Суточный расход пеллет для пеллетного котла: как сделать расчет, от чего зависит необходимый объем

Отопительная система, предназначенная для обогрева частного дома, имеет ряд преимуществ. Хозяину жилища не приходится ждать распоряжения о начале отопительного сезона, можно самостоятельно регулировать температуру в собственном доме.

Однако такие системы заставляют своих хозяев заботиться о топливе, иметь и постоянно пополнять его запасы. Поэтому приходится производить расчеты объемов топлива, которое расходуют различные котлы.

Пеллеты — современный вид топлива

Ушли в прошлое времена, когда подсчитывали, сколько машин дров или угля нужно на зиму.
Сегодня тепло в доме можно обеспечить при помощи специальных древесных гранул — пеллет. Они стали удобной разновидностью древесного топлива.

Засыпанные в специальный отсек пеллеты расходуются постепенно и не требуют постоянного добавления, как дрова.

Расскажем, как рассчитать, сколько пеллет понадобится для создания комфортной обстановки в жилище.

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.

Исходные данные для вычислений

При расчете необходимо учитывать следующие исходные данные:

• Теплотворная способность. Для качественных пеллет составляет 4,8- 5,2 квт на 1 кг.
• Расчетная тепловая нагрузка на систему отопления в квт. Рассчитывается исходя из отапливаемой площади, в средней полосе на 1 м2 полагается от 10 до 130 ватт тепловой мощности в зависимости от положения комнаты, числа наружных стен и окон.
• Если потолки выше, чем 2,5 м, то тепловая нагрузка рассчитывается исходя их объема:40 вт. на кубометр.
• КПД системы отопления. Среднее значение принимается в 80%
• цена пеллет за тонну

В южных регионах среднесезонная тепловая нагрузка ниже, в северных и континентальных- выше.

Нормы для определения расчетной тепловой нагрузки предполагают, что в доме сделана качественная теплоизоляция стен, перекрытий и полов, отсутствуют щели и сквозняки и проветривание проводится в соответствии с санитарными нормами.

Реальная тепловая нагрузка должна будет учесть все отклонения от идеальных условий

Расчет мощности и приблизительный расход пеллет для дома

Как рассчитать мощность пеллетного котла для дачи? Вот конкретные примеры:

Исходные данные:

• продолжительность отопительного сезона — 120 дней
• стоимость 1 кг пеллет — 8,5 рублей
• теплоемкость пеллет — 5 кВт/кг.

35 кв.м

Определим требуемую мощность котла:

N = 35 м

2

/10кВт*1,2 =4,2кВт. Напомним, что бытовые модели начинаются от 15кВт. Отсюда принимаем N=15кВт

Теперь определим теплопотери, подставив данные в нашу формулу:

X = S*D*24*0,7*70 = 35*120*24*0,7*70 = 4939,2кВт , где

• Х — теплопотери в течении отопительного сезона
• S — площадь помещения
• D – продолжительность отопительного сезона
• 24 часа — время работы котла
• 0,7 коэффициент работы котла
• 70 Вт/м

  2

  в час — средние теплопотери для жилого дома

Масса пеллет = 4939,2/5 = 987,84 кг — округлим до 1 тонны.

Тогда 1000 кг*8,5 рублей = 8500 рублей нам понадобиться, чтобы закупить топливо на зиму.

64 кв.м

Определим требуемую мощность котла:

N = 64 м

2

/10кВт*1,2 =7,68кВт. Принимаем N=15кВт

Определим теплопотери:

X = S*D*24*0,7*70 = 64*120*24*0,7*70 = 9031,68 кВт

Масса пеллет = 4939,2/5 = 1806,34 кг

Тогда 1806,34 кг*8,5 рублей = 15 354 рубля.

100 кв.м

Определим требуемую мощность котла:

N = 100 м

2

/10кВт*1,2% =12кВт. Принимаем N=15кВт

Определим теплопотери:

X = S*D*24*0,7*70 = 100*120*24*0,7*70 = 14112 кВт

Масса пеллет = 14112/5 = 2822,4 кг

Тогда 2822,4 кг*8,5 рублей = 23 990 рублей.

150 кв.м

Определим требуемую мощность котла:

N = 150 м

2

/10кВт*1,2 =18 кВт. Минимальной мощности нам уже не достаточно. Согласно спецификации, принимаем N=25кВт

Определим теплопотери:

X = S*D*24*0,7*70 = 150*120*24*0,7*70 = 21168 кВт

Масса пеллет = 21168/5 =4233,6 кг

Тогда 2822,4 кг*8,5 рублей = 35 986 рублей.

200 кв.м

Определим требуемую мощность котла:

N = 200 м

2

/10кВт*1,2 =24 кВт. Согласно спецификации, принимаем N=25кВт

Определим теплопотери:

X = S*D*24*0,7*70 = 200*120*24*0,7*70 = 28224 кВт

Масса пеллет = 28224/5 =5644,8 кг

Тогда 2822,4 кг*8,5 рублей = 47980 рублей.

250 кв.м

Определим требуемую мощность котла:

N = 250 м

2

/10кВт*1,2 =30 кВт. Согласно спецификации, принимаем N=31кВт

Определим теплопотери:

X = S*D*24*0,7*70 = 250*120*24*0,7*70 = 35280 кВт

Масса пеллет = 35280/5 =7056 кг

Тогда 7056 кг*8,5 рублей = 59976 рублей.

Пеллеты среднего качества

В приведенных вычислениях был использован показатель теплотворной способности, присущей гранулам высокого качества белого цвета, так называемым элитным. Они производятся из отходов хорошей древесины и практически не имеют посторонних включений, например, древесной коры. Между тем различные примеси повышают зольность топлива и снижают его теплоту сгорания, зато цена за тонну таких древесных пеллет значительно меньше, чем элитных. За счет уменьшения стоимости многие домовладельцы стараются сделать свое пеллетное отопление более экономичным.

Кроме элитных топливных пеллет, производятся более дешевые гранулы из отходов агропроизводства (как правило, из соломы), чей цвет несколько темнее. Зольность у них невысокая, а вот теплотворная способность снижена до 4 кВт/кг, что в конечном счете скажется на потребляемом количестве. В данном случае расход в сутки на дом 100 м2 составит 35 кг, а в месяц – целых 1050 кг. Исключением являются гранулы, изготавливаемые из рапсовой соломы, их теплота сгорания не хуже чем у березовых или хвойных пеллет.

Существуют и другие гранулы, что производятся из самых разных отходов деревообрабатывающих предприятий. В них присутствуют всяческие примеси, в том числе и кора, от которых в современных котлах на пеллетах возникают неисправности и даже сбои в работе. Естественно, нестабильная работа оборудования всегда вызывает повышенный расход топлива. Особенно часто капризничают от некачественных гранул теплогенераторы с ретортными горелками в виде чаши, обращенной вверх. Там шнек подает топливо в нижнюю часть «чаши», а вокруг располагаются отверстия для прохода воздуха. В них попадает сажа, из-за чего интенсивность горения снижается.

Чтобы не возникало подобных ситуаций и КПД котла не снижался, желательно выбирать горючее с малой зольностью и ни в коем случае не влажное. Иначе начнутся проблемы со шнековой подачей оттого, что влажные гранулы рассыпаются и превращаются в труху, засоряющую механизм. Можно для отопления дома пеллетами использовать более дешевое топливо, когда котел оборудован горелкой факельного типа. Тогда зола покрывает стенки топки и падает вниз, не попадая обратно в горелку. Единственное условие – обслуживать и чистить камеру сжигания и элементы горелки придется чаще, по мере загрязнения.

Расчет суточной потребности гранул для отопления жилого дома

Определить количество топлива необходимого на сутки, месяц или отопительный сезон достаточно легко. Рассчитать приблизительный расход пеллет на отопление дома 200 м

2

можно, ориентируясь на следующее соотношение: при сжигании 1 кг качественных гранул образуется 5 кВт тепловой энергии. Соответственно, для получения 1 кВт мощности потребуется 0,2 кг топлива.

Алгоритм более точного расчета суточной потребности в пеллетах для обогрева жилых помещений следующий:

• Для создания комфортного микроклимата необходимо 0,1 кВт тепловой энергии в час на 1 м

  2

  при высоте потолков от 2,8 до 3,0 м.

• Соответственно, расход гранул составит 0,2 кг/кВт • 0,1 кВт/(ч м

  2

  ) = 0,02 кг/(ч м

  2

  ).

• Умножаем этот показатель на площадь дома (в нашем случае это 200 м

  2

  ) и получаем: 0,02 кг/(ч м

  2

  ) • 200 м

  2

  = 4,0 кг/ч.

• Суточное потребление составит 4,0 кг/ч • 24 ч = 96,0 кг.

Для определения затрат на отопление на день достаточно умножить полученные данные на цену килограмма пеллет. Отметим, что при проведении расчетов не принимались во внимание расходы на доставку топлива, оплату электроэнергии и проведения регламентных работ. Между тем для обеспечения работы системы отопления — двигателя шнека, электронного контроллера, а также вентилятора и циркуляционного насоса — требуется до 0,5 кВт/ч. Это существенные издержки и их также необходимо учитывать.

Топливные гранулы должны быть достаточно прочными и не крошиться при их энергичном разминании пальцами.

Качество пеллет и его влияние на расчеты

Эффективность отопления и, следовательно, расход топлива напрямую связан с его качеством.

Ключевым показателем является влажность. Она должна быть в пределах значений, указанных в паспорте котла. Для этого гранулы нужно хранить в заводской упаковке в сухом помещении с обязательным периодическим контролем влажности. Перед приобретением большой партии пеллет разумно купить небольшую упаковку и опытным путем проверить качество топлива.

Специалисты используют следующие способы проверки качества топлива:

• Осмотреть. Поверхность гранул должна быть ровной, и блестеть. Нежелательны трещины, неровности, сколы. Они означают, что была нарушена технология производства или хранения.
• Попробовать раскрошить гранулу. Хорошие пеллеты не удается раздавить голыми руками. Прочность пеллеты также означает использование качественного сырья и связующего, соблюдение технологии производства. Непрочные гранулы начнут крошиться еще в бункере и могут вызвать затор в системе подачи топлива в топку.
• Убедиться в качестве упаковки и ее целости. Качественное топливо хранится упакованным в мешки, в которых сохраняется низкая влажность. Не стоит поддаваться на уговоры и покупать пеллеты россыпью, даже со скидкой.
• Проверить цвет. Качественные гранулы должны быть светлых оттенков, без вкрапления темных фрагментов. Такие включения означают, что в опилки добавлена кора и другие низкоэффективные с топливной точки зрения части дерева

Перед покупкой пеллет их стоит осмотреть, попробовать раскрошить

Дополнительные факторы, определяющие потребление пеллет

Приведенная выше расчетная методика хороша только в теории, на деле же объем реального потребления топливных гранул может существенно отличаться от данных показателей в большую или меньшую сторону. В действительности расход пеллет на отопление дома 100 м

2

зависит от множества факторов, из которых важнейшими являются два:

• характеристики и

  КПД

  используемого твердотопливного котла,

• режим работы отопительного оборудования.

Наряду с качеством пеллет эти факторы оказывают существенно влияние на суточное потребление и в целом на стоимость отопления. Владелец частного дома может существенно уменьшить эти затраты, выбирая высокотехнологичное и экономичное оборудование и умело регулируя его работу.

Качество пеллетных гранул

Характеристики топливных пеллет определяют дальнейшее отопление, его целесообразность и функциональность. Прессованные брикеты для такого рода котлов требуют соблюдения условий хранения и перемещения. Если сравнивать с требованиями для жидких и газообразных топливных материалов, то с пеллетами дело обстоит намного проще. Важно лишь контролировать допустимый уровень влажности в помещении.

Определить качество пеллет можно путем сжигания небольшого числа гранул в топке, что будет определяющим фактором в приобретении целой партии. Здесь ключевым моментом должны стать гарантии качества на основании сжигания экспериментальных образцов.

