Как рассчитать расход пеллет для отопления дома
Среди твердотопливных отопительных котлов пеллетные агрегаты выгодно отличаются автоматизацией и нетребовательностью к обслуживанию. Однако котел, работающий на гранулированном топливе, относится к дорогостоящему оборудованию. Чтобы понять, можно ли экономить на топливе за счет эффективности пеллетного агрегата, требуется рассчитать затраты на энергоноситель в течение отопительного сезона. Рассмотрим, как подсчитать приблизительный расход пеллет на обогрев частного дома.
Расход пеллет на отопление
Как рассчитать реальное потребление пеллет?
Пеллеты представляют собой гранулы, изготовленные из растительного сырья. Топливо фасуют в мешки или поставляют россыпью, при этом единицей измерения является килограмм. Это удобно для выполнения подсчетов реального расхода энергоносителя — нет необходимости пересчитывать вес в объем, так как удельную теплоту сгорания принято измерять в киловаттах на килограммы.
Исходные данные
Чтобы рассчитать теоретический расход гранулированного энергоносителя для отопления дома, необходимо знать:
- потребность дома в тепловой энергии (тепловую нагрузку на отопительную систему) — измеряется в кВт;
- КПД выбранного котельного агрегата, работающего на пеллетах;
- расчетную величину теплоты сгорания топлива;
- стоимость тонны топливных гранул в регионе (это даст возможность определить финансовые затраты на отопление).
Среди указанных данных сложнее всего определить реальную тепловую нагрузку, поскольку это требует профессиональных теплотехнических расчетов. Учитывается площадь дома, материалы, из которых он возведен, качество утепления, климатические условия в регионе. В идеале подсчет теплопотерь ведется для каждого отапливаемого помещения в отдельности, исходя из количества внешних стен и оконных проемов, расположения относительно сторон света и преобладающей розы ветров.
Если нет возможности прибегнуть к услугам инженера-теплотехника, тепловая нагрузка и расход энергоносителя рассчитывается приблизительно. Существует два способа подсчетов:
- Исходя из удельного потребления тепловой энергии на один квадратный метр площади дома. Для климатических условий средней полосы России расчет ведется исходя из следующих цифр (при условии, что высота потолков не превышает 2,8м):
- 100 Вт/м 2 для комнаты с одной наружной стеной и одним окном;
- 110 Вт/м 2 для помещения с двумя наружными стенами и одним окном;
- 120 Вт/м 2 для комнаты с двумя наружными стенами и двумя окнами.
- Исходя из удельного потребления тепловой энергии на кубический метр объема дома. Такой расчет производится, если высота потолков превышает 2,8 метра. Кубатура обогреваемых помещений суммируется и умножается на 40 Вт.
Как теряется тепло из здания
В абстрактных расчетах, которые приводятся для примера, принято считать, что для индивидуального дома площадью 100 м 2 тепловая нагрузка составляет 10 кВт.
Чтобы узнать КПД пеллетного котла, достаточно заглянуть в технический паспорт теплогенератора. Данный показатель зависит от особенностей марки, качества исполнения. Ведущие производители отопительной техники, к примеру, Buderus и Viessmann, указывают КПД своих котельных агрегатов на уровне 85%. У котлов средней ценовой категории показатели ниже. Для приблизительных подсчетов используется цифра 80%.
Расчетная теплота сгорания гранулированного топлива варьируется в диапазоне от 4,9 до 5,2 кВт/кг, поскольку теплоотдача пеллет зависит от характеристик сырья, из которого они получены, технологии и качества изготовления, уровня влажности. Для вычислений берется средний показатель — 5 кВт/кг.
Рассчитываем расход
В результате комплексных расчетов мы узнаем, сколько топлива в среднем в месяц расходует пеллетный котел во время отопительного сезона, и вычислим, во что обойдется покупка энергоносителя. Для наглядности будем рассчитывать расход пеллетного котла для дома, площадь которого составляет 100 кв. м.
Пеллеты низкого качества
Первое действие . Определяем, сколько тепловой энергии, полученной сжиганием одного килограмма пеллет, тратится на нагрев теплоносителя, поскольку некоторая часть улетучивается в трубу вместе с дымовыми газами. Для вычисления требуется теплоту сгорания пеллет (5 кВт/кг) умножить на КПД котельного агрегата (80%), разделенного на 100:
5 × 80 / 100 = 4 кВт/кг.
