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.

Расход дизельного котла отопления – методика расчета

Дизельные котлы отопления – вторые по популярности после газовых котлов. Они обладают рядом достоинств, среди которых возможность полной автоматизации, что делает их значительно популярнее твердотопливных, и экономичность по сравнению с электрическими котлами.

Дизельные котлы требуют обязательного обустройства отдельного помещения, а также емкости для хранения топлива, чтобы обеспечить длительную бесперебойную работу котла. Чтобы правильно выбрать объем емкости, а также выяснить количество топлива, необходимого для отопления дома в течение сезона, необходим расчет топлива дизельного котла отопления.

• Площадь обогреваемых помещений дома;
• Тепловую мощность котла;
• Количество дней в году, когда котел будет работать с максимальной нагрузкой (зависит от региона);
• Нагрузка котла в оставшиеся месяцы.

Расчет топлива для котла отопления

Расчет производится исходя из площади дома. Принято считать, что для отопления здания, построенного с выполнением всех строительных норм, необходим 1 кВт тепловой мощности на 10 м 2 .

Массу солярки, необходимой на один час работы котла, можно приблизительно определить, умножив мощность котла на коэффициент 0,1.

Количество часов работы котла с полной нагрузкой можно определить, умножив число холодных дней в году на 24.

Аналогично можно рассчитать количество часов работы котла с частичной нагрузкой, например, для подогрева воды двухконтурным котлом отопления.

Общую массу топлива рассчитывают, умножив часы работы на часовой расход.

Если расчет необходимо сделать в литрах, например, для расчета объема емкости, необходимо воспользоваться нижеприведенной формулой.

Пример расчета: дом площадью 90 м 2 , количество дней в году, когда котел работает с полной нагрузкой – 120, еще 60 дней котел работает вполовину мощности. Необходимо рассчитать годовой расход топлива и объем емкости под солярку.

1. Мощность котла равна P_к = 90/10 = 9 кВт. Выбираем котел с номинальной мощностью 10 кВт.
2. Часовой расход топлива m_т = 10 · 0,1 = 1 кг/час.
3. Количество часов работы котла с полной нагрузкой t₁ = 120 · 24 = 4800 часов.
4. Количество часов работы котла вполовину мощности рассчитываем исходя из времени работы 12 часов в сутки: t₂ = 60 · 12 = 360 часов.
5. Общее количество часов работы котла t₁ + t₂ = 5160 часов.
6. Общий расход топлива равен M_т.общ. = 5160 · 1 = 5160 кг = 5,16 т.
7. Объем емкости V_т.общ. = (5,16 · 1000)/0,84 = 6142 литра = 6,14 м 3 .

К емкости под солярку предъявляются некоторые требования. Она должна быть коррозионно-устойчива, иметь ребра жесткости, сливной кран для удаления осадка, дыхательный клапан, а также уровнемер. Устанавливают емкость для хранения дизельного топлива в отдельном помещении с соблюдением всех противопожарных требований.

Правильно выполненный расчет – залог бесперебойного теплоснабжения дома. Приведенные расчетные формулы актуальны для хорошо утепленного здания с высотой потолков не более трех метров. Если ваш дом построен по оригинальному проекту, имеет высокие потолки или большие панорамные окна, необходимо произвести более точный расчет мощности котла отопления.

Расчет отопления в частном доме

Расчет отопления в частном доме с помощью онлайн-калькулятора – рассчитайте теплопотери, мощность котла и секции радиаторов отопления по СНиП.

В процессе строительства любого дома, рано или поздно возникает вопрос – как правильно рассчитать систему отопления? Это актуальная проблема не исчерпает свой ресурс никогда, ведь если вы купите котел меньшей мощности, чем необходимо, придется затратить много сил для создания вторичного обогрева масляными и инфракрасными радиаторами, тепловыми пушками, электрокаминами, что также приведет к колоссальному расходу электроэнергии. Если же вы создадите систему отопления с чрезмерным запасом, то оборудование будет работать в половину мощности, а топлива будет потреблять практически столько же.

Наш калькулятор расчета отопления частного дома поможет вам не допустить типичных ошибок начинающих строителей. Вы получите максимально приближенное к реальности значение теплопотерь, производительности оборудования, количества секций радиатора и прочих данных, необходимых для создания надежной системы отопления. Главным преимуществом калькуляторов КАЛК.ПРО является высокая точность расчетных данных и минимальные знания со стороны пользователя – весь процесс автоматизирован, исходные параметры максимально обобщены, а их значения вы можно легко заполнить, опираясь на собственный опыт.

Система отопления своими руками

Выполнить расчёт системы отопления частного дома без оценки теплопотерь окружающих конструкций невозможно.

В России, как правило, долгие холодные зимы, здания теряют тепло из-за перепадов температур внутри и снаружи помещений. Чем больше площадь дома, ограждающих и сквозных конструкций (кровля, окна, двери), тем большее значение теплопотерь выходит. Существенное влияние оказывает материал и толщина стен, наличие или отсутствие теплоизоляции.

Например, стены из дерева и газобетона обладают намного меньшим показателем теплопроводности, чем кирпич. Материалы с максимальными показателями теплового сопротивления используются в качестве изоляции (минеральная вата, пенополистирол).

Перед созданием отопительной системы дома, нужно тщательно продумать все организационные и технические моменты, чтобы сразу после постройки «коробки», приступить к финальной фазе строительства, а не откладывать на долгие месяцы долгожданное заселение.

Отопление в частном доме базируется на «трех слонах»:

• нагревательный элемент (котел);
• система труб;
• радиаторы.

Какой котел лучше выбрать для дома?

Котлы отопления являются главным компонентом всей системы. Именно они будут обеспечивать тепло вашего дома, поэтому к их выбору нужно относиться особенно внимательно. По типу питания их подразделяют на:

• электрические;
• твердотопливные;
• жидкотопливные;
• газовые.

Каждый из них имеет ряд существенных преимуществ и недостатков.

1. Электрические котлы не завоевали большой популярности, в первую очередь из-за достаточно большой стоимости и дороговизне в обслуживании. Тарифы на электроэнергию оставляют желать лучшего, есть вероятность разрыва линий электропередач, в результате которого ваш дом может остаться без отопления.
2. Твердотопливные котлы часто используются в глухих деревнях и поселках, где нет централизованных коммуникационных сетей. Они нагревают воду за счет дров, брикетов и угля. Важным недостатком является необходимость постоянного контроля горючего, в случае, если топливо прогорит, и вы не успеете пополнить запасы, дом перестанет отапливаться. В современных моделях эта проблема решена, за счет автоматического податчика, но цена таких устройств намного выше.
3. Жидкотопливные котлы, в подавляющем большинстве случаев, работают на дизельном топливе. Они обладают отличной производительностью из-за высокого КПД горючего, но большая цена на сырье и потребность резервуаров с дизелем, ограничивает многих покупателей.
4. Самым оптимальным решением для загородного дома являются газовые котлы. Из-за небольшого размера, низкой цены на газ и высокой теплоотдачи они завоевали доверие большей части населения.

Как выбрать трубы для отопления?

Магистрали отопления снабжают все обогревательные устройства в доме. В зависимости от материала изготовления, они подразделяются на:

• металлические;
• металлопластиковые;
• пластиковые.

Трубы из металла наиболее сложные в монтаже (из-за необходимости сварки швов), подвержены коррозии, обладают большим весом и дорого стоят. Преимуществами является высокая прочность, устойчивость к перепадам температур и способность выдерживать большие давления. Они используются в многоквартирных домах, в частном строительстве применять их нецелесообразно.

Полимерные трубы из металлопластика и полипропилена очень схожи по своим параметрам. Легкость материала, пластичность, отсутствие коррозии, подавление шумов и, конечно же, низкая цена. Единственным отличием первых, является наличие алюминиевой прослойки между двумя слоями пластика, из-за которого увеличивается показатель теплопроводности. Поэтому трубы из металлопластика применяются для отопления, а пластиковые для водоснабжения.

Выбираем радиаторы для дома

Последний элемент классической системы отопления – радиаторы. Они также разделяются по материалу на следующие группы:

Чугунные батареи знакомы всем с детства, потому что устанавливались почти во всех многоквартирных домах. Они обладают высокими показателями теплоемкости (долго остывают), устойчивы к перепадам температур и давлений в системе. Минусом является большая цена, хрупкость и сложность монтажа.

На смену им пришли стальные радиаторы. Большое разнообразие форм и размеров, небольшая стоимость и простота установки повлияли на повсеместное распространение. Тем не менее, у них тоже есть свои недостатки. Из-за низкой теплоемкости батареи быстро остывают, а тонкий корпус не позволяет использовать их в сетях с высоким давлением.

В последнее время набирают популярность обогреватели из алюминия. Их главным преимуществом является высокая теплоотдача, это позволяет прогревать комнату до приемлемой температуры за 10-15 минут. Однако они требовательны к теплоносителю, если внутри системы в больших количествах содержится щелочи или кислоты, то срок службы радиатора значительно сокращается.

Также сейчас широкое распространение получают биметаллические радиаторы, у которых внутренние стенки выполнены из устойчивой к коррозии и давлению стали, а снаружи из алюминия с высокими показателями теплоотдачи. Обогреватели обладают высоким сроком службы около 20-30 лет. Благодаря подобным качествам это самые дорогие изделия на рынке, однако они более чем оправдывают свою стоимость.

Используйте предложенные инструменты для расчета отопления частного дома и проектируйте систему отопления, которая будет эффективно, надежно и долго обогревать ваш дом, даже в самые суровые зимы.