- Расход пеллетного котла – теория и практика
- Что представляет из себя пеллетный котел
- Как рассчитать расход пеллет
- Устройство пеллетных котлов
- Алгоритм расчёта расхода угля
- Факторы, влияющие на уровень потребления твёрдого топлива
- Отопление частного дома пеллетами – за и против
- Особенности пеллетных котлов
- Критерии выбора мощности пеллетного котла
- Площадь отапливаемого помещения
- Материал стен
- Толщина стен
- Температура в помещении
- Качество пеллет
- Другие факторы
- Расход пеллетного топлива
- Критерии качества топлива
- Видео на тему
Расход пеллетного котла – теория и практика
Что представляет из себя пеллетный котел
Одним из главных минусов дровяных котлов длительного горения является само топливо, оно громоздкое и требует много места для хранения.
Классические твердотопливные котлы для обогрева частных домов созданы для сжигания дров, каменного угля, кокса и прочих твердых видов топлива. Для этого они оснащаются большой топкой, в которой осуществляется сжигание топлива с выделением большого количества тепла. Такие котлы требуют постоянного подкидывания все новых порций дров и угля – прогорают они достаточно быстро, что приводит к постепенному остыванию отопительной системы.
Появившиеся в продаже твердотопливные котлы длительного горения, используемые для отопления частных домов, порадовали своих владельцев уменьшенным количеством подходов для загрузки горючего – некоторые из них умеют работать до 8-10 часов, в зависимости от используемого топлива. Такой подход позволяет рассчитывать на длительную и бесперебойную работу – можно быть уверенным, что к утру в комнатах не похолодает.
Альтернативой котлам длительного горения стали пеллетные котлы, работающие на специальных горючих гранулах – пеллетах. Такое топливо выделяет большое количество тепловой энергии и обладает множеством преимуществ перед дровами и углем:
Пеллетный котел для отопления дома представляет собой довольно внушительный агрегат, работающий на гранулах-пеллетах. Хранение топлива осуществляется в бункере, размеры которого могут быть как маленькими, так и очень большими. Пеллетное горючее постепенно поступает в камеру сгорания, где оно сгорает с выделением большого количества тепла. После этого тепло поглощается теплообменником.
Перепад температур между камерой сгорания и выходом теплообменника очень большой – продукты сгорания остывают здесь с температуры 800-900 градусов до 100-120 градусов.
Пеллетные котлы для дома состоят из следующих узлов:
Основные агрегаты и узлы пеллетника.
Пеллетные котлы, используемые для отопления частных домов, содержат в себе и многие другие узлы – это сборники золы, предохранительные клапаны, системы розжига и многое другое. Но основными являются именно вышеуказанные модули – они отвечают за создание тепла и его передачу в систему отопления частного дома.
Благодаря автоматической подаче горючего, пеллетные котлы не требуют частых подходов. Одной загрузки хватает на несколько часов, а то и на несколько дней. Более того, самые продвинутые образцы самостоятельно поддерживают температуру в системе, регулируя подачу пеллет и горение пламени – для этого они оснащаются многофункциональными системами автоматики.
Как рассчитать расход пеллет
Учитывая тот факт, что топливо поставляется насыпным способом либо фасовкой в мешках, произвести расчет расхода пеллет на 1 квт или на 1 м2 в принципе несложно. Не требуется переводить единицы веса в объем, поскольку поставка всегда происходит в килограммах, а теплота сгорания топлива тоже измеряется в кВт на 1 кг веса.
Гранулы хорошего качества обладают превосходной теплотворной способностью, от сжигания 1 кг подобного топлива выделяется почти 5 кВт тепловой энергии. Соответственно, чтобы получить на отопление дома 1 кВт теплоты, требуется сжечь порядка 200 грамм пеллет. Усредненный расход гранул на единицу площади нетрудно определить исходя из того, что на обогрев каждого 1 м2 площади требуется 100 Вт энергии
Важно одно условие: высота потолков должна находиться в пределах 2.8—3 м. 100 Вт тепла получится из 20 грамм гранул, казалось бы, простая арифметика. Но не тут-то было
Представленные выше цифры корректны, если пеллетный котел имеет абсолютную эффективность – 100% КПД, а такого не бывает в реальной жизни. На самом деле КПД подобных теплогенераторов хоть и выше, нежели у твердотопливных котлов, но все же составляет только 85%. Это значит, что после сгорания 1 кг гранул в топке агрегата будет получено не 5 кВт энергии, а 5 х 0.85 = 4.25 кВт. И наоборот, для выделения 1 кВт теплоты в пеллетных котлах затрачивается 1 / 4.25 = 0.235 кг или 235 грамм топлива. Это первый нюанс
Но не тут-то было. Представленные выше цифры корректны, если пеллетный котел имеет абсолютную эффективность – 100% КПД, а такого не бывает в реальной жизни. На самом деле КПД подобных теплогенераторов хоть и выше, нежели у твердотопливных котлов, но все же составляет только 85%. Это значит, что после сгорания 1 кг гранул в топке агрегата будет получено не 5 кВт энергии, а 5 х 0.85 = 4.25 кВт. И наоборот, для выделения 1 кВт теплоты в пеллетных котлах затрачивается 1 / 4.25 = 0.235 кг или 235 грамм топлива. Это первый нюанс.
Второй нюанс заключается в том, что 100 Вт тепла на 1 м2 помещения требуется в том случае, когда температура окружающей среды самая низкая, что держится в течение 5 дней. В среднем же за отопительный сезон затраты тепловой энергии вдвое меньше. А это значит, что удельная теплоотдача на единицу площади составляет только 50 Вт. Определять расход пеллет в пеллетном котле за 1 час относительно 1 м2 будет некорректно, цифра выйдет маленькая и неудобная. Правильнее будет рассчитать вес гранул, сжигающихся за сутки.
Поскольку Ватт – это единица мощности, отнесенная к 1 часу, то за сутки на каждый квадрат помещения понадобится 50 Вт х 24 часа = 1200 Вт или 1.2 кВт. Для этой цели потребуется сжечь такую массу пеллет в сутки:
1.2 кВт / 4.25 кВт/кг = 0.28 кг или 280 грамм.
Зная удельный расход топлива, наконец можем получить полезные для финансовых вычислений величины, например, средний за сезон вес гранул, используемых за сутки и за месяц в доме площадью 100 м2:
Получается, что в месяц на отопление 1 м2 здания уходит 8.4 кг топлива. В то же время по отзывам пользователей на различных форумах на обогрев хорошо утепленного дома 100 м2, находящегося в средней полосе, уходит около 550 кг пеллет, что в пересчете на квадратуру выходит 5.5 кг/м2. Это значит, что расход пеллет в котле в размере 840 кг за месяц при квадратуре здания 100 м2 является очень укрупненным и пригоден для расчетов слабо утепленных домов.
Подведем некоторый итог в виде результатов вычислений для жилищ различной площади. Получились следующие месячные расходы пеллет на отопление частного дома:
Для справки. Во многих котельных установках контроллер имеет функцию, позволяющую видеть на дисплее расход гранул в килограммах за определенный период.
Устройство пеллетных котлов
Пеллеты, это твердое топливо, которое производят из отходов древесины, торфа и отходов агропромышленного комплекса. Фактически это прессованные гранулы небольшого диаметра, длиной до 5 см. Основное преимущество пеллет перед другими видами твердого топлива – малая зольность, соответственно необходимость очищать от сажи возникает реже, чем при использовании дров
Если для владельца дома важно влияние на экологию, то пеллеты наносят минимальный вред окружающей среде. Принципы работы пеллетного котла – пеллеты загружаются в бункер, затем они подаются в топку, где сгорают, выделяя тепло. Самое важное, что всеми процессами управляет автоматика
Т.е. если нужно быстро прогреть дом к приезду гостей, пеллетный котел будет сжигать топливо с максимальной скоростью, подавая пеллеты в топку при помощи шнека. Как только необходимая температура будет достигнута – оборудование перейдет на режим поддержания температуры, снизив скорость подачи топлива
Самое важное, что всеми процессами управляет автоматика. Т.е
если нужно быстро прогреть дом к приезду гостей, пеллетный котел будет сжигать топливо с максимальной скоростью, подавая пеллеты в топку при помощи шнека. Как только необходимая температура будет достигнута – оборудование перейдет на режим поддержания температуры, снизив скорость подачи топлива.
Горелки в котлах на пеллетах делятся на два типа – ретортные и факельные. Ретортная горелка представляющей собой чашу со щелями, в которую попадают пеллеты и воспламеняются под воздействием горячего воздуха. В горелках факельного типа пеллеты подаются на площадку, где от горячего воздуха создается факел, направленный горизонтально. Однозначных преимуществ нет ни у одного типа горелки, поэтому при выборе конкретного оборудования он не является решающим фактором.
Горелки факельного типа используются в линейке Metal-Fach Smart BIO. Smart BIO – собственная разработка компании, горелка выполнена в виде желоба. Рассчитана на сжигание пеллет и зерна. Конструкция топки допускает использование каменного угля и дров.
Большинство котлов на пеллетах оснащаются системой автоподжига. Отсутствие такой функции означает, что каждый раз процесс нужно запускать вручную, что значительно снижает удобство эксплуатации. При наличии автоподжига котел может начать прогревание дома самостоятельно по таймеру, датчику или команде с мобильного телефона.
Модель Metal-Fach SEG BIO позволяет разжечь огонь из любой точки планеты, просто отправив соответствующую команду с телефона или через Интернет. В экстренных случаях в качестве топлива можно использовать дрова или уголь, но предпочтительно использование пеллет.
Metal-Fach SD DUO BIO спроектирован для минимального воздействия на окружающую среду – он рассчитан на использование пеллет. Также может работать на угле эко-семечке, зернах пшеницы, виноградных косточках. Оборудование автоматизировано – есть автоматическая подача, автоподжиг, может управляться с сотового телефона и через Интернет. Кроме того, котлы серии SD DUO имеют водонаполненный колосник, что позволило увеличить теплосъем. Стоит отметить, что котлы SD DUO являются флагманом в линейке котлов польской компании Metal-Fach.
Алгоритм расчёта расхода угля
Котёл современного типа может эффективно работать и на каменном угле, и на буром. Но если есть возможность выбора, то лучше выбрать уголь высокого качества – антрацит. Именно он характеризуется самой высокой тепловой ёмкостью и сгорает почти без остатка. Однако и стоимость антрацита выше других сортов. Необходимо рассмотреть цену на топливо, доставку и его теплоёмкость, и выбрать оптимальный вариант.
Подсчитать расход угля в твердотопливном котле можно двумя способами. Самый первый – элементарный, при помощи ведра. Обычно уголь измеряют тоннами, однако навряд ли в вашем котельном помещении будут весы для аккуратного отвешивания требуемой дозы для загрузки.
Примерно, для обогрева жилища 200 м² будет уходить следующее количество угла:
- В сентябре-октябре одно ведро в сутки.
- С ноября по февраль – 10 вёдер.
- В марте-апреле около двух вёдер.
Если взять, что в месяце 30 дней и сложить все значения, то можно узнать общее число вёдер (780 вёдер). В килограммах получается:
780 х 18 = 14040 кг
Таким образом, за сезон отопления на обогрев жилища в 200 м² котёл на угле потребит немного больше 14 тонн каменного угля.
Второй способ подсчёта расхода угля в твердотопливном котле более научный. На сжигание 200 г угля уйдёт около 1 кВт тепла. Для уютного проживания во время отопительного периода необходимо приблизительно 50 000 кВт тепла:
50000 х 0,2 = 10000 кг (10 тонн)
Факторы, влияющие на уровень потребления твёрдого топлива
Вычислить, сколько потребляет твердотопливный котёл отопления, трудности не составит. Сложнее правильно подобрать исходные данные для выполнения расчётов.
Далее представлена методика подсчёта и одновременно приведён расчёт расхода количества дров для обогрева жилища в 100 м². Однако сначала рассмотрим исходные данные:
Если вы когда-нибудь пользовались печью, то, наверняка, в курсе, что при горении дров из различных деревьев исходит неодинаковое количество тепла. Допустим, полена из берёзы выделяют больше жара, чем тополь либо сосна. Это обусловлено разницей в плотности и тепловой отдаче пород деревьев. Ко всему, объём дров на 1 кВт теплоэнергии зависит от содержания влаги в них. Соответственно, чем выше влажность, тем больше тепла расходуется на испарение жидкости из дров, а на отопление жилища остаётся меньше. В итоге топлива на обогрев дома уйдёт больше.
То, насколько рационально будет использоваться энергия, находящаяся в топливе, зависит от коэффициента полезного действия того или иного теплоисточника. Допустим, камин или печь большинство энергии выделяют в атмосферу вместе с продуктами горения, поэтому и их теплоотдача достигает только 60 %. В то же время, твердотопливный или пиролизный (длительного горения) котёл работает с отдачей тепла 80 %. Данные нюансы стоит учесть при подсчёте расходов на обогрев жилья.
Значение тепловой мощности, требуемой для обогрева дома, лучше принять по расчёту, выполненному мастерами в период проектирования жилища. Однако часто такие данные у владельцев недвижимости не сохраняются. Поэтому количество дров и их стоимость можно узнать по усреднённому значению потребляемой мощности. Определяется стандартным способом: на отопление 10 м² уходит 1 кВт тепла при самых плохих условиях, а средний показатель за сезон составляет 0,5 кВт. Усреднённый показатель для жилища площадью 100 м² будет 5 кВт/ч.
Отопление частного дома пеллетами – за и против
Твердотопливный котел на пеллетах для дома с автоматической подачей топлива, как и любой другой вариант отопления, имеет как свои достоинства, так и недостатки. Рассмотрение плюсов и минусов помогает принять наиболее разумное решение, относительно целесообразности оснащения котельной оборудованием на древесных топливных гранулах.
В качестве недостатков выделяют следующее:
Зависимость от пеллет – несколько лет назад, гранулы хорошего качества было сложно достать, что существенно влияло на стоимость топлива. Сегодня, приобрести пеллеты растительного или древесного происхождения, не составляет труда. Заправки пеллетного котла хватает на несколько часов, суток или даже месяцев, в зависимости от выбранной модели. От пользователя требуется рассчитывать время работы и заранее докупать необходимое топливо.
Доводами «За» покупку пеллетного оборудования являются:
Экономичность – затраты на топливо несколько больше чем у газового котла, но, если учесть стоимость получения разрешений, необходимость в изготовлении проектной документации, оплату подведения газопровода, разница становится не настолько очевидной. Экономичные пеллетные котлы для дома, расходуют меньше сырья, чем конвекционные и газогенераторные твердотопливные агрегаты. Затраты на отопление меньше и по сравнению с электрокотлом.
Взвесив все доводы за и против приобретения пеллетного оборудования, многие покупатели приходят к выводу о целесообразности покупки теплогенератора данного типа.
Особенности пеллетных котлов
Естественно, что максимально эффективное отопление. исключающее излишний расход топлива, будет производиться котлом лишь в случае его правильной работы. Проверить эффективность котлов данного вида можно следующим образом — необходимо измерить температуру газов, выходящих из котла. Температура в пределах 120-150 градусов указывает на нормальную работу оборудования, в то же время ее повышение сигнализирует о том, что пеллетный котел неисправен.
При этом холод в доме не всегда указывает на неэффективную работу оборудования. Часто причиной некомфортной температуры являются теплопотери, вызванные низкой теплоизоляцией дома или невысоким качеством пеллет.
Многие владельцы загородной недвижимости, осуществляющие отопление при помощи пеллетных котлов, задают вопрос, можно ли использовать оборудование данного вида под другое топливо? Если изначально в функции котла производителем заложена возможность работы на другом твердом топливе, при отсутствии пеллет котел можно заправлять дровами или некрупным углем. Но при этом теряется главное преимущество, которым обладает пеллетный котел — его автономность.
Рассмотрев преимущества оборудования, работающего на пеллетах, нельзя не сказать о его недостатках. В первую очередь, это — необходимость регулярной чистки котла от золы, которую следует проводить не реже 2-3 раз в месяц. Это достаточно «грязная» процедура, часто требующая наличия мужских рук. Сегодня на рынке появились котлы, обладающие функцией самоочищения, но цена на них достаточно высока. Это делает их приобретение нецелесообразным при отоплении небольшого загородного дома.
Критерии выбора мощности пеллетного котла
Как выполнить расчет мощности пеллетного котла? Критерии следующие:
Площадь отапливаемого помещения
Площадь помещения — основной критерий для выбора котла. Температура зимой может опуститься значительно ниже среднего значения. Затраты на дополнительное утепление могут значительно превысить стоимость покупки более мощной модификации котла и доставить немало бытовых хлопот.
Материал стен
Разный материал имеет разную теплопроводность. Чем ниже теплопроводность стены, тем меньше потери тепла. Для расчета можно принять коэффициенты теплопроводности из СНиП 23-02-2003 и из СП 50.13330.2012.
Материал меняет теплопроводность в разных условиях эксплуатации, в частности, с повышением влажности. Коэффициент теплопроводности в разных условиях эксплуатации можно найти на сайте производителя.
Приведем среднюю теплопроводность некоторых материалов в нормальных условиях:
Толщина стен
Толщина стены определяется теплотехническим расчетом. Упрощают процесс расчета специальные комплексы, где пользователю нужно ввести исходные данные. Машина проведет расчеты и выдаст готовый результат.
Оконные и дверные проемы повышают теплопроводность. Чем больше площадь проемов, тем выше потери тепла. Использование современных металлопластиковых стеклопакетов позволяет частично решить эту проблему.
Температура в помещении
Стены — только часть источников увеличения теплопроводности. Теплообмен проходит через перекрытия, крышу. Наличие подвального помещения еще сильнее увеличит теплопотери. Для максимальной экономии ресурсов, нужно тщательно утеплить все конструкции.
Комфортной в помещении считается температура +22 — +240 С. Оптимальная влажность 60-80%. Обязательно должна быть обеспечена приточно-вытяжная вентиляция для создания полноценного воздухообмена.
Качество пеллет
Качество топлива играет решающую роль при обогреве жилья. Стоит использовать сырые пеллеты, и мощность котла упадет на 25-35%. Часть энергии, полученной при сгорании, пойдет на просушку некачественных пеллет
Крайне важно обеспечить оптимальные условия для хранения топлива. Прежде всего, это должно быть сухое и теплое место
Не малую роль играет и сырье. На западе такой вид топлива используется уже больше века. Система и критерии производства отработаны и стандартизированы на государственном уровне. Наша страна этим похвастать не может.
Для этого вида продукции не разработано единых стандартов качества. Каждое предприятие — производитель вынуждено ориентироваться только на собственный, увы, не богатый опыт. Существует высокий риск купить некачественную продукцию.
Пеллетные котлы могут работать почти на любых видах твердых отходов. Есть модели, которые поддерживают разные виды топлива. Но КПД таких котлов, как правило, значительно ниже.
Другие факторы
К другим факторам, влияющим на выбор пеллетного котла следует отнести:
Учесть в расчете все факторы просто невозможно. Их показатели со временем могут меняться весьма значительно. Например, зима может быть более холодной, чем всегда. Или скорость ветра, вместо привычных 4-6 баллов, составит 8 — 9.
Расход пеллетного топлива
Чтобы правильно оценить теплопотерю своего дома в интернете существует очень много разных методов, которые позволяют подсчитать расходы топлива на отопление дома. Но дело обстоит все в том, что данные методы основываются на использовании СНиП и прочих регламентов, тем не менее на практике получается все иначе. Если взять, например, за основу помещение площадью 130 м, то его потеря тепла в условиях низкой температуры часто не превышает 100 Вт в час. Этот показатель в первую очередь зависит не от самой системы отвечающей за отопление, а исключительно от самой конструкции помещения. Чтобы до конца разобраться в вопросе какое топливо наиболее выгодное во время отопительного сезона лучше подсчитать расход сразу нескольких видов материала. Имея полную информацию можно создать специальную таблицу для получения данных о расходе топлива. Проверить, результативно ли делает свою работу пеллетный котел, сможет каждый, для этого нужно измерить температуру газа на выходе. Оптимальной считается температура, которая имеет диапазон от 120-150°С.
В последнее время многие владельцы частных домов для обогрева помещений своего жилища используют прессованные гранулы, изготовленные из отходов самых разнообразных горючих материалов. Эти гранулы называют пеллетами. Те домовладельцы, которые только планируют установить в своем доме водогрейные котлы, использующие в качестве топлива пеллеты, интересуются нормами расхода этого топливного материала, а также количеством теплоты, выделяемой при его горении. Попытаемся осветить эти вопросы максимально подробно в пределах этой небольшой статьи.Как правило, выбор той или иной разновидности твердотопливных котлов основан на доступности и стоимости топлива. Кроме этого, многие владельцы частных домов стараются выбрать оборудование, за которым требуется минимальный уход. Иными словами, нет необходимости ежедневно наполнять топку, удалять продукты горения и т.д. Поэтому среди широкого ряда разновидностей котлов, работающих на твердом топливе, пеллетное оборудование наиболее востребовано.
Критерии качества топлива
Как можно догадаться, для выделения значительного количества тепловой энергии, пеллеты должны обладать соответствующим качеством. К сожалению, учитывая постоянно возрастающую популярность этого метода отопления, на рынке стали появляться некачественные образцы топлива от недобросовестных производителей или откровенных жуликов. Безусловно, применение кустарных технологий не позволяет добиться эффективной теплоотдачи. Среди многих владельцев пеллетных котлов распространено ошибочное мнение, якобы расход топлива зависит от цвета пеллет. Это вовсе не так. Качественные гранулы темного цвета сделаны на основе древесных фракций, в которых присутствует кора деревьев, светло-желтые изготовлены из отходов мебельной промышленности, а пеллеты темно-коричневого цвета произведены из отходов лесозаготовочной. Пеллеты высокого качества обладают достаточно высокой плотностью, численная величина которой превышает 1, поэтому они должны тонуть в воде.Также, немаловажным параметром, определяющим качество этой разновидности твердого топлива, является количество остающейся после полного сгорания пеллет золы (зольность). Согласно принятых в ряде европейских стран норм, этот показатель не должен быть более 1,5%. Иными словами, после сгорания 10 кг топлива должно оставаться не более 150 г золы. Если этот показатель будет выше, в ходе сгорания будет формироваться значительное количество шлака. А это существенно снижает производительность котла.
Кроме описанных выше характеристик, пеллеты высокого качества должны обладать следующими характеристиками:
Упаковка должна быть герметичной. Наиболее оптимальным считается вариант, когда в продажу гранулы поступают в специальных мешках, имеющих со своей внутренней стороны гидроизоляционную пленку. Подобная упаковка позволяет гранулам сохранять свои первоначальные характеристики качества на протяжении многих лет.
В настоящее время 1 кг топлива стоит от 6 до 10 рублей. Если в комплекте с котлом эксплуатируется бункер значительного объема, лучше всего приобретать топливо в больших мешках (бигбегах). Масса одного такого мешочка составляет 900 кг.
Видео на тему
https://youtube.com/watch?v=G4QwXU_uW6k