Сравнение отопления разными видами топлива

Уде́льная теплота́ сгора́ния то́плива — физическая величина, показывающая, какое количество теплоты выделяется при полном сгорании топлива массой 1 кг.

Теплотворность дров

Объём тепла, выделяемый при сгорании дров, зависит от породы дерева и влажности древесины. Влажность снижает теплотворность дров, так как испаряемая вода уносит часть тепловой энергии. Потери от влажности незначительно зависят от начальной температуры дров (точнее, воды в них) и принимаются равными 0,63 кВт·ч на килограмм воды.

Абсолютно сухие дрова лиственных пород выдают около 5 кВт·ч тепла на килограмм дров. Абсолютно сухие дрова хвойных пород дают около 5,2 кВт·ч тепла на килограмм дров, в связи с химическим отличием их древесины.

В реальных условиях добиться идеальной сухости невозможно, поэтому ниже в таблице представлена теплотворность дров разных пород дерева при влажности 15 % и для сравнения других видов топлива:

Вид топлива Теплотворность материала, кВт·ч/кг (МДж/кг) Плотность материала, кг/дм³ Погрузочная плотность, кг/м³ Теплотворность дров, кВт·ч/м³
Бук,ясень 4,2 (15) 0,74 480 2016
Дуб 4,2 (15) 0,69 470 1974
Берёза 4,2 (15) 0,65 450 1890
Лиственница 4,3 (15,5) 0,58 420 1806
Сосна 4,3 (15,5) 0,52 360 1548
Ель 4,3 (15,5) 0,44 330 1419
Мазут 12 (43) 0,84 840
Уголь 7,8-9,8 (28-35) 0,6-1,9

Хотя массовая теплотворность хвойной древесины больше, чем лиственной, но из-за меньшей плотности древесины удельная объёмная теплотворность у хвойных дров оказывается меньше, чем у лиственных. Хвойные дрова занимают больше места и сгорают быстрее.

Кубометр сухих лиственных дров способен заменить 200 литров нефти, 200 кубометров природного газа. Энергия, извлекаемая из дров, также имеет солнечное происхождение. Но при этом, в отличие от нефти, угля и газа, древесина относится к возобновляемым ресурсам. Дрова как разновидность биотоплива являются источником возобновляемой энергии.

Примечания [ | ]

  1. ↑ 1 2 3 4 5 6 Теплотворная способность газов
  2. ↑ 1 2 3 4 5 Справочные материалы
  3. ГОСТ 5542-)87. Газы горючие природные для промышленного и коммунально-бытового назначения. Газы горючие природные для промышленного и коммунально-бытового назначения, предназначены в качестве сырья и топлива для промышленного и коммунально-бытового использования. (неопр.). Дата обращения: 26 февраля 2016.
  4. ↑ 1 2 Удельная теплота сгорания топлива и горючих материалов — таблицы энергии топлива (рус.). Дата обращения: 7 июля 2019.
  5. ↑ 1 2 3 4 5 Теплота сгорания // Физическая энциклопедия : [в 5 т.] / Гл. ред. А. М. Прохоров. — М.: Большая российская энциклопедия, 1999. — Т. 5: Стробоскопические приборы — Яркость. — С. 81. — 692 с. — 20 000 экз. — ISBN 5-85270-101-7.
  6. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Удельная теплота сгорания твердых и жидких веществ.
  7. ↑ 1 2 Максимук Ю. В., Антонова З. А., Фесько В. В., Курсевич В. Н. Вязкость и теплота сгорания дизельного биотоплива // Химия и технология топлив и масел. — 2009. — № 5. — С. 27—30. — ISBN 0023-1169.
  8. ↑ 1 2 3 Топлива. Высшая теплотворная способность — таблица. (Удельная теплота сгорания).
   Словари и энциклопедии Britannica (онлайн) · Britannica (онлайн)
Нормативный контроль GND: 4135554-4 · Microsoft: 156383657 · NDL: 00568140
Это заготовка статьи по физике. Вы можете помочь проекту, дополнив её.

Теплотворность твердых материалов

К этой категории относится древесина, торф, кокс, горючие сланцы, брикетное и пылевидное топливо. Основная составная часть твердого топлива — углерод.

Особенности разных пород дерева

Максимальная эффективность от использования дров достигается при условии соблюдения двух условий — сухости древесины и медленном процессе горения.

Идеальными для дровяного печного отопления считаются дубовые, березовые, ясеневые бруски. Хорошими показателями характеризуется боярышник, лещина. А вот у хвойных пород теплотворность низкая, но высокая скорость горения.

Как горят разные породы:

  1. Бук, березу, ясень, лещину сложно растопить, но они способны гореть сырыми из-за низкого содержания влажности.
  2. Ольха с осиной не образуют сажи и «умеют» удалять ее из дымохода.
  3. Береза требует достаточного количества воздуха в топке, иначе будет дымить и оседать смолой на стенках трубы.
  4. Сосна содержит больше смолы, чем ель, поэтому искрит и горит жарче.
  5. Груша и яблоня легче других раскалывается и отлично горит.
  6. Кедр постепенно превращается в тлеющий уголь.
  7. Вишня и вяз дымит, а платан сложно расколоть.
  8. Липа с тополем быстро прогорают.

Показатели ТСТ разных пород сильно зависят от плотности конкретных пород. 1 кубометр дров эквивалентен примерно 200 литрам жидкого топлива и 200 м 3 природного газа. Древесина и дрова относятся к категории с низкой энергоэффективностью.

Влияние возраста на свойства угля

Уголь является природным материалом растительного происхождения. Добывается он из осадочных пород. В этом топливе содержится углерод и другие химические элементы.

Кроме типа на теплоту сгорания угля оказывает влияние и возраст материала. Бурый относится к молодой категории, за ним следует каменный, а самым старшим считается антрацит.

Процесс горения угля сопровождается выделением веществ, загрязняющих окружающую среду, колосники котла при этом покрываются шлаком. Еще один неблагоприятный фактор для атмосферы — наличие серы в составе топлива. Этот элемент при соприкосновении с воздухом трансформируется в серную кислоту.

Производителям удается максимально снизить содержание серы в угле. В результате ТСТ отличается даже в пределах одного вида. Влияет на показатели и география добычи. Как твердое топливо может использоваться не только чистый уголь, но и брикетированный шлак.

Наибольшая топливная способность наблюдается у коксующегося угля. Хорошими характеристиками обладает и каменный, древесный, бурый уголь, антрацит.

Характеристики пеллет и брикетов

Это твердое топливо изготавливается промышленным способом из различного древесного и растительного мусора.

Измельченная стружка, кора, картон, солома пересушивается и с помощью специального оборудования превращается в гранулы. Чтобы масса приобрела определенную степень вязкости, в нее добавляют полимер — лигнин.

Брикеты отличаются только формой, их можно загружать в печи, котлы. Оба типа горючего делятся на виды по сырью: из кругляка, торфа, подсолнечника, соломы.

У пеллет и брикетов есть существенные преимущества перед прочими разновидностями топлива:

  • полная экологичность;
  • возможность хранения практически в любых условиях;
  • устойчивость к механическим воздействиям и грибку;
  • равномерное и длительное горение;
  • оптимальный размер гранул для загрузки в отопительное устройство.

Экологичное топливо — хорошая альтернатива традиционным источникам тепла, которые не возобновляются и неблагоприятно действуют на окружающую среду. Но пеллеты и брикеты отличаются повышенной пожароопасностью, что стоит учитывать при организации места хранения.

При желании, можно наладить изготовление топливных брикетов собственноручно, подробнее – в этой статье.

Выбор топлива для отопления — что дешевле?

Как определиться с видом топлива для отопительного котла? Давайте просто посчитаем.

Многочисленные рекламные заявления продавцов отопительной техники и многостраничные споры на просторах интернета, о небывалой экономичности использования тех или иных котлов отопления, на том или ином виде топлива, привели к желанию взять в руки карандаш, открыть справочники, обзвонить продавцов топлива и, наконец, окончательно разобраться — сколько стоит отопление на разных видах топлива?

За основу расчетов была взята теплотворная способность — удельная теплота сгорания килограмма топлива. Теплотворная способность килограммов была переведена в удобные, общепринятые торговые единицы для разных видов топлива, литры, кубометры и те же килограммы.

Цена киловатта тепла, которое   можно выделить при сжигании конкретного вида топлива, получилась говорящей сама за себя. Но ведь отопительные котлы на разных видах топлива имеют и разный КПД.

Самым низким КПД обладают котлы на твердом топливе, газовые котлы — самым высоким, котлы на дизельном топливе приближаются к газовым.

Поэтому были взяты усредненные параметры  разных видов отопительных котлов и была рассчитана цена киловатта получаемого тепла, с учетом КПД. Предлагаю и Вам посмотреть на таблицу, в которой были сведены результаты расчетов.

Они получились вполне ожидаемыми для меня, но очевидно противоречащими популярным стереотипам и заявлениям хитроумных маркетологов:

 Итак, наш хит-парад стоимости киловатта:

  • Самым дорогим видом топлива оказался сжиженный газ — 3 рубля за киловатт.
  • Второе место, с очень маленьким отставанием от лидера, занимает дизельное топливо — 2,95 рубля за киловатт.
  • Замыкает тройку лидеров электричество — 2,2 рубля.
  • На четвертое место выходят сухие березовые дрова — 1,98 рубль.
  • Дровам дышат в спину древесные гранулы (пелетты) — 1,86 рубль.
  • Качественный сортовой уголь неожиданно обходит по стоимости природный газ с ценой в 57 копеек.
  • И замыкает список, занимая почетное место лидера экономии, наше достояние — природный газ, с ценой 47 копеек! Та-даа!

Теперь, когда стоимость энергоносителя для отопления известна, дополним ее ориентировочной стоимостью котельного оборудования и для примера возьмем самую популярную мощность 24 киловатта:

  • Для сжиженного газа, котел и газгольдер: 350-550 тысяч рублей.
  • Для дизельного топлива, котел и топливная емкость: 90-150 тысяч рублей. 
  • Электрический котел: 20-35 тысяч рублей.
  • Твердотопливный котел: 30-50 тысяч рублей.
  • Пеллетный котел: 200 тысяч рублей.
  • Котел на природном газе: 25-60 тысяч рублей.

 Выводы:

 Установка котла для сжиженного газа с газгольдером — абсолютно бессмысленная экономически, очевидно невыгодная затея, по сути — маркетинговый обман потребителя.

Помимо стоимости и срока окупаемости в несколько столетий, требуется еще колоссальное проведение земляных работ, выполнение требований по месту установки, вывоз нескольких камазов грунта, завоз нескольких камазов песка для засыпки, обеспечение нормального испарения сжиженного газа зимой при температурах ниже -20,  периодическая откачка газового конденсата из газголдера и так далее, и так далее…

Если нет природного газа, а возиться с твердым топливом неохота, то вполне уместной будет установка дизельного котла, или электрического, если позволяет выделенная мощность.

И однозначно уместной будет установка электрического котла в небольшом доме с хорошей теплоизоляцией.

 Также Вам может быть интересно:

Настенные газовые комбинированные котлы

 Примеры монтажа отопительных систем

Теплотворность твердых материалов

К этой категории относится древесина, торф, кокс, горючие сланцы, брикетное и пылевидное топливо. Основная составная часть твердого топлива — углерод.

Особенности разных пород дерева

Максимальная эффективность от использования дров достигается при условии соблюдения двух условий — сухости древесины и медленном процессе горения.

Куски дерева распиливают или рубят на отрезки длиной до 25-30 см, чтобы дрова удобно загружались в топку

Теплотворность твердых материалов

Идеальными для дровяного печного отопления считаются дубовые, березовые, ясеневые бруски. Хорошими показателями характеризуется боярышник, лещина. А вот у хвойных пород теплотворность низкая, но высокая скорость горения.

Как горят разные породы:

  1. Бук, березу, ясень, лещину сложно растопить, но они способны гореть сырыми из-за низкого содержания влажности.
  2. Ольха с осиной не образуют сажи и «умеют» удалять ее из дымохода.
  3. Береза требует достаточного количества воздуха в топке, иначе будет дымить и оседать смолой на стенках трубы.
  4. Сосна содержит больше смолы, чем ель, поэтому искрит и горит жарче.
  5. Груша и яблоня легче других раскалывается и отлично горит.
  6. Кедр постепенно превращается в тлеющий уголь.
  7. Вишня и вяз дымит, а платан сложно расколоть.
  8. Липа с тополем быстро прогорают.

Показатели ТСТ разных пород сильно зависят от плотности конкретных пород. 1 кубометр дров эквивалентен примерно 200 литрам жидкого топлива и 200 м3 природного газа. Древесина и дрова относятся к категории с низкой энергоэффективностью.

Влияние возраста на свойства угля

Уголь является природным материалом растительного происхождения. Добывается он из осадочных пород. В этом топливе содержится углерод и другие химические элементы.

Кроме типа на теплоту сгорания угля оказывает влияние и возраст материала. Бурый относится к молодой категории, за ним следует каменный, а самым старшим считается антрацит.

По возрасту горючего определяется и влажность: чем моложе уголь, тем больше в нем содержание влаги. Которая также влияет на свойства этого типа топлива

Теплотворность твердых материалов

Процесс горения угля сопровождается выделением веществ, загрязняющих окружающую среду, колосники котла при этом покрываются шлаком. Еще один неблагоприятный фактор для атмосферы — наличие серы в составе топлива. Этот элемент при соприкосновении с воздухом трансформируется в серную кислоту.

Производителям удается максимально снизить содержание серы в угле. В результате ТСТ отличается даже в пределах одного вида. Влияет на показатели и география добычи. Как твердое топливо может использоваться не только чистый уголь, но и брикетированный шлак.

Наибольшая топливная способность наблюдается у коксующегося угля. Хорошими характеристиками обладает и каменный, древесный, бурый уголь, антрацит.

Характеристики пеллет и брикетов

Это твердое топливо изготавливается промышленным способом из различного древесного и растительного мусора.

Измельченная стружка, кора, картон, солома пересушивается и с помощью специального оборудования превращается в гранулы. Чтобы масса приобрела определенную степень вязкости, в нее добавляют полимер — лигнин.

Пеллеты отличаются приемлемой стоимостью, на которую влияют высокий спрос и особенности процесса изготовления. Использоваться этот материал может только в предназначенных для такого вида топлива котлах

Брикеты отличаются только формой, их можно загружать в печи, котлы. Оба типа горючего делятся на виды по сырью: из кругляка, торфа, подсолнечника, соломы.

Теплотворность твердых материалов

У пеллет и брикетов есть существенные преимущества перед прочими разновидностями топлива:

  • полная экологичность;
  • возможность хранения практически в любых условиях;
  • устойчивость к механическим воздействиям и грибку;
  • равномерное и длительное горение;
  • оптимальный размер гранул для загрузки в отопительное устройство.

Экологичное топливо — хорошая альтернатива традиционным источникам тепла, которые не возобновляются и неблагоприятно действуют на окружающую среду. Но пеллеты и брикеты отличаются повышенной пожароопасностью, что стоит учитывать при организации места хранения.

При желании, можно наладить изготовление топливных брикетов собственноручно, подробнее – в этой статье.

Читайте также:  Как полностью слить воду накопительного водонагревателя