Как рассчитать расход угля в котле на отопительный сезон

Показатели качества угля

Данный вид топлива имеет множество характеристик, по совокупности которых определяется его сорт и марка.

Но для правильной эксплуатации котла достаточно знать основные:

Калорийность (теплота сгорания). Это свойство показывает количество энергии, выделяемой при сжигании единицы топлива, — измеряется в ккал/кг. Коксующиеся угли дают наибольший выход тепла — до 8700. Антрациты близки к ним по калорийности — до 8600. Бытовые твердотопливные котлы чаще не предназначены для использования в них коксующихся углей: конструкция колосника может пострадать (подплавиться) из-за высоких температур.

Особенности системы отопления на угле

Обычно те, кто устанавливают себе котлы на твердом топливе, сразу же начинают понимать, что с такой системой приходится постоянно работать: это относится как к подбрасыванию каменного угля для отопления, так и к проверке показаний приборов. Кроме того, наблюдаются частые перепады температуры из-за того, что топливо неравномерно горит. Камеру сгорания и духовку нужно чистить. Сейчас многие используют бытовые котлы на угле с длительным горением – и для отопления жилых помещений, и для обогрева коммерческих.

Способы расчета количества угля на зиму

Большинство хозяев частных домов предпочитают делать заготовки на весь отопительный сезон.

В европейской части России он длится с сентября по апрель. В зависимости от климатических условий в разные месяцы тратиться отличительное количество угля.

Другие факторы, влияющие на расход твердого топлива:

• марка и конструкция котла;
• вид отопления;
• сорт угля;
• технические характеристики строения и т.п.

3 распространенных способа расчета расхода угля, применяемые хозяевами частных домов:

1. Практический. Его применяют, если на котел нет технической документации и нужно экспериментально определить расход угля за условный период. Для этого рекомендуется купить 100-150 кг (несколько мешков) топлива и посмотреть, сколько его тратится для поддержания комфортной температуры в доме за 1 сутки в течение недели. На основании полученного результата можно рассчитать расход на месяц или весь сезон.
2. Примерный. Он заключается в знании средней, экспериментально установленной нормы потребления угля в европейской части России. Например, для отопления дома площадью 100 м² нужно: в сентябре и апреле 1 ведро (8 кг); декабре, январе, феврале — 3-4; в марте и октябре — 1-1,5. Произведя умножение нормы на количество дней в каждом месяце и суммировав результаты, можно получить количество угля на весь период отопления.
3. По мощности котла. Он основывается на стандартной формуле — на обогрев 10 м² площади нужно использовать 1 кВт. На практике этот показатель достигается в сильные морозы. При средней сезонной температуре топлива расходуется меньше. Например, дом площадью 150 м² нуждается в котле на 15 кВт. Для поддержания комфортной температуры в течение суток нужно расходовать 15 х 24 = 360 кВт энергии. 1 кг каменного угля дает 7,5 кВт. На обогрев дома нужно (в сутки) 360 / 7,5 = 48 кг. Сделав поправку на паспортный КПД устройства, можно получить более точный результат.

В апреле, сентябре расчетный показатель расхода угольного топлива уменьшается на 50-75 % от пиковых зимних месяцев; в марте, октябре на — 30-50%.

Теплотехники называют последний способ расчета условным и способным дать погрешность до 15-20 %.

Принцип функционирования котла на угле

Котлы на угле обладают немного иным процессом горения, чем в других системах. Внутри устройства огонь горит не снизу вверх, а наоборот. Благодаря этому увеличивается время горения одной партии угля и обеспечивается максимально полное его сгорание.

В котле происходит практически такой же процесс, как и горение обычной свечи. Уголь горит долго, тепло, которое при этом получается, — идет в теплообменник. При горении воздух приходит сверху с помощью специального вентилятора. Топочная камера в котле, который использует отопление углем в частном доме, может быть довольно больших размеров и доходить объемом до 500 литров. Это значит, что за один раз можно загрузить много разного топлива, которое будет греть дом несколько дней.

Брикеты для отопления

Твердотопливный котел длительного горения

В таких котлах также предусмотрены датчики регулирования температуры. Применение каменного угля позволит уменьшить количество вредных веществ, которые появляются в результате сгорания. Котлы для угля состоят из топки, где и происходит этот процесс, теплообменника для нагрева угля, колосника. Теплообменник может быть из стали или чугуна. Стальные котлы для угля – немного дешевле, а чугунные – прослужат больше времени.

