Расход топлива. Сроки окупаемости котельной на различных видах топлива.

Для простоты восприятия информации параллельно с теорией будем производить расчёт на примере дома 140м2 в г.Санкт-Петербурге. Для удобства проведения расчётов можно воспользоваться Excel-калькулятором.

1. Какое кол-во тепловой энергии требуется на отопительный сезон

А. Определяем Q, КВт — проектная тепловая нагрузка здания – это теплопотери здания, определяются в ходе выполнения теплового расчёта при Tнро — температуре наружного воздуха для проектирования системы отопления (для Вашего региона см. СНиП «Климатология» 23-01-99). Tнро в СПб = -24С.

Менеджеры и продавцы отопительного оборудования используют «быстрый» способ расчёта теплопотерь для зданий и сооружений: отапливаемая площадь здания умножается на 100, получившаяся цифра есть величина теплопотерь в Ваттах (Вт). Иными словами, теплопотери привязаны к площади помещения: для нагрева 10м2 помещения необходим примерно 1 КВт мощности. Для подбора оборудования такой способ вполне подходит, но для наших расчётов важно знать цифру, максимально приближенную к реальности.

Для дома 140м2 условно примем теплопотери Q=14 КВт при Tнро= -24С.

Б. Определяем Qср – тепловая нагрузка здания, средняя за отопительный период.

Тепловая нагрузка здания изменяется в зависимости от наружной температуры воздуха. Зная среднюю температуру наружного воздуха за отопительный период можно рассчитать среднюю тепловую нагрузку.

Топ.нор. – температура наружного воздуха, средняя за отопительный период.

Для СПб Топ.нор.=-1,8С согласно СНиП 23-01-99.

Пересчёт производим по формуле:

Qср=Q*(Tвр- Топ.нор)/(Tвр- Tнро)= 14,0*(20+1,8)/(20+24)=6,93КВт

В. Определяем кол-во тепловой энергии W (КВт*ч) на отопление в течение отопительного сезона.

N0 – средняя продолжительность отопительного периода. Для СПб N0=219сут согласно СНиП 23-01-99.

W= Qср* N0*24=6,93*219=36424 КВт*ч

2. Расчёт стоимости тепловой энергии на выбранном виде топлива

Расход топлива в единицу времени можно найти по формуле:

Где Q – тепловая мощность, КВт

B – теплотворная способность топлива, КВт*ч / кг (м3, кг,л) – см. таблицу.

η – кпд теплогенератора, см. паспорт.

Размерность V зависит от единицы измерения кол-ва топлива, м3/ч, кг/ч, л/ч.

Если вместо Q подставить номинальную мощность теплогенератора в КВт, мы получим его номинальный расход топлива в час.

Если вместо Q подставить W – кол-во тепловой энергии за отопительный период в КВт*ч, мы получим расход топлива за отопительный период.

Размерность V’ зависит от единицы измерения кол-ва топлива, м3,кг,л

Таблица — теплотворная способность различных видов топлива

Рассчитаем стоимость отопления на различных видах топлива за отопительный период на примере нашего дома 140м2.

Т – тариф (стоимость топлива), единица измерения должна совпадать с размерностью V’

Тарифы взяты из интернета на день написания статьи, проводить расчёт необходимо самостоятельно, исходя из реальных цен на топливо в Вашем регионе.

Ц= V’*Т=4257*6,36=27074 руб

Продают сжиженный газ литрами, для удобства расчётов теплотворная способность пересчитывается на литры, составляет примерно 7,0 кВт*ч/л

Ц= V’*Т=5656*16= 90496 руб

Ц= V’*Т=3327*34,0=113118 руб

Ц= V’*Т=5,713*5200=29707 руб

Ц= V’*Т=9117*9,2=83876 руб

Дрова естественной влажности W=50-60%

Дрова продают кубометрами. Один навальный кубометр березовых дров весит примерно 350кг – в интернете цифры разнятся от 320 до 550 кг на 1м3.

Если цена за кубометр дров указана 1400 рублей — это цена за 350 кг, найдем цену 1000кг дров:

Ц= V’*Т=19,478*4000=77912 руб

Дрова высушенные W=20%

Ц= V’*Т=10,987*4000=43948 руб.

V’=36424/ (1*1)=36424 КВт – 1 КВт электричества равен 1 КВт тепловой энергии (почти).

Ц= V’*Т=36424*4,4=160262 руб.

