);

f_E - температура входящей холодной воды. °С; t_v - температура воды на выходе. ^вС.

Содержание

1    Область применения..............................................................................................................................1

2    Нормативные ссылки.............................................................................................................................1

3    Принципы испытаний.............................................................................................................................1

4    Средства измерений и методы измерений..........................................................................................2

5    Испытания................................................................................................................................................3

6    Протокол испытаний и другие документы............................................................................................9

Приложение А (справочное) Измерения...............................................................................................14

Приложение В (справочное) Используемые символы и единицы измерений...................................24

Приложение С (справочное) Испытания для определения рабочих характеристик.........................26

Приложение D (справочное) Критерии соответствия котлов с топливораспылительными

горелками.......................................................................................................................27

Приложение Е (справочное) Указания по настройке и оценке испытательной установки...............29

Приложение F (справочное) Определение тепловых потерь испытательной установки

и выделения тепла циркуляционным насосом испытательной установки...............30

Приложение G (справочное) Определение времени ........................................................................31

Приложение ZA (справочное) Соответствие разделов европейского стандарта

основополагающим требованиям директивы ЕС.....................................................32

Приложение Д А (справочное) Сведения о соответствии государственных стандартов

ссылочным европейским стандартам......................................................................33

b) Для испытаний при использовании испытательной установки с теплообменником (рисунок А.1) номинальную теллопроизводительность Вт, определяют по формуле

On =    ■    су* • (<* - Г_Е) + Оу.    (А.17)

где W_: - скорость потока охлаждающей воды, кг/с;

с#? - удельная теплоемкость воды при    Дж/(кг    К);

fw_A - температура охлаждающей воды на выходе, ®С;

О_у - тепловые потери на испытательной установке, показанной на рисунке А.1. при температуре испытаний, Вт.

А.8 Расчет тепловой мощности

А.8.1 Тепловая мощность

Для котлов, работающих на жидком топливе, тепловую мощность Ов, Вт, определяют по формуле

Qb = B Н_и,    (А.18)

где В - количество топлива, кг/с;

Н_и - низшая теплота сгорания топлива, Дж/кг.

А.8.2 Определение коэффициента избытка воздуха

Коэффициент избытка воздуха, определяемый как

_ количество подаваемого воздуха

Lrr*

устанавливают путем измерения содержания (С0₂ + SO_:) и СО или 0₂ в продуктах сгорания.

При этом избыток воздуха е

е = (/.-1)100%.

Если нет других несгоревших компонентов, содержащихся в продуктах сгорания (например, Н₂, СН₄. С_гН_т). коэффициент избытка воздуха определяют по формуле

_^с°2п>а. ^+S°2re«__Л^.т.п

(CO^SO^+CO^ ) I™ •

или если в продуктах сгорания измерено содержание 0₂, то

> = 1 + ^^At,min__9l_

21 -0₂

А.9 Расчет потерь тепла q_A, q_u, q_s А.9.1 Потери тепла д_А

Если воздух и топливо, подводимые к горелке при окружающей температуре, предварительно не подогреваются, то

9*= ^Va'(U-tJ,    (А.21)

“u

где Vb - объем продуктов сгорания на килограмм или на кубический метр сгоревшего топлива, м³/кг или м7м³;

/а - температура продуктов сгорания, °С; t_L - температура окружающего воздуха, ^вС;

Сртд» - средняя удельная теплоемкость продуктов сгорания в диапазоне температур от f_L до (а, Дж/(м³ К);

Н_и - низшая теплота сгорания топлива. Дж/кг.

Объем продуктов сгорания 1/_А, м³/кг или м’/м³, в общем случае при условии, что происходит неполное сгорание при избытке воздуха, может быть определен:

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

Котлы отопительные МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ ОТОПИТЕЛЬНЫХ КОТЛОВ С ТОПЛИВОРАСПЫЛИТЕЛЬНЫМИ ГОРЕЛКАМИ

Катлы абагравальныя МЕТАДЫ ВЫПРАБАВАННЯУ АБАГРАВАЛЬНЫХ КАТЛОУ 3 ПАЛ1ВАРАСПЫЛЯЛЬНЫМ1 ГАРЭЛКАМ1

Heating boilers Test code for heating boilers for atomizing oil burners

Дата введения 2011-01-01

1    Область применения

Настоящий стандарт устанавливает методы контроля тепловых характеристик отопительных котлов, работающих на жидком топливе (далее - котлы), и комбинаций котлов и водонагревателей на соответствие требованиям EN 303-1 и EN 303-2.

Настоящий стандарт распространяется также на низкотемпературные котлы по EN 303-1 и определяет условия испытаний на нагрев котлов, работающих на жидком топливе.

Настоящий стандарт содержит требования и рекомендации по проведению испытаний и их оценке, а также технические условия проведения испытаний.

2    Нормативные ссылки

Для применения настоящего стандарта необходимы следующие ссылочные стандарты. Для датированных ссылок применяют только указанные издания ссылочных стандартов.

EN 267:2009 Горелки с принудительной тягой автоматические для жидкого топлива

EN 303-1:1999 Котлы отопительные. Часть 1. Котлы отопительные с горелками с принудительной подачей воздуха для горения. Определения, общие требования, испытания и маркировка

Изменение А1:2003

EN 303-2:1998 Котлы отопительные. Часть 2. Котлы отопительные с горелками с принудительной подачей воздуха для горения. Особые требования к котлам с топливораспылительными горелками

Изменение А1:2003

3    Принципы испытаний

3.1    Выбор испытуемого котла и вспомогательных устройств

При испытаниях должны использоваться части и вспомогательные устройства, которые входят в стандартный комплект поставки или которые изготовитель рекомендует к применению.

При испытаниях должна использоваться топливораспылительная горелка, соответствующая EN 267, которая применима для котла (по размеру камеры сгорания, давлению и т. д ).

3.2    Состояние котла

Состояние испытуемого котла и вспомогательного оборудования должно соответствовать указаниям поставщика. Не допускается использование дополнительной теплоизоляции частей, контактирующих с водой, продуктами сгорания и пламенем.

При определении теплопроизводительности котла со встроенным водонагревателем (с емкостью для воды или проточного типа) горячая вода из системы во время испытаний отбираться не должна. Теплопроизводительность определяют только по нагревательному контуру.

Издание официальное

4 Средства измерений и методы измерений

При измерениях должны использоваться только средства измерения, которые удовлетворяют требованиям настоящего стандарта и прошедшие метрологический контроль. Рекомендуется использовать регистрирующие приборы, позволяющие наблюдать за ходом испытаний, особенно для измерения температуры воды на выходных и обратных соединениях котла, тяги на выходе котла, температуры и состава продуктов сгорания.

Для испытаний должны быть выбраны средства измерений, позволяющие гарантировать погрешность измерения коэффициента полезного действия (далее - КПД) не более ±2 %. Погрешности испытательного оборудования приведены в приложении А.

4.1    Топливо

Испытания проводят с использованием доступного топочного мазута или керосина в соответствии с указаниями изготовителя котла.

Вязкость топочного мазута при 20 X должна составлять (5.5 ± 0.5) мм²/с в соответствии с EN 267.

Вязкость керосина при 20 X должна составлять от 1.3 до 2.9 мм*/с.

4.1.1    Расход

Расход топлива определяют взвешиванием или объемным измерением (см. рисунок 1).

4.1.2    Определение теплоты сгорания топлива

4.1.2.1    Топочный мазут

a)    Если теплота сгорания не может быть определена калориметрическим измерением и не проводился химический анализ, то ее значение для топочного мазута с достаточной точностью может быть принято равным:

Н_и = 42.689 МДж/кг

при содержании углерода с = 0.86 кг/кг; содержании водорода h = 0,136 кг/кг; содержании серы s = 0,003 кг/кг; плотности 0.85 кг/м³ при 15 °С.

b)    Если плотность и содержание серы известны (например, из химического анализа), то теплота сгорания Н_и, МДж/кг, может быть определена следующим образом:

Н_и = 52.92 - (11,93 р₁₅) - (0.3 • s),    (1)

где pts - плотность топочного мазута при 15 X. кг/м³: s - содержание серы, кг/кг.

4.1.2.2    Керосин

a)    Если теплота сгорания не определяется калориметрическим измерением и не проводился химический анализ, то ее значение для керосина с достаточной точностью может быть принято равным:

Н_и = 43.300 МДж/кг

при содержании углерода с = 0.85 кг/кг; содержании водорода h = 0,141 кг/кг; содержании серы s = 0,004 кг/кг; плотности 0.79 кг/м³ при 15 X.

b)    Если плотность и содержание серы известны (например, из химического анализа), то теплота сгорания может быть определена по 4.1.2.1. перечисление Ь).

4.1.3 Параметры горения

Необходимые параметры горения могут быть рассчитаны на основе химического анализа топлива (см. раздел А.4 (приложение А)].

4.2    Определение состава продуктов сгорания

Для уменьшения погрешности средства измерений должны устанавливаться в местах с возможно более постоянной температурой и должны работать достаточное время до начала испытаний (см. раздел А.5 (приложение А)].

5 Испытания

5.1    Определение теплопроизводительности и КПД котла

5.1.1    Метод измерения теплопроизводительности

Измеряют количество полезного тепла, передаваемого теплоносителю (воде). Это количество может определяться непосредственно в контуре котла или косвенно посредством теплообменника.

5.1.1.1    Измерение теплопроизводительности непосредственно в контуре котла

Количество полезного тепла, передаваемого воде, определяют или измерением массового расхода

холодной воды, поступающей в контур котла, и повышения ее температуры на выходе, или измерением массового расхода воды, циркулирующей в контуре котла, и повышения ее температуры.

5.1.1.2    Измерение теплопроизводительности косвенно посредством теплообменника

Тепло, вырабатываемое котлом, передается охлаждающей воде посредством теплообменника.

Тепло, получаемое охлахадающей водой, определяют по количеству воды и повышению ее температуры. Потери тепла в соединениях мемщу котлом и теплообменником, присутствующие 8 теплоизоляции, и в самом теплообменнике определяют посредством проведения предварительных испытаний или расчета.

Теллопроизводительность котла является суммой двух значений тепла.

5.2    Определение номинальной теплопроизводительности

Испытания по определению номинальной теплопроизводительности проводят при таком расходе топлива, при котором теллопроизводительность котла составляет от 100 % до 105 % номинальной теплопроизводительности. и при этом должны выполняться требования по номинальной теплопроизводительности. Если при испытаниях одно из этих требований не выполняется, то проводят второе испытание при теплопроизводительности котла в пределах от 95 % до 100 % номинальной теплопроизводительности. Фактическое значение номинальной теплопроизводительности определяют линейной интерполяцией результатов двух испытаний.

Определение номинальной теплопроизводительности проводят при средней температуре воды на выходе от 80 °С до 90 ^сС и средней разности температур воды на выходе и возврате от 10 К до 25 К.

Повышение температуры при проведении испытаний должно составлять

- f_L 2 50.0 К.    (2)

5.3    Определение КПД котла (прямой метод)

КПД определяют на основе низшей теплоты сгорания

Применяют прямой метод. Косвенный метод (метод теплового баланса) разрешается для дополнительного контроля точности испытательной установки. При этом определяют также значения других потерь.

5.4    Проведение испытаний

5.4.1 Основные положения

Во время испытаний котел и горелка должны работать в соответствии с инструкциями изготовителя.

Температура окружающего воздуха должна быть не ниже 15 °С.

