Зміст:
- Температура горіння і тепловіддача
- Залежність від вологості
- Залежність від подачі повітря
- Висновок
Домовласники, які використовують для обігріву своїх осель твердопаливні котли та печі, часто звертають увагу на такий параметр, як температура горіння дров. Інтерес до питання зрозумілий, адже для господаря будинку важливо отримати максимальну кількість тепла. Відповідно, під час заготівлі палива на зиму треба потурбуватися про достатній кількості дров на весь сезон. Насправді питання тепловіддачі деревини стоїть дещо ширше і залежить не тільки від температури, але і інших параметрів. Будь – розглянемо в цьому матеріалі.
Температура горіння і тепловіддача
Ці два параметри взаємопов’язані, чим вище температура горіння дров у печі або твердопаливному котлі, тим більше тепла виділяється. Але кожен, кому одного разу доводилося топити піч різними породами дерева, помічав, що одні дрова яскраво палають, виділяючи нестерпний жар, а інші мляво горять і тепла дають зовсім мало.
Причина в тому, що різні породи деревини мають різну температуру горіння і питому теплотворність.
Щоб зрозуміти, наскільки велика ця різниця, нижче пропонується таблиця температури горіння різних порід дерева в ідеальних умовах. Ви запитаєте – ідеальні умови – це які? Власне, їх три:
- деревина містить в собі мінімум вологи;
- процес йде в закритому просторі;
- в зону горіння подається саме стільки кисню, скільки потрібно для повноцінного спалювання.
Для довідки. Дуб, бук і модрина вважаються цінними породами деревини, як основного палива вони використовуються дуже рідко. Хіба що їх відходи у вигляді стружки, тирси і обаполів.
Як вже було сказано вище, дані будуть неповними, якщо не подати питому теплоту згоряння кожної із порід. Нижче в таблиці показані значення тепловіддачі дров, виражені в різних одиницях і по відношенню до ваги і об’єму палива:
Усі табличні дані є довідковими і знадобляться для приблизного розрахунку кількості палива, що виконується з великим запасом. Ще по них можна зрозуміти, що дуб і береза горять значно спекотніше, ніж тополя і вільха, а тому віддадуть більше теплової енергії. Але таблиці не можуть мати практичну цінність для рядового домовласника, адже умови спалювання в реальному житті далекі від ідеальних.
В реальності температура горіння дерева в різних печах і камінах ніколи не досягає значень, зазначених у таблиці. Для цього потрібно, щоб дрова були абсолютно сухими, чого в житті не буває, люди спалюють в топці таке пальне, яке у них є в наявності. Знижується температура і від нестачі кисню. Детальніше ці питання ми розглянемо нижче.
Залежність від вологості
Будь свіжозрубане дерево має підвищену вологість, в середньому її значення лежить у діапазоні 45-55%, а у деяких порід вміст вологи доходить і до 65%. Що відбувається при горінні таких дров? Частина тепла, що виділяється просто витрачається на випаровування води, тому температура горіння деревини не може підвищитися до максимальної. Відповідно, падає і тепловіддача.
Щоб отримати необхідну кількість теплоти для обігріву будинку, можна піти двома шляхами:
- оптимальне рішення – висушити дрова. Щоб досягти прийнятної вологості, їх треба розпиляти і розколоти, а потім скласти в штабель під навісом або в сараї. Термін природного сушіння – мінімум 1 рік. Через 1.5 року, коли стос простоїть 2 літні сезони, ви гарантовано отримаєте дрова вологістю до 20%.
- палити свіжозрубане паливо або те, що є в наявності. Тоді треба розуміти, що витрата дров чи не вдвічі більше покладеного і заготовити відповідно кількість. Не кажучи вже про те, що в газоходах і димовій трубі рекордними темпами буде осідати сажа.
Примітка. Деякі породи деревини непридатні до спалювання в топці котла або печі в свежесрубленном вигляді. До таких відноситься верба і тополя, вони будуть горіти дуже погано і зовсім не дадуть тепла.
Щоб визначити тепловіддачу дров, складених в стіс, треба зняти її розміри, а потім з’ясувати загальну кількість теплоти, користуючись даними таблиці. В ній теплотворність на одиницю складського об’єму вказана в залежності від вологості:
Породи, чия теплотворна здатність найбільш висока, можна спалювати свіжозрубаним, маючи на увазі застереження, описані вище. Наприклад, тепловіддача і температура горіння дуба, ясена та берези найвищі, так що їх вистачить на випаровування вологи і обігріву приватного будинку. Гірше йде справа з хвойними породами – сосною і ялиною, але вони можуть успішно горіти з-за своєї смолистості. Не до кінця висушену сосну краще класти у вже розігріту топку.
Висновок тут простий: чим краще вам вдасться просушити дерево, тим вище буде температура спалювання і більше теплоти виділиться, а витрата дров зменшиться.
Залежність від подачі повітря
Парадокс в тому, що температуру горіння і тепловіддачу палива ми знижуємо самі шляхом обмеження надходження кисню. Заслінки печі або котла прикриваються з метою збільшити тривалість процесу і таким чином, на нашу думку, економити пальне. Виняток — температура горіння багаття у каміні відкритого типу, куди повітря з приміщення надходить вільно.
Але навіть камінний багаття підпорядковується хімічну формулу ідеального горіння деревини, представленої в спрощеному вигляді:
З + 2Н 2 + обсязі 2о2 = СО2 + 2Н2О + Q (теплота).
У лівій частині рівняння – вуглець і водень, що спалюються в присутності кисню. У правій – продукти горіння, це вуглекислий газ, вода і виділяється тепло, що ми використовуємо для обігріву. На практиці в топку треба подавати повітря в кількості 130% від обсягу, необхідного для спалювання. Тоді сухі дрова при горінні розвивають температуру, близьку до максимальної.
Коли ми прикриваємо подачу повітря заслінками, рівняння порушується, у ньому з’являється третій елемент – чадний газ (СО). Це результат того, що не всі атоми вуглецю зустріли по два атома кисню, їм просто не вистачило для цього повітря. Недопалену чадний газ вилітає в трубу, температура в топливнике знижується, а за нею і тепловіддача.
Правильний підхід – це встановити буферну ємність і постійно виводити твердопаливний котел на максимальний режим роботи з достатньою подачею повітря і повноцінним спалюванням. А ось з печами такий фокус не пройде, вони нагрівають повітря приміщення, а не воду в системі, так що акумулювати тепло не вийде. Ось чому при горінні смоленых дров, та й взагалі, будь деревини в печах завжди є чадний газ.
Пам’ятайте, кількість чадного газу залежить від того, наскільки перекрита подача повітря. Чим менше кисню проходить в топку, тим більше утворюється чаду, а тепла — менше.
Висновок
Крім перерахованих факторів, на реальну тепловіддачу впливає ККД теплогенератора. Наприклад, як би ні була висока температура в топливнике буржуйки, пічка може відібрати тільки 40% утвореного тепла. Інше відлітає в димар, і це треба враховувати при заготівлі дров. ККД твердопаливних котлів більше – до 80%.