Расчёт стоимости нагрева воды на нужды ГВС проводится по тому же алгоритму – выясняем необходимое количество энергии среднее в сутки, переводим тепловую энергию в расход топлива, умножаем на цену топлива и на 365 дней в году.

Предположим, что в сутки все жильцы нашего дома расходуют 400л горячей воды. Горячей водой будем считать воду, нагретую на 30 градусов от первоначального состояния.

Формула для расчёта : Q=V*C*dT

Q – кол-во затраченной энергии на нагрев, КВт*ч

V – Объем воды, м3 (плотность принимаем постоянной, 1000кг/м3)

С – теплоемкость воды, принимаем постоянной 1,167 КВт*ч/(кг*К)

dT – разница температур между нагретой и исходной водой.

Q= V*C*dT= 0.4*1,167*30 = 14 КВт*ч — расход тепловой энергии в сутки на нужды ГВС.

3. Стоимость котельной и топливного хозяйства. Расчёт срока окупаемости

Пример 1 – за сколько лет окупятся затраты на ввод газа в сравнении с простейшей котельной на базе электрокотла.

Начальная стоимость магистрального газа – 350000 рублей, из них 300000 руб – ввод газа, 50000 руб – простейшая котельная на базе двухконтурного газового котла с дымоходом «проход через стену».

Начальная стоимость котельной на базе электрокотла и электрического бойлера ГВС со всей необходимой обвязкой: 35000 рублей.

Находим кол-во тепловой энергии в год и переводим в среднее в месяц за 1 год:

W =((6,93*24*219)+(14*365))/12=3461 КВт*ч

Стоимость отопления и гвс в месяц на природном газе.

Ц= V’*Т=380*6,36=2576 руб

Стоимость отопления и гвс в месяц на электричестве.

Ц= W *Т=3461*4,4=15228 руб

Окупаемость считаем как разницу первоначальных затрат, деленную на разницу ежемесячных затрат на топливо.

О= (300000-35000)/(15228-2576)=21 месяц, или почти 2 года.

Основные способы сэкономить на отоплении электричеством:

Использование ночного тарифа по приоритетному принципу – уменьшение Т(стоимости единицы топлива). Величину Т следует рассчитать как среднюю из приблизительно принятого соотношения часов использования в течении ночного и дневного периодов.

Автоматизация системы отопления – уменьшение W (затрат тепловой энергии). Расчёт теплопотерь производится под конкретную температуру воздуха в помещении, предполагаем наличие оборудования для управления отоплением по умолчанию.

Утепление ограждающих конструкций здания, использование системы вентиляции с рекуперацией – уменьшение W(затрат тепловой энергии). Сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций учитываются в тепловом расчёте.

Чем дешевле отопить дом? Сравниваем виды топлива и отопительное оборудование

Убегая от городской суеты, люди стараются приобрести или построить дом подальше от цивилизации. Но сталкиваются с тем, что часто в такие отдалённые места не подведён магистральный газопровод и приходится искать способы, которые обеспечат тепло и комфортное проживание в загородном доме. Есть много вариантов отопления загородного дома, но мы в этой статье ответим на самый главный вопрос, который интересует всех без исключения, чем дешевле отопить дом?

Существуют следующие наиболее популярные виды топлива:

• Дрова обычные.
• Уголь.
• Евродрова.
• Электричество.
• Газ сжиженный, в баллонах.
• Солярка.

Какое именно топливо будет целесообразным в том или ином здании зависит от условий эксплуатации этого здания, цены на топливо и удобства в использовании.

Условия выбора топлива:

• Цена на топливо.
• Цена отопительной системы и её монтаж.
• Цена обслуживания отопительной системы.
• Температура воздуха холодного времени года в данном регионе.
• Наличие коммуникаций.
• Возможность доставки топлива.
• Назначение здания: это место постоянного проживания или место временного пребывания для отдыха или работы.
• Наличие теплопотерь и степени теплоизоляции.
• Удобство эксплуатации системы отопления и топлива.
• Наличие определённого вида топлива в данном регионе.

Для правильного выбора наиболее эффективного вида топлива, необходимо провести соответствующий расчёт, который будет учитывать коэффициент полезного действия данного источника тепла, теплопотери, площадь и объем отапливаемого помещения.

Все единицы измерения необходимо свести к единому знаменателю. Наиболее корректно использовать килограммы.

Сравнительный анализ топлива используемого для частного дома

Чтобы узнать, чем дешевле отопить дом, нужно сравнить все доступный виды топлива.

