Теплотворная способность каждого вида топлива зависит от его горючих составляющих, а также от зольности и влажности топлива. Чем больше процентное содержание горючих элементов в топливе, тем выше его теплотворная способность. Наоборот, чем больше влажность и выше зольность топлива, тем ниже его теплотворная способность.
Основными горючими составляющими любого топлива являются углерод, водород и летучая горючая сера. Углерод в чистом виде представляет собой твердое вещество черного цвета, водород — горючий газ, не имеющий ни цвета, ни запаха. В состав топлива входят еще кислород и азот, а также минеральные вещества, из которых после сгорания топлива образуется зола и шлак. Содержится в топливе и вода. Минеральные вещества, вода и азот не принимают участия в горении, составляя так называемый балласт топлива.
Дрова являются наиболее распространенным видом твердого топлива для комнатных печей и кухонных очагов.
Теплотворная способность дров зависит от их влажности. Сухие дрова легко загораются. При горении они развивают более высокую температуру, чем сырые, следовательно, дают больше тепла.
Теплотворная способность дров различных пород на единицу массы практически одинакова. Однако на единицу объема дрова более плотной и тяжелой древесины дают значительно больше тепла, например, березовые дрова дают на 20 — 25% больше тепла, чем осиновые, и на 15—18% больше, чем сосновые.
Торф представляет собой остатки перегнивших растительных веществ. По способу добычи различают торф резной, кусковой, прессованный (в форме брикетов) и фрезерный (в виде торфяной крошки). Влажность кускового торфа, которым чаще всего пользуются для отопления, колеблется от 25 до 40%.
По своему химическому составу и теплотворной способности торф приближается к дровам, но имеет большую зольность.
В безлесных местностях, где нет ни торфяников, ни каменного угля, печи топят кизяком — высушенными на солнышке плитками из навоза и соломы. По внешнему виду, химическому составу, способности рассыпаться в сухом виде кизяк сходен с торфом низших сортов. Как и торф, кизяк содержит много влаги. Его рекомендуется сжигать в таких же топливниках, что и торф.
Каменный уголь залегает пластами в недрах земли, иногда на очень большой глубине. По своему химическому составу каменный уголь представляет собой, в основном, соединение углерода и водорода. Ценность каменного угля в его высокой теплотворной способности.
Для каждого из видов угля топливник должен иметь свои особенности, однако во всех случаях топливник для сжигания угля должен быть оборудован колосниковой решеткой.
Жидкое топливо. К числу жидких топлив, используемых для сжигания в печах и очагах, относятся сырая нефть и нефтяные остатки, получаемые на местах ее добычи, а также продукты переработки нефти, более легкие сорта нефтяного топлива (соляровое масло, керосин).
Легкие сорта нефтяного топлива имеют плотность около 0,8 г/см3 , тяжелые — 0,9 г/см3. Плотность мазута от 0,9 до 0,93. Содержание серы в мазуте незначительно — от 0,5 — 0,8%. Теплотворная способность всех перечисленных видов жидкого топлива примерно одна и та же и равна 10000 ккал/кг.
Крупные котельные установки в большинстве случаев переведены на жидкое топливо. В домовых мелких очагах и бытовых печах сжигание мазута и других видов нефтяного топлива происходит до сих пор весьма примитивно и неудовлетворительно.
Мазут и нефть сжигают в бытовых печах при подаче их в топливник через небольшую стальную трубу диаметром 15 мм, из которой нефть тонкой струей свободно вытекает на под печи, а затем воспламеняется и сгорает под действием высоких температур в топливнике. Горение сопровождается обильным выделением черной копоти, которая проникает и распространяется по всему помещению, при этом она загрязняет воздух и комнатную обстановку.
В настоящее время разработаны и применяются безнапорные испарительные горелки для жидкого топлива.
Газообразное топливо. К газообразному топливу относится природный и искусственный газ.
Природный газ, имеющий высокую теплотворную способность 8500 ккал/м3 , экономически целесообразно транспортировать на значительные расстояния.
Искусственный газ, реже применяемый в быту, можно получать из твердого топлива в специальных газогенераторных установках. Теплотворная способность искусственного газа значительно ниже теплотворной способности природного газа и равна примерно 1400 ккал/м3.
В химический состав природных газов входят как горючие части — метан (СН4), водород (Н2) и окись углерода (СО), так и негорючие, которые называются балластом — азот (N2) и углекислота (СO2).
Одним из наиболее часто встречающихся газов, входящих в состав природных горючих газов, является метан (СН4). Теплотворная способность метана 8500 ккал/м3.
Особенность другого газа — бутана (С4Н10), входящего также в состав горючих газов, является то, что он при нормальном атмосферном давлении и минусовой температуре (-10 °С) переходит в жидкое состояние.
Природные газы ядовиты и не имеют запаха, поэтому для быстрого обнаружения их в воздухе к газам перед подачей их в городскую сеть подмешивают пары жидкостей, обладающих резким запахом. [14]
Выбор вида топлива или энергии зависит от:
· доступности того или иного вида топлива в месте нахождения;
· от цены данного вида топлива и расходов, связанных с его применением;
· удобства и комфортности связанные с использованием выбранного вида топлива.
Магистральный газ на сегодняшний день является самым оптимальным для потребителей видом топливом. Несмотря на высокие цены подключения (растущие с каждым годом), преимущества данного вида топлива очевидны – это:
· низкая (на сегодняшний день) цена,
· высокая теплоотдача и КПД,
· возможность полностью автоматизировать работу генератора тепла (котла) и отопительных приборов в зависимости от наружной температуры и прочих условий,
· высокая безопасность (при соблюдении правил и нормативов) и надежность работы котлов,
· крайне редкие перебои в подаче газа.
К недостаткам могут быть отнесены
· высокая стоимость подключения к газовой сети,
· необходимость использования для подключения к газовой сети, монтажа и обслуживания, только сертифицированные и лицензированные подрядные организации (как правило, более дорогие),
· падение (обычно зимнее) давления газа в подающем газопроводе в два или три раза от нормированного (130 мм вод. ст. или 13 м бар), снижающее тепловую мощность котла, а иногда делающего его работу не возможной.
Отопление электричеством – самое дорогое отопление. Необходима возможность подключения к электролинии кабелем большой мощности. Обязательно разрешение на это снабжающей организации.
К достоинствам отопления электричеством можно отнести:
· невысокую стоимость оборудования,
· легкую возможность контроля температуры в каждом помещении,
· экологичность,
· легкость монтажа и обслуживания.
В пользу выбора отопления электричеством можно отнести факт перехода на двойной (пониженный ночью) тариф на электроэнергию.
Отопление дизтопливом (соляркой), является возможностью организовать самое независимое отопление вдали от газовых и электрических магистралей.
Отопление на солярке довольно дорогое по затратам на эксплуатацию и покупку оборудования. Необходимо приобрести и смонтировать топливные баки, системы для подвода и очистки топлива.
Другие проблемы использования жидкого топлива таковы:
· сезонный запас топлива может составлять 5…20 тонн и для него необходимо выделить место на участке,
· отечественная солярка нуждается в очистке, так как в ней имеется песок, смолы, вода и прочее,
· возможное появление специфического запаха в помещениях.
При отоплении на дизельном топливе разумно потратить деньги на автоматические устройства для экономии энергии. Так приборы климатконтроля, установленные в систему отопления, сэкономят топливо и возможно окупятся за год или два.
Отопление твердым топливом - это отопление дровами, углем, брикетами торфа и пр. Для России, с ее огромными запасами древесины и угля такое отопление очень актуально. Запастись дровами проще всего: можно покупать готовые с доставкой; заготовлять самостоятельно в лесу; лесопилки обычно по бросовым ценам отдают отходы разделки бревен. Уголь, даже сортированный антрацит, также оказывается обычно дешевле солярки.
Недостатки использования твердого топлива очевидны:
· необходимость пополнения и хранения большого запаса топлива на участке,
· твердотопливные котлы обычно громоздки и тяжелы,
· приходится регулярно очищать трубы, колосники и топки от продуктов горения,
· сложность в применении автоматики для повышения эффективности системы отопления,
· необходимость топки котла несколько раз в день по несколько часов.
По оценке специалистов, можно ожидать, что за 20-летний период цены на природный газ в России повысятся в 5…7 раз, а цены на уголь – только в 2 раза. Следовательно, возрастет потребление более дешевых видов топлива: угля, отходов производства, биотоплива и древесины.
1. Газ – самый дешевый и удобный на сегодняшний день вид топлива.
2. Дизтопливо – применяем там, где нет возможности подключения к газовым и электрическим магистралям и сетям, но необходим комфорт.
3. Электричество для отопления применяем в небольших домах и сезонном проживании, при возможности выделения необходимой мощности местными энергетиками.
4. Твердое топливо используем, зная, что обслуживание и уход за котлом системы отопления займет много времени и отнимет значительные силы. [15]