Luftmenge für die Verbrennung von Erdgas: Formeln und Berechnungsbeispiele

Die Effizienz aller Arten von Gasgeräten hängt von der Qualität des Verbrennungsprozesses ab.Was direkt von der Luftmenge bei der Verbrennung von Erdgas beeinflusst wird, ist nicht schwer zu berechnen. Warum kümmern Sie sich nicht um die Kraftstoffeffizienz und steigern die Anlageneffizienz, indem Sie die erforderlichen Berechnungen selbst durchführen?

Doch wie macht man das richtig und wo bekommt man die Daten für die Berechnungen? Um dieses Thema zu verstehen, schauen wir uns in unserem Artikel die Theorie des Luftstroms bei der Gasverbrennung an und machen uns mit den einfachsten Formeln zur Berechnung des erforderlichen Luftvolumens vertraut. Wir werden auch über den praktischen Nutzen dieser Berechnungen sprechen.

Theorie des Luftverbrauchs bei der Gasverbrennung

Das Verfahren zur Gewinnung von Wärmeenergie wirkt sich direkt auf die Betriebsdauer und die Häufigkeit der Arbeiten aus Wartung gasbetriebener Geräte. Es versteht sich, dass das optimale Gas-Luft-Gemisch der Schlüssel zur Sicherheit ist. Lassen Sie uns ausführlicher über den Luftverbrauch bei der Gasverbrennung sprechen.

Um ein Molekül Methan, den Hauptbestandteil von Erdgas, zu verbrennen, werden genau 2 Moleküle Sauerstoff benötigt. In verständliche Volumina übersetzt, müssen Sie zur Oxidation eines Kubikmeters des angegebenen Kraftstoffs doppelt so viel Sauerstoff verwenden.

Aber unter realen Bedingungen ist alles komplizierter.Da zur Durchführung des chemisch-physikalischen Verbrennungsprozesses Luft als Oxidationsmittel verwendet wird, beträgt deren Zusammensetzung nur ein Fünftel des zur Aufrechterhaltung der Verbrennung notwendigen Sauerstoffs. Und um genau zu sein, dann 20,93 % – das ist der Prozentsatz, der üblicherweise für technische Berechnungen aller Art verwendet wird. Das heißt, es wird 9,52-mal mehr Luft benötigt.

Für jede technische Berechnung der Gasmenge werden 100 % dieses Brennstoffs zugrunde gelegt. Obwohl sein Hauptbestandteil Methan (CH4) höchstens 75 %

Sie können die angegebene Nummer herausfinden, indem Sie zwei Schritte ausführen:

1. Abteilung 100/21. Mit dieser Operation lässt sich herausfinden, dass in jedem Volumen 4,76-mal mehr Luft als Sauerstoff vorhanden ist.
2. Multipliziert man 4,76 mit 2, ergibt das 9,52 – genau, wie viel mehr Luft benötigt wird, um eine beliebige Menge Erdgas zu verbrennen.

Es gibt jedoch einen wichtigen Vorbehalt: Die berechnete Luftmenge, die für eine effiziente Gasverbrennung erforderlich ist, ist eine theoretische Durchflussrate. Aber in der Praxis wird es nötig sein. Der Grund dafür ist, dass die Berechnung unter idealen Bedingungen durchgeführt wurde, in der Realität jedoch fast immer eine Reihe von Faktoren zu erheblichen Anpassungen führen.

Diese beinhalten:

• Zusammensetzung und Qualität der Reagenzien (Luft, Gas);
• Art der zur Energieversorgung eingesetzten Ausrüstung;
• Zustand der Ausrüstung;
• Art der Gas- und Luftversorgung sowie einer Reihe anderer Punkte.

Wenn besondere Genauigkeit erforderlich ist, können die oben aufgeführten Merkmale manchmal berücksichtigt werden. Die genaue Zusammensetzung des Gases können Sie beispielsweise bei der nächstgelegenen Gaswerkstatt erfragen. Wenn jedoch keine besondere Genauigkeit erforderlich ist, wird der resultierende Wert von 9,52 einfach mit dem sogenannten multipliziert Luftüberschussverhältnis. Der Wert liegt üblicherweise im Bereich von 1,1 – 1,4.