Отопление обычными дровами

Простой легкодоступный способ отопления. Особенно выгодно, если в доме осталась дровяная печь или плита (грубка). В этом случае нет необходимости устраивать дополнительную систему отопления, если, конечно, она справляется со своими функциями. В другом случае необходимо устанавливать твердотопливный котёл и выполнить разводку отопительных труб.

Если дом находится недалеко от леса или посадки, тогда есть смысл использовать именно этот способ отопления.

Плюсы и минусы твердотопливных котлов

1. Безопасность в эксплуатации при условии соблюдения техники безопасности.
2. Универсальность. Способность использовать разные виды топлива.
3. Способность переоборудования котла для разных условий работы.
4. Кроме отопления помещения, они могут выполнять функцию нагрева воды.
5. Простота в эксплуатации.

1. Большая масса, а в некоторых случаях и большой объём котла.
2. Периодически нужно чистить котёл, а это грязная и пыльная работа.
3. Необходимо следить за наличием топлива и добавлять его.

Основным параметром является КПД (коэффициент полезного действия), который составляет в твердотопливных котлах – 75%.

Кроме таких котлов, существуют современные твердотопливные печи или камины, которые не требуют разводки системы труб, но и объём обогрева является ограниченным.

Дрова — это самый легкодоступный и дешёвый вид топлива, однако, если большой процент населения перейдёт на отопление дровами, то их стоимость резко вырастет.

Дерево отличается между собой характеристиками пород и это влияет на качество его как топлива.

• Хвойные породы (ель, сосна, кедр, туя). Такие дрова характеризуются высоким содержанием смол, что обеспечивает длительный период сгорания с большим выделением тепла. Но при этом сгорание дров сопровождается обильным выделением дыма.
• Мягкие породы (ива, тополь, осина, липа) быстро сгорают, выделяют мало тепла и не образуют жара, малоэффективны для отопления.
• Твёрдые породы (дуб, бук, граб, вяз, акация, береза) наиболее эффективны. Они долго горят, выделяют большое количество тепла и образуют долго тлеющий жар. Такие породы обеспечат стабильно высокую температуру на длительный период времени.

Плюсы и минусы дров, как топлива

1. Доступность.
2. Не высокая цена.
3. Создают комфортный микроклимат в помещении.
4. Независимость от магистральных коммуникаций.

1. Требуется дополнительное место для складирования.
2. Необходимость регулярно добавлять дрова.
3. Необходимость периодически чистить печь или котёл.
4. Требуется установка трубы для отвода дыма.
5. Большие затраты труда (дрова нужно наколоть и сложить).

Отопление евродровами

Евродрова представляют собой брикеты или пеллеты, изготовленные из прессованной сухой древесины разных пород. Опилки, стружка и прочие древесные отходы прессуются в удобную форму. При изготовлении такого вида топлива не используются клеящие смолы и, за счёт этого, не образуется копоть.

• При сгорании выделяется большое количество тепла, больше, чем при использовании твёрдых пород древесины соответствующей массы.
• Продолжительное время горения.
• Малое содержание влаги.
• Удобно разжигать в печи.
• Уровень выделения углекислого газа ниже, чем в обычных дровах.
• После сгорания остаётся небольшое количество отходов.

К недостаткам можно отнести:

• Необходимость дополнительного места для складирования.
• Возможно, понадобится небольшое переоборудование котла.

Качество брикетов зависит от следующих факторов:

1. Плотность прессовки.
2. Отсутствие в составе посторонних примесей.
3. Соблюдение технологии производства.
4. Степень качества производственного оборудования.

Основным преимуществом такого топлива является сохранение окружающей среды, в частности, лесов. В любой сфере, где для производства используется древесина, остаётся много отходов, которые можно использовать для отопления дома.

Отопление углём

Уголь широко применяется, особенно в местностях, где отсутствует газопровод. Для отопления частного дома используют каменный и бурый уголь. Каменный уголь разделяется на газовый, длиннопламенный и антрацит. При сгорании длиннопламенного угля и газового выделяется много дыма. Антрацит обладает низким уровнем влажности, что обеспечивает выделение высокой температуры при сгорании.

Для сжигания угля используются специальные котлы. Их особенностью является то, что кроме угля можно использовать и другие виды твёрдого топлива.

Таблица подсчёта выбора современного угольного котла.

Параметры	Значение
Желаемая температура воздуха в помещении	22 °С
Площадь отопления	200 м 2
Высота помещения	3 м
Удельная тепловая характеристика здания	0,41
Количество выделения тепла при сгорании	5,8 кВт*кг
Коэффициент полезного действия котла	90 %

Плюсы и минусы использования угля

1. Сгорание угля длится значительно дольше, чем дров. Благодаря этому нужно будет реже добавлять топливо.
2. Длительный процесс тепловыделения.
3. Уголь можно использовать в различных системах отопления.
4. Все виды угля подходят для отопления, но с разной эффективностью.

1. В случае крупных фракций угля их нужно будет измельчить.
2. Угольная пыль загрязняет помещение.
3. Необходимо периодически чистить котёл.
4. Требуется специальное помещение для хранения угля.

Отопление сжиженным газом

Если в данную местность организован подвоз баллонов со сжиженным газом, то есть возможность использовать их для организации отопления в помещении. Но расход газа значительный и требуется большое количество баллонов.

Существуют следующие способы экономии газа:

• Современный котёл, сохраняющий тепловую энергию, способен в четыре раза уменьшить расход газа.
• Если установить баллоны рядом, то можно сэкономить на затратах для разводки труб.
• Установка таймера, который в ночное время суток будет снижать температуру воздуха в помещении до 15 °С, сможет значительно сэкономить расход газа.
• Чтобы освободить пространство, целесообразно на участке установить газгольдер.

Отопление соляркой

Кроме всех перечисленных, есть возможность использовать котёл на дизельном топливе. Для того чтобы определиться с целесообразностью установки такого котла, необходимо рассмотреть его качества.

Плюсы и минусы дизельных котлов

• Высокий коэффициент полезного действия.
• Большой ассортимент.
• Более безопасен по сравнению с газовым.
• Минимальное использование электричества, только для работы автоматических приборов.

• Запах солярки.
• Нельзя использовать некачественную солярку.
• Большой расход топлива.
• Высокая стоимость.

Отопление электричеством

Каждый населённый пункт подключён к электроснабжению и установить электрическое отопление проще всего. Это объясняет популярность такого вида обогрева помещения.

Наиболее популярные виды электрического обогрева:

1. Электрообогреватели (конвекторы, инфракрасные обогреватели).
2. Электрокотлы.
3. Тёплые полы (кабельные, инфракрасные плёночные полы).

Преимущества электрического отопления:

• Простота эксплуатации.
• Высокий КПД.
• Не создаёт шума.
• Максимально точное поддержание температурного режима.
• Не требуется специальное помещение для хранения топлива.
• Не выделяются вредные вещества в процессе отопления.
• Простота монтажа.

• Большой расход и высокая стоимость.
• В случае перебоев электроснабжения дом будет остывать.
• Старая проводка может не выдержать и перегорит от высокой нагрузки.
• Конвекторы обогревают воздух, и требуется много времени и затрат, на обогрев. Если дом не теплоизолирован, то тепло будет быстро уходить из помещения.
• ИК обогреватели нагревают поверхность, и комфортно находится только в зоне действия инфракрасной лампы.

Проблему с большим расходом электроэнергии можно решить путём устройства инфракрасного тёплого пола. Он создаёт комфортный микроклимат на высоте человеческого роста.

Чем дешевле отопить дом? Сравнительная таблица

Выбор оптимального способа отопления загородного дома сводится к сравнению всех видов топлива и технических характеристик отопительных систем.

Таблица сравнения видов топлива:

Источник тепла	КПД котла	Теплотвор. 1 кг на кВт*ч	Потребность для дома 100м 2	Затраты на сезон
Дрова	70	4,5	25000	25000
Евродрова	70	5,5	25000	34000
Пеллеты	70	5,2	25000	33750
Уголь	90	7,7	25000	29250
Солярка	75	11,9	25000	71500
Сжиженный газ	75	13	25000	65500
Электричество. Один тариф	99	25000	112500
Электричество с учётом ночного тарифа	99	25000	89131
Электричество. Два тарифа	99	25000	59300

* — магистральный газ в данном расчете не учитывался, так как он вне конкуренции.

Проведя все расчёты и сравнив положительные и отрицательные стороны всех видов отопления, мы узнаем, чем дешевле отопить дом и это оказались обычные дрова. Целесообразно установить два вида котлов. Эксплуатироваться будет тот, который выгоднее и удобнее в определённый период.