Продукция

Новости

Стены из кирпича видео
Строил дом. Планирую, что он станет таким себе семейным гнездышком для нас всех и что мы будем жить тут долго и счастливо. Потому делал все максимально качественно, старался зря денег не жалеть. Нет,

Кладка кирпича цоколь видео
В детстве я была довольно небрежна к своей осанке, в результате схлопотала сколиоз. С годами все усугубилось, и добавился остеохондроз. Две беременности и ношение детей в слинге никак не способствовали

Перегородка из кирпича видео
Качественные электроды для ручной сварки сейчас купить не так и легко, потому что в наше время очень много подделок. Этот сайт предлагает действительно качественные и надежные электроды по очень доступный

Камин из кирпича видео
Добрый день. Сегодня хочу Вам рассказать про отличную бизнес-идею для начинающих предпринимателей. Представьте следующую ситуацию: Фирма собирается переезжать в другой, более крупный офис. И, конечно,

Камины из кирпича своими руками видео
В летний период занимаюсь косметическим ремонтом квартир. Работа не основная, сезонная, но приносит неплохой доход. Чтобы клиенты будущие обращались ко мне, нужно, чтобы уже имеющиеся говорили обо мне

Кладка кирпича видео уроки
Как часто в наши дни родители обеспокоены тем, что дети все свободное время проводят, играя в компьютерные игры. Как занять их чем-то полезным, развивающим и при этом интересным для них? Предложите им

Видео кладка кирпича своими руками
Для того, чтобы определиться с тем, какие двери установить в своем доме недостаточно просто выбрать из тех, что предлагаются на рынках. Более разумно посмотреть на фото, которые четко дадут понять, как

Видео урок кладка кирпича
Компания "Звездный дом" поможет осуществить вашу мечту купить дом на фиоленте Этот поистине райский уголок на берегу Черного моря расположен вдали от городской суеты, здесь открываются чудесные виды на

Кладка кирпича в один кирпич видео
В детстве я очень любила смотреть бразильские сериалы. Большой дом с зеленой лужайкой, большая семья, успешные главные герои, жизнь как в сказке, страсти, интриги - вот она, казалось, насыщенная и интересная

Объекты

Поиск

Главная Новости

Топливо для печей и котлов: какое подойдет, обзор параметров

Опубликовано: 03.09.2018

Печь возводится однажды, а топить ее нужно все время, с одной стороны. С другой – конструкция печи во многом, если не полностью, определяется видом используемого топлива. А его доступность существенно зависит от запасов местных ресурсов в регионе. Так что печку выплясывают от топлива.

Современная теплотехника позволяет сжечь до углекислого газа, воды и золы все, что в принципе может гореть, и кое-что из того, что в принципе гореть не может. Это не только шутка. Чего можно ожидать от сгорания топлива в печи? И насколько простой и эффективной может быть печь на таком-то, или таких-то видах топлива? Это зависит от его свойств:

Агрегатного состояния – твердое, жидкое, газообразное; Удельной теплотворной способности, или теплоты сгорания; Удельной стоимости; Скорости сгорания; Температуры сгорания; Способности обводняться; Зольности; Содержания высших органических соединений; Содержания серы; Активности.

Твердь, жидкость или газ?

Схема мини-котельной

При тщательном рассмотрении (для которого, к сожалению, здесь нет места) по совокупности качеств наилучшими пока оказываются природный газ и жидкие топлива. Но самостоятельно делать печку под них лучше не пытаться: без промышленного оборудования и отлаженной технологии за это не возьмется и опытный теплотехник. Точнее, тем более не возьмется, зная, что к чему.

И есть нюанс: поскольку это топливо отдает тепло практически мгновенно, одной печкой не обойдешься. Для сжигания нужен тоже сложный комплекс оборудования. Для примера – см. на рис. схему домовой мини-котельной. Стоит такое немало, и экономически (и экологически) оправданным оказывается для домовладений жилой площадью более 120-150 кв. м.

Примечание: КПД даже небольшого газового или мазутного котла с автоматикой достигает 90% и более. Почти все потери в централизованных котельных приходятся на трубопроводы.

Самодельной же печкой можно обогреть и снабдить горячей водой до 60-100 кв. м. жилых. Больше – сложность работ и затраты настолько возрастают, что дешевле и проще оказывается поставить двухконтурный газовый котел. Если, конечно, есть подвод газа. В таком случае нужно ориентироваться на низшее из указанных значений; при баллонном газе – на высшее.

Исключение – пиролизная (точнее, газогенераторная) печь на отработке или темном печном топливе. Ее, с соблюдением условий безопасности, несложно сделать самому. Но обогреваемая площадь – до 40-60 кв. м, отбор тепла для ГВС затруднен, а устройство полнопоточного водогрейного контура вряд ли возможно. Т.е. область применения – гараж , дача , небольшой жилой дом , при условии, что печка в пристройке.

Примечание: пиролизное масло – не топливо для пиролизных печей . Оно – продукт быстрого (50-30 с) бескислородного пиролиза отходов деревообработки при температуре около 600 градусов. Пиролизное масло довольно сильно обводнено, имеет кислую реакцию, т.е. химически агрессивные компоненты в своем составе и содержит до 2% и более серы. Сжигают его в промышленных котлах и печах при помощи специальной горелки.

Теплота сгорания и стоимость

Формальное содержание этого пункта особых пояснений не требует: килокалории или джоули. Можно только напомнить, что 1 ккал = 4,3 кДж. Т.е., если теплота сгорания 10 000 ккал/кг, то в джоулях это будет 43 000 кДж/кг или 43 МДж/кг, для твердого топлива. Для газообразного – килокалориях или кило/мега джоулях на кубометр. Для жидкого справочники дают или на килограмм, или на литр/кубометр.

Теплота сгорания общеупотребительных видов топлив колеблется от 1800 ккал/кг (бросовая древесина: ольха, ракита, подгнивший сырой хворост) до почти 11 000 ккал/кг (полиэтилен и другие органические полимеры), что в мегаджоулях будет от 7,74 МДж/кг до 47,14 МДж/кг у полиэтилена.

Здесь уже обнаруживается нюанс: полностью сжечь можно все, но цена-то килограмма разная! Поэтому делаем так:

Производим теплотехнический расчет мощности обогрева помещения. Даем к нему запас в 10-20% на ГВС. Даем к полученному еще 50% запас на аномальные холода. Полученное значение ДЕЛИМ на КПД выбранной печи. По полученной потребной тепловой мощности печи и удельной теплотворной способности топлива определяем его массовый/объемный расход. Умножив расход на стоимость, получаем удельную стоимость отопления. Повторяем процедуру для разных печей и топлив, пока не выйдем на минимум по цене.

Примечание: отопительные приборы с КПД менее пороговых 70% можно не рассматривать. Даже если нам лично экология фиолетовым по желтому побоку, дополнительных налогов и штрафов если где-то еще и нет, то будут. Обязательно.

Скорость сгорания

В самодельных печах без сложной автоматики наблюдается четкое соответствие: чем быстрее сгорает топливо, тем меньшего КПД печи можно добиться и тем сложнее получается ее конструкция. Причина проста: без недоступных самодельщику технологических ухищрений выделившееся сразу большое количество тепла трудно уловить и направить в помещение, или в водогрейку, прежде, чем оно вылетит в трубу. Поэтому имеет смысл только самодельная печь на медленно горящем топливе – твердом, маслах, нефтешламе и т.п. Или печь медленного горения, где процесс сгорания искусственно замедляется.

По скорости сгорания среди твердых топлив выделяется каменный уголь. Она у него очень неравномерна по мере сгорания. Вначале, когда идет газификация, пламя бушует. А затем, когда остается чистый карбон (аморфный углерод, кокс) начинается медленное тление. А сделать печь с высоким КПД и в том, и в том режиме горения, не так-то просто.

Температура сгорания

Это палка о двух концах. Один конец – чем выше температура, тем проще добиться полного сгорания и высокого КПД. С другой стороны, опять же, извлечь и направить куда нужно тепло становится труднее; вследствие большого температурного градиента оно так и норовит вылететь в трубу. Поэтому усложняется конструкция печи. Кроме того, при высокой температуре сгорания нужны дорогие жаропрочные материалы.

В целом, чем ниже температура сгорания, тем проще и эффективнее оказывается печка. Корявые самодельные конструкции на тлении при 600 градусах (печи медленного горения) могут дать КПД более 85%. От дровяной/угольной печи (800-900 градусов) в самодеятельном исполнении трудно добиться КПД более 75%, и нередко оказывается, что с гордостью представленная на видео конструкция до конца отопительного сезона прогорела или потрескалась.

Примечание: максимально достижимая в самодельных конструкциях температура сгорания примерно 1100 градусов; это пиролизные и газогенераторные печи. Выше – без спецсталей и огнеупоров выдержит разве что несколько пробных топок.

Обводненность

Обводнение топлива отбирает тепло не только и не столько на испарение воды. При высокой температуре при наличии катализатора – углерода – еще больше энергии уходит на химическое восстановление воды и соединение выделившегося кислорода с атмосферным азотом. Водность топлива в процентах по весу обозначается как W.

Способность топлива поглощать влагу во-первых, уменьшает его теплоту сгорания. У дров – вдвое и более при повышении влажности с 20% до 50%. Обводненное жидкое топливо может оказаться и взрывоопасным. А едва влажный бурый уголь самовозгорается, поэтому его и не транспортируют от мест добычи, ТЭЦ на буром угле строят возле добычных карьеров.

Печь, работающая на обводненном жидком топливе, должна быть снабжена специальной горелкой и системой подготовки топлива. Твердотопливная – сложным дымовым трактом, в котором восстановленные компоненты и окислившийся азот не остынут прежде, чем распадутся до исходных и отдадут обратно тепло.

Зольность

Зольность вычисляется просто: вес твердого остатка (золы) делим на исходный вес закладки. Если из килограмма топлива остается 30 грамм серенького порошочка – зольность его 3%. Зольность топлива в спецификациях обозначается большой буквой A.

Зольность характеризует более хозяйственные особенности печи. Золу нужно выгребать, с одной стороны. С другой, зола большинства видов топлива – прекрасное удобрение.

Высшая органика

Это высшие спирты, соединения фенольного ряда, полимеры и т.п. С одной стороны, они имеют очень большую теплотворную способность, что видно на примере хотя бы полиэтилена. С другой – при температуре ниже 900 градусов дают много нагара и сажи. Или сжигать нужно очень медленно, на тлении, чтобы успели распасться.

Сера и горючие минералы

Горючие минеральные компоненты, кроме углерода, почти все очень вредны. Особенно – сера. Она при сгорании дает окислы серы (ангидриды), а они в атмосфере – сильные, ядовитые и очень «парниковые» кислоты. Топливо с содержанием серы более 1% считается непригодным для быта; допустимая доля мышьяка, фосфора и прочих горючих минералов – до 0,1%

Активность

Активность топлива – параметр условный. Она характеризует способность топлива вспыхивать и сгорать самого по себе.

Предельно активным считается топливо, вспыхивающее от искры, причем зона горения сразу распространяется по всей его поверхности. Высокоактивное топливо требует поджога небольшим количеством еще более активного или с помощью фитиля, но затем на открытом воздухе быстро и по всей поверхности разгорается. Средне активное требует розжига более активным топливом и без дополнительных мер (пошуровать, поворошить) или наддува на открытом воздухе полностью не сгорает. Горение низкоактивного топлива может проходить только в специальных устройствах после розжига.

Активность топлива мало зависит от его теплотворной способности, но гораздо более – от агрегатного состояния, температуры кипения (для жидкого топлива) и степени измельчения (дисперсности) для твердого. К примеру, бензин и этиловый спирт при комнатной температуре предельно активны. В солярке при комнатной температуре факел гаснет, но, распыленная форсункой, она при 90 градусах сама вспыхивает на открытом воздухе. Древесина в виде дров средне активна, в виде сухой стружки – высокоактивна, а в виде опилок – очень слабо активна.

Примечание: по ТУ температура вспышки летнего дизельного топлива – 62 градуса. Но это в закрытом тигле.

О пеллетах

О печной проблеме думают не только самодельщики. Ныне налажен широкомасштабный выпуск практически идеального твердого топлива для бытовых печей – топливных пеллет, см. рис.

Топливные пеллеты

Делают пеллеты из любой бросовой высушенной биомассы методом сухого горячего прессования. Теплота сгорания пеллет – 13-20 МДж/кг. Водность менее 10%; зольность – до 5%; активность — средняя. Сгорают пеллеты полностью до углекислого газа и воды без дополнительных мер; содержание вредной неорганики (сера и элементы ее группы, тяжелые металлы) – практически нулевое.

Стоимость пеллет на рынке оптом – до 5000 руб. за тонну. Есть в продаже и пеллеты в мелкой расфасовке, для выездов на пикник, на дачу и т.п. Расчеты специалистов на спасительную для человечества роль бытовых печей как раз и основаны на предположении о широком использовании пеллет.

rss