Кпд котельных на угле

Для современной котельной на жидком топливе КПД будет часто достигать 80% при том условии, что котельная чистая, без сажи. Однако, реальный КПД в среднем (у тех котельных, которые измерялись) примерно 65%. Чаще всего котельная не настолько чистая, чтобы она могла принять тепло от пламени и передать максимальное количество тепла воде.

Намного сложнее складывается ситуация, когда производители котельных начинают говоить о КПД, достигающем 95%. Непонятно, какие условия были при определении КПД, и какой КПД имеется в виду.

В технической/экономической области используется не менее 6 определений для КПД котельной. Поскольку многим людям неизвестны условия определения КПД котельной, поставщики, не боясь быть обвиненными во лжи, дают высокий КПД. Однако, эти высокие цифры не имеют ничего общего с действительностью плательщика за тепло.

КПД горения – количество энергии топлива, которое ОСВОБОЖДАЕТСЯ при сжигании.

Освобождение энергии топлива и ее переход в тепло в очаге (печке) котельной не говорит о высоком КПД котельной. КПД горения предоставляется некоторыми производителями котельных как КПД котельной, поскольку 1) цифра высокая (примерно 93-95%) 2) легко измерить КПД горения – нужно установить инструмент в дымовые трубы.

Освобождение тепла из топлива происходит в большинстве котельных с высоким КПД горения.

Следовательно: Освобождение энергии топлива плюс ее переход в тепло в очаге (печке) это не то тепло, которое принимается котлом!! Мы же заинтересованы в том тепле, которое принимается котлом!!

2. КПД КОТЕЛЬНОЙ

КПД котельной – количество энергии топлива, которое полезно используется, т.е. преобразовывается в другую энергонесущую среду.

Под другой энергнесущей средой подразумевается, например, теплая воды, которая обогревает дом.

КПД котельной – это наиболее используемое определение КПД во всех типах установок по сжиганию.

КПД котельной измерить сложнее, чем КПД горения, поэтому многие довольствуются только измерением КПД горения. На самом деле, КПД котельной на 10-15% ниже, чем КПД горения.

3. КПД ТОПОЧНОЙ ТЕХНИКИ

КПД ТОПОЧНОЙ ТЕХНИКИ ПОКАЗЫВАЕТ, КАК ЭФФЕКТИВНО происходит ГОРЕНИЕ И ПРИЕМ ТЕПЛА В КОТЕЛНЬОЙ. Даже эти расчеты часто представляются в результате анализа дымогарных газов.

Часто КПД топочной техники используется в качестве примерного аналога КПД котельной, так как техника измерения в данном случае легче. С помощью этой техники можно получить примерную цифру для КПД котельной: необходимо постоянно проводить анализ состава кислорода или СО2 в дымогарных газах. Отнимаются потери, так как, например, в золе/шлаках присутствует часть тепла (особенно это касается шлакообразующих видов топлива). Что касается жидкого топлива, то КПД топочной техники и КПД котельной примерно одинаков, так как жидкое топливо не содержит золы/шлаков. Но если использовать это понятие для угля или биотопливо, то погрешности (ошибки) значительно выше.

4. КПД УСТАНОВКИ

При вычислении КПД установки определяется отношение между общим объемом полезной энергии и общим количеством энергии. В общее количество энергии входит также "вспомогательная энергия", например, электрическая энергия необходимая для работы насосов котельной, вентиляции, дымоходов и т.д. Для установки на жидком топливе "вспомогательная энергия" соответствует примерно 1% от общей энергии топлива, для установок на твердом топливе "вспомогательная энергия" равняется 5% от энергии топлива.
КПД установки, таким образом, будет ниже, чем КПД котельной.

Определение КПД системы расширяет границы системы до:

– производства тепла с потерями
– распределения тепла с потерями в теплотрассах и т.д.
– использования тепла

Согласно UNICHAL (Международный союз поставщиков тепла) следующие типичные потери в трубах при распространении горячей воды в квартиры имеют место:

Швеция – 8% потерь в трубах, т.е. тепло отдается земле и окружению труб ЦТ
Дания – 20%
Финляндия – 9%
Бельгия – 13%
Швейцария – 13%
Западная Германия – 11%

Читайте также:  Электроводонагреватель эвпм 6 схема подключения на 220в

КПД в год в принципе соответствует КПД котельной, но тогда рассчитывается среднее КПД котельной в течение всего года. В КПД в год входят также периоды с плохим уровнем горением, например, при запуске котельной и т.д.

