Как рассчитать расход угля в котле

Холодный сезон в доме без центрального отопления пройдет гладко, если заранее запастись горючим для котла. Летом и осенью цены на топливо ниже, однако купить нужный объем топлива можно и в разгар сезона, правда, в 1,5–2 раза дороже. Чтобы заранее было понятно, сколько нужно угля на зиму, лучше сделать предварительный расчет угля на весь отопительный период. Об этом и пойдет речь в статье.

Виды и свойства угля

Домовладелец, который впервые озадачился закупкой угля, может не знать, что не все виды этого топлива подходят для эффективного и безопасного обогрева. Прежде чем планировать закупку, предлагаем изучить свойства основных сортов угля, чтобы как можно точнее подобрать нужный вид и рассчитать объем топлива на сезон.

В зависимости от возраста и глубины залегания в недрах Земли, образовались разные породы, которое сейчас используют для отопления в котлах и печах.

Антрацит. Самый древний, залегает на глубине около 6 км. Очень плотный и блестящий. Содержит до 95 % углерода, благодаря чему оставляет минимум отходов, дыма и запаха — практически не вредит окружающей среде. Выделяет больше всего тепла — около 8000 ккал/кг (8 кВт) при температуре горения 2200–2300 °С. Но при этом у него и самая высокая температура воспламенения — 700 °С. Для того чтобы зажечь антрацит, нужно предварительно хорошо прогреть топку дровами.

Каменный. Второй по возрасту и глубине залегания. Содержит 75–95 % углерода и выделяет до 5000 ккал/кг тепла (5 кВт) при температуре горения до 1800 °С. Имеет сравнительно низкую температуру воспламенения из-за высокого содержания летучих примесей — загорится уже при 450 °С, поэтому не требует длительной растопки дровами или бумагой. Внешний вид: черный с матовой поверхностью.

Бурый. Самый молодой, залегает на глубине 1 км. Содержит всего 65–70% углерода и до 40 % воды, из-за чего у него самая низкая теплота сгорания и температура горения — 3500 (3,5 кВт) ккал/кг и 1200 °С. Воспламеняется при температуре 300–350 °С. При полной загрузке котла коптит и выделяет едкий запах. Отличить можно по характерному коричневому цвету, матовой поверхности и довольно рыхлой структуре.

Торф. Предшественник угля. Залегает неглубоко у поверхности земли, содержит всего 50–60 % углерода. Может загореться при температуре всего +50 °С — из-за этого нередки лесные торфяные пожары летом. Удельная теплота сгорания торфа 1500 ккал/кг. По свойствам такое топливо ближе к древесине.

Значения в быту могут отличаться от идеальных в меньшую сторону в зависимости от условий горения: внешней температуры, интенсивности притока воздуха и т. д.

Отличия от других видов твердого топлива

Если не делить уголь на виды, а рассмотреть его усредненные свойства, то можно наглядно увидеть, в чем его преимущества и недостатки по сравнению с дровами, топливными брикетами и пеллетами.

* При полной загрузке отопительного котла длительного горения.

Уголь остается лидером среди видов топлива для отопительных котлов и печей благодаря таким преимуществам:

• высокая теплоотдача и температуре горения,
• время работы — до 36 часов на одной закладке в котле длительного горения,
• доступность,
• использование без дополнительного оборудования,
• неприхотливость в хранении.

А также он горит дольше и сильнее своих «древесных» аналогов, поэтому подбрасывать топливо придется реже — от 4 раз в сутки до 1 раза в 1,5 дня. Тогда как дрова или пеллеты нужно добавлять 5–10 раз в день. Также для транспортировки, хранения запасов топлива потребуется меньше места и усилий — вместо грузовика дров можно заготовить на зиму всего несколько мешков угля и хранить хоть на улице.

Какой уголь лучше

Из первой части, посвященной разбору основных видов угля, стало очевидно, что самый «жаркий» вид — антрацит, а самый «холодный» — бурый. К тому же антрацит на 95 % состоит из углерода, сгорает практически без золы и не дымит. Казалось бы, ответ очевиден — нужно покупать антрацит. Но не все так однозначно.

Бурый уголь редко используют из-за его свойств. Он горит с меньшей теплоотдачей, содержит много серы и других примесей, из-за чего имеет неприятный запах. К тому же при неправильном хранении он может превратиться в пыль и станет непригодным для топки. Но при этом из-за своей низкой цены он все еще пользуется спросом — в сельской местности нередко можно найти в продаже именно этот вид топлива.

Каменный превосходит бурый по содержанию углерода, в нем меньше минеральных примесей и воды. У него средние показатели теплоотдачи и температуры горения, зольность близка к 20–30 %. Но при этом он — самый популярный и продаваемый для отопления жилых домов, небольших производств, автомастерских, гаражей и дач.

А все потому, что антрацит при всех своих отличных свойствах (высокая теплоотдача, температура, минимальные зольность и запах, экологичность) подходит для мощных котлов, обогревающих большие площади — от 200 м2 и больше. Для дачного домика 60 м2 антрацит окажется чересчур «жарким». Можно загружать только половину или треть котла, но тогда он будет работать не в полную мощь и потеряет КПД.

Также антрацит стоит дороже всех видов и хуже воспламеняется. А это значит, что нужно будет покупать еще и запас дров для предварительной растопки. Для кого-то это не становится преградой, но все же большинство обладателей отопительных котлов покупают именно универсальный каменный уголь.

По этой причине проводить расчет расхода угля на отопление будем на его примере.

Какой каменный уголь купить для котла

Все марки обозначаются буквами. Для домашнего отопления рекомендуется каменный длиннопламенный — ДПК. Когда плиту ДПК дробят, образуются более мелкие кусочки — фракции, которые обозначаются буквами:

• П — плита. Куски длиной более 10 см.
• К — крупный. Куски от 5 до 10 см.
• О — орех. Размер 2,5–5 см.
• М — мелкий. Фракция 1,3–2,5 см.
• С — семечка. От 0,6 до 1,3 см.
• Ш — штыб. Размер до 0,6 см.
• Р — рядовой или шахтный. Размер 0–20 см, карьерный 0–30 см и больше.

Для отопления подходят фракции: длиннопламенные «орех» (ДО), «мелкий» (ДМ) и «семечка» (ДС). Для растопки подойдут ДМ и ДС, а затем можно загружать топку более крупным «орехом» ДО. Фракции крупнее будут плохо разгораться и могут закоксоваться в печи, а мелкий штыб близок к угольной пыли и не даст достаточно тепла.

Также при покупке котла стоит заглянуть в инструкцию и посмотреть, есть ли там рекомендации по выбору топлива: иногда производители указывают вид и фракцию угля, под который котел рассчитан.

Как сделать расчет расхода угля для котельной

Запаса топлива хватит на весь отопительный сезон, если правильно произвести расчет с учетом индивидуальных особенностей помещения.

Чтобы понять, сколько угля надо на зиму, составим формулу. Для этого понадобятся:

• количество дней отопительного сезона,
• площадь дома,
• количество тепла, которое нужно для обогрева 1 м2. Для удобства подсчетов возьмем универсальный каменный уголь.

Допустим, отопительный сезон длится с 15 октября по 15 апреля — это 182 дня. Площадь дома — 100 м2.

Теперь узнаем, сколько нужно угля для 1 кВт энергии. Чтобы добиться комфортной для человека температуры на площади 1 м2, нужно около 0,1 кВт/ч тепла. Выходит, что для 100 м2 нужно 10 кВт/ч. Такой объем тепла выделится, если сжечь в течение часа в обычном котле 2 кг угля.

Соответственно, в сутки нужно 48 кг топлива — примерно 2,5 ведра или 1 стандартный заводской мешок. А за весь отопительный сезон понадобится 8736 кг угля или 175 мешков по 50 кг.

Но температура наружного воздуха неодинакова в течение всего сезона: осенью и весной теплее, зимой холоднее. Причем где-то зимой может быть -10 °С, а где-то все -30 °С, и в день понадобится не 2, а 10 ведер угля. Или у дома плохая теплоизоляция, и тепло уходит через негерметичные окна. Поэтому точный расход можно узнать только опытным путем, а полученный расчет угля для котельной — это средний запас, которого хватит, чтобы не замерзнуть в холодное время в средней полосе России.

Как сократить расход угля на отопление дома

Чтобы экономить топливо и отапливать дом выгодно, нужно учесть несколько факторов:

1. Теплоизоляция дома. Чем меньше теплопотери через окна, двери, форточки и щели — тем меньше топлива понадобится, чтобы хорошо прогреть все помещения.
2. Мощность котла. Пожалуй, главное, на что нужно обратить внимание при покупке, — мощность в киловаттах, которая напрямую связана с объемом помещения, которое котел может обогреть. Например, если котел рассчитан на 100 м2, а площадь дома 150 м2, то придется постоянно подбрасывать уголь в топку, чтобы поддерживать максимальную температуру. Или наоборот: котел мощнее, чем нужно. В таком случае в доме будет слишком жарко, придется использовать котел в полсилы. В итоге и в первом, и во втором случае котел постепенно выйдет из строя, а температура дома так и не станет комфортной.
3. Модель отопительного котла. Расход угля в твердотопливном котле нижнего горения больше: одна закладка в топке горит всего 4–6 часов, котел выдает КПД около 75% (при среднем объеме топки 70 л). Котлы длительного (верхнего) горения стоят дороже, но за счет особого строения топки, системы подачи воздуха и дожига отработанных газов поддерживают нужную температуру от 8 до 36 часов и КПД 80–85% на том же объеме угля.
4. Установка вспомогательного оборудования. Если угольный котел оборудовать термометром для контроля температуры теплоносителя и термостатом для поддержания постоянного уровня горения, расход угля в топке будет оптимальным.

Выбирая подходящие котел и уголь для отопления, вы выбираете тепло и уют в любые холода на долгие годы!