Если проверить гранулы таким путем не представляется возможным, тогда предлагаем вам альтернативные способы:

• Визуальный осмотр гранул. Поверхность пеллет должна быть гладкой и блестящей, без явных трещин и сколов. Эти показатели являются подтверждением соблюдения технологического процесса в момент изготовления и спрессовывания, а в роли связки использовалась натуральная древесина.
• Провести тест на ломкость. Качественный топливный материал не должен крошиться при пальпации, поэтому лучше всего применять твердые гранулы. Пеллеты с нарушением процесса изготовления начнут крошиться уже в момент передачи шнековым оборудованием в топку.
• Выбирать пеллеты, упакованные в мешки. Топливо при таких условиях хранения и транспортировки не будет соединяться с пылью, которая негативно влияет на работу всей системы отопления.
• Покупать топливный материал следует соответственно параметрам, размерам и типам, указанным в паспорте самой котельной установки.
• Изучить оттенок гранул. Пеллеты светлых тонов свидетельствуют об использовании в производстве древесных материалов без коры и лишних примесей, они считаются самыми эффективными при отапливании. Гранулы темного цвета говорят о том, что производитель использовал кору и древесные отходы в качестве сырья, поэтому эффективность их будет значительно ниже.

Влияние режима работы котла на расход пеллетного топлива

Приведенные выше теоретические расчеты выполнялись для отопительного оборудования, функционирующего на максимальной мощности. Такой режим используется только при экстремально низких температурах, которые в действительности крайне редки. Соответственно, расход пеллет на отопление нужно рассчитывать исходя из меньших показателей: 0,05 кВт тепловой энергии на обогрев 1 м

2

общей площади дома в час.

Суточное потребление гранулированного твердого топлива, вычисленное из расчета 0,1 кВт/(м

2

ч), необходимо пропорционально уменьшить вдвое. Соответственно, расчетные показатели расхода пеллет будут в пределах от 27,6 до 28,8 кг/100 м

2

. Дополнительно уменьшить затраты на отопление станет возможным, если снизить теплопотери, выполнив работы по утеплению дома и установив окна с двухкамерными стеклопакетами.

Хороший котел на пеллетах для отопления частного дома, расход топлива у которого сравнительно невысокий, оснащается бункером для загрузки гранул.

Особенности систем пеллетного отопления

Для того чтобы оценить эффективность пеллетного отопления, необходимо знать о той разнице, которая существует между обыкновенными дровами и пеллетами. В ходе изготовления гранул используют отходы деревообрабатывающего производства. Сырье для производства пеллет или обычные опилки сначала тщательно просушивают, затем обрабатывают паром, в результате чего образуется вязкая масса, из которой под давлением 300 атмосфер формируют цилиндрические гранулы длиной около 70 мм и диаметром от 6 до 8 мм.
Котлы, поставляемые на рынок производителями пеллетного оборудования, от своих аналогов, использующих в качестве топлива обычные дрова, отличаются более высокой степенью теплоотдачи. Количественные показатели теплоты сгорания различных видов твердого топлива указаны в таблице.

Кроме высокой теплоотдачи, пеллетные котлы имеют еще одно преимущество – их камера сгорания загружается в автоматическом режиме. Автоматическая подача топлива реализована следующим образом:

• В специальном бункере, изготовленном из нержавеющей стали, хранится определенный запас пеллет. Наличие бункера значительного объема позволяет заправлять его топливом с периодичностью один раз в несколько дней.
• Топливо поступает в котел через гибкий кабель и расположенный внутри него шнек. Гранулы собственным весом приводят шнек во вращение, что обеспечивает их подачу в камеру распределения котла в необходимом количестве.
• Далее, из камеры распределения пеллеты поступают в зону воздушной горелки, где происходит их неполное сгорание, сопровождающееся выделением древесного газа.
• Основным источником высокой теплоотдачи является древесный газ, который полностью сгорает в камере дожига.

Подобная конструкция котла позволяет его владельцу, при непрерывной работе оборудования, всего лишь один раз в 3-4 дня наполнять бункер топливом и удалять твердые продукты горения, т.е. золу.