Второе действие . Чтобы в дальнейшем было проще вести вычисления, определим, сколько пеллет необходимо сжечь в котельном агрегате с КПД 80%, чтобы получить 1 кВт тепла:
Третье действие . Когда речь идет об удельном потреблении тепловой энергии, и для дома в 100 м 2 указывается расчетное значение 10 кВт, речь идет о самых холодных днях в году — мощности отопительного агрегата должно хватать на то, чтобы полноценно отапливать дом в морозы. При этом в течение отопительного сезона погода меняется, и температура колеблется в широком диапазоне. В среднем реальное удельное потребление тепловой энергии вдвое меньше расчетного показателя, т.е., в нашем случае — 5 кВт. Данное количество тепла тратится за час, поэтому в сутки потребуется:
Соответственно, за месяц: 120 × 30 = 3600 кВт.
Четвертое действие . Чтобы определить, сколько килограммов пеллет понадобится в среднем на месяц отопительного сезона для дома 100 м 2 , нужно вычисленное количество тепла умножить на показатель расхода энергоносителя на получение 1 кВт тепловой энергии:
3600 × 0,25 = 900 кг.
В средней полосе России продолжительность отопительного сезона составляет 7 месяцев, следовательно, на этот период понадобится 900 × 7 = 6300 кг пеллет, т.е., 6,3 тонны гранулированного топлива.
Используя указанные формулы, не составит труда вычислить среднемесячную потребность в энергоносителе для домов другой площади:
- расход пеллет на отопление дома 150 м 2 – 1,35 тонны;
- расход пеллет на отопление дома 200 м 2 – 1,8 тонны.
Пеллеты из рапсовой соломы
Реальный расход
Базируясь на приведенных выше расчетах, можно вычислить теоретический расход топливных гранул в сутки: 120 × 0,25 = 30 кг для абстрактного дома площадью 100 м 2 .
Среднее расчетное значение отличается от реальных показателей расхода топлива, поскольку не учитывается множество внешних факторов, влияющих на потребление энергоносителя. Как показывает практика, для дома на 100 м 2 требуется от 15 до 60 кг гранулированного топлива в сутки.
Для расчета реально необходимого количества пеллет, нужно максимально точно определить потребность дома в тепле и обратить внимание:
- на характеристики выбранного (доступного) гранулированного топлива;
- на погодные условия в местности проживания;
- на показатель эффективности работы пеллетного теплогенератора.
Если вы планируете приобрести пеллетный котел, рекомендуется предварительно изучить отзывы домовладельцев, использующих данный вид оборудования. Это поможет объективно оценить эффективность теплогенератора и сделать выводы о его экономической эффективности.
Виды гранулированного топлива
Пеллеты, изготовленные методом прессования отходов дерево-перерабатывающего производства и растениеводства, относят к экологически чистому топливу. При их производстве не используются посторонние добавки – частички растительного сырья склеиваются между собой благодаря выделившемуся под давлением лигнину.
В качестве сырья для изготовления пеллет могут применяться самые различные материалы
Теоретические расчеты расхода топлива, приведенные выше, базируются на показателях теплотворной способности качественных пеллет из чистого древесного материала. У более дешевых гранул, в состав которых входит кора и другие включения, теплоотдача ниже, при этом они сгорают с образованием большого количества золы. Если постоянно использовать дешевое топливо, придется часто выполнять очистку котла.
Самыми дешевыми пеллетами являются гранулы из аграрных отходов. Их теплоотдача составляет около 4 кВт на кг. Соответственно, для получения расчетного количества тепла придется покупать и сжигать больше топлива.
Экономить на качестве пеллет не только не выгодно, но и опасно — недобросовестные производители вводят в состав добавки, которые при сгорании способны повредить горелку теплогенератора. Для утяжеления топлива в пеллеты могут подмешать песок.
Вывод
Пеллетные котлы пользуются растущим спросом — автоматизированные агрегаты избавляют от необходимости регулярно загружать топливо вручную. Вычисляя, сколько пеллет потребуется на отопительный сезон, выполните расчет для гранулированного топлива с разной теплотворной способностью, чтобы выяснить, какой из доступных вариантов предпочтительнее.
Экономия на качестве энергоносителя оборачивается неэффективным сжиганием топлива, то есть, лишними финансовыми затратами. Кроме того, отопительное оборудование быстрее выйдет их строя.
Не забудьте, что неправильное хранение приводит к набору влаги древесным топливом, что снижает его теплоэффективность. При подсчетах затрат на отопление обязательно включите стоимость доставки энергоносителя.
Расход пеллет для отопления теплицы
Теплицы с высокими теплоизоляционными способностями, например, обшитые сотовым поликарбонатом, могут эксплуатироваться круглогодично. Естественно, нужно будет установить подходящий теплогенератор, чтобы зимой и в межсезонье обеспечивать нормальный температурный режим.