Во время испытаний не должны проводиться ручная регулировка устройств, управляющих горением. и изменение расхода воды.

Температура, давление и состав продуктов сгорания должны измеряться не реже одного раза в минуту, или они должны постоянно и одновременно записываться регистрирующими устройствами. Временные интервалы должны выбираться так. чтобы любые изменения измеряемых величин регистрировались с достаточной точностью.

Температуры f_v и t_R в начале и в конце испытания, умноженные на длительность испытания в часах, должны отличаться не более чем на 0.5 К/ч.

Во время испытания по определению КПД котла подводимая тепловая мощность горелки должна оставаться постоянной и работа горелки не должна прерываться терморегулятором или защитным ограничителем температуры.

5.4.2 Установление воздушного потока (тяги)

5.4.2.1    Котлы, работающие при разрежении

Для котлов, работающих при разрежении воздушного потока (тяги), воздушный выход котла устанавливают так. чтобы в камере сгорания было пониженное давление. Измеряют воздушный поток (тягу).

5.4.2.2    Котлы, работающие при избыточном давлении

Для котлов, работающих при избыточном давлении, давление на воздушном выходе котла устанавливают приблизительно на 0 мбар. Измеряют разность давлений между камерой сгорания и воздушным выходом котла.

5.4.3    Обеспечение условий установившегося состояния

Рекомендуется, чтобы котел перед началом испытаний его характеристик и КПД проработал около 1 ч при предусмотренной для испытания теплопроизводительности. Условия установившегося состояния считают достигнутыми, если температура воды не изменяется более чем на ±0.5 К/ч.

5.4.4    Длительность испытания

Длительность испытания при минимальном значении номинальной теплопроизводительности должна быть не менее 60 мин. Промежуточные значения должны сниматься через каждые 30 мин. Если значения КПД отличаются более чем на 0.5 %, то испытание продлевают еще на 30 мин. пока это требование не будет выполняться.

5.4.5    Настройка испытательной установки

Испытательная установка должна быть настроена так. чтобы обеспечивались условия испытаний, приведенные в разделе А.6 (приложение А), и КПД мог определяться с погрешностью не более ±2 %.

Могут использоваться другие равнозначные конструкции испытательных установок.

5.5 Вычисления

Вычисления должны быть основаны на средних значениях отдельных отсчетов, записанных во время испытаний.

5.5.1 Теплопроизводительностъ котла

Необходимые формулы для конкретных методов испытаний приведены в разделе А.7 (приложение А).

5.5.2    Тепловая мощность

Для вычислений используют формулы, приведенные в разделе А.8 (приложение А).

5.5.3    КПД котла

5.5.3.1 Прямой метод

При применении этого метода КПД котла определяют по формуле

(3)

5.5.3.2 Косвенный метод (применяют только для целей контроля, см. раздел А.9 (приложение А)) При применении этого метода КПД котла определяют по формуле

г)_К = 1 - 9а - Qu - 9s.    (4)

где 9д - потери тепла с продуктами сгорания (зависят от тепловой мощности);

9о - потери тепла из-за неполного сгорания (зависят от тепловой мощности);

9s - потери тепла из-за излучения, конвекции и теплопроводности (зависят от тепловой мощности).

5.6 Определение гидравлического сопротивления

Гидравлическое сопротивление (в миллибарах) должно определяться при потоке, соответствующем номинальной теплопроизводительности котла, и при разности температур воды А/ = 10 К и 20 К между ее выходом и возвратом.

5.7 Определение потерь тепла в горячем резерве

5.7.1 Общее положение

Не должно быть тепловых потерь.

5.7.2    Испытательное оборудование и измерения [см. раздел А.11 (приложение А)]

Котел оставляют в состоянии, используемом для определения Q и ц*. Короткозамкнутый контур оставляют подключенным. Для котлов, вырабатывающих горячую воду, трубопроводы горячей и холодной воды оставляют подключенными, емкость поддерживают заполненной.

Циркуляцию воды в короткозамкнутом контуре при выключенной горелке прекращают.

5.7.3    Потери тепла в горячем резерве

Терморегулятор устанавливают в такое положение, при котором средняя температура на датчике на (50 ± 3) К выше окружающей температуры во время работы горелки без отвода полезного тепла. Если средняя разность температур отличается от установленной более чем на 3 К, то испытание повторяют после подстройки терморегулятора.

Температуры котла и воздуха на середине высоты котла должны измеряться средствами измерений. работающими в автоматическом режиме.

В течение всего времени испытания в измерительном контуре во время, когда горелка не горит, должно поддерживаться разрежение от минус 0.05 до минус 0.07 мбар.

Во время испытания потребление электроэнергии измеряют и фиксируют в протоколе испытаний.

5.7.3.1    Вычисления

Вычисления выполняют по разделу А. 11.2 (приложение А).

5.7.3.2    Потери тепла в горячем резерве котлов с водонагревателями и без них

После нагрева котла испытание начинают с запуска горелки. Испытание заканчивают во время следующего запуска горелки (период начинается с запуска горелки и заканчивается следующим ее запуском).

Потери тепла в горячем резерве рассчитывают на основе расхода топлива, измеренного за полные периоды испытаний.

Потери в горячем резерве рассчитывают от начала испытания до окончания кахщого периода испытания.

Испытание может быть закончено, если два последовательных результата отличаются друг от друга не более чем на 5 %. Наименьший из двух результатов используют для расчета Cfe при соответствующей температуре [см. раздел А.11 (приложение А)].

5.7.3.3    Потери тепла в горячем резерве котлов с водонагревателем с контролем температуры при перекрытии времени переключения горелки и насоса

Оборудование должно быть предварительно нагрето до указанной температуры, превышающей температуру окружающей среды на:

-    (50 ± 3) К - для котлов без плавного регулирования;

-    (40 о) К-для водонагревателей.

При проведении испытаний отмечают случаи, когда период нагрева воды был длиннее периода работы котла (см. рисунок 6). В этом случае период нагрева горячей воды используют для определения потерь в горячем резерве, вычисляемых по 5.7.3.2.

После прогрева котла и водонагревателя испытания начинают с первого запуска горелки для нагрева накопительной емкости для воды.

Такую же методику применяют для других комбинаций оборудования при перекрывающихся периодах.

5.8 КПД при частичной нагрузке

При определении КПД при нагрузке, соответствующей 30 % номинальной тепловой мощности или среднеарифметическому значению максимальной и минимальной тепловой мощности для котлов с номинальным диапазоном, изготовитель может выбрать прямой или косвенный метод измерения.

При этом проверяют соответствие требованиям EN 303-2.

Примечание - При проведении измерений температуру воды на входе поддерживают постоянной на соответствующем уровне с максимальным отклонением ±1 К (при применении прямого метода) и средняя температура во всех случаях должна быть не меньше указанной в Директиве 92/42/ЕЕС

5.8.1 Прямой метод

Котел работает так же. как при определении КПД при номинальной тепловой мощности или при среднеарифметическом значении максимальной и минимальной тепловой мощности для котлов с регулируемым диапазоном тепловой мощности.

Во время испытания подачу воды поддерживают постоянной с точностью ±1 % с учетом колебаний температуры; насос работает постоянно.

5.8.1.1 Режим работы 1

Котел устанавливают, как указано в разделе А.6 (приложение А), подключают к теплоизолированной испытательной установке, схематически показанной на рисунках 1 или 2 (или к любой другой испытательной установке, обеспечивающей получение сравнительных результатов и эквивалентную точность измерений).

Испытания проводят при отклонении от нормальных условий для низкотемпературных котлов при (37 ± 1) °С, а для конденсирующих котлов - при (27 ± 1) °С.

Температуру обратной воды поддерживают на уровне (47 ± 1) °С с максимальным изменением этой температуры ±1 К в процессе проведения измерений.

Если устройство управления котла не допускает работу при температуре обратной воды, равной 47 °С, то испытание проводят при наименьшей температуре обратной воды, соответствующей работе котла.

К выводам комнатного терморегулятора подключают таймер так. чтобы получить полный рабочий цикл 10 мин.

Время отключения и работы рассчитывают по таблице 2.

Температуру воды непрерывно измеряют на выходе из котла и на возврате в котел.

Котел считают находящимся в состоянии теплового равновесия, если результаты измерения КПД трех последовательных циклов отличаются не более чем на 0.5 %. причем анализируют любые два результата из трех. В этом случае результат считают равным среднему значению как минимум трех последовательных циклов измерения. Во всех других случаях вычисляют среднее значение как минимум десяти последовательных циклов.

Для всех полных циклов измеряют соответствующий расход топлива и воды. Непрерывно измеряют температуры и t₂.

КПД вычисляют по следующей формуле;

_ W (t₂-fQ-4.186 +Q УЛН.-Ю³

где IV-общая масса воды, собранной во время испытания, кг;

U - температура холодной или охлаходающей воды во вторичном теплообменнике, °С;

6 - температура собранной воды. °С;

О - потери тепла испытательной установки, соответствующие максимальной температуре воды на выходе (с учетом выделения тепла насосом), кДж;

V - общий расход топлива, кг;

Н, - теплота сгорания топлива, используемого при испытаниях. МДж/кг

Допускается отклонение ±2 % для 30%-ной номинальной тепловой мощности. При отклонениях до ±4 % проводят два измерения: одно - при мощности менее 30 %. второе - при мощности более 30 %. КПД. соответствующий 30 % тепловой мощности, определяют линейной интерполяцией.

5.8.1.2 Режим работы 2

Котел устанавливают, как указано в разделе А.6 (приложение А), подключают к теплоизолированной испытательной установке, схематически показанной на рисунках 1 или 2 (или к любой другой испытательной установке, обеспечивающей получение сравнительных результатов и эквивалентную точность измерений).

Выходную и обратную воду котла при циклах включенного и выключенного состояния, задаваемых устройством управления котла при тепловой мощности горелки, составляющей (30 ± 2) % от номинальной (или при среднеарифметическом значении максимальной и минимальной тепловой мощности для котлов с регулируемым диапазоном тепловой мощности), пропускают через теплообменник. Температуру выходной и обратной воды котла измеряют непрерывно.

Средняя температура воды должна быть не менее 50 ^вС для обычных котлов и 40 °С для низкотемпературных котлов. Для конденсирующих котлов устанавливают температуру обратной воды, равную 30 °С.

Котел считают находящимся в состоянии теплового равновесия, если результаты измерения КПД трех последовательных циклов отличаются не более чем на 0.5 %. причем анализируют любые два результата из трех. В этом случае результат считают равным среднему значению как минимум трех последовательных циклов измерения. Во всех других случаях вычисляют среднее значение как минимум десяти последовательных циклов.

Для всех полных циклов измеряют соответствующий расход топлива и воды. КПД определяют по формуле, приведенной в 5.8.1.1.

Допускается отклонение ±2 % для 30%-ной номинальной тепловой мощности. При отклонениях до ±4 % проводят два измерения: одно - при мощности менее 30 %, второе - при мощности более 30 %. КПД. соответствующий 30 % тепловой мощности, определяют линейной интерполяцией.

5.8.2 Косвенный метод

5.8.2.1    Измерения

5.8.2.1.1    КПД при номинальной тепловой мощности

Испытание по 5.5.3 при номинальной тепловой мощности (или при среднеарифметическом значении максимальной и минимальной тепловой мощности для котлов с регулируемым диапазоном тепловой мощности) повторяют при температуре воды на выходе (60 ± 2) °С для обычных котлов. (50 ± 2) °С для низкотемпературных котлов и (40 ± 1) °С для конденсирующих котлов и при температуре обратной воды (40 ± 1) °С для обычных котлов. (30 ± 1) X для низкотемпературных и конденсирующих котлов, при этом средняя температура воды должна быть (50 ± 1) °С для обычных котлов. (40 ± 1) X для низкотемпературных котлов и (35 ± 1) °С для конденсирующих котлов.

