Spotřeba uhlí v kotli na tuhá paliva – jak provést výpočty

Chladné období v domě bez ústředního topení proběhne hladce, pokud si předem naskladníte palivo do kotle. V létě a na podzim jsou ceny pohonných hmot nižší, ale potřebné množství paliva nakoupíte na vrcholu sezóny, i když je 1,5–2krát dražší. Aby bylo předem jasné, jaké množství uhlí na zimu potřebujete, je lepší udělat si předběžný výpočet uhlí na celé topné období. O tom bude řeč v článku.

Druhy a vlastnosti uhlí

Majitel domu, který se chystá pořídit uhlí poprvé, možná neví, že ne všechny druhy tohoto paliva jsou vhodné pro efektivní a bezpečné vytápění. Před plánováním nákupu doporučujeme prostudovat vlastnosti hlavních druhů uhlí, abychom co nejpřesněji vybrali požadovaný druh a vypočítali množství paliva na sezónu. V závislosti na stáří a hloubce výskytu v útrobách Země vznikaly různé horniny, které se dnes využívají k topení v kotlích a pecích.
Antracit. Nejstarší leží v hloubce asi 6 km. Velmi hustý a lesklý. Obsahuje až 95 % uhlíku, který zanechává minimum odpadu, kouře a zápachu – prakticky neškodí životnímu prostředí. Produkuje nejvíce tepla – asi 8000 kcal/kg (8 kW) při teplotě spalování 2200–2300 °C. Zároveň má ale také nejvyšší zápalnou teplotu – 700 °C. Abyste mohli zapálit antracit, musíte topeniště dobře předehřát dřevem. Kámen. Druhý ve věku a hloubce. Obsahuje 75–95 % uhlíku a vydává až 5000 kcal/kg tepla (5 kW) při teplotách spalování až 1800 °C. Má relativně nízkou zápalnou teplotu díky vysokému obsahu těkavých nečistot – vzplane při 450 °C, takže nevyžaduje dlouhodobé podpalování dřevem nebo papírem. Vzhled: černá s matným povrchem. Hnědý. Nejmladší, leží v hloubce 1 km. Obsahuje pouze 65–70 % uhlíku a až 40 % vody, proto má nejnižší výhřevnost a teplotu spalování – 3500 (3,5 kW) kcal/kg a 1200 °C. Vznítí se při teplotě 300–350 °C. Při plném zatížení kotle kouří a vydává štiplavý zápach. Vyznačují se charakteristickou hnědou barvou, matným povrchem a spíše volnou strukturou. Rašelina. Předchůdce uhlí. Leží mělce na povrchu Země a obsahuje pouze 50–60 % uhlíku. Může se vznítit již při teplotách +50 °C – kvůli tomu jsou v létě časté požáry lesní rašeliny. Měrné spalné teplo rašeliny je 1500 kcal/kg. Vlastnosti takového paliva se blíží dřevu. Hodnoty v každodenním životě se mohou od ideálních lišit v menší míře v závislosti na podmínkách spalování: vnější teplota, intenzita proudění vzduchu atd.

Rozdíly od ostatních druhů pevných paliv

Pokud uhlí nerozdělujete na druhy, ale zvážíte jeho průměrné vlastnosti, jasně vidíte, jaké jsou jeho výhody a nevýhody oproti palivovému dřevu, palivovým briketám a peletám.

• vysoký přenos tepla a teplota spalování,
• doba provozu – až 36 hodin na jedno zatížení v kotli s dlouhým spalováním,
• dostupnost
• použití bez dalšího vybavení,
• nenáročnost při skladování.

Také hoří déle a silněji než jeho „dřevěné“ protějšky, takže budete muset přikládat palivo méně často – od 4krát denně až po 1krát za 1,5 dne. Zatímco palivové dřevo nebo pelety je třeba přidávat 5–10krát denně. Také přeprava a skladování zásob paliva bude vyžadovat méně místa a námahy – místo náklaďáku palivového dřeva si na zimu připravíte jen pár pytlů uhlí a uskladníte ho i venku.

Které uhlí je lepší

Z první části, věnované analýze hlavních druhů uhlí, vyplynulo, že „nejžhavějším“ typem je antracit a „nejstudenějším“ je hnědý. Antracit je navíc z 95 % uhlík, hoří prakticky bez popela a nekouří. Zdá se, že odpověď je zřejmá – musíte si koupit antracit. Ale ne všechno je tak jednoduché.

Hnědé uhlí se pro své vlastnosti používá jen zřídka. Hoří menším teplem, obsahuje hodně síry a dalších nečistot, proto nepříjemně zapáchá. Při nevhodném skladování se navíc může proměnit v prach a stát se nevhodným pro vytápění. Zároveň je však kvůli nízké ceně stále žádaný – ve venkovských oblastech často najdete tento druh paliva v prodeji.

Kámen je lepší než hnědý v obsahu uhlíku, obsahuje méně minerálních nečistot a vody. Má průměrný přenos tepla a teplotu spalování, obsah popela se blíží 20–30 %. Zároveň je však nejoblíbenější a nejprodávanější pro vytápění obytných budov, malého průmyslu, autoservisů, garáží a letních chat.

A to vše proto, že antracit se všemi svými vynikajícími vlastnostmi (vysoký prostup tepla, teplota, minimální obsah popela a zápachu, šetrnost k životnímu prostředí) je vhodný pro výkonné kotle, které vytápí velké plochy – od 200 m2 a více. Pro venkovský dům 60 m2 bude antracit příliš „horký“. Můžete naložit jen polovinu nebo třetinu kotle, ale pak nebude pracovat na plný výkon a ztratí účinnost.

Antracit je také dražší než všechny druhy a je méně hořlavý. To znamená, že si také budete muset koupit zásobu palivového dřeva pro předběžné podpálení. Pro někoho to není překážkou, ale přesto většina majitelů topných kotlů nakupuje univerzální uhlí.

Z tohoto důvodu vypočítáme spotřebu uhlí na vytápění pomocí tohoto příkladu.

Jaké uhlí koupit do kotle

Všechny značky jsou označeny písmeny. Pro vytápění domu se doporučuje dlouhoplamenný kámen – WPC. Když se WPC deska rozdrtí, vytvoří se menší kousky – zlomky, které jsou označeny písmeny:

• P – deska. Kusy delší než 10 cm.
• K – velký. Kusy od 5 do 10 cm.
• O – matice. Velikost 2,5–5 cm.
• M – malý. Zlomek 1,3–2,5 cm.
• S – semeno. Od 0,6 do 1,3 cm.
• Sh – shtyb. Velikost do 0,6 cm.
• R – soukromý nebo můj. Velikost 0–20 cm, lom 0–30 cm a více.

Pro ohřev jsou vhodné tyto frakce: „ořech“ s dlouhým plamenem (DO), „malý“ (DM) a „semínko“ (DS). DM a DS jsou vhodné na podpálení a pak můžete topeniště zatížit větším „ořechem“ DO. Větší frakce budou hořet špatně a mohou v peci koksovat, zatímco malé kousky jsou blízko uhelného prachu a neposkytují dostatek tepla.

Při nákupu kotle byste se také měli podívat na návod a zjistit, zda existují doporučení pro výběr paliva: někdy výrobci uvádějí typ a zlomek uhlí, pro které je kotel navržen.

Jak vypočítat spotřebu uhlí pro kotelnu

Zásoba paliva bude stačit na celou topnou sezónu, pokud je výpočet proveden správně s přihlédnutím k individuálním charakteristikám místnosti.

Abychom pochopili, kolik uhlí je potřeba na zimu, vytvoříme vzorec. K tomu budete potřebovat:

• počet dní topné sezóny,
• oblast domu,
• množství tepla potřebného k vytápění 1 m2. Pro usnadnění výpočtu si vezměme univerzální uhlí.

Řekněme, že topná sezóna trvá od 15. října do 15. dubna – to je 182 dní. Plocha domu je 100 m2.

Nyní zjistíme, kolik uhlí je potřeba na 1 kW energie. K dosažení příjemné teploty pro člověka na ploše 1 m2 potřebujete asi 0,1 kW/h tepla. Ukazuje se, že na 100 m2 potřebujete 10 kW/h. Toto množství tepla se uvolní, pokud budete spalovat 2 kg uhlí za hodinu v běžném kotli.

V souladu s tím je potřeba 48 kg paliva denně – přibližně 2,5 kbelíku nebo 1 standardní tovární pytel. A na celou topnou sezónu budete potřebovat 8736 kg uhlí nebo 175 pytlů po 50 kg.

Ale venkovní teplota vzduchu není stejná po celou sezónu: teplejší na podzim a na jaře, chladnější v zimě. Navíc někde v zimě může být -10 °C a někde -30 °C a na den budete potřebovat ne 2, ale 10 kýblů uhlí. Nebo má dům špatnou tepelnou izolaci, a teplo uniká netěsnými okny. Přesnou spotřebu lze tedy určit pouze experimentálně a výsledný výpočet uhlí pro kotelnu je průměrnou rezervou, která stačí na to, aby v chladném počasí ve středním Rusku nezamrzlo.

Jak snížit spotřebu uhlí na vytápění vašeho domova

Chcete-li ušetřit palivo a vytápět svůj dům ziskově, musíte zvážit několik faktorů:

1. Tepelná izolace domu. Čím menší ztráty tepla okny, dveřmi, průduchy a prasklinami, tím méně paliva bude potřeba k dobrému vytopení všech místností.
2. Výkon kotle. Snad to hlavní, na co si při nákupu musíte dát pozor, je výkon v kilowattech, který přímo souvisí s objemem místnosti, kterou kotel dokáže vytopit. Například, pokud je kotel navržen na 100 m2 a plocha domu je 150 m2, budete muset do topeniště neustále přidávat uhlí, abyste udrželi maximální teplotu. Nebo naopak: kotel je výkonnější, než je nutné. V tomto případě bude dům příliš horký, budete muset používat kotel na poloviční výkon. Výsledkem je, že v prvním i druhém případě kotel postupně selže a teplota v domě nebude nikdy pohodlná.
3. Model topného kotle. Spotřeba uhlí u kotle na tuhá paliva se spodním spalováním je vyšší: na jedno naplnění topeniště hoří pouze 4–6 hodin, kotel má účinnost cca 75 % (při průměrném objemu topeniště 70 litrů). Kotle s dlouhodobým (horním) spalováním jsou dražší, ale díky speciální konstrukci topeniště, systému přívodu vzduchu a dohořívání výfukových plynů udržují požadovanou teplotu od 8 do 36 hodin a účinnost 80–85 % pro stejný objem uhlí.
4. Instalace pomocných zařízení. Pokud je kotel na uhlí vybaven teploměrem pro regulaci teploty chladicí kapaliny a termostatem pro udržení konstantní úrovně spalování, bude spotřeba uhlí v topeništi optimální.

Výběrem správného kotle a uhlí pro vytápění volíte teplo a pohodlí v jakémkoli chladném počasí na mnoho let!