Jeśli kierujesz się Wikipedią, temperatura spalania drewna opałowego mieści się w przedziale 800-1000 ° C (w przybliżeniu), a zapłon i rozkład drzewa rozpoczyna się przy 300 ° C. W rzeczywistości zakres ten jest jeszcze szerszy - od 450 do 1050 ° C. Niezbyt dokładne dane, prawda? Istnieje na to wytłumaczenie - temperatura w środku płomienia zależy od wielu warunków. Ci, którzy chcą osiągnąć efektywne spalanie drewna w piecu lub kotle na paliwo stałe, nie ucierpią na zapoznaniu się z tymi czynnikami.
Kiedy drewno opałowe daje więcej ciepła?
Aby zorganizować ekonomiczne ogrzewanie prywatnego domu, musisz pobrać maksymalne ciepło z drewna, a następnie przenieść je do pomieszczeń przy minimalnej stracie. Drugi warunek zależy od wydajności źródła ciepła, ale pierwszy zależy od temperatury spalania drewna w piecu pieca lub kotła. Im wyższy, tym więcej wydzielanego ciepła.
Następujące czynniki wpływają na ilość ciepła wytwarzanego podczas spalania drewna (produkcja ciepła):
- zawartość kalorii (ilość energii cieplnej, którą można uzyskać z jednostki paliwa);
- naturalna wilgotność drzewa;
- objętość dostarczanego powietrza i jego temperatura.
W praktyce wszystkie te parametry są ze sobą powiązane. Wartość opałowa paliwa przesyconego wilgocią jest około 2 razy niższa niż w suchym drzewie. A bez odpowiedniej ilości powietrza będzie się tliło i wydzielało minimum ciepła. Oznacza to, że rzeczywista temperatura spalania drzewa jest wartością zmienną i nie może być dokładnie wskazana w rozważaniach teoretycznych.
Na przykład. Istnieje prosty sposób ustalenia, jaką temperaturę ognia osiąga się poprzez spalanie drewna w otwartej palenisku kominka. Użyj pirometru na podczerwień, który mierzy ogrzewanie powierzchni na odległość, tak jak zrobił to główny mistrz pieców w swoim filmie. Pokazuje testy wkładu kominkowego grilla, pomiary są wykonane w drugiej połowie wideo.
Teraz spójrzmy na każdy czynnik indywidualnie.
O wartości opałowej paliwa
Różne rodzaje drewna różnią się gęstością i wagą, a także zawierają różne ilości węgla i wodoru - głównych składników, które wytwarzają ciepło podczas spalania. Z reguły gęstsze i cięższe gatunki, takie jak dąb i jesion, dają więcej energii niż topola lub olcha. Prezentujemy Państwu tabelę z danymi o gęstości, cieple właściwym i temperaturze spalania różnych gatunków drewna.
Uwaga. Tabela pokazuje wartości masy i objętościowego ciepła spalania suchego paliwa na 1 kg i 1 m3 pojemności. Podana jest maksymalna temperatura dla idealnych warunków spalania z nadmiarem powietrza.
Jeśli porównamy wartość opałową objętościowo, zauważymy, że kłody dębu lub brzozy uwalniają więcej ciepła niż mniej gęste drzewa iglaste. I chociaż warunki spalania drewna opałowego w piecu, piecu na brzuchu lub kotle są dalekie od ideału, trend nadal będzie się utrzymywał. Oznacza to, że temperatura płomienia zależy bezpośrednio od wartości opałowej wybranych gatunków drewna.
Efekt wilgoci
Zwiększona wilgotność jest pierwszym wrogiem skutecznego transferu ciepła podczas spalania dowolnej biomasy. Świeżo posiekane drewno o wilgotności 50–65% nigdy nie zapewni wskaźników podanych w powyższej tabeli. Oto dlaczego:
- Podczas ogrzewania pieca woda zawarta w kłodach pochłania część wytworzonego ciepła.
- Kiedy drewno opałowe rozpali się dobrze i dostarczy wystarczającej ilości ciepła, wilgoć z fazy ciekłej przechodzi w parę, odbierając lwią część otrzymanej energii. Ponieważ gorąca para opuszcza palenisko wraz ze spalinami, odzyskanie utraconego ciepła jest niemożliwe.
- Aby zapalić surowe drzewo, potrzebna jest wyższa temperatura. Z zapałki z kawałkiem papieru zapalanie ich jest dość trudne; musisz użyć palnika gazowego.
Na przykład. Część pary wodnej skrapla się w kontakcie ze ścianami komina, co powoduje uwolnienie niewielkiej części energii cieplnej. Ogrzewa tylko fajkę, a nie twój dom.
O ile spada wartość opałowa, a następnie temperatura spalania drzewa w zależności od wilgotności znajduje odzwierciedlenie w poniższej tabeli:
Łatwo zauważyć, że przenikanie ciepła świeżo przetartego drewna opałowego jest o połowę mniejsze niż w przypadku suchego ognia (wilgotność poniżej 20%). W związku z tym, aby ogrzać dom, trzeba będzie wydać dwa razy więcej paliwa stałego. Osobną kwestią jest piec w wannie, który wymaga maksymalnego ciepła do rozpałki. Podczas korzystania z surowego drewna nie będzie możliwe osiągnięcie wysokiej temperatury, bez względu na to, ile kłód zostanie wrzuconych do pieca. Chodzi o ich słabą produkcję ciepła, która nie pozwoli ci zalać łaźni tak, jak powinna.
Zużycie powietrza do spalania
Aby całkowicie spalić drewno i osiągnąć maksymalną temperaturę w palenisku, konieczne jest dostarczenie powietrza z nadmiarem 130% wymaganej ilości. Podczas tworzenia idealnych warunków reakcję utleniania węgla (spalania) opisuje uproszczone równanie:
Innymi słowy, oznacza to, że po podgrzaniu drewno rozkłada się na węgiel (C) i wodór (H), a tlen (O) jest dostarczany z zewnątrz. Każdy atom węgla spotyka 2 atomy tlenu i tworzy dwutlenek węgla. Z kolei wodór łączy się z resztkami tlenu, co powoduje uwalnianie wody (ponownie w postaci pary). Łaciński Q na końcu wzoru oznacza wydzielanie ciepła do potrzeb grzewczych.
Ale co się stanie, jeśli zostaną naruszone idealne warunki:
- Wodór jest bardzo aktywnym pierwiastkiem, dlatego jest przede wszystkim utleniany. Kiedy nie ma wystarczającej ilości powietrza (zakryłeś dmuchany piec lub kocioł), wówczas węgiel pozostaje bez cząsteczek tlenu. W rezultacie powstaje niespalony tlenek węgla (CO), który leci wraz z dymem do rury.
- Przy całkowitym braku tlenu (tak zwany tryb tlenia) węgiel zamienia się w węgiel drzewny, popiół i sadzę. Ten ostatni, pod wpływem ciągu kominowego, wpada również do rury i osiada na jej ścianach.
- Nadmiar powietrza powstaje w wyniku silnego ciągu kominowego lub niewłaściwej pracy turbosprężarki w kotle. Zjawisko jest obarczone utratą ciepła przez komin.
Uwaga. Ognisko to przykład źródła ciepła z niekontrolowanym dopływem powietrza. Im więcej, tym niższa temperatura ognia w ogniu i mniej ciepła na wyjściu. Aby ogrzewać przez długi czas w pobliżu paleniska, kłody muszą być sadzone w sposób ciągły.
Przeszkodą w uzyskaniu dobrego ciepła z drewna opałowego może być temperatura powietrza dostarczanego do komory spalania. Zimny przepływ powietrza równie skutecznie usuwa cenne ciepło jak para wodna. Nie jest przypadkiem, że producenci wysokiej jakości urządzeń grzewczych organizują specjalny kanał do ogrzewania powietrza z zewnętrznych ścian paleniska. Jak to jest realizowane w praktyce, pokazano na zdjęciu samodzielnie wykonanego kotła na paliwo stałe od naszego eksperta.
Przydatne porady
Wysoka temperatura spalania drewna jest kluczem do skutecznego ogrzewania prywatnego domu. Nawet producenci kotłów TT i pieców opalanych drewnem wskazują w instrukcjach, że najlepszą wydajność generatora ciepła obserwuje się podczas pracy w trybie maksymalnym.
Na koniec podamy kilka wskazówek, jak osiągnąć wysoką produkcję ciepła, a co za tym idzie oszczędności energii:
- Jeśli musisz kupić drewno opałowe, nie bierz gatunków niskokalorycznych, takich jak wierzba i topola. Pierwszy jest zbyt nasycony wilgocią, a drugi ma niską gęstość. Pamiętaj, że płacisz za metry sześcienne, a nie za kilogram paliwa stałego.
- Wysusz dzienniki jak najwięcej. Świeżo ścięte drzewo osiąga zawartość wilgoci 20-25% po co najmniej półtora roku suszenia w otwartym drewnie opałowym.
- Staraj się nie uruchamiać kotła w nawiedzonym trybie rozpadu, co podobno pomaga oszczędzać.Jak widać na zdjęciu, temperatura ognia podczas normalnego spalania wynosi 800 ° C, a tlące się drewno da nie więcej niż 450 ° C. Przy takim rozpraszaniu ciepła dom nie może być ogrzewany.
- Tlenek węgla CO jest nie tylko palny, ale także toksyczny. Próbując oszczędzać paliwo, blokujemy dopływ powietrza do pieca i wywołujemy jego zwolnienie. Potencjalne paliwo jest nie tylko wyrzucane bezskutecznie, ale także zanieczyszcza środowisko.
- Nie organizuj dopływu powietrza do pieca z ulicy, aby nie stracić energii na jego ogrzewanie. Wybierając kocioł na paliwo stałe, zwróć uwagę na modele z kanałem grzewczym. Można je łatwo rozpoznać po wentylatorze zamontowanym na górnym panelu, a nie w drzwiach popielnika.
Oczywiście niemożliwe jest ciągłe utrzymywanie wysokiej temperatury w komorze, ponieważ zapotrzebowanie domu na ciepło również się zmienia i zależy od wielu czynników. Aby zgromadzić nadmiar energii, istnieją akumulatory ciepła, są one również zbiornikami buforowymi. W skrajnych przypadkach zakup wytwornicy ciepła z wymuszonym ładowaniem, w której w okresach wyłączenia wentylatora dostęp powietrza jest całkowicie zablokowany.