Твердотопливные отопительные приборы рассматриваются для этих целей довольно часто, но не менее часто от них отказываются. Дело в том, что человеку приходится постоянно выбирать золу, перемещать задвижки, вручную (причём не совсем точно) регулировать производительность. А самое главное — необходимо периодически загружать новые порции топлива, из-за чего ночью, когда холоднее всего, поддерживать комфортные для растений условия крайне сложно.
Как работают пеллетные теплогенераторы
Чем топят такие агрегаты
Изюминкой пеллетного котла является топливо, на которое он рассчитан. Это сравнительно маленькие гранулы примерно одного размера в партии, которые прессуются из заранее измельчённых горючих материалов. Диаметр каждого бочонка порядка 5-8 мм, длина — от 5 до 50 мм. Пеллеты поставляют в мешках или насыпом.
Из автоцистерны топливо задувается в хранилища.
Чаще всего пеллеты (пилеты, пеллетсы) изготавливают из натуральной древесины — щепок, коры, стружки. Это самые качественные гранулы, которые дают больше всего тепла. Также активно используется торф и отходы сельскохозяйственной деятельности, такие как: шелуха, жмых, солома, сухой помёт. В некотором количестве в сырьё может вводиться переработанная бывшая в употреблении древесина, в основном различные плиты, типа фанеры или ДСП/МДФ.
То есть, по сути, источником энергии является то, что раньше приходилось утилизировать.
Важнейшими характеристиками твёрдого гранулированного биотоплива является его сыпучесть и повышенная теплотворность.
Устройство и принцип работы пеллетного котла
Основные узлы находятся в металлическом корпусе, внутри него могут располагаться также дополнительные элементы отеплительной системы: насос для принудительной циркуляции теплоносителя, расширительный бак, предохранительные клапаны. Горелка представляет собой чашу или перфорированный кузовок. Возле неё располагается вентилятор для нагнетания воздуха. Камера сгорания собрана из нержавеющей стали, она довольно компактная, так как объёмное топливо не используется. Теплообменник водяного контура имеет форму трубчатого змеевика или плоской «рубашки», материал — сталь или чугун. Удаление продуктов горения выполнено принудительным, поэтому ещё один вентилятор играет роль дымососа.
Особым элементом конструкции является бункер, в котором хранится некоторый запас топливных гранул. Обычно он выносной и вмещает объём топлива, которого должно хватать на несколько дней или недель. Есть модели с небольшой встроенной емкостью, которая рассчитана на обеспечение работы устройства в течение суток. Между бункером и камерой сгорания находится узел транспортировки гранул, как правило, это шнек, но применяется также пневматическое нагнетание гранул по трубе.
Итак, пеллеты загружаются в ёмкость. При помощи винтового шнека гранулы попадают на поддон горелки. Посредством специальных ТЭНов осуществляется автоматический (либо реализован ручной) розжиг. Пользователь, используя панель управления, устанавливает необходимый режим работы, он может программировать работу и контролировать её дистанционно через модуль GSM. В процессе функционирования агрегата топливо продолжает по мере сжигания подаваться к горелке. Автоматика, в свою очередь, учитывая показания различных датчиков, корректирует работу наддувных вентиляторов, отвечающих за подачу воздуха и отвод дыма. Так при достижении установленных параметров шнек приостанавливается, и прекращается доступ воздуха в топку — котёл уходит в режим ожидания.
Разводка тепла осуществляется с использованием жидкостного теплоносителя. Для теплицы, конечно, предпочтительнее будет антифриз, который не замерзает при минусовых температурах. В любом случае, можно подключить к системе радиаторы и регистры, либо уложить в грунт трубы водяного тёплого пола.
Типы пеллетных теплогенераторов
Есть четыре типа устройств:
- Камины на пеллетах для теплицы. Эти агрегаты нельзя назвать котлами, так как теплообменниками многие из них не обладают, а способны только греть воздух в небольшом помещении.
- Пеллетный котёл — классика, работающая только на гранулах.
- Частично универсальный котёл. В нём пеллетная горелка может демонтироваться, и некоторое время в той же топливной камере допускается сжигание дров или торфа.
- Универсальный котёл имеет две отдельные топки. Одна — для пеллет, а другая — для других видов топлива.
Очевидно, что наиболее удачными решениями для обогрева сооружений закрытого грунта будут универсальные и условно универсальные котлы, позволяющие выбирать топливо в зависимости от сложившихся обстоятельств.
Плюсы и минусы котлов на пеллетах для теплицы