На сегодняшний день отопление углем стало практичным решением для тех людей, которые любят отдыхать на даче.

И один из важнейших вопросов в обустройстве системы отопления – это стоимость оборудования. К сожалению, многим стоимость устройства покажется довольно высокой – ведь даже самые дешевые модели котлов стоят не менее 20 000 рублей.

Для тех, у кого небольшие дачные домики и другие сооружения, которым необходим обогрев, – подойдут отечественные модели котлов на угле небольшой мощности.

Отечественный твердотопливный котел

Особенности хранения топлива

Для обеспечения жилого дома углем на осенне-зимне-весенний период хозяева должны предусмотреть условия его хранения. При их правильной организации эксплуатация твердотопливного оборудования станет безопасной и будет достигнут максимальный КПД агрегата.

Основные из условий хранения:

• легкость доступа к топливу для транспортировки его к печи;.
• наличие возле дома специального складского помещения и поддержание в нем комфортных условий;
• хорошая освещенность и достаточная вентиляция для проведения погрузочно-разгрузочных работ и др.

При полной загрузке склада топливом на весь холодный период должно выполняться главное условие его хранения — он не должен потерять свои функциональные (горючие) свойства. Главная слабость каменного угля после добычи и поднятия его на поверхность — это окисление. Чем крупнее его куски, тем больше времени они сохранят свои свойства. Например, уголь фракции более 100 мм может храниться (без потери качества) до 3 лет, а мелкий — меньше 1 года. Последний рекомендуется закупать только на 1 сезон.

Требования к месту и условиям хранения:

• топливо желательно расфасовать в мешки или ящики из дерева;
• в помещении (кроме времени погрузки-разгрузки) должно быть темно;
• если уголь засыпается в специальную яму, то его нужно утрамбовать для снижения воздушной прослойки;
• если топливо хранится во дворе, то его желательно закрыть крышкой или плотной полиэтиленовой пленкой;
• помещение под склад должно быть объемным: годовая потребность угля (для 100 м² площади — 4 м³ топлива) + проход + 5 % запаса;
• склад должен быть оборудован дренажными системами для отвода: грунтовых, талых, дождевых вод.

Запрещения к месту расположения помещения хранения:

• его нельзя оснащать коммуникациями: электрическими линиями, газопроводом, теплоцентралью;
• оно не должно находиться над подземными: трубопроводами, газопроводами, электрическими кабелями и т.п.

Хозяевам нужно помнить: при нарушении условий хранения каменный уголь может воспламениться.

Поэтому мелкие кусочки необходимо хорошо уплотнять, не оставляя воздушных прослоек, чтобы избежать самовозгорания.

Почему выгодно использовать уголь

Эксплуатация современных твердотопливных котлов не доставляет практически никаких хлопот. Особенно, если домовладелец предпочитает уголь — эффективное, безопасное, удобное и экономически выгодное топливо. По сравнению с другими видами последнего он имеет массу преимуществ:

• отличается высокой теплоотдачей, позволяющей получать гораздо больше тепла на единицу отапливаемой площади;
• не боится влажности;
• не нуждается в специальных герметичных емкостях для хранения;
• продается в удобной упаковке, в которой его можно без труда транспортировать в городской дом или на дачу.

Установка угольного котла позволяет не зависеть от наличия в зоне досягаемости газопровода, что особенно актуально для жителей частного сектора. Кроме этого, такой вид отопительного оборудования можно монтировать без специального разрешения, чего нельзя сделать, например, купив газовый котел.

Дополнительную выгоду использования угля в качестве топлива обеспечивает особая конструкция современных котлов. С годами усовершенствовался не только внешний вид оборудования, но и способ сжигания топлива, а, соответственно, и его расход.

Во-первых, отпала необходимость несколько раз в день подсыпать уголь в топку и вычищать шлак. Современные котлы имеют большие камеры сгорания и специальные безопасные бункеры для хранения топлива, из которых оно по мере надобности автоматически подается в топку посредством транспортера. В камеру сразу можно загрузить столько угля, сколько необходимо для непрерывной работы системы в течение 10-12 часов, а объем бункера рассчитан на 6-7 дней постоянного горения котла.

