Zkusil jsem změřit spočítat spotrebu dřeva na topení

Na popud kolegy Davese z Livingu jsem se zkusil zabývat tím, kolik dřeva spálím, kolik z něj získám energie do akunádrže s vodou a zda tyto hodnoty korespondují s předpokládanými parametry kamen a domu. Stručně k otopné soustavě. Jak již bylo zde zmíněno, mám IK Verner 13/10.1, deklarované parametry jsou nominální výkon 7 kW do vody, 2 kW do prostoru, účinnost 87,5%. Voda jde samotíží do akunádrže o objemu 1000l. v nádrži se průtokově vyrábí i TUV. Na nádrži a na kotli mám jednoduché měření teploty teploměry s dotykovými čidly (na fotografiích), zároveň jsou na teplé a zpátečce z kotle teploměry přímo v nátrubkách. Čísla na fotkách: levý sloupec udává teplotu v akunádrži nahoře, uprostřed a dole, pravý shora teplotu výstupu z kotle, zpátečky a teplotu v prostoru u kamen. Vzhledem u umístění čidel při vyšších teplotách teploměry ukazují méně (až cca o 20 stC).

Postup meření:
Topím stěpkou (špalíky) a kusovým dřevem. Váhu jsem zjišťoval tak, že jsem se zvážil já s nadobami na palivo a palivem (proto počáteční váha kolem 100 kg) a následně s prázdnými nádobami po ukončení topení, případně s nespáleným zbytkem paliva dtto. Rozdíl je spotřeba paliva.

Předpokládám, že výhřevnost paliva je 13500 kJ/kg tedy 3,75 kWh/kg, po započtení udávané účinnosti kamen 3,3 kWh/kg.

V sobotu jsem vážil dvakrát, jednou v průbehu topení a podruhé na konci.
V neděli a pondělí pouze na konci, v pondělí kamna nebyly úplně dohořelé, ale bylo pozdě a chtěl jsem jít spat. Teplota mohla ještě vzrůst.

Teplotu vody měřím na povrchu nádrže dotykovými čidly levných čínských teploměrů. Při vyšší teplotě vody je měření ovlivňováno okolím (čidlo je ochlazováno i když je pod izolací) a proto naměřené hodnoty koriguji o empiricky vysledovaný rozdíl (mám i mechanický měřák přímo v trubkách teplé vody a zpátečky v kamnech, ale špatně přístupný). Teplotu okolo 30 stC považuji za správnou.

Počáteční stav je obvykle poměrně rovnoměrný, nádrž nemá výrazné vrstvy. V koncovém stavu předpokládám, že horních 650 l vody je natopeno rovnoměrně a ve zbývající části tplota lineárně klesá. 4idla jsou téměř nahoře a dole, napojení kotle též.

Energii dodanou pro dosažení naměřeného rozdílu teploty zjišťuji dle http://vytapeni.tzb-info.cz/tabulky-a-vypocty/97-ohrev-vody zadám objem vody, 0st dole a naměřenou hodnotu nahoře a pro vysokouo účinnost zadám ohřev elektrikou. Dvě procenta ztrát pro jednoduchost nekompenzuji.

V tabulce je spočítaná spalná energie použitého dřeva po odpočtení účinnosti kamen (světle hnědé pole)
Dále energie potřebná pro naměřené ohřátí vody (oranžové pole)
A dále celková energie vydaná kamny jako ohřátí vody *(9/7) (Kamna mají nominální výkon 9kW, z toho 7 kW do vody).
Průměrný výkon kamen - průměrný okamžitý výkon kamen jako dodaná energie vydělená celkovým časem topení.

Závěry:

Celková dodaná energie z paliva obvykle koreluje se změřenou energií do vody + předpokládanou energií do vzduchu.
Příliš to nesedí v sobotu, kde je předpokládaná energie v palivu o poznání menší, vysvětluji si to tak, že jsem spálil relativně dost kusováho paliva složeného převážně z odřezků desek Hofatex UD. Tyto mají zřejmě nižší vlhkost a zároveň jsou pravděpodobně dotovány nějakou hydrofobní látkou (zřejmě parafínem) čímž je pravděpodobně významně zvýšena výhřevnost. V neděli a pondělí jsem pálil téměř výhradně kusové dřevo (smrk).
Průměrný výkon kamen je vyšší než nominální, což ale s ohledem na palivo (listnatá štěpka, měkké kusové dřevo), které rychleji hoří není až tak nereálné.

S ohledem na přesnost měření, předpoklady výhřevnosti a předpoklady rozvrstvení natopené vody v nádrži mi výsledky připadají celkem smysluplné. Lze zkusit si s předpoklady trochu pohrát.

Tabulka s měřením v PDF
Tabulka s měřením v Excelu