Totul despre măsurarea la sistemele de încălzire

Poluanții din gazele de ardere sunt determinați prin măsurarea concentrațiilor componenților. Sunt utilizate mai multe unități de măsură pentru exprimarea acestor concentrații; ca și specificația ”procent (%)”, unitatea de măsură ppm reprezintă o proporție. Procent înseamnă ”x părți per sută” iar ppm reprezintă ”x părți per milion”. De exemplu, dacă o sticlă de cu gaz conține 250 ppm monoxid de carbon iar un milion de particule sunt luate din această sticlă, 250 din acestea vor fi particule de monoxid de carbon în timp ce 999,750 particule vor fi azot și oxigen. Această unitate de măsură nu depinde de presiune sau temperatură și este utilizată pentru a exprima concentrații mici. Concentrațiile mai mari sunt exprimate în procente (%).

Totuși, această informație nu este suficientă deoarece proporțiile de volume din gazele de ardere se modifică în funcție de cantitatea de oxigen (diluția gazelor de ardere cu aer ambiental). Citirile așadar trebuie raportate la un anumit volum de oxigen numit oxigen de referință. Doar valorile raportate la același conținut de oxigen pot fi comparate direct. Conținutul măsurat de oxigen din gazele de ardere este necesar și la conversia din ppm în mg/Nm³.

Calculele sunt realizate utilizând parametri specifici combustibilului în scopul de a determina concentrațiile gazelor poluante într-o unitate de măsură a energiei. Așadar există mai mulți factori de conversie în funcție de combustibil. Totuși, înainte de conversia în această unitate de măsură, valorile emisiilor trebuie raportate la gazul de ardere nediluat (oxigen de referință 0 %).
 

Înainte de a pune în funcțiune un arzător, trebuie verificată presiunea gazului. Aceasta trebuie să se afle în domeniul de presiune permis, fiind indicată și în manualul tehnic al producătorului. Manometru diferențial cu Bluetooth și aplicație pentru mobil este utilizat pentru această măsurătoare (fig. 1). Reglajul este întâlnit de obicei la centralele termice convenționale.

Fig. 1 Măsurarea presiunii gazului - testo 510i

Scopul principal al unui sistem de ardere compatibil cu mediul înconjurător este arderea completă a combustibilului și utilizarea cât mai eficientă a sistemului. Succesul unei exploatări optime constă în reglarea volumului de aer disponibil pentru combustie. În practică, o cantitate mică de aer în exces s-a dovedit a fi ideală pentru operarea sistemului. Puțin mai mult aer este furnizat pentru ardere decât ar fi necesar teoretic (figura din stânga). Raportul dintre aerul în exces și aerul teoretic necesar arderii este denumit ca raport combustibil – aer și se notează cu λ (lambda).

Raportul combustibil – aer este determinat în baza concentrației componenților gazului de ardere adică în funcție de CO, CO₂ și O₂. Diagrama arderii afișează corelațiile dintre parametri (fig din dreapta). O eficiență maximă a arderii este atinsă doar atunci când pierderile de gaze sunt minizate cu un exces mic de aer.

Majoritatea analizoarelor de gaze de ardere sunt echipate standard cu o sondă de temperatură pentru aerul ambiental. Așadar, temperatura aerului de combustie din apropierea punctului de admisie în arzător poate fi măsurată prin fixarea instrumentului pe arzător. În cazul centralelor cu conducte pentru admisie/evacuare concentrice și în cazul celor cu tiraj forțat, această sondă este înlocuită cu o altă sondă de temperatură, ce este introdusă în zona de admisie a aerului proaspăt/de combustie (fig. alăturată).

Gradul de eficiență a arderii unui sistem de încălzire sau randamentul arderii reprezintă inversul pierderilor de gaze și are o valoare mai mică de 100%. În cazul centralelor în condensare, este măsurat și randamentul total al sistemului, acesta fiind suma dintre randamentul arderii și randamentul generat la recuperarea căldurii de condensare a vaporilor de apă. Analizoarele de gaze profesionale afișează ambii parametri, aceștia fiind indicați și în cartea tehnică a arzătorului.

În cazul centralelor cu tiraj natural, acest parametru este cerința principală pentru evacuarea gazelor de ardere. Deoarece densitatea gazelor fierbinți este mai mică decât cea a aerului atmosferic, este creat un vid în fluxul de gaze, denumit tiraj. În cazul centralelor cu tiraj forțat, presiunea din coș nu este importantă deoarece sistemul este prevăzut cu un sistem de evacuare dirijată.

Din motive de siguranță, măsurarea monoxidului de carbon și a dioxidului de carbon ambiental trebuie efectuată pe lângă măsurătorile de gaze de ardere atunci când se verifică sistemele de ardere aflate în spațiile de locuit deoarece în eventualitatea în care gazele de ardere sunt deversate în încăpere pot duce la concentrații mari în aerul ambiental și astfel la intoxicarea oamenilor. Măsurarea în paralel a ambilor parametri oferă o indicație timpurie asupra concentrațiilor periculoase.

Pentru a se asigura disponibilitatea în orice moment, un instrument de măsură trebuie păstrat și utilizat în conformitate cu specificațiile producătorului. Acesta se depozitează în condiții de temperatură și umiditate adecvate, ferit de intemperii. De asemenea, pentru a avea o durată de viață cât mai lungă a analizorului, senzorilor electrochimici și a accesoriilor, acestea trebuie întreținute periodic. Analizorului și sondei de prelevare probe li se vor schimba filtrele pentru impurități iar senzorii electrochimici vor fi calibrați cu gaz de test și reglați dacă este necesar.


Un echipament ce nu este utilizat corespunzător va duce la erori de măsurare ce pot avea ca și consecințe reglarea necorespunzătoare a sistemului de ardere, consumul unei cantități prea mari de resurse de energie și bani sau chiar la vătămarea persoanelor din jurul acestor sisteme.