Измеряют значение гц.

5.8.2.1.2    КПД при минимальном расходе топлива

Если котел оснащен системой управления, дающей возможность уменьшения расхода топлива основной горелкой, то испытание проводят при минимальной тепловой мощности, позволяющей поддерживать температуру воды на выходе (55 ± 2) ^вС для обычных котлов. (45 ± 2) X для низкотемпературных котлов и (40 ± 1) °С для конденсирующих котлов и при температуре обратной воды (45 ± 1) °С для обычных котлов. (35 ± 1) ®С для низкотемпературных котлов и (20 ± 1) °С для конденсирующих котлов, при этом средняя температура воды должна быть (50 ± 1) X для обычных котлов. (40 ± 1) X для низкотемпературных котлов и (30 ± 1) X для конденсирующих котлов.

Измеряют значение г|2.

5.8.2.1.3    Потери тепла в горячем резерве

Испытательная установка показана на рисунке 1.

Контуры, соединяющие различные части установки, должны иметь теплоизоляцию и быть как можно короче. Внутренние потери испытательной установки и выделение тепла насосом при различных расходах воды должны быть сначала определены для возможности их учета (см. приложение В).

Котел подсоединяют к испытательному дымоходу наибольшего диаметра, указанного изготовителем в технических инструкциях.

Температуру воды котла доводят до среднего значения, превышающего температуру окружающей среды на (30 ± 5) X для обычных котлов. (20 ± 5) X для низкотемпературных котлов и (10 ± 1) X для конденсирующих котлов. Затем подачу топлива прекращают, насос 11 и насос котла, при наличии, останавливают и перекрывают контур теплообменника 12.

При постоянной циркуляции воды насосом 5 испытательной установки выделение тепла электрическим котлом устанавливают таким, чтобы в установившемся состоянии разность мехщу средней температурой воды и окружающей температурой была (30 ± 5) X для обычных котлов. (20 ± 5) X для низкотемпературных котлов и (10 ± 1) X для конденсирующих котлов.

Во время испытания колебание температуры в помещении не должно превышать 2 Х/ч.

Определяют следующие значения:

-    Р_т - электрическую мощность, потребляемую дополнительным электрическим котлом, скорректированную на величину потерь испытательной установки и выделение тепла насосом 5, кВт;

-    Т - среднюю температуру воды, равную средней температуре показаний двух датчиков 2 на возврате и выходе котла во время испытания, X;

-    Г_А - среднюю окружающую температуру во время испытания. X.

Потери в горячем резерве P_s, выраженные для средней температуры воды 50 X для обычных котлов. 40 X для низкотемпературных котлов и 30 X для конденсирующих котлов и окружающей температуры 20 X, кВт, определяют по следующим формулам:

1

   - приток воды с постоянным давлением (примеры см на рисунке 1);

2

   - открытая или закрытая расширительная емкость, не подключенная к циркуляции воды;

3

   - теплообменник;

4

   - циркуляционный насос Р (в случае, если недостаточно гравитационной циркуляции),

5

   - водонагревательный котел,

6

6-весы,

7

   - емкость для взвешивания;

8

   - трехходовой вентиль.

9

   - слив

Рисунок А.1 - Испытательная установка с теплообменником

Примечание - Из-за большого количества воды и более длинных трубопроводов испытательная установка характеризуется большой относительной инерционностью Поэтому труднее установить состояние стабилизации Необходима также коррекция при несовпадении температур выходной и обратной воды в конце и в начале испытания Точность испытаний невысокая, если относительно большие потери тепла не определены точно