Виды топлива для твердотопливных котлов и сравнительная таблица их теплотворной способности

Брикеты.

Брикеты — это твердое топливо, образованное в процессе сжатия отходов процесса деревообработки (стружка, щепки, древесная пыль) а  также хозяйственные отходы (солома, шелуха), торфа.

Твёрдое топливо: брикеты

Топливные брикеты удобны для хранения, при изготовлении не используются вредные связующие вещества, потому данный вид топлива экологически чист. При горении не искрят, не выделяют чадного газа, горят равномерно и плавно, чем обеспечивают достаточно долгий процесс сгорания в камере котла. Помимо твердотопливных котлов используются в домашних каминах и для приготовления пищи(на гриле например).

Существует основных 3 вида брикетов:

  1. RUF-брикеты. Формированые “кирпичики” прямоугольной формы.
  2. NESTRO-брикеты. Цилиндрической формы, также могут быть с отверстиями внутри(кольца).
  3. Pini&Kay-брикеты. Граненые брикеты (4,6,8 граней).

Отопление дома в зеркале цифр

Пеллетные котлы отличаются достаточно высоким КПД именно благодаря возможности наиболее полного сжигания древесных гранул. По сути, это переработанные и гранулированные отходы деревообрабатывающего производства: опилки, кора, сучья.

Дешевизна топлива, экологическая чистота, практичность и эффективность – вот основные преимущества пеллетного котельного оборудования.

Работающие на пеллетах котлы избавлены от серьезнейшего недостатка других твердотопливных котлов, они позволяют полностью автоматизировать работу котельной, то есть осуществлять подачу топлива, контролировать процесс горения и удалять продукты сгорания без вмешательства человека. Использование традиционных дров и угля такой возможности не дает.

Современные пеллетные котлы обеспечивают достаточно продолжительный срок работы в автоматическом режиме, длительность которого ограничена лишь объёмом ёмкости, из которой осуществляется подача топлива. Чистка рабочих поверхностей котлов проводится не чаще, чем раз в месяц и не требует привлечения специалистов, что снижает расходы на обслуживание установки.

В представленной таблице производится сравнение различных видов топлива по различным показателям.

Теплообменники жидкотопливных котлов

Теплообменник – устройство, в котором происходит сгорание топлива и нагрев теплоносителя. В современных котлах он имеет развитое оребрение, позволяющее отбирать максимальное количество тепла в процессе горения. Появились и конденсационные ЖТКО с дополнительной секцией теплообменника, позволяющей утилизировать вторичное тепло отходящих газов. Циркуляция теплоносителя организована по принципу «водяной рубашки».

Теплообменники могут быть изготовлены из чугуна либо стали. Чугунные дороги, тяжелы, боятся термических и механических ударов, зато при аккуратном обращении очень долговечны, служат не менее полувека.

Даже стальные теплообменники жидкотопливных котлов весьма тяжелы, не говоря уж о чугунных, поэтому ЖТКО выпускаются только в напольном исполнении.

Существуют и комбинированные теплообменники из чугуна и стали

Газообразное топливо

Тепло вырабатывается сжиганием природного газа в специальных камерах газовых котлов, конвекторов, излучателей.

Достоинства природного газа:

  • главным достоинством является его низкая стоимость в большинстве регионов бывшего СССР по сравнению с другими видами топлива;
  • большой выбор теплоисточников в разных диапазонах цен и мощностей;
  • не требует мероприятий по заготовке и складированию;
  • полная автоматизация отопительного процесса, не требующего постоянного контроля;
  • независимость от электросети в случае систем отопления с естественной циркуляцией теплоносителя, конвекторов или излучателей;
  • высокий КПД применяемых теплоисточников;
  • низкая инертность системы, возможность точной регулировки температуры воздуха в помещении, что значительно повышает комфортность проживания в отопительный период;
  • при установке коаксиальной системы дымоудаления исключается опасность попадания угарного газа в помещение;
  • для установки теплоисточников не требуется специально оборудованного помещения (котельной);

Недостатки газообразного топлива:

  • необходимость подключения к магистральному газопроводу и вытекающие из этого высокие материальные затраты на документальное оформление и монтажные работы;
  • ограниченный срок эксплуатации газового отопительного оборудования;
  • обязательное наличие дымохода с конденсатоотводчиком или коаксиальной системы дымоудаления;
  • зависимость от электросети для систем с принудительной циркуляцией теплоносителя;
  • высокая стоимость монтажа отопительного оборудования;
  • дорогостоящий ремонт;
  • ежегодные затраты на облуживание (чистка, тестирование) оборудования специалистами;
  • высокая пожаро- и взрывоопастность.

Сколько топлива потребляет ЖТКО и насколько это дорого

Производители зачастую «стесняются» указывать «аппетиты» своих теплогенераторов. Но мы сможем прикинуть приблизительный расход топлива для жидкотопливного котла отопления самостоятельно. На максимальном режиме горелка потребляет количество дизтоплива, примерно равное её мощности, делённой на 10. То есть, котёл (горелка, если точнее) 20 кВт «скушает» 2 литра «солярки» за час непрерывной работы или 48 в сутки. 20 кВт – этого вполне достаточно для дома площадью 200 м2 в климатических условиях Центральной России. Итак, примем, что 3 месяца в году котёл работает с нагрузкой 75% от максимальной, 3 месяца – 50% и ещё 3 – 25%. Итого получаем 6480 литров за отопительный сезон. Добавим 10% на горячее водоснабжение, получим 7 128 литров или 7,1 м3. Топливного масла потребуется больше, 8,550 литров или 8,5 м3. Нужно понимать, что это очень усреднённые данные, они не учитывают ни уровень исполнения самого котла, ни степень утепления дома. Эффективно теплоизолировав здание снаружи, расход топлива можно уменьшить раза в два, а перейдя на низкотемпературный режим – ещё на четверть.

Про цену топлива говорить не будем, она постоянно меняется и зависит от региона. Чтобы точно просчитать эксплуатационные расходы, нужно найти местных оптовых поставщиков и узнать, в какую сумму обойдётся загрузка того или иного вида топлива в хранилище с учётом транспортных расходов. К слову, в отличие от «солярки», топливное масло не везде и не всегда можно приобрести.

Коээфициент утилизации тепла

Коэффициент утилизации тепла – отношение количества теплоты, воспринятой котлом-утилизатором, к теплу топлива, сожженного в печи.

Коэффициент утилизации тепла современных газовых котлов с закрытой камерой сгорания, с регулируемой процессором подачей газа и воздуха превышает 99%.

Коэффициент утилизации тепла всех атмосферных котлов не превышает 90% в связи с тем, что в процессе сгорания в атмосферных котлах не используется часть теплого воздуха, который забирается из помещения, нагревается в топке выделяемой топливом энергией до температуры, превышающей 100° и выбрасывается в дымовую трубу.

Коэффициент утилизации тепла твердотопливных котлов не превышает 80% в связи с высокой температурой в реакторе (топке) и сложностью её регулировки.

Таким образом, коэффициент использования теплоты сгорания газообразного топлива в современных котлах с закрытой камерой сгорания достигает 98%, причем рассчитывается по высшей теплоте сгорания (если используется котел конденсационного типа). Жидкое топливо используется не более чем на 77%, а твердое всего лишь на 68%.

Плюсы и минусы ЖТКО

Собственно, мы уже упомянули все достоинства и недостатки жидкотопливных котлов, но на всякий случай повторим их:

Плюсы:

  • Высокая степень автоматизации, возможность создавать максимальный тепловой комфорт.
  • Полная автономность от других источников энергии (помимо электроэнергии, но потребности в ней невелики, можно обойтись генератором)

Минусы:

  • Высокие эксплуатационные расходы.
  • Необходимость иметь вместительное топливохранилище, не допускать замерзания его и трубопроводов.
  • Вентиляторные горелки довольно сильно шумят, через стенку хорошо слышна их работа.
  • ЖТКО следует располагать в отдельном помещении с хорошей вентиляцией, желательно никак не связанным с жилыми помещениями – «аромат» дизтоплива неистребим.

Виды топлива для твердотопливных котлов и сравнительная таблица их теплотворной способности

Современная котельная на жидком топливе – чистое помещение, вы не увидите в нём луж «соляры» на полу. Но специфический запах топлива всё равно просачивается

Итак, кто же установит в своём доме ЖТКО? Во-первых, тот, у кого нет и в ближайшей перспективе не предвидится прокладка газопровода. Во-вторых, человек не бедный, предпочитающий заплатить больше денег, но получить комфортные условия проживания. В-третьих, тот, в чьём доме отсутствуют достаточные для организации альтернативного отопления электрические мощности, а топить дровишками его не устраивает.

В заключение скажем, что жидкотопливные котлы – довольно сложная техника, требующая профессионального обслуживания. Поэтому установку, подключение и сервисные работы должны проводить специалисты, обладающие соответствующей квалификацией.

Сравнительные характеристики различных видов топлива

Вид топлива

Влаж- ность, %

Золь- ность, %

Сера, %

Теплота сгорания, мДж/кг

Удель- ный вес, кг/м3

Кол-во СО2 в дымовых газах

КПД уст-ки, %

Ущерб экологии

Стоимость тепла, руб/Гкал

Природный газ

3-5

0,1-0,3

35-38

0,8

95

Отсутствует

199

ПЕЛЛЕТЫ

8-10

0,4-0,8

0-0,3

19-21

550-700

90

Отсутствует

523

Дрова

8-60

2

0-0,3

16-18

300-350

60

Отсутствует

652

Каменный уголь

10-40

25-35

1-3

15-17

1200-1500

60

70

Высокий

960

Электроэнергия

4,86

100

Отсутствует

988

Мазут

1-5

1,5

1,2

42

940-970

78

80

Высокий

1093

Дизтопливо

0,1-1

1

0,2

42,5

820-890

78

90

Высокий

1420

Информация компании “Альтернативная энергия”

Природный газ

Экономически газовое отопление выгоднее всего. Однако если в прямой доступности нет газовой магистрали, а отапливать дом необходимо, пеллетный котёл станет наилучшим вариантом. Для установки такого котла, в отличии от газового, никаких согласований и затрат на подключение не потребуется.

В простейшем случае требуется помещение, оборудованное в соответствии с противопожарными требованиями к котельным на твердом топливе. С точки зрения экологического воздействия пеллетные котлы практически не наносит вреда окружающей среде, уровень СО в продуктах сгорания древесных гранул такой же, как и у природного газа.

Уголь или дрова

Традиционные виды топлива способны составить конкуренцию пеллетам, их цена относительно невысока, да и с покупкой проблем нет. Однако помимо сложностей с доставкой и складированием эти виды топлива требуют постоянных, ежедневных усилий по обслуживанию котла: загрузке топливом, очистке и удалению золы, которую надо ещё куда-то девать в таких количествах. Та небольшая часть топлива, которая остаётся после сгорания пеллет в виде золы, содержит минимум вредных соединений и может быть использована в качестве удобрения на грядках.

Дизельное топливо

При сжигании этого топлива участку рядом с домом достанется едва ли не вся таблица Менделеева. Затраты на приобретение котла в этом случае 2-3 раза ниже, но ежемесячные расходы на солярку больше раз так в 7-8. Доставлять и хранить дизтопливо в количествах, требуемых для отопления, ещё сложнее, чем уголь. А от сопутствующего подобному типу топлива запаха избавиться в принципе невозможно. Кстати, запах горения древесных гранул достаточно приятен и безвреден.

Электроэнергия

Как правило, даже новые посёлки в наше время подключаются к энергосети достаточно быстро. Вопросом преткновения обычно становится выделяемая на участок квота энергопотребления, определяемая состоянием внешних инженерных сетей и сговорчивостью энергосбытовой компании. При использовании электроотопления можно быть уверенным только в одном: цена за киловатт, а значит и издержки на отопление, вне зависимости от экономической ситуации будет только расти. Что она и делает все последние годы.

В итоге, если не брать в расчёт природный газ, пеллетные установки наиболее современный, комфортный, экологически чистый и перспективный тип отопления. Достаточно высокие изначальные затраты на приобретение котла с лихвой окупаются в течение первых двух-трёх лет, после чего он начинает приносить своему владельцу постоянную и существенную экономию, читай прибыль.

Где и как хранить топливо

Не всегда потребители учитывают необходимость строительства топливохранилища при выборе теплогенератора, а продавцы оборудования им об этом тактично не напоминают. «Солярку» в канистрах не навозишься, к тому же покупать оптом значительно дешевле. Оптом – это значит бензовозом. Самый маленький – на шасси «Газели», вместимость его цистерны – 1,3 м3. Следующий – шасси ГАЗ 3309, он привезёт 4,9 м3. Далее имеются 6,2, 6,5, 6,8 м3 и так далее, максимум 15,8 м3. В стоимости топлива немалую долю «тянут» транспортные расходы, поэтому возить по полцистерны невыгодно. Исходя из этого и сезонной доступности проезда тяжёлого автотранспорта вместимость топливохранилища рекомендуется принимать в пределах 0,25-1 годовой потребности и не меньше доступной в регионе автоцистерны.

Строительные и противопожарные нормы разрешают хранить в котельной запас топлива всего лишь в 50 л, поэтому вместительное топливохранилище должно быть устроено за пределами дома либо в изолированной от здания противопожарной стеной пристройке с отдельным входом. Закапывать, как часто делали раньше, металлический резервуар (к примеру, списанную цистерну) в землю, не рекомендуем. Грунт промерзает, ёмкость и трубопроводы нужно теплоизолировать, сталь со временем корродирует, осуществлять контроль за герметичностью ёмкости невозможно. А новый, долговечный металлический резервуар весьма дорог.

Виды топлива для твердотопливных котлов и сравнительная таблица их теплотворной способности

Существуют полимерные топливные резервуары для размещения в грунте, они не подвержены коррозии, но не столь прочны, как стальные

Для небольшого объекта, каковым является частный жилой дом, рациональнее соорудить отдельное хозяйственное строение или пристройку к дому, где можно будет поддерживать положительную температуру. Ёмкости – стандартные полимерные баки, чаще используют на 1000 л. Они компактны, занимают немного места, имеют все необходимые технологические отверстия для объединения в систему, относительно несложно загружаются и очищаются.

Виды топлива для твердотопливных котлов и сравнительная таблица их теплотворной способности

Топливохранилище частного дома на 3 м3 в отапливаемом помещении – удобно и безопасно.

Теплотворная способность

Теплотворной способностью природного газа именуется величина тепла, образующаяся при достаточном выгорании единицы величины топлива. Количество теплоты, выделяемое при сгорании, относят к одному кубическому метру, взятому в естественных условиях.

Тепловая способность природного газа измеряется в следующих показателях:

  • ккал/нм3;
  • ккал/м3.

Существует высокая и низкая теплотворная способность:

  1. Высокая. Рассматривает теплоту водяных паров, возникающих при сжигании топлива.
  2. Низкая. Не учитывает тепло, содержащееся в водных парах, так как такие пары не поддаются конденсации, а уходят с продуктами горения. Ввиду скопления водяных паров образует количество тепла, равное 540 ккал/кг. К тому же при остывании конденсата выходит тепло от 80 до ста ккал/кг. В общем, за счет скопления водяных паров образуется больше 600 ккал/кг, это и является отличительной чертой между высокой и низкой теплопроизводительностью.

Для подавляющего большинства газов, потребляемых в городской системе распределения топлива, разность приравнивается к 10%. Для того чтобы обеспечить города газом, его теплотворность должна быть больше 3500 ккал/нм3. Объясняется это тем, что подача осуществляется по трубопроводу на большие расстояния. Если теплотворность мала, то его подача увеличивается.

Если теплотворность природного газа меньше 3500 ккал/нм3, его чаще применяют в промышленности. Его не нужно переправлять на длинные отрезки пути, и осуществить горение становится намного легче. Серьезные изменения теплотворной способности газа нуждаются в частой регулировке, а порой и замене большого количества стандартизированных горелок бытовых датчиков, что приводит к трудностям.

Такая ситуация приводит к увеличению диаметров газопровода, а также увеличиваются затраты на металл, прокладывание сетей и эксплуатацию. Большим недостатком низкокалорийных горючих ископаемых является огромное содержание угарного газа, в связи с этим увеличивается уровень угрозы при эксплуатации топлива и при техобслуживании трубопровода, в свою очередь, как и оборудования.

Выделяющееся тепло при горении, не превышающее 3500 ккал/нм3, чаще всего применяют в промышленном производстве, где не приходится перебрасывать его на большую протяженность и без труда образовывать сгорание.

Видео: подземный дизельный котел

Сердце отопительной системы – котел. Чтобы его выбрать, недостаточно знать, какую температуру в доме вы предпочитаете. Нужно определить, каким образом эта температура будет достигнута. На что ориентироваться при выборе котла по виду топлива, или энергоносителя?

Основная схема подбора отопительного котла

  • Выбор оптимального энергоносителя;
  • Расчет мощности с учетом всех приборов системы отопления или выбор варианта с учетом перспективы;
  • Уточнение деталей: энергозависимая или независимая автоматика, возможность приготовления горячей воды, материал теплообменника, вариант размещения котла, настенный  или напольный.

Выбор топлива (энергоносителя)

Так как выбор топлива стоит на первом месте, остановимся на этом пункте подробнее.

Самый распространенный вид топлива – магистральный (природный) газ

. Все затраты на подключение относительно быстро окупаются низкой ценой эксплуатации.

Если этот вид топлива недоступен, в зависимости от условий надо выбирать наиболее приемлемую альтернативу, учитывая стоимость оборудования, монтажа, обслуживания, а также доставки и хранения топлива.

Если рассматривать в качестве топлива сжиженный (баллонный) газ

, то помимо самого котла нужна емкость для хранения топлива (газгольдер), что значительно увеличивает стоимость системы и отнимает полезную площадь на участке. Придется постоянно поддерживать определенный запас топлива.

Виды топлива для твердотопливных котлов и сравнительная таблица их теплотворной способности

Альтернатива сжиженному газу – дизельное топливо,

возможны варианты работы котла на отработанном масле

. Здесь также потребуются емкость для хранения и поддержание постоянного запаса. Более сложное в сравнении с газовым оборудование (топливные насосы, вентиляторные горелки) требуют периодического обслуживания. Дизельные котлы шумные, их надо располагать в звукоизолированных помещениях.

Популярность котлов, работающих на твердом топливе

(дрова, уголь, топливные гранулы – пеллеты) — не высока. Для поддержания температуры в системе они требуют периодического внимания человека. Данному виду котлов также необходимы площадь для хранения топлива и его постоянный запас.

Виды топлива для твердотопливных котлов и сравнительная таблица их теплотворной способности

Обогреваться электричеством

можно только при условии, что выделенной мощности хватит и на отопление, и на другие бытовые нужды. Электрокотлы компактны, их можно установить в любом месте. Но как только отключат свет, отопления тоже не будет. Как вариант можно установить электрокотел в качестве резервного, например, в пару к твердотопливному.

На каких видах жидкого топлива работают жидкотопливные теплогенераторы

Бытовые (промышленных это не касается) ЖТКО способны работать на следующих видах топлива:

  • Дизельное топливо – наиболее качественный, но и дорогой вид жидкого топлива. Эксплуатационные затраты при его использовании сравнимы, а при некоторых условиях и выше, чем при отоплении электроэнергией и сжиженным газом.
  • Топливное масло или нефтяное печное топливо – продукт перегонки нефти, схожий с дизтопливом, но получаемый из более тяжёлых фракций. Его теплотворная способность на 15-20% ниже, зато цена почти в два раза меньше. Топливное масло нуждается в более тщательной фильтрации, чем «солярка».
  • Биотопливо – растительные горючие масла, как правило, используются в смеси с дизтопливом или нефтяным маслом. Характеристики растительных масел схожи с нефтяными, стоимость несущественно ниже.
  • «Отработка» – отслужившее техническое смазочное масло, слитое из механизмов. Для автопредприятия, СТО, базы сельхозтехники это находка, ведь топливо ничего не стоит. Частникам редко удаётся найти дешёвый и постоянный источник отработанного масла.

Вредные примеси в древесине

В ходе химической реакции горения древесина сгорает не полностью. После сгорания остается зола – то есть не сгоревшая часть древесины, а в процессе горения из древесины испаряется влага.

