Андрей Смирнов
Время чтения: ~17 мин.
Просмотров: 0

Долго горит и даёт много жару, а что ещё нужно? уголь для отопления домов

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%.

Какой уголь лучше использовать для отопления?

В составе этого вида топлива множество элементов, которые влияют на энергетические свойства. Самым чистым и ценным считается топливо, содержащее максимальное количество углерода. Чем ниже процент этого вещества, тем ниже теплота сгорания и выше число примесей и влажности. При выборе угля учитывают следующие характеристики:

  • Теплота сгорания. Показатель отражает, какой объем тепла выдаст определенный объем горючего за единицу времени. Измеряется в МДж/кг или Ккал/кг, в этом случае называется калорийностью.
  • Зольность. Измеряется в процентах, показывает количество негорючих примесей. Чем ниже этот показатель, тем больше тепла от топлива. У высокосортных марок ее уровень находится в пределах 25%, у низкосортных углей — превышает 40%. Чем выше зольность, тем чаще придется убирать шлак и золу.
  • Влажность. Если поверхностная влага легко устраняется просушиванием и проветриванием, то внутренняя испаряется только при горении. Чем выше показатель внутренней влажности, тем больше тепловой энергии потребуется на ее высушивание и меньше пойдет на обогрев.

Маркировка

Первая буква показывает сорт, вторая — величину фракции. Всего существует 17 марок. Основные сорта твердого топлива маркируются: антрациты — «А», длиннопламенный — «Д», слабоспекающийся — «СС».

Уголь классифицируется по размеру кусков:

Маркировка Название Фракция, мм
П Плита Более 100
К Крупный 50—100
О Орех 25—50
М Мелкий 13—25
С Семечка 6—13
Ш Штыб до 6
Р Рядовой 0—300 карьерный 0—200 шахтный

Например, топливо маркировано АШ — антрацит штыб, ДС и ДПК — длиннопламенный «семечка» и плитный с кусками 50—100 мм.

Виды угля и его характеристики: каменный, бурый, антрацит, брикетированный прессованный

Как топливо используются три вида: бурый, каменный и антрацит. Первый дает меньше всего тепла, по этой причине его не используется в быту.

Каменный уголь выделяет большое количество тепла (до 7000 Ккал/кг), имеет влажность до 15%, дает немного золы (до 16%), поэтому чаще других используется для топки котлов.

Фото 2. Каменный уголь в руках. Представляет из себя небольшие камешки черного цвета.

В свою очередь делится на подвиды:

  • Длиннопламенные — получили название за способность гореть с длинным пламенем как древесина. Марка ДПК подходит для большинства котлов, ДО, ДС — для автоматизированных.
  • Слабоспекающиеся — горят без дыма и пламени, расходуется экономно за счет большой продолжительности горения. Используются реже из-за более низкого КПД и сложности розжига.
  • Тощие — недорогие сорта относятся к короткопламенным, чаще применяются в промышленности в чугунных печах. Тощие угли трудно разжечь, они дают до 45% золы, но много тепла, поэтому в быту их применяют в котлах с хорошей тягой.

Антрациты имеют самые высокие качественные показатели среди всех углей для домашних котлов: теплотворность до 8200 Ккал/кг, влажность 1—3%, зольность до 9%. Почти не выделяют летучих веществ (до 9%), горят коротким ровным пламенем, с минимальным образованием дыма и зольных остатков. За счет высших показателей продолжительности горения считаются самыми экономичными видами углей. Подходят для специализированных котлов с объемной топкой, рассчитанной на высокие температуры и хорошей тягой.

Угольные брикеты — бюджетный вид топлива. Изготавливаются из отходов угледобывающей промышленности: мелких угольных фракций, крошки и пыли методом прессования с добавлением связующих компонентов. К преимуществам относят: невысокую зольность и влажность, хорошие теплотворные свойства при условии, что брикеты получены из высокосортного угля. Прессованное топливо хорошо разгорается при помощи дров, долго горит (в среднем 6—8 ч.), дает мало дыма, сажи и шлаков.

Фото 3. Прессованный уголь в продолговатых брикетах. Подобным топливом хорошо топить котлы.

Варианты автоматической подачи топлива

Существует два вида питателей.

Подача пневмотранспортером

Устройство состоит из следующих частей:

  • компрессора;
  • ресивера;
  • дозатора с поршневым приводом.

Раз в 24 часа воздух с избыточным давлением нагнетается в накопитель, после чего система переходит в энергонезависимый режим.

Автоподача осуществляется за счет действия сжатого газа на поршни, поэтому перебои в электроснабжении продолжительностью менее суток на ней никак не сказываются.

Транспортеры этого типа имеют два недостатка:

  • относительно большие энергозатраты (мощность двигателя компрессора составляет 1,5-2 кВт);
  • издают громкий шум.

Поэтому их применяют только в условиях нестабильного электроснабжения.

Передача шнековая

Механизм напоминает мясорубку. Спиральные витки шнека при вращении двигают уголь поступательно вперед.

Питатель работает бесшумно и потребляет сравнительно мало электричества (мощность мотора составляет 130-180 Вт).

Недостатки механизма следующие:

  • энергозависимость;
  • при длине более 2 м уголь за время пути успевает раскрошиться.

Большинство бытовых агрегатов оснащается такими питателями.

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

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.

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.

Уголь

Уголь — традиционное сырье для твердотопливных котлов. Он долго горит и имеет хорошую теплоотдачу, но только при условии правильной закладки в камеру топки, грамотного розжига и последующей поддержки.

Выбор угля

Чтобы повысить КПД котла и продлить его срок службы, необходимо учитывать рекомендации производителя по выбору марки угля. Обычно название марки и ее фракция указывается в техническом паспорте устройства. Каждая из марок имеет разное соотношение углерода и примесей, разную влажность, структуру, прочность и возраст образования.

Наиболее популярные сорта угля для твердотопливных котлов:

  • Каменный уголь. Теплоотдача топлива составляет 5500 ккал/кг. Среднее процентное соотношение углерода и золы — 75%/3%. Подходит для розжига большинства классических моделей котлов.
  • Антрацит. Показатели удельной теплоты — 9000 ккал/час. Процентное содержание углерода — не более 7%. Недостаток сорта — трудности в розжиге и предельно высокая температура сгорания.

Наиболее востребованным и удобным для розжига является каменный уголь длиннопламенной категории. Это универсальное топливо для всех типов котлов быстро разжигается, долго горит и отдает большое количество энергии.

В продаже можно встретить бурый уголь и лингит. Однако эти сорта рекомендуется использовать лишь в промышленных масштабах из-за большого количества зольного остатка и высокого уровня влажности.

Как топить котел углем

Установка на твердом топливе состоит из двух основных камер: верхняя служит для закладки топлива, а нижняя (зольник) — для сбора золы и шлаков. По мере сгорания топлива в основной камере продукты горения постепенно осыпаются в зольник, откуда извлекаются вручную.

Прежде чем начинать растапливание, необходимо подготовить установку к работе. Для этого из зольника удаляются твердые продукты горения, протираются стенки топочной камеры и очищаются каналы дымохода.

Как только подготовительные работы завершатся, можно приступать к загрузке топлива и к поджигу.

  1. На решетку основной камеры выложить сухую бумагу. Ее рекомендуется предварительно скомкать — так она зажжется быстрее.
  2. Сверху равномерно уложить щепки, хворост — в форме колодца или шалаша.
  3. Поджечь спичку и поднести ее к бумаге с разных сторон — бумага равномерно разгорится, вовлекая в процесс щепки.
  4. Дверцу топки закрыть, задвижку зольника открыть для поступления кислорода. На этом этапе придется следить за процессом сгорания щепы. Регулировать интенсивность можно при помощи дверцы зольника (поддувала).
  5. Как только щепа разгорится полностью, поверх насыпать небольшой слой мелкой фракции угля. Его количество не должно превышать треть топочной камеры.
  6. После загрузки первой партии угля дверцу вновь закрыть для достижения максимальной температуры горения. Обычно на это уходит около
  7. Когда первый слой топлива полностью охватит пламя, досыпать остатки угля — до верхней границы дверцы. Предварительно рекомендуется слегка пошевелить горящий уголь.
  8. Дверцу поддувала прикрыть наполовину. Если наблюдается сильное дымление, оставить небольшую щелку.

По мере сгорания топливо небольшими порциями добавляют в основную камеру, при этом каждый раз закрывая заслонку зольника. Не следует закладывать сразу большое количество угля — это приведет к застыванию топлива на колоснике и преждевременной его порче.

Автоматические котлы

Предлагаемые на современном рынке автоматические угольные котлы длительного горения сконструированы по принципу пеллетных установок. Их особенность – наличие горелочного устройства и бункера для загрузки запаса горючего. Устройство теплообменной части агрегатов повторяет конструкцию их традиционных «собратьев», для передачи тепла применяется жаротрубный теплообменник либо другая многоходовая конструкция.

Главная особенность – горелка ретортного типа. Она состоит из чаши – реторты, подающего шнека с редуктором и электродвигателем, и вентилятора для нагнетания воздуха.Уголь из бункера попадет в приемное отверстие шнековой подачи, которая перемещает его в чашу. Последняя имеет боковые щели для поступления воздуха, нагнетаемого вентилятором.

Такой котел на угле полностью автоматизирован начиная от операции электророзжига и заканчивая управлением интенсивностью горения. Продолжительность работы агрегата не ограничена запасом топлива, который можно пополнять, подсыпая его в бункер на ходу. Только периодичность обслуживания и чистки требует остановки котла 1 раз в неделю.

Ярким представителем этого вида отопителей является автоматический угольный котел бренда Heiztechnik, оборудованный кроме основных узлов контуром для подачи ГВС, циркуляционным насосом и программируемым контроллером с возможностью подключения внешних терморегуляторов. Контроллер управляет работой горелки и может остановить ее в любой момент, что для твердотопливных агрегатов – существенное достоинство. Еще один плюс – возможность в короткие сроки поставить колосниковую решетку, снять горелку и продолжать работу традиционным прямым сжиганием горючего в топке. КПД агрегата декларируется заводом – изготовителем на уровне 88%.

Недостатки угольного котла со шнековой горелкой – это его высокая стоимость и требовательность к качеству горючего. Требования производителя Heiztechnik следующие:

  • крупность фракции – не выше 25 мм;
  • влажность – до 10%;
  • содержание пыли в топливе – не более 20%;
  • уголь для автоматических котлов – среднекоксующийся, тип 31 или 32, не выше.

Как посчитать расход?

При расчете расхода топлива учитывают многие факторы: качество, марку, продолжительность горения угля, среднюю температуру на улице, площадь, материал и степень утепления дома. С помощью подсчетов получается усредненное значение, поскольку учесть все критерии, а также наступление оттепелей и заморозков сложно.

Перед началом подсчёта высчитывается общая площадь дома. По стандартной формуле рассчитывается мощность котла: 1 кВт на 10 м 2 . Например, для среднего загородного дома 160 м 2 потребуется оборудование 16 кВт мощностью. КПД современных котлов от 50 до 90%, для примера берем среднее значение 70%. Считаем продолжительность периода, в течение которого нужно отопление (в среднем 6 месяцев).

Расчет расхода топлива производится следующим образом:

  1. Для работы котлу, мощностью 16 кВт с КПД 70% потребуется 11,2 кВт/ч. Чтобы выработать 1 кВт нужно 0.25 кг каменного угля со средними характеристиками. 11,2*0,25 = 2,8 кг в час.
  2. Рассчитываем суточный размер топлива: 2,8*24 = 67,2 кг.
  3. Определяем расход угля на месяц: 67,2*30 = 2016 кг.
  4. Чтобы высчитать количество угля на зиму, полученное число умножаем на число холодных месяцев: 2016*6 = 12096 кг.
  5. Для расчета стоимости отопления на зиму полученное значение умножаем на цену угля за 1 кг.

Справка. Чтобы получить данные о расходе, предпочтительной марке и продолжительности работы на одной закладке — посмотрите техническую документацию к котлу. Инструкция всегда прилагается при покупке.

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.

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

Разновидности угля и их характеристики

Экономичность и эффективность эксплуатации твердотопливного котла напрямую зависит от вида используемого топлива. Кроме отходов из древесины, в качестве основного энергоносителя часто используется уголь разных видов. Именно поэтому те, кто использует его в качестве основного топлива, должны знать его удельную теплоту сгорания.

Прежде всего, уголь различают по происхождению. В его состав входят различные остатки древних растений и битумных масс, которые подверглись специфическим изменениям во время погружения под землю. Превращение всех этих веществ в эффективное топливо происходило при высоких температурах и в условиях нехватки кислорода. Специалисты отмечают, что к ископаемым видам топлива относятся каменные и бурые угли, а также антрацит.

В этом видео вы узнаете процесс горения бурого угля:

Природный каменный материал

Этот вид топлива возник гораздо раньше, нежели бурый уголь. Большие пласты материала расположены под землёй на глубине 3 километра. В его составе содержится до 97% чистого углерода, а вот количество летучих примесей находится в пределах 35%. Что касается влажности, то в каменном угле её не больше чем 15%. А это положительно влияет на теплоэффективность ископаемого.

В идеальных условиях удельная теплота сгорания каменного угля находится в пределах 2100°C. Но в обычной отопительной печи такой материал сжигается максимум при 1000°C.

Уровень теплоотдачи варьируется в пределах 7 тыс. ккал/кг. Стоит отметить, что этот вид топлива плохо поддаётся разжиганию, так как для этих целей нужно нагреть печь до 400°C.

Этот материал не подойдет для разжигания

Как показывает практика, именно каменный уголь чаще всего используется обычными гражданами для обогрева домов, дач и зданий иного назначения.

Универсальный бурый вид

Среди всех существующих ископаемых углей именно этот вид считается самым молодым. Своё название топливо получило благодаря специфическому бурому цвету. Среди основных его характеристик можно отметить то, что в нём содержится много летучих примесей и влаги — более 40%. Но несмотря на это, количество чистого углерода может достигать отметки 75%. Так как в буром угле содержится много влаги, у него низкая температура горения и небольшой процент теплоотдачи. Воспламеняться топливо начинает при 260 градусах, а вот температура горения может достигать 2000°C. Что касается теплоты сгорания, этот показатель составляет 3600 ккал/кг.

Это интересно: дрова ольховые свойства.
В таком материале содержится много влаги

Но большой популярностью пользуется брикетированная форма этого ископаемого, которая прошла специальную подготовку на крупном производстве. В искусственных условиях производители снижают его влажность, благодаря чему существенно возрастает энергоэффективность. Стоит отметить, что теплоотдача брикетированного бурого угля составляет целых 5 тыс. ккал/кг.

Это одно из самых древних полезных ископаемых, в составе которого практически нет летучих примесей и влаги. А вот количество углерода превышает отметку 95%. Исследования показали, что удельная теплота сгорания угля находится в пределах от 8500 до 9 тыс. ккал/кг — это самый высокий показатель среди всех существующих углей. В идеальных условиях такое топливо сгорает при температуре 2250°C, а вот воспламеняется при 600°C. Стоит отметить, что этот показатель характерен для самых низкокалорийных видов. Чтобы разжечь антрацит, нужно использовать сухие дрова, так как необходимо создать определённый нагрев котла или же печи.

Этот ископаемый материал относится к промышленной категории топлива. Использовать его в обычном котле или печи очень дорого и невыгодно. Несмотря на то, что антрацит выгодно отличается от своих собратьев малодымностью и низкой зольностью.

К тому же такой материал дорогой

Расчет мощности котла

Важно знать, что пик продажи котлов наступает в начале осени, совместно с началом отопительного сезона. Поэтому в данный промежуток времени будет достаточно проблематично найти профессионала, который не только бы занялся проектированием и монтажом вашей системы отопления, но и высчитал тепловую мощность вашего будущего котла

Мощность котла должна напрямую зависеть от размера территории, которую вы собираетесь отапливать им

К тому же, важно помнить, что постройки из различных материалов, имеют различные теплопотери (деревянные дома теряют в разы меньше тепла, в отличие от бетонных и каменных построек)

Если вы желаете выполнить ориентировочный расчет самостоятельно, то следует принять во внимание следующие данные:

  • на каждые 10 м² площади помещения потребуется 1 кВт мощности;
  • к полученному вами результату стоит добавить от 15 до 20%, которые вполне компенсируют возможные потери тепла.
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Максим Иванов
Наш эксперт
Написано статей
129
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации