Расчет твердотопливного котла.

Задумался вот я просчитать, насколько эффективен мой котел в сравнении с твердотопливными котлами, которые рядами в маркетах расставлены. Слов нет, красивые, яркие, с паспортами, инструкциями, у каждого мощность объявлена чуть ли не до тысячных долей квт. С гарантиями даже. И КПД у каждого почему-то чуть ли не 100%, завидно даже.

А у меня, такой, простенький самделишный. Привез кирпич не ахти какой, сложил, не везде прямой, обиходил, как смог, да запустил в работу. Гарантий нету, паспорта не завел, инструкций не написал - жена и без них справляется лучше меня. Больше-то ведь она топит, я только дровами занимаюсь:)

Вот, ничего-то у меня нету. Надо хотя бы мощность его как-то вычислить, да еще и КПД узнать, а то вдруг я дрова понапрасну жгу? Вот вычислю - и для супруги паспорт напечатаю... Правда, читать она вряд ли будет, улетит энтот паспорт в первую же топку. Ей оно надо?

Но мне вот засвербило, захотелось посчитать. А надо сказать, что общие теплопотери у моего домика по расчетам составляют 3.2 кВт. Домик небольшой, более-менее прилично теплый, хотя и не дотягивает до современных нормативов.

Короче, для восполнения теплопотерь при -20 градусах за бортом мне требуются 3,2 * 24 = 76.8 квт·ч тепловой энергии. Это в сутки, конечно. А мой кирпичный твердотопливный котел на дровах топим 1 раз в сутки, сгорает при этом в среднем 25 кг дров.

И еще можно доложить, что массовая теплотворность дров не зависит от породы или объема, и даже от степени трухлявости. Она зависит от их влажности. В статье Теплотворная способность дров. об этом можно почитать.

Дрова у меня по влажности относятся к категории воздушно-сухой, так как сушились в поленице на открытом воздухе под крышей. Лежат они у меня обычно два-три года, так что их влажность вполне можно принять за 20%. Ну, для уверенности возьму не 20, возьму 25%. Тогда их массовая теплотворность будет равна 3120 ккал/кг.

Одной топки в сутки мне достаточно для того, чтобы в доме поддерживать нормальную температуру в пределах 20 градусов, когда за бортом в течение суток средняя температура -20 град. (Ночью - похолоднее, днем - теплее). И поскольку этого достаточно и поскольку мои теплопотери составляют 76.8 квт·ч в сутки, я могу с уверенностью сказать, что получаю от котла именно такое количество тепловой энергии.

Тут для расчетов совсем неважно, каким образом я распределяю тепло в доме. Есть у меня аккумулятор, нет у меня аккумулятора, сколько у меня батарей... Потерял 76.8 - выработал 76.8. Выработал - и пусть хоть ведрами разнес по комнатам. Баланс обеспечен.

Но это речь о полезной энергии. Котел-то у меня ведь не фирменный, не брендовый, без докУмента. Но КПД у него все равно какой-то есть. То есть, сколько-то тепла он должен еще и в трубу выбросить. А вот сколько? Это вопрос. Для этого сначала просчитать надо, сколько тепла получилось от сгорания дров.

Теоретически это несложно. Берем вес дров, берем массовую теплотворность, перемножаем и получаем количество тепловой энергии, которая выработалась от сгорания в топке. То бишь: 25 * 3120 = 78000 ккал. Умножаем это значение на 0,00116 для перевода единиц в киловатт-часы и получаем 90,48 кВт·ч тепловой энергии.

Оба-на! Дык ведь совсем неплохо! Дрова отдали 90,48 кВт·ч, котел передал в дом 76.8 кВт·ч. Вполне можно считать, что КПД котла находится в пределах: 76.8 / 90.48 * 100 = 84.88 %. Короче, 85 процентов.

Ну, а фактическую мощность подсчитать уже и совсем несложно. Котел, чтобы сжечь эти 25 кг дров, топится примерно 40 минут. Не раз уже замечено и отмеряно. И тогда его фактическая мощность выразится вот этим: 76,8 * 60 / 40 = 115.2 квт.

Так. А какой расход топлива? Тоже несложно. 1 кг дров выдает 3120 ккал, или 3.62 кВт·ч тепла. КПД котла - 85%. Выходит, с 1 кг сухих дров получаем 3.62 * 0.85 = 3.1 кВт·ч тепловой энергии. Если пересчитать на сухие березовые дрова влажностью 25%, (объемный вес 500 кг/м³), то получится 3,1 * 500 = 1550 кВт·ч/м³. Иными словами, для выработки 1000 кВт·ч тепловой энергии необходимо 1000 / 1550 = 0.65 м³.

Вот, теперь можно и пачпорт нарисовать:

• Твердотопливный дровяной котел.
• Габариты (д-ш-в) - 1.5 х 1 х 1.6.
• Мощность (фактическая): 115 кВт
• КПД: 85%.
• Расход на 1000 кВт·ч - 0,65 м³ березовых дров влажностью 25%.

Это был, пусть приблизительный, но все же расчет параметров моего твердотопливного кирпичного котла.