Топочные камеры в современных моделях отопительного оборудования полностью герметичны и оснащены специальными системами вентиляции, благодаря которым корректируются сила горения угля и степень нагрева системы. За счет принудительной подачи оптимального объема воздуха топливо выгорает практически полностью, оставляя после себя минимальное количество отходов, что и позволяет существенно снизить его потребление.

Популярные марки твердого топлива

На протяжении многих веков человек использует различные его виды для заданных целей (плавка металлов, обжиг керамики и т.п.). Но для отопления используются не все марки угля, а подходящие по специфическим свойствам.

Таблица 1. Популярные марки топлива и их особенности

№	Название	Преимущества	Недостатки
1	Длиннопламенные (Д)	Легко загораются; выделяют достаточно много тепла; имеют невысокую стоимость;	Большое выделение печного газа и дыма
2	Длиннопламенные газовые (ДГ)
3	Антрацит (А)	Содержит большой процент углерода; горит почти без дыма; остается мало золы и шлака	Длительное разгорание; высокая стоимость
4	Слабоспекающиеся (СС)	По качественным характеристикам уступают остальным видам, но имеют низкую стоимость
5	Тощие (Т)

К востребованным фракциям угля для отопления частного дома относят:

• О (орех) — от 25 до 50 мм;
• К (крупный) — от 50 до 100 мм;
• С (семечки) — от 6 до 13 мм;
• М (мелкий) — от 13 до 25 мм.

Итоги

Отопление дома углем – это хорошее решение, в совокупности с которым можно применять еще и угловые радиаторы отопления. За теплопотери при такой системе опасаться не нужно, такие устройства ставятся в углы, даже за котлом.

Уже не одно десятилетие котлы на угле показывают, что они достойны и состоятельны как отопительная система.

К тем неоспоримым достоинствам, которые обусловливают популярность котлов на угле, относится, несомненно, то, что здесь можно использовать не только уголь, но и другие виды топлива – древесину твердых пород, брикеты, торф, опилки и др. Котлы на угле – экономичны и имеют высокую теплоотдачу, горение – длительное, а сам котел можно использовать весь сезон отопления без затухания.

Среди недостатков отопления на угле – необходимость постоянно закладывать топливо и утилизировать отходы. Также везде будет угольная пыль, даже если работать аккуратно. Уголь приходится заготавливать.

Критерии выбора

Главным из них является модель котла. Если производитель технически предусмотрел использование 1-2 марок угля для работы в штатном режиме, то вопрос выбора отпадает: необходимо применять только указанные в инструкции по эксплуатации виды топлива.

В остальных случаях теплотехники лучшим вариантом считают антрацит. Хотя существует много нюансов, когда выгоднее использовать менее дорогие марки. Также определяющим критерием выбора является размер фракции: мелкая воспламеняется и горит быстрее крупной, но требует чаще новой закладки.

По этому критерию отдают предпочтение «орехам» (50 мм) и крупному (до 80 мм). Такой уголь будет гореть дольше и давать больше тепла.

Крупные месторождения угля

Угольным бассейном называют место, где залегает уголь. Во всём мире насчитывается свыше 3,5 тыс. угольных бассейнов. Суммарно площадь всех бассейнов занимает 14,9 % земной суши. Страной, в которой больше всего находится залежей угля, является США. Мировой запас там составляет 23%. Следующей страной является Россия, в которой находится около 13% мирового запас. С 11 процентами следующим третьим лидером идёт Китай. В Соединённых Штатах, Аппалачский бассейн – место, с самыми крупными залежами во всём мире. 1600 миллиардов тонн — запасы этого месторождения.

В нашей стране самым большим бассейном является Кузнецкий. Место положения – Кемеровская область. По его запасам насчитывают около 640 млрд. тонн.