КПД в год зависит от размера установки, срока эксплуатации и т.д.

Если Вы задумали строительство загородного дома в том месте, где нет возможности подключиться к централизованному отоплению, перед Вами обязательно встанет вопрос выбора автономной отопительной системы. Довольно часто в таких случаях приходится довольствоваться установкой твёрдотопливного котла, использующего в своей работе энергию дров или угля. Современный рынок предлагает множество решений, производители обещают высокую теплоотдачу и КПД, а так же низкий расход топлива. Но стоит ли доверять обещаниям производителей? Данная статья поможет Вам разобраться в вопросе подбора мощности твердотопливных котлов и их КПД. Поможет выяснить нюансы работы твёрдотопливного котла и на сколько он эффективен.

КПД твёрдотопливного котла

Мощность твердотопливного котла системы отопления, а значит способность обогревать помещение – это конечно важный параметр, но не настолько, чтобы ставить его во главу угла. Нужно обратить внимание ещё и на то, сколько он потребляет топлива для этого. Соотношение данных затрат к количеству полезного тепла, выделенного котлом для обогрева дома называется коэффициентом полезного действия, или сокращённо КПД.

От чего зависит КПД твёрдотопливного котла (а соответственно и мощность)? В первую очередь от потерь полезного тепла, которое может происходить из-за недожога выделяемых при горении газов (благодаря чему кстати образуется сажа), качественных характеристик топлива и степени выброса в трубу энергии тепла. Об этих и других факторах, снижающих показатель КПД, будет рассказано далее.

Почему не стоит доверять рекламе

При просмотре рекламных объявлений, относящихся к мощности твёрдотопливных котлов, часто можно увидеть предложения, обещающие от 90% КПД и выше. Однако если Вы запросите какой-нибудь официальный протокол или акт, подтверждающий этот показатель – Вам его не смогут предоставить, и вот почему.

Чтобы составить подобный документ, необходимо провести испытания, используя для этого соответствующим образом стандартизованное топливо. В отношении угля или дров получить такое топливо нельзя – потому что они по своим характеристикам и составу являются самыми нестабильными в мире. Как можно получить постоянный показатель, используя непостоянные составляющие?

Нестабильность твёрдого топлива

Рассмотрим, в чём же заключается нестабильность угля или дерева в качестве топлива. Начнём с угля.

Различных марок угля, предлагаемого на рынке, бесчисленное множество. Каждая марка отличается по структуре, химическому составу и влажностью. Может состоять как из крупных кусков, так и из мельчайших частиц, и все они могут быть смешаны в разных пропорциях. Соответственно теплотворность угля каждый раз будет разная. Соответственно КПД и мощность твердотопливного угля также будет разной.

Если говорить о дровах – то здесь ситуация точно такая же. Поленья обладают разными размерами, хранятся при различной влажности воздуха, а значит способность выделять тепло у них будет различная. Так, например, если при влажности дров, равной 15%, их теплотворность будет равна примерно 4.3 кВт*ч на килограмм, то при 20% она уже будет меньше 4 кВт*ч на килограмм. При большей влажности этот показатель будет ещё ниже.

Естественно, что при таких разбросах гарантировать точные КПД и мощность твёрдотопливного котла, равный 90% — мягко говоря вводить в заблуждение.

Рассмотрим другие факторы, влияющие на показатель коэффициента полезного действия.

Неправильная подача воздуха

От того, сколько кислорода поступает в топку, сильно зависит работа пламени. Чтобы топливо нормально горело и отдавало максимальное количество тепла, ему необходимо строго определённое количество воздуха – не больше, не меньше. Если воздуха будет мало – углеводороды, выделяемые при горении, будут плохо окисляться, а значит будет меньше выделяться тепла. Если же воздуха поступает много, а он, как правило, поступает охлаждённый, снижается температура выделяемых газов и они не успевают сгореть (оседая опять же сажей на трубах) и выделить тем самым полезное тепло. Стоит заметить, что в воздухе содержится влага, на испарение которой так же тратится тепло (вместо того, чтобы обогревать дом).

