Мощность отопительной системы и ее КПД
Для правильного выбора отопительного устройства надо иметь представление о необходимой отопительной мощности и требуемом для этого количестве топлива. Наиболее распространенная потребность в отопительной мощности жилого дома полезной площади около 100...120 м2 составляет 3...4 кВт. Пиковая потребность в отопительной мощности (12 кВт) возникает только в течение коротких периодов с интервалами 3...5 лет. Длительность времени, в течение которого требуется использовать 1/2 пиковой потребности (т.е. 6 кВт), составляет лишь несколько наиболее суровых морозных недель.
Большая часть (2/3...3/4) топлива расходуется при отоплении по наиболее общепринятому режиму потребления отопительной мощности (3...4 кВт) и только около 10% этого количества топлива расходуется при использовании 1/2 пиковой отопительной мощности (более 6 кВт).
Из сказанного следует, что хорошая отопительная система должна была бы функционировать эффективно в весьма обширной области тепловой мощности. К сожалению, соотношение между коэффициентом полезного действия (КПД) систем отопления и степенью их использования не остается постоянным. Чем ниже степень их использования, тем ниже КПД и тем больше расход топлива.
Из анализа данных следует, что:
- если для отопления небольшого жилого дома выбрана отопительная система мощностью 12 кВт при КПД этой системы 75% для расчетной мощности, равной 12 кВт, то в случае эксплуатации этой отопительной системы при мощности 3 кВт (т.е. при степени использования 25%) КПД составит лишь 19%. Поэтому расход топлива увеличивается более чем в 5 раз по сравнению с теоретическими расчетами;
- если в жилом доме «для надежности» установлена отопительная система чрезмерно большой мощности (например, 25 кВт), то КПД этой системы при мощности 3 кВт (когда степень использования установленной мощности составляет 12%) снизится до 9%, т.е. расход топлива при этом увеличится в 11 раз по сравнению с расчетной величиной;
- если в жилом доме установлена отопительная система мощностью всего 6 кВт, то КПД этой системы при эксплуатации ее на мощности 3 кВт при коэффициенте использования 50% составит уже около 40% и расход топлива — всего 1/2 от соответствующей величины для мощности 12 кВт и всего 1/5 от соответствующей величины для отопительной системы мощностью 25 кВт.
Таким образом, наиболее неблагоприятным в отношении расхода энергии и топлива является чрезмерное превышение мощности отопительной системы по сравнению с расчетной.
Как же осуществляется отопление такого жилого дома в период нескольких морозных недель, если потребность в мощности на отопление превышает 6 кВт?
В таком жилом доме устанавливают 2-ую, вспомогательную, систему, которая используется только в эти несколько морозных недель. Такая система называется двукратной. Несмотря на более высокие капитальные затраты (приобретение оборудование) по расходу топлива, такая отопительная система будет всегда экономичней. И даже если мощность дровяной отопительной системы составляет только половину потребности в максимальной мощности, все же с ее помощью вырабатывается около 90% требуемого количества тепла. На долю вспомогательной отопительной системы остается всего 10% требуемого количества вырабатываемого тепла.