Как правильно топить твердотопливный котел

Процесс эксплуатации устройства состоит из следующих этапов:

1. Предварительный розжиг. На колоснике необходимо сделать небольшой костер из бумаги и древесной щепки. Можно использовать другие материалы: ветки, бересту, опил. Сверху разместить крупные полена и поджечь. Для обеспечения циркуляции воздуха не стоит компоненты костра закидывать слишком плотно друг к другу.
2. Первичная закладка. Она производится на угли кострища, небольшой порцией, примерно 1-2 пригоршни обеих рук. Чем меньше будет фракция топлива, тем быстрее произойдет возгорание. Затем нужно периодически ворошить куски угля для качественного разжигания.
3. Когда первая партия топлива разгорится, можно досыпать следующую. Теперь уже можно брать куски большего размера.

Далее нужно следить за котлом и по мере необходимости досыпать топливо. По инструкции ясно, что кроме угля в процессе розжига агрегата участвуют другие материалы. Поэтому хозяевам необходимо сделать запас дров и щепы с расчетом сезонной потребности. Хранить их лучше под навесом или в другом помещении для сохранения сухими.

Активированный уголь для промышленной водоочистки

Данный активированный уголь из скорлупы кокоса является углем средней активности, используется в различных сферах водоочистки, обычно в стационарных абсорберах. Он более высокоэффективен при дехлорировании по сравнению с активированным углем на основе каменных углей. Благодаря множеству микропор этот активированный уголь хорошо адсорбирует тригалометаны или метилтретбутиловый эфир, а также другие дезинфецирующие вещества. Данная марка активированного угля широко используется в разливочных машинах безалкогольных напитков, пивоварнях и водоочистных компаниях.

Стандартный анализ	Характеристики	Метод анализа
Йодное число, мг/г	1000–1500	ASTM D4607-94
CTC (Активность по четыреххлористому углероду), %	50–100	ASTM D3467-88
Насыпная плотность, г/см³	0.45–0.55	ASTM D2854-96
Твердость, %	95–98	ASTM D3820-79
Влажность, %	ASTM D2867-99
Зольность, %	ASTM D2866-94
Значение pH	6–11	JIS K1474 ASTM D2862-82

Распределение частиц по крупности 4×8 USS, 6×12 USS, 8×16 USS, 12×30 USS, 20×40 USS, 40×100 USS

Меш	больше (+4, +6, +8, +12, +20, +40)
Меш	в диапазоне (4–8, 6–12, 8–16, 12–30, 20–40, 40–100)	> 90%
Меш	меньше (−8, −12, −16, −30, −40, −100)

70×325USS: Согласно отчету

Примечание: стандартный анализ является усредненным анализом, данные основываются на практическом опыте производства, могут меняться в зависимости от сырья и требований Заказчика.

Сферы применения

• дехлорирование;
• удаление озона;
• устранение тригалометана или метилтретбутилового эфира;
• устранение запахов и вкусов;
• устранение пестицидов и других растворенных загрязнителей;
• защита обратноостомитических мембран и смол.

Преимущества

• Структура пор. Каждый углеродосодержащий материал имеет свойства для формирования внутренних пор различного размера. Обычно торф и лигнит имеют достаточно большие поры. В углях на основе каменного угля в основном формируются поры с разными размерами. Угли на основе кокосовой скорлупы имеют больше микропор и меньше макропор.
• Необходимая структура пор для максимальной адсорбции.
• Эффективен при обратной промывке.
• Способен к регенерации.
• Высокоэффективен при дехлорировании.

Что делать, если топливо горит плохо

На форумах в интернете люди, использующие печь или котел для обогрева помещения, поднимают данный вопрос. Ответы специалистов-теплотехников можно совместить по нескольким характерным признакам некачественной работы оборудования в 4 группы.

Таблица 2. Решения проблемы с низким качеством горения

№	Причина ухудшения горения	Способ ликвидации
1	Засорение дымохода и каналов	Тщательная прочистка всей конструкции
2	Использование старого угля. Отмечается, что уже на второй год хранения топливо горит хуже	Приобретение свежего угля (текущего года выработки)
3	Износ устройства топки, прогорание колосника	Ремонт с заменой изношенных узлов
4	Повышенная влажность угля	Просушка на свежем воздухе в сухую и ветреную погоду

Нюансы покупки угля

В розничной торговле предлагаются многие виды углей для мангала непосредственно от производителя: березовые, кокосовые, дубовые, осиновые или специальные брикеты.

Любой из сортов угля имеет свою специфику применения и обладает обособленными характерными особенностями

Березовые – самый дешевый и беспроигрышный вариант. Качественные угли из этой древесины обеспечивают равномерный жар, не выделяют при тлении неприятных запахов, достаточно долго горят и отлично подходят для любых кулинарных устройств: мангалов, приспособлений барбекю, печей-грилей и так далее. Они не содержат фосфора, серы и прочих вредных веществ. Специалисты советуют использовать именно березовый уголь.

Уголь кокосовый – неплохая импортная новинка, но достаточно дорогая в сравнении с березовым собратом. Изготавливается из кокосовой скорлупы и обладает рядом преимуществ:

• Повышенная теплоотдача.
• Отсутствие вредных химикатов.
• Горит без дымления и не имеет никаких запахов.
• Достаточно длительное время сгорания.
• Расход его в пять раз меньше, чем при использовании любых других сортов.

Брикеты – хороший вариант для мангала, однако и они дороже привычных березовых углей. Производят его путем брикетирования некрупных фрагментов древесины.

• Высокая теплоотдача и калорийность.
• Внушительная длительность горения.
• Минимальное количество остаточной золы.
• Экономный расход брикетов, который превышает расход древесины (для аналогичных целей) в несколько раз.

Единственным огорчительным минусом является то, что при изготовлении прессованных брикетов используют склеивающие компоненты

Дубовый – хоть и достойный продукт горения для приготовления пищи, но он не совсем подходит для домашних шашлыков. Он трудно разжигается, и потребуются определенные навыки для достижения его предельной эффективности. Основное предназначение этого представителя угольного семейства – использование в профессиональных шашлычных, барах и ресторанах.

Древесный уголь – такое название на упаковке явно указывает, что внутри находятся угли хвойных пород древесины, которые абсолютно не приемлемы для шашлыков. В них всегда остаются смолы, которые при горении непременно испортят вкус шашлыков.

Каменный – категорически нельзя использовать в мангалах, даже если на упаковке написано, что он прошел специальную обработку. При его горении выделяется целый букет вредных веществ и специфических запахов, которые обязательно перейдут в готовящийся шашлык.

Иногда за березовые выдают осиновые или сосновые. Разоблачить обман достаточно просто – только березовый имеют блестящий антрацитовый цвет. Осиновые и сосновые никакого блеска не имеют. Они просто черные.

При покупке углей, прежде всего, необходимо озаботиться вопросом: «Сколько стоит предлагаемый товар?». Следует помнить, что даже самый дешевый березовый уголек не может стоить меньше 100 рублей за упаковку в 3 кг. Более низкие цены просто не возможны.

Выбрать лучший вариант поможет и сама упаковка товара. На ней должно быть min = 8 обязательных по закону позиций: достоверное наименование продукции, контактные данные производителя, сведения о сертификации, предназначение товара и так далее.

Какой уголь лучше – решается сугубо индивидуально, так как каждый вид этого товара имеет свою определенную специфику

К сожалению, купить отменный уголь для мангала достаточно проблематично. В этом сегменте производства и торговли имеется масса подделок. И даже Москва не может дать гарантию, что купленный в ее торговых точках уголь окажется качественным товаром.

Поэтому рядовому обывателю гораздо практичней и выгодней заготовить хороший древесный уголь собственноручно.

Что лучше, уголь или газ

Принято считать, что наиболее выгодным вариантом для отопления является магистральный газ.

Однако, узнав стоимость подведения и подключения, многие жители ищут пути альтернативного отопления. Сравнивать эти виды топлива лучше по трем критериям:

• Энергетический. При сжигании 1 м 3 (0.62 кг) природного газа вы получите 9.45 кВт/ч тепла без учета КПД котла. Килограмм антрацита даст 7.16 кВт/ч.
• Экономический. Учитываются тарифы для населения на поставку газа, а также стоимость транспортировки угля и КПД котлов.
• Удобство использования. Во всех случаях потребуется обустройство дымохода и вентиляции. Для хранения угольного топлива необходимо пространство, его закладку придется производить вручную, тогда как газ подается по трубопроводу.

Справка. Если дом уже подключен к газовой магистрали, то более выгодный способ обогрева можно не искать. При отсутствии подключения лучший вариант — угольные котлы, работающие в автоматическом режиме.

Угольное отопительное оборудование

Угольные печи

Обычная печь может обогреть только одну-две комнаты, даже если использовать не дрова, а уголь для отопления дома. Правда, ее можно усовершенствовать, вмуровав внутрь кирпичной кладки теплообменник для водяного отопления. Печь по-своему хороша, но порой бывает опасной из-за того, что провоцирует отравления угарным газом.

Важно. Задвижку печного дымохода можно закрывать только после того, как уголь полностью сгорит, и в топке исчезнут язычки пламени.

Для отопления углем коттеджа гораздо более эффективен, надежен и безопасен такой отопительный агрегат, как котёл.

Угольные твердотопливные котлы отопления

Схема демонстрирует устройство усовершенствованного угольного котла

По конструкции котёл отопления на угле несложен, но весьма эффективен. Его чугунный теплообменник и мощная колосниковая решетка устойчивы к прогоранию и коррозии. Даже самые простые из этих устройств исправно обогревают дома на протяжении многих десятков лет. Но все же котлы старого образца уступают по производительности и теплоотдаче своим нынешним конкурентам.

Принцип работы отопительного котла выглядит так:

• как только в топке зажигают огонь, в дымоходе создается тяга и воздух затягивается в топливную камеру;
• уголь накаляется и частично сгорает;
• газообразные продукты горения угля смешиваются с подаваемым внутрь вторичным воздухом и окончательно сгорают;
• образовавшиеся газы отдают свою температуру теплоносителю, а затем выводятся через дымоход.

Современные котлы отопления на угле стабильно отапливают жилые помещения и хозяйственные пристройки. Они расходуют топлива в 2 раза меньше по сравнению с устаревшими моделями. Передовые технологии усовершенствовали не только конструкцию и дизайн отопительных агрегатов, но и сам принцип сжигания топлива. В результате теперь домовладельцу не приходится по нескольку раз в сутки загружать в котел очередную порцию угля и удалять скопившийся шлак.

Увеличенная камера горения рассчитана на единовременную загрузку большого количества угля, который постепенно сгорает в течение 6–12 часов. Принудительный наддув воздуха способствует максимально полному сгоранию топлива. Благодаря этому заметно уменьшается расход угля на отопление дома.

Специально для автоматических моделей отопительного оборудования рекомендуется приобретать уголь сорта «эко-горошек», имеющий оптимальные размеры и очищенный от примеси пыли.

Большой бункер автоматизированного отопительного котла обеспечивает длительное горение угля

Автоматизированная подача топлива из бункера в котел «освобождает руки» пользователю. Он становится свободным от обязанности постоянно следить за работающим отопительным прибором. Вместимости бункера хватает для безостановочного горения угля в течение недели.

Отзывы об отоплении углём демонстрируют, насколько довольны пользователи практичностью автоматизированных угольных котлов. Это очень удобно — в начале отопительного сезона запустить котел в действие, и всю зиму только добавлять уголь в бункер по мере его опорожнения. Удалять золу и шлак тоже не приходится слишком часто, всего пару раз в месяц.

Разжечь в котле уголь для отопления, особенно антрацит, для непривычного человека бывает непросто. Вначале котел растапливают дровами или специальной смесью, а затем понемногу добавляют мелкий уголь. Когда горение станет стабильным, можно засыпать антрацит большими порциями. Сколько именно и как часто — будет зависеть от модели котла и точнее определится в практике его использования.

Нельзя применять бензин для розжига угля в отопительном котле!

А что делать, если в доме отключится электричество? В таком случае приостановится автоматическая подача угля в топливную камеру котла. Одновременно с этим перестанет действовать циркуляционный насос, и вода будет застаиваться в теплообменнике. Но закипания котла не случится, потому что горение угля перейдет в слабый режим. Затем, когда электроснабжение восстановится, уголь вновь разгорится.

Обслуживание твердотопливного котла

Меры по обслуживанию котла сводятся к необходимости чистить теплообменник и дымоотводящие каналы. На их поверхностях оседает сажа, и это явление снижает эффективность работы отопительного агрегата на 15%. Периодичность чистки котла отопления на угле может варьироваться: старые чугунные модели приходится чистить 2–3 раз за сезон, а современные 1 раз в 2 года.

Для беспрепятственного обслуживания котла должен быть свободным доступ к нему в том помещении, где он установлен.