Читайте также:  Пароизоляция для перекрытия между этажами

Большинство твёрдотопливных котлов, предлагаемых на рынке, работают по следующему принципу. В них установлен термостат, который регулирует температуру воды, циркулирующую по отопительной системе дома для его обогрева. Если вода становится слишком горячей – термостат уменьшает подачу воздуха в котёл (так регулируется мощность твердотопливного котла). Получается, что в тот момент, когда топливо разгорелось и КПД с мощность твердотопливного котла стало максимальным, а значит пламя стало нуждаться в большем количестве кислорода – термостат искусственно снижает КПД, ограничивая подачу воздуха.

После того, как температура снизилась, термостат опять начинает подавать воздух. Но к тому моменту топливо уже догорает и ему не нужно столько кислорода. Эффективность обогрева опять снижается за счёт охлаждения выделяемых газов, о чём было сказано ранее.

Получается, что принцип действия большинства твёрдотопливных котлов абсолютно противоречит понятию высокого КПД.

Холодные стенки котла

Обычно вокруг твёрдотопливного котла смонтирована ёмкость с водой, которая, нагреваясь, циркулирует по дому. Наличие воды способствует охлаждению стенок котла. Это опять же приводит к тому, что топливо не может нормально гореть. Его остатки вылетают в трубу и оседают на ней в виде сажи, не принеся никакой пользы. Ситуация усугубляется довольно тесным пространством в топке, что так же снижает количество кислорода, и без того низкое.

Круглосуточная потеря тепловой энергии

Для поддержания нужной температуры в доме твёрдотопливный котёл должен работать 24 часа в сутки. Теперь представьте, сколько за это время полезного тепла вылетает в трубу в виде сажи и несгоревших газов? КПД при такой работе никак не может быть 90%.

Здесь стоит упомянуть ещё такой тип котла, как пиролизный. В добавок к вышеуказанным недостаткам в его случае добавляется ещё два:

  1. Круглосуточно работающий вентилятор потребляет электроэнергию.
  2. Благодаря тому же вентилятору в котёл поступает избыточный кислород – снижается температура газов, они не успевают сгорать и улетают в трубу.

Ускоренное движение газов по трубе становится причиной снижения ещё одного параметра – КПД теплообмена. Из за особой конструкции котла пламя в нём не успевает догореть и поднимается в теплообменник, где и затухает, оставляя попутно сажу и выбрасывая в трубу не сгоревшие газы.

Необходимость постоянно следить за работой котла

В заключение стоит сказать о том, что мощность твёрдотопливного котла необходимо контролировать круглосуточно 7 дней в неделю. Вы не сможете нормально отлучиться, куда-нибудь уехать и оставить котёл без присмотра. Фактически Вы становитесь его заложником на все месяцы отопительного сезона.

Стоит ли устанавливать такой котёл – решать конечно Вам. Но всё-таки есть смысл поискать вариант более эффективный, экономичный и не имеющий таких требований к эксплуатации.

Мне не приходилось отапливаться твердотопливным котлом в стальном или чугунном исполнении. Есть, правда, несколько знакомых людей, использующих их, но сам я не применял. Однако, именно о них я намерен сегодня обмолвиться. О тех самых, которые используются для сжигания угля или дров.

Хотя, нет, Мастер, буду говорить только о тех, где применяется уголь. Дровяные котлы такого типа, как я уже говорил в статьях Топка котла. Конструкция. и Теплообменник твердотопливного котла. КПД., высокого КПД не могут иметь в силу своих конструктивных особенностей. К ним же отношу и те, что используют принцип "медленного горения" и даже пиролизные. Но это другая тема.