Sauerstoff ist ein gasförmiges Oxidationsmittel. Das heißt, es verbrennt nicht selbst, sondern unterstützt diesen Prozess aktiv unter Beteiligung des angegebenen Brennstoffs. Da der Sauerstoffgehalt der Luft jedoch nicht mehr als 20,93 % beträgt, geht man davon aus, dass der Gasverbrennungsprozess fast das Fünffache davon benötigt

Wenn die Berechnung so genau wie möglich sein muss, sollte die tatsächlich verwendete Luftmenge durch ihren theoretischen Durchfluss geteilt werden. In den meisten Fällen ist es jedoch einfacher, den Durchschnittswert zu verwenden Luftüberschussverhältnis. Der Wert sollte mit 9,52 multipliziert werden und als Ergebnis erhalten Sie die genaue Menge an verbrauchter Luft, die zur Gewährleistung des Gasverbrennungsvorgangs benötigt wird.

Wenn es also gleich ist:

• 1,1 — Es wird 10,472-mal mehr Luftmasse benötigt;
• 1,4 — Es muss 13,328-mal mehr Luft verbraucht werden.

Das heißt, um jeden Kubikmeter Energie zu verbrennen, werden bis zu 13.328 m³ Luft benötigt.

Formeln und Berechnungsbeispiele

Der jeweils erforderliche Wert kann über eine spezielle Formel oder Durchschnittsindikatoren ermittelt werden. Lassen Sie uns ausführlicher über diese Methoden sprechen.

Methode Nr. 1 – Berechnung mithilfe der Formel

Darin heißt es, dass das stündliche Luftvolumen (V_H ), die für die Verbrennung erforderlich ist, ist gleich:

V_H = 1,1 x K_izb.v x V_T x V_g/h x (273 + t)/273,

Wo:

• ZU_izb.v — Luftüberschusskoeffizient;
• V_T - theoretisch erforderliche Luftmenge;
• V_g/h — stündlicher Gasverbrauch der Geräte;
• T — Temperaturwerte in dem Raum, in dem sich die Gasanlage befindet.

Der für die Berechnungen erforderliche stündliche Gasverbrauch ist im Pass jedes Gasgeräts angegeben.

Das heißt, wenn ein solcher Wert 10 ist und:

• Raumtemperatur, zum Beispiel 18 °C;
• Luftüberschusskoeffizient - 1,1.

Dann führen wir die oben genannten mathematischen Operationen durch, nämlich:

1,1 x 1,1 x 9,52 x 10 x (273 + 18) / 273 = 122,1

Daraus ergibt sich, dass in diesem konkreten Fall zur Verbrennung von Gas stündlich 122,1 m³ Luft benötigt werden.

Die Berechnung der Luftmenge ist notwendig, um den effizienten und sicheren Betrieb aller im Alltag verwendeten Gasgeräte, einschließlich Öfen, Durchlauferhitzer und Heizkessel, zu gewährleisten

Methode Nr. 2 – Berechnung anhand gemittelter Daten

Wenn Sie keine ähnliche Luftberechnung für die Verbrennung der erforderlichen Gasmenge durchführen möchten, können Sie sich die Empfehlungen vieler Hersteller und Spezialisten anhören.

Diese besagen, dass der Prozess effektiv ist, wenn pro Kilowatt Leistung mindestens 1,6 m³ Luft pro Stunde zugeführt werden.

Wenn die Berechnungsmethode mithilfe einer Formel kompliziert erscheint, können Sie eine weniger genaue und einfach gemittelte Methode verwenden, die jedoch sehr einfach und daher zugänglich ist. Denn Sie müssen lediglich die Leistung des gewünschten Gasgeräts mit 1,6 multiplizieren, um die ungefähre Luftmenge zu erhalten, die stündlich zugeführt werden muss, um das Gas vollständig zu verbrennen

Das heißt, die Berechnung kann in nur einer Aktion abgeschlossen werden. Hierzu ist der aus dem Reisepass entnommene Leistungswert des Gasgeräts mit dem angegebenen Wert 1,6 zu multiplizieren. Das Ergebnis ist die Luftmenge, die für eine effiziente Verbrennung erforderlich ist.

Wenn die Leistung eines Gaskessels beispielsweise 40 kW beträgt, sollte dieser Wert mit 1,6 multipliziert werden:

40 x 1,6 = 64

Daraus ergeben sich 64 m³ Luft, die stündlich dem Gasgerät zugeführt werden müssen.

Praktische Bedeutung der Luftstromberechnung

Möglicherweise sind Kenntnisse in der Durchführung solcher Berechnungen erforderlich Steigerung der Effizienz Gasgeräte sowie Beseitigung der Ursachen ihrer Fehlfunktion.

Vermeidung von Ausfällen und Verringerung der Geräteeffizienz

Beispielsweise ist die Kenntnis der optimalen Menge an Oxidationsmittel erforderlich, wenn die Oberflächen von Schornsteinen (innen), Strukturelementen von Geräten (Wärmetauscher, Brenner usw.) schnell mit Rußschichten bedeckt, andere Verbrennungsprodukte.

Wenn die Entfernung von Verunreinigungen wie alle anderen Maßnahmen (Einstellung, Austausch von Teilen, Baugruppen) nicht den gewünschten Effekt bringt. Dies weist auf das Vorliegen einer sogenannten Unterverbrennung des Energieträgers hin, die aufgrund von Luftmangel auftritt.

Der Gasverbrennungsprozess gilt als komplexe Reaktion. Wenn daher das Oxidationsmittel, d. h. Luft, nicht in ausreichender Menge vorhanden ist, beeinträchtigt dies den Zustand, die Leistung und die Wartungsfreundlichkeit aller Gasgeräte. Und in manchen Fällen können Probleme erst behoben werden, nachdem die an der Reaktion beteiligte Luftmenge ermittelt und angepasst wurde

In folgenden Situationen sind außerdem Kenntnisse über den erforderlichen Luftstrom erforderlich:

• Übermäßiger Gasverbrauch festgestellt, die nicht durch Anpassungen oder andere Manipulationen beseitigt werden können. Da die Ursache möglicherweise eine mechanische Unterverbrennung ist. Dabei handelt es sich um einen Prozess, bei dem zu viel Luft zugeführt wird, was ebenfalls zu einer unvollständigen Verbrennung des Gases führt.
• Es wurden häufige Farbveränderungen von „blauem“ Kraftstoff während der Verbrennung festgestellt - zum Beispiel Orange, Weiß, Rot, Gelb.Dies sind komplexere Fälle als die vorherigen, da die Ursache entweder ein Luftüberschuss oder ein Luftmangel sein kann.
• Instabiler Gasverbrennungsprozess. Wenn zum Beispiel nicht alle Arbeitsöffnungen des Brenners, der Brenner von Gaskesseln usw. genutzt werden. Und die Reinigung der aufgeführten Strukturelemente führte nicht zu einer Verbesserung, da in solchen Situationen auf jeden Fall eine Größenordnung mehr Luft zugeführt werden muss .

Trotz unterschiedlicher Gründe erfolgt die Berechnung auf die gleiche Weise und nach der oben beschriebenen Methodik.

Die Vorteile von Berechnungen bei der Installation eines Heizraums

Die Berechnung der Luftmenge, die für eine wirksame Gasoxidation erforderlich ist, ist bei der Einrichtung eines Ofens, der Installation, dem Austausch von Gasgeräten und ähnlichen Vorgängen erforderlich.

Denken Sie immer daran, dass theoretische Berechnungen nur dann gut sind, wenn ihre Richtigkeit durch die Praxis bestätigt wird. Und was die Luftmenge betrifft - Vertreter städtischer Gasunternehmen mit Gasanalysatoren

Und die Berechnungen werden durchgeführt, aber die Situation in jedem angegebenen Fall wird durch die Tatsache erschwert, dass eine Reihe von Berechnungen durchgeführt werden müssen, um alle erforderlichen Daten zu erhalten.

Welche Berechnungen beinhalten:

• Gesamtluftstrom - Es ist notwendig, dem Raum mit Gasgeräten Luft zuzuführen, nicht nur für den Verbrennungsprozess, sondern auch für seine Belüftung (in SNiP II-35-76 es ist klar festgelegt, dass in Räumen, die als Öfen genutzt werden, stündlich 3 Luftmengen ausgetauscht werden müssen);
• Abschnitte des Abgaskanals;
• Querschnitt(e) der Öffnung(en) der Eingangskanäle;
• natürlicher Luftzug im vorgesehenen Abluftkanal;
• tatsächlich Luftmassengeschwindigkeiten in Abschnitten zukünftiger Luftkanäle;
• Druckverluste aufgrund verschiedener lokaler Widerstände;
• die Größe des Fensters im Raum mit Gasgeräten.

Neben der richtigen Anordnung Belüftung des HeizraumsEs kann erforderlich sein, eine Reihe weiterer Verfahren durchzuführen, beispielsweise eine aerodynamische Berechnung.

Bei der Durchführung von Berechnungen ist zu bedenken, dass jede Aktion mit Gas eine erhebliche Gefahr darstellt. Daher ist es besser, die Umsetzung Spezialisten anzuvertrauen.

Danach sollten alle erhaltenen Informationen die Grundlage des Projekts bilden Ersatz, Installation von Geräten, Sanierung, die dem örtlichen Gasdienst zur Genehmigung vorgelegt wird. Wenn Fehler festgestellt werden, kann das Dokument an den Urheber zurückgesendet werden.

Das heißt, die Verfahren zur Berechnung aller erforderlichen Werte sind recht komplex. Daher werden im Falle der Installation, des Austauschs oder der Übertragung von Geräten nur wenige die Aufgabe bewältigen. Für die meisten Immobilieneigentümer ist es einfacher, sich an Spezialisten zu wenden. Dabei werden nicht nur die notwendigen mathematischen Operationen durchgeführt, sondern die Berechnungen auch an die gesetzlichen Anforderungen für die Anordnung von Öfen, Lüftungssystemen, Rauchabzug usw. angepasst. Die in SNiP II-35-76 sowie in dargelegt sind SNiP 2.04.08-87 und eine Reihe anderer weniger beliebter Fachdokumente.

Wenn im Einzelfall keine Projekterstellung erforderlich ist, wird durch die von einem Fachmann durchgeführten Berechnungen die Gefahr für Leben und Gesundheit des Besitzers der Gasanlage, seiner Angehörigen und der in der Nähe lebenden Menschen beseitigt.

Darüber hinaus vermeiden sie Handlungen, die gesetzlich als unbefugter Anschluss an Gasleitungen interpretiert werden. Wofür Kunst. 7.19 Ordnungswidrigkeitengesetz der Russischen Föderation sieht Sanktionen in Form einer Geldstrafe vor, deren Höhe 10-15.000 Rubel beträgt.Dies kann beispielsweise passieren, wenn der Eigentümer der Räumlichkeiten nach Durchführung der Berechnungen Änderungen an der Auslegung der Heizungsanlage vornimmt.

Wir dürfen nicht vergessen, dass eine erfolglose Berechnung der Luftmenge oder einer anderen Person eine Person zum Täter machen kann. Dafür müssen Sie zumindest finanziell bezahlen. Wenn beispielsweise Handlungen oder Unterlassungen zu einem Verstoß gegen die Regeln führen, die die sichere Verwendung von Gasgeräten gewährleisten sollen, müssen Sie sich als Geldstrafe von einem Geldbetrag in Höhe von 1.000 bis 30.000 Rubel trennen. Was in der Kunst gesagt wird. 9.23 Ordnungswidrigkeitengesetz

Nach den Berechnungen sollten Sie keine voreilige Entscheidung treffen, Gasgeräte auszutauschen, insbesondere solche mit anderer Leistung. In diesem Fall lohnt es sich, die Vertreter des Gasdienstes über die ergriffenen Maßnahmen zu informieren. Dies hilft Ihnen, Bußgelder zu vermeiden.

Und es besteht auch keine Notwendigkeit, die theoretischen Berechnungen umzusetzen, die mit einem Verstoß gegen die Regeln und Normen des SNiP II-35-76 verbunden sind, der den Umfang der Anordnung von Räumlichkeiten regelt, die für die Nutzung von Gasgeräten vorgesehen sind. Da gemäß Art. 9.23 des Verwaltungsgesetzbuches müssen Sie selbst für die kleinsten Verstöße 1-2.000 Rubel zahlen.

Schlussfolgerungen und nützliches Video zum Thema

Mit dem unten angehängten Videomaterial können Sie den Luftmangel bei der Gasverbrennung ohne Berechnung, also visuell, erkennen.

Sie können in wenigen Minuten die Luftmenge berechnen, die für die effiziente Verbrennung einer beliebigen Gasmenge erforderlich ist. Und Eigentümer von Immobilien, die mit Gasgeräten ausgestattet sind, sollten dies bedenken.Denn in einem kritischen Moment, wenn ein Kessel oder ein anderes Gerät nicht richtig funktioniert, hilft die Möglichkeit, die für eine effektive Verbrennung erforderliche Luftmenge zu berechnen, das Problem zu erkennen und zu beheben. Was auch die Sicherheit erhöht.

Möchten Sie das obige Material mit nützlichen Informationen und Empfehlungen ergänzen? Oder haben Sie noch Fragen zur Berechnung? Fragen Sie sie im Kommentarblock, schreiben Sie Ihre Kommentare und beteiligen Sie sich an der Diskussion.