Корзина
16 отзывов
Украинская Энергопромышленная Группа
+380986049109
Контакты
  • Телефон:
    +380986049109, Киевстар
    +380443920108, Стационарный
    +380665248111, Vodafone, Viber
  • Контактное лицо:
    Коммерческий отдел
  • Адрес:
    Киевская обл., c. Белогородка, ул. Счастливая, 2, офис 6, Киев, Украина
  • Email:
    energopromgrup@gmail.com

Расчет длительности горения закладки топлива в твердотопливных котлах

Расчет длительности горения закладки топлива в твердотопливных котлах

03.07.15

Каждый твердотопливный котел, как отопительная техника, характеризуется тремя основными группами параметров и характеристик:

  • Первая группа ― характеристики отопительных котлов, определяющие показатели эффективности сжигания определенного вида топлива (каменный уголь, древесина. брикет, различные отходы). Другими словами, данные параметры характеризуют КПД котла, прямо влияющего на показатели расхода топлива.
  • Вторая группа ― параметры конструкции котла, то есть качество металла или чугуна, из которых изготовлены корпус и теплообменные поверхности котла (качество сварных швов, качество литья чугунных секций), а так же наличие определенных элементов безопасности (автоматика, змеевик охлаждения)
  • Третяя группа характеристик твердотопливных котлов ―  эксплуатационные параметры, то есть комфортность и удобство для пользователя. Сюда включается удобное и понятное управление котлом, степень удобства очистки и обслуживания, и главная потребительская характеристика ― длительность горения закладки топлива.

Именно длительность горения разовой закладки на сегодня является наверное самым важным техническим параметром для твердотопливного котла. Идеальные котлы, то есть имеющие в наличии все указанные выше преимущества (высокий КПД, качественная компоновка и удобство пользования), на отопительном рынке представлены весьма незначительно, к тому же стоимость их часто не по карману большинству потребителей. По этому, в процессе выбора необходимой модели твердотопливного котла чаще всего выбирается компромиссный вариант, при котором делается упор именно на комфортность эксплуатации.

Длительность горения закладки топлива определяется достаточно просто. Здесь необходимо учитывать следующее:

  1. Объем камеры сгорания. Вполне логичный параметр, поскольку чем больше объем топки, тем, соответственно больше объем вмещаемого топлива. Помимо этого, на комфорт эксплуатации влияют геометрические размеры топочной камеры, особенно для сжигания древесины. Согласитесь, что намного удобнее закладывать длинные поленья, чем нарезать 25-30 см куски. Так же следует обращать внимания на тип топочных камер (объемного горения, нижнего или верхнего горения).
  2. Вид и качество топлива. Сюда относятся: теплотворная способность, влажность, насыпная плотность каждого вида топлива. Помимо этого, для каменного угля учитывается размер фракции, а для дров ― размер древесных поленьев.

Каменный уголь и древесина принципиально отличаются между собой. Угольное топливо имеет высокую теплотворную способность (в среднем 5500-6000 ккал на кг.) и насыпную плотность (800 кг 1 куб.м.). Древесина, в свою очередь, имеет меньший уровень теплообразования (в среднем 3500 ккал на 1 кг) и плотности (550-600 кг на 1 м.куб.). Очевидно, что в один и тот же загрузочный объем вмещается большее количество угля, чем дров, и такой уголь будет гореть дольше, чем аналогичная закладка дерева.

Собственно, длительность горения топлива расчитывается просто:

  1. Определяется полезная тепловая мощность котла (паспортные данные, с учетом КПД).
  2. Определяется объем загрузочной камеры (цифра из паспортных данных или произведение высоты, ширины и глубины топки).
  3. Определяется тип используемого топлива и, соответственно, количество топлива, вмещаемого в топочный объем (с учетом плотности топлива и коэффициента укладки топлива)
  4. Расчитывается количество тепловой энергии, которую возможно "извлечь" из загруженного топлива.
  5. Расчитанное количество тепловой энергии из закладки делиться на номинальную мощность котла. Полученная цифра ― длительность горения закладки при номинальной мощности

Пример. Твердотопливный котел Колви Eurotherm КСТ-12. Тепловая мощность 12 квт. Вид топлива ― сухие дубовые дрова. Объем камеры сгорания 33 литра (0,033 м.куб). КПД данного котла на древесине составляет 70%.

Плотность сухого дуба ― 650 кг на 1 м.куб. Соответственно, при топочном объеме 0,033 м.куб теоретически возможная вместимость топки составляет 650х0,033 = 21 кг дров. Однако, мы понимаем, что фактический объем заполнения будет на порядок меньшим, поскольку загруженные дрова будут иметь определенное количество зазоров между собой и стенками топки. Потому, для древесины применяют такой показатель, как коэффициент укладки. Данный параметр достаточно условный и может варъироваться в пределах 0,35-0,5. Для данного примера примем среднее значение 0,4.

Таким образом, с учетом коэффициента укладки количество дубовых дров: 21х0,4 = 8 кг, что является вполне реальным показателем.

Далее вычисляем теплотворную способность закладки: 8х4200 ккал = 33600 ккал, или 39 квт. С учетом КПД котла данная закладка выдаст 39х0,7 = 27 квт.

Теперь вычисляем длительность горения закладки: 27 квт/12 квт = 2,25 часа.

Бесусловно, данный расчет является несколько приблизительным, поскольку не все факторы можно учесть и предусмотреть, однако для общего ориентирования такой расчет вполне подходит. 

Еще раз подчеркнем то, что данное время горения расчитано при работе твердотопливного котла в режиме номинальной мощности, то есть при пиковых теплопотерях. При повышении наружной температуры потребность в тепловой энергии снижается. Соответственно, путем уменьшения температуры теплоносителя возможно снизить мощность котла (интенсивность горения) и таким образом увеличить время горения закладки. Однако, такое снижение возможно до определенного момента (50-60% от номинала), поскольку работа котла в "задушенном" режиме (тлении) сопровождается большими потерями тепла от химического недожога, засорением топки, образованием конденсата.

Учитывая приведенные выше данные можно сделать вывод, что время работы котла Колви Eurotherm КСТ-12 на сухих дубовых дровах будет составлять от 2 до 4 часов, в зависимости от текущей нагрузки. Для прочих котлов методика расчета является аналогичной.