А насколько эффективны котлы, работающие на угле? Уже слышу хор голосов, что теплотворность у угля выше, чем у дров, и горит уголь долго, и отопление с такими котлами выгодно. Но я вот походил по форумам, послушал, где-то и пообщался, и знаешь, как-то уж очень мало довольных людей, отапливающихся углем. А те, кто доволен, либо лукавят, либо просто заблуждаются и не в состоянии дать объективную, расчетную оценку.

Читайте также:  Сколько стоит утеплить фасад квартиры

Один из таких примеров содержится здесь, где выводится такое заключение:

Системой доволен, считаю что очень хороший вариант с точки зрения дополнения существующей схемы ТТ+СО естественной циркуляции, минимальные затраты минимальный обьем работ, минимальные манипуляции при работе. Мудрость в простоте.

Однако, в дальнейшем обсуждении был произведен расчет и оказалось, что КПД его угольного котла не превышает 35%. Вообще, эти оценки типа "доволен", "очень доволен", "нравится" и т.п. – это чисто субъективные оценки и не могут претендовать на доказательность. Я больше люблю оперировать фактами, и цифры, расчеты для меня как раз те факты, с которыми не поспоришь.

Есть, конечно, люди, достаточно объективно оценивающие ситуацию. Не захлебываются от восторга, а пытаются найти причину неэффективности, разобраться, в чем дело. Вот такой пример. И еще пример, и есть немало таких.

Так в чем же дело? Почему эти котлы в большой массе не дают того КПД, который заявлен в их документации? По полученной информации я пришел к выводу: причин две. Это либо некачественное топливо, либо неправильные действия истопника, либо то и другое вместе взятое.

Ты ж знаешь, Мастер, топливо – вообще вопрос серьезный. А любой фирменный котел рассчитан на определенное качество топлива, в частности, угля. Но уголь этот в большинстве случаев, мягко говоря, "не соответствует". При своей высокой теплотворности он имеет массу различных фракций, от больших кусков до так называемого "штыба", что по сути является пылью.

И что особенно напрягает, так это то, что сжигание любой фракции угля требует своей технологии. Отклонения от нее немедленно сказываются на результате. Чтобы "выжать" из топлива максимум тепла, надо быть достаточно грамотным и опытным в этом отношении истопником. Вот еще пример, где осуществляется попытка найти нужный алгоритм работы с углем.

Лично мне во всем этом не нравится еще то, что использование угля в качестве топлива должно осуществляться в отдельном помещении, в отдельной котельной. Вряд ли кто-то решится возиться с углем в жилом помещении. Это же не печка, возле которой можно и ковры расстелить.

Казалось бы, ну и что? Отдельная котельная – разве плохой вариант? Да, отдельная котельная – плохой вариант. Хотя бы потому, что это дополнительные теплопотери. Те теплопотери, которые возникают через стены котельной. А это опять же снижение общего КПД системы отопления в целом. Я уж не говорю об увеличении стоимости в строительстве дома.

Еще вопрос трудоемкости в работе с углем. Приверженцы угольного топлива нередко говорят: "ах, эти дрова заготавливать, пилить, колоть, таскать, сушить. ", но почему-то умалчивают при этом о тоннах перетасканного ведрами угля, а потом еще о тоннах перетасканного шлака (его тоже надо куда-то вывозить, не на огород же!), о килограммах вдыхаемой легкими угольной пыли, а также о дозах радиоактивного облучения, которому подвергаются не только сами истопники, но и все их близкие.

Радиоактивность угля и его производных давно и широко известна, непонятно лишь, почему это топливо до сих пор разрешается применять в индивидуальных системах отопления, которые по определению не могут быть достаточно высокотехнологичными, обеспечивающими минимальный урон здоровью и экологии в целом. Хотя, как раз на этот-то вопрос ответ тоже известен: бизнес. Кривой, циничный бизнес, не подчиняющийся законам общечеловеческой морали.

И я подумал – надо построить 1-эт. домишко площадью о 100-120 квадратах. Утеплить его в соответствии с нормативами, добиться теплового расхода в 50 ватт/м2 и жить на электричестве. Оно у нас по 2,31 руб/квт стоит – в червонец/месяц можно умещаться в три холодных зимних месяца. Для поддержки штанов иметь дровяной котел и еще камин охота в доме.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *