Хранение топлива

Причины хранения топлива

Повышение цен на твёрдое топливо во время отопительного периода обуславливает экономическую целесообразность его закупки в летний период и последующего хранения. Открытым вопросом остаётся объём и требования предъявляемые к хранилищу.

Потребление тепловой энергии

Расход тепловой энергии зданием зависит от многих факторов:

  • разности наружной и внутренней температур;
  • материала утеплителя;
  • общей площади ограждающих конструкций, через которые идут тепловые потери;
  • эффективности теплоизоляции;
  • наличия тепловых утечек;
  • кратности воздухообмена в помещениях.

При расчёте теплового баланса здания принято учитывать следующие составляющие:

  • теплопередача через ограждающие конструкции;
  • расход теплоты на нагревание воздуха, поступающего в результате вентиляции;
  • тепловые поступления от бытовых приборов.
Объект теплоснабжения
В качестве объекта теплоснабжения возьмём загородный коттедж.
Пусть коттедж имеет основание 7х7 ~ 50 кв.м. и 2 этажа, тогда площадь стен составит 50х2х3=300 кв.м., а перекрытия - 50 кв.м. Также пусть состав ограждающих конструкций одинаков и в упрощении может быть сведён к 20 см древесины (конструкционный слой) и 20 см пенопласта (эффективная теплоизоляция).
Расчёт теплопередачи через ограждающие конструкции

Теплопроводность строительной древесины и пенопласта примем согласно СП 50.13330.2012 "Тепловая защита зданий":

Выдержка из таблицы Т1 приложения Т СП 50.13330.2012
Материал
Теплопроводность,
Вт/(мхоС)
18 Плиты из резольнофенолформальдегидного пенопласта 0,071
192 Сосна и ель поперёк волокон 0,18

Сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций рассчитывается с учётом толщины слоёв и их теплопроводности: R=0,2/0,071+0,2/0,18=3,93 (кв.м.хоС)/Вт.

Тепловые потери через ограждающие конструкции вычисляются в соответствии с площадью теплообмена, разностью средних внутренней и наружной температуры и сопротивления теплопередаче. Согласно СП 131.13330.2012 "Строительная климатология" средняя температура в течение отопительного периода в городе Челябинске -8,6оС.

Qогр = 350х(21+8,6)/3,93 = 2636 Вт.

Расчёт расхода теплоты на нагревание воздуха, поступающего в результате вентиляции
Согласно СНиП 31-01-2003 "Здания жилые многоквартирные" нормируемый расход приточного воздуха для жилых помещений равен 3 куб.м. в час на 1 кв.м. жилой площади. Таким образом, воздухообмен здания равен 3х100=300 куб.м. в час.
Тепловые потери на нагревание поступающего воздуха вычисляются в соответствии с воздухообменом, разностью средних внутренней и наружной температуры, теплоёмкостью и плотностью воздуха при средней температуре наружного воздуха.

Qвент = 300х1,43х1,006х(21+8,6) = 12775 кДж/час = 3548 Вт.

Расчёт тепловых поступлений от бытовых приборов

Бытовые теплопоступления от плиты мощностью 5-6 кВт при продолжительности работы 2 часа в сутки в среднем равны 6000х2/24 = 500 Вт.

Результат
100 кв.м. жилой площади потребляют 2636+3548-500 = 5684 Вт тепловой энергии.
Согласно СП 131.13330.2012 "Строительная климатология" расчётная продолжительность отопительного периода в городе Челябинске составляет 249 суток. Таким образом, за весь отопительный период будет потреблено энергии: 249х24х60х60х5684 = 1,22х1011 Дж.

Потребление топлива

Расчёт объёмов топлива, сжигаемых за год
Цена на твёрдое топливо возрастает в зимний период в 2-3 раза, поэтому при наличии свободных площадей выгодно закупать топливо летом и хранить его в течение отопительного периода. В ценах на жидкое и газообразное топливо эта тенденция выражена значительно меньше, поэтому удобно иметь несколько канистр или баллонов и периодически их заправлять.
Объём топлива, дающего при сжигании требуемое количество энергии рассчитывается с учётом удельной теплоты сгорания топлива и его плотности.
Примечания:
  • Уголь отсыревает, его следует хранить в сухом помещении.
  • В качестве вторичной древесины часто используются куски мебели, обломки старых шкафов и дверей. Такое топливо содержит гвозди и клей. Гвозди могут забить зольник котла или повредить горелку, а клей при сгорании даёт токсически опасный дым. Соблюдайте осторожность и проводите регулярное обслуживание котла.
  • Твердотопливные брикеты являются более качественным эквивалентом дров.
  • Пеллеты имеют две плотности: истинная близка к 1000 кг/куб.м. и используется при расчёте процесса горения, а насыпная близка к 650 кг/куб.м., по ней оценивается объём, занимаемый мешком пеллет.
  • Жидкое топливо хранится в пластиковых канистрах и железных бочках. При расчёте принято +20% пространства на тару.
  • Природный газ поставляется по трубопроводам и не требует места для хранения.
  • Пропан - Бутан хранится в баллонах. Из-за опасности резкого температурного расширения баллоны заполняют только на 70%. При расчёте принято +20% пространства на тару.
  • Электричество поставляется по электрической сети и не требует места для хранения.
Анализ объёма, занимаемого топливом
Вид топлива Теплотворная способность
Плотность,
кг/куб.м.
Объём, топлива, эквивалентный
1,22х1011 Дж, куб.м.
МДж/кг кВт-час/кг
Уголь 14,7-32,5 4,1-9,0 1400 3-6
Вторичная
древесина
14,4-17,4 4,0-4,8 640 11-13
Твердотопливные
брикеты
18,3-20,5 5,1-5,7 1100 5-6
Пеллеты 14,7-19,2 4,1-5,3 650 10-13
Дизельное топливо 42,7-43,1 11,9-12,0 830
3-4
+20% = 4-5
Бензин 42-47,3 11,6-13,1 730
4-5
+20% = 5-6
Природный газ 33,5-43 9,3-11,9
Пропан - Бутан
(баллонный)
36,9-50,3 10,3-14,0 517
5-6
+50% = 7-9
Электроэнергия 3,6 1
Безопасность

Хранение топлива непосредственно в котельной является наршением техники безопасности и строительных норм.

Из СНиП II-35-76:

Для встроенных и пристроенных индивидуальных котельных следует предусматривать закрытые склады хранения твердого и жидкого топлива, расположенные вне помещения котельной, и здания, для теплоснабжения которого она предназначена, в соответствии со СНиП 2.07.01-89*.

Для хранения мазута следует предусматривать железобетонные резервуары (подземные и наземные с обсыпкой). Для хранения легкого нефтяного топлива и жидких присадок следует предусматривать стальные резервуары.

Таким образом, для твёрдого необходимо предусматривать отдельные склады, а для жидкого - резервуары. Из таблицы видно, что газообразное топливо и электричество лишены этого недостатка.

Преимущества газового топлива перед электричеством

Следует отметить, что использование газового топлива обойдётся намного дешевле в силу особенностей производства электроэнергии. Сайт министерства энергетики РФ сообщает, что 93% электроэнергии на Урале произведено путём сжигания топлива.

Структура установленной мощности электростанций объединенных энергосистем и ЕЭС России на 01.01.2016 года

МинЭнерго2

EnergoDiagramm1

Эффективность электрического отопления
Рассчитаем долю??? энергии, которую потребитель получает с тепловых машин, как произведение КПД всех звеньев цепи:
КПД цикла Карно 80%
КПД механизма турбины 95%
КПД электрогенератора 85%
КПД линий электропередач 75%
КПД подстанции 90%
КПД водогрейного котла 100% (без учёта накипи и неравномерного потребления тепловой энергии)
Доля тепловой энергии, передаваемая потребителю по электрической сети:
0,8х0,95х0,85х0,75х0,90х1=0,44.
В то же время, электрический водогрейный котёл уязвим к отклонениям режима работы электрической сети от расчётного: обрыв провода, скачки напряжения и грозы станут для него серьёзным испытанием. Газовый водогрейный котёл менее зависим от электроэнергии, достаточно установить пару аккумуляторов, сетевой фильтр, предохранитель и диелектрическую муфту, чтобы надёжно защитить автоматику газового котла от непредвиденных обстоятельств.

Резюме

Энергетика России строится на прямом использовании энергетических ресурсов, а стоимость использования какого-либо ресурса упирается в цену его добычи и транспорта. В отношении транспортных путей бесспорно лидируют газ и электричество, при том, что выработка электричества - более дорогостоящий процесс, чем добыча газа.

 


Оставьте заявку



Заявка
(в свободной форме):