Полезные статьи


Вторник, 18 Сентябрь 2018 07:42

Когда дрова дают больше жара?

Чтобы организовать экономичное отопление частного дома, нужно извлечь из древесины максимум тепловой энергии, а затем передать ее в помещения с минимальными потерями. Второе условие зависит от КПД котла, а вот первое – как раз от температуры сжигания дров в топке печи или котла. Чем она выше, тем больше теплоты выделяется.

Тем, кто хочет добиться эффективного сжигания древесины в твердотопливном котле или камине, не помешает ознакомиться с такими факторами.

На количество жара, образующегося при горении древесины (теплотворная способность), влияют следующие факторы:

  • калорийность (количество тепловой энергии, которую можно получить от единицы топлива);
  • содержание природной влаги в дереве;
  • объем подаваемого воздуха и его температура.

На практике все перечисленные параметры взаимосвязаны между собой.

Калорийность горючего, перенасыщенного влагой, примерно в 2 раза ниже, чем у сухого дерева. А без нужного объема воздуха оно станет тлеть и выделять минимум жара. То есть, реальная температура горения дерева – величина непостоянная и не может быть точно указана в теоретических рассуждениях.

Теперь давайте рассмотрим каждый фактор в отдельности.

Теплотