При попытке рассчитать систему круглогодичного отопления на твердом топливе (дрова, уголь) я уперся в ряд ограничений и поэтому был фактически вынужден разработать указанную стратегию.Стратегия твердотопливного круглогодичного отопления
Работа чисто теоретическая, расчетная, опыта эксплуатации твердотопливных (ТТ) котлов у меня нет. Стратегия годится для много-комнатных домов площадью примерно от 80кв.м. и выше.
Сначала требования к системе:
1. Главное требование: закладка топлива - не чаще, чем 1 раз в сутки. Конечно, лучше - реже, но при морозах это - или дорого, или... очень дорого.
Кроме удобства это моё личное требование к безопасности: я считаю опасным заложить топливо и уехать из дома на работу. А раз в сутки вечером под контролем людей - нормально.
2. Конечно, необходима минимизация затрат не только на топливо, но и на первоначальные вложения. Т.е. - за всё про всё на всё время жизни котла (совокупная стоимость владения) и системы отопления (СО).
3. Рассматриваются только уголь и дрова.
4. Рассматриваются только ТТ котлы с водяным теплообменниками "в комплекте" с водяными отопительными приборами по комнатам (радиаторы, отапливаемые полы, плинтуса и др.).
Варианты системы:
Я вижу два варианта растягивания периода топки на сутки:
1. Относительно мощный котел в сочетании тепловым аккумулятором, в котором энергии хватит на сутки обогрева дома при максимальном морозе.Здесь есть 2 подварианта:
Зачем мощный котел? Чтобы нагреть теплоаккумулятор за короткое время (вечером), скажем, за 4-7 часов топки. Дольше - не серьезно.
1. Не верьте тому, что КПД ТТ котла может быть выше 70%. Скорее - ниже... Причем все это - при хорошо настроенном, относительно чистом котле.А. Очень теплоемкий и хорошо утепленный дом - в современной терминологии - энергоэффективный. В этом случае сам дом является тепловым аккумулятором. Это вариант я не рассматриваю. Хотя, он вполне вписывается в стратегию, просто для него надо гораздо меньше топлива и совсем маломощный котел, или даже - чисто электрическое отопление на ночном тарифе.2. Маломощный котел длительного горения (см. ниже).
Б. Обычный дом, в котором теплоаккумулятором является большая емкость с водой (от 1,5 до 4-х и более тонн воды).
Варианты выбора для пользователя:
1. Если у вас котел уже действует и вас не устраивает топка котла несколько раз в сутки, то для вас возможно дешевле будет вариант установки теплового аккумулятор. Вы тогда за одну топку (или - за две топки подряд) нагреваете теплоаккумулятор до необходимой температуры, энергии которого Вам хватит на сутки отопления. Вот - Расчет объема и энергетики водяного теплового аккумулятора. Дополнительное удобство теплового аккумулятора в том, что нагревая его электричеством на дешевом ночном тарифе вы получаете недорогое отопление - возможно даже дешевле, чем твердотопливное. Но, для этого нужна большая мощность подводимой к доме электросети (см. ниже).
2. Если вы только планируете систему отопления, то дешевле обойтись без теплового аккумулятора . Как это реализовать?
Тремя моментами:
- Двухтопливностью котла (уголь в морозы, дрова - при плюсе). На одном топливе оптимально, или вообще - не получится, т.к. при морозе нужно энергоемкое топливо (уголь) а в межсезонье - наоборот (дрова).
- достаточным объемом топочной камеры котла.
- Системой автоматической регулировки мощности у котла (котел "длительного горения").
Пример расчета для дома с теплопотерями 6,6кВт:
Исходные данные:
Теплопотери дома - 6,6 кВт при среднесуточной температуре минус 33*С на улице. Дельта температур в ТА - 40*С.
Вариант с тепловым аккумулятором при среднесуточной Т=-33*С:
Переход с угля на дрова ориентировочно - при переходе среднесуточной температуры через 0*С - +5*С. Рассчитывал, но описывать этот расчет - ни к чему.
Вывод: для круглогодичного отопления с тепловым аккумулятором и реализации принципа "не более, чем одна закладка топлива в сутки" надо при морозах использовать уголь, а при плюсе - дрова. Выбор котлов - большой, в соотв. с ограничениями, указанными в таблице.
Вариант без теплового аккумулятора при среднесуточных Т=-33*С и Т=+5*С:
Например (для моего дома) можно применять котлы Стропува S10U, или Драгон-Мини ("Д-м").
Вывод:
Для круглогодичного отопления без теплового аккумулятора и реализации принципа "не более, чем одна закладка топлива в сутки" выбор котлов гораздо меньше, нужны котлы "длительного горения". При этом - ниже температуры +5*С на улице - применять уголь, а выше Т +5*С на улице - дрова. Конечно, при слабых морозах можно комбинировать уголь и дрова.
Примечания:
2. Не верьте производителям котлов, что теплотворность сухих дров - меньше 3кВтчасов/кг и что теплотворность угля ДПК - меньше 5кВтчасов/кг. Они их преднамеренно занижают, чтобы сходился простейший энергетический расчет котла для явно завышенных КПД, равных якобы 86-88%. Такие завышенные КПД - результат нечестной конкуренции, ибо в том, что КПД в идеале =100% - все понимают, а в теплотворной способности топлива (без подготовки) почти никто не разбирается.
3. Расчет финансового оптимума для приведенных стратегий я не проводил. Он - у каждого - свой. Однако, предложенные решения близки к минимальной цене всего "на круг" (по совокупной стоимости владения).
4. Расчеты проводились без запасов на непредвиденные обстоятельства, т.е. - "тютелька в тютельку". Лично я взял бы запас процентов от 20-30. Как минимум, уровень утепления дома со временем самопроизвольно ну никак не увеличится. Максимальная мощность котла - тоже. Скорее - уменьшатся.
Выводы лично для себя:
По результатам приведенных расчетов лично я отказываюсь от идеи автономного отопления на твердом топливе в своем доме.
Причины такие:
1. В доме такой котел не поставишь - грязь и пыль.
2. Котельной у меня нет и пристраивать её на почти застроенных 6-ти сотках не хочется.
3. Расчет на то, что можно самому в лесу обеспечивать себя дровами на круглый год - наивность, т.к. дров надо очень много, да еще и уголь в придачу. Причем всё это надо где-то хранить, а места под это тоже скорее нет, чем есть. К тому же (по слухам), сейчас вообще запрещен и штрафуется вывоз из леса даже валежника.
4. Пока осталась в рассмотрении идея аварийного ТТ отопления - в доме печь-камин с теплообменником. Понимаю (рассчитал), что при этом в морозы придется круглосуточно сидеть у камина и подбрасывать дрова каждые 1-2 часа...
5. Причем, для этой полу-игрушки (печи-камина) нужна отнюдь не игрушечная система безопасности (у соседки недавно сгорел дом из-за перегрева газоотводной трубы печи).