Меньше влияет на качество горения и теплотворность дров зола. Ее количество в любой древесине одинаково и составляет около 1 процента.

А вот влага, находящаяся в древесине может доставить немало проблем при их сжигании. Так, сразу после рубки древесина может содержать до 50 процентов влаги. Соответственно при горении таких дров – львиная доля энергии, выделяющейся с пламенем может уходить просто на испарение самой древесной влаги, не совершая при этом никакой полезной работы.

Виды топлива для твердотопливных котлов и сравнительная таблица их теплотворной способности

расчет теплотворной способности

Влага, имеющаяся в древесине резко снижает теплотворную способность любых дров. Сгорающие дрова не просто не выполняют свою функцию, но и становятся неспособными поддерживать необходимую температуру при горении. При этом органика, находящаяся в дровах сгорает не полностью, при горении таких дров выделяется повешенное количество дыма, который загрязняет как дымоход, так и топочное пространство.

Что такое влажность древесины, на что она влияет?

Физическая величина, описывающая относительное количество воды, содержащееся в древесине называется влажностью. Измеряют влажность древесины в процентах.

При измерениях может учитываться два вида влажности:

  • Влажность абсолютная – это количество влаги, которое содержится в древесине на текущий момент по отношению к полностью высушенному дереву. Такие измерения проводятся обычно в строительных целях.
  • Влажность относительная – это количество влаги, которое содержится в древесине на текущий момент по отношению к ее собственному весу. Такие расчеты производятся для древесины, используемой в качестве топлива.

Так, если написано, что древесина имеет относительную влажность в 60%, то её абсолютная влажность выразится в показателе 150%.

Чтобы рассчитать теплотворную способность дров при известной влажности – вы можете использовать следующую формулу:

Анализируя эту формулу можно установить, что дрова, заготовленные из хвойных пород дерева с показателем относительной влажности в 12 процентов при сжигании 1 килограмма выделят 3940 килокалории, а дрова, заготовленные из лиственных пород при сопоставимой влажности выделят уже 3852 килокалории.

Чтобы понять, что представляет собой относительная влажность в 12 процентов – поясним, что такую влажность приобретают дрова, которое длительное время сушатся на улице.

Как заготавливать дрова

Заготовка дров начинается обычно в конце осени или в начале зимы, до установления постоянного снежного покрова. Срубленные стволы оставляются на делянах для первичной сушки. По прошествии некоторого времени, обычно зимой или в начале весны дрова вывозятся из леса. Это связано с тем, что в этот период не проводится аграрных работ и замерзшая земля позволяет нагружать больший вес на транспортное средство.

Но это традиционный порядок. Сейчас, в связи с большим уровнем развития техники дрова можно заготовлять круглый год. Предприимчивые люди могут привести вам уже попиленные и поколотые дрова в любой день за разумную плату.

Как пилить и колоть дрова

Распилите привезенное бревно на отрезки, подходящие по размеру вашей топки. После полученные колоды раскалываются на поленья. Колоды с сечением более 200 сантиметров колются колуном, остальные – обычным топором.

Колоды колются на поленья так, чтобы сечение получившегося полена составляло около 80 кв.см. Такие дрова будут довольно долго гореть в банной печи и выделять больше жара. Поленья меньшего сечения используются для растопки.

Виды топлива для твердотопливных котлов и сравнительная таблица их теплотворной способности

поленница

Нарубленные поленья складываются в поленницу. Она предназначается не просто для накопления топлива, но и для просушки дров. Хорошая поленница будет располагаться на открытом пространстве, продуваемом ветром, но под навесом, защищающим дрова от атмосферных осадков.

Нижний ряд бревен поленницы укладывается на лаги – длинные жерди, которые предотвращают контакт дров с влажной почвой.

Сушка дров до приемлемого значения влажности происходит примерно за год. К тому же древесина в поленьях сохнет гораздо быстрее, чем в бревнах. Нарубленные дрова достигают приемлемого значения влажности уже за три месяца лета. При годовой сушке дрова в поленнице получат влажность в 15 процентов, которая идеально подходит для сгорания.

Опубликовано 02.06.2020 Обновлено 13.06.2020 Пользователем admin

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

16 − три =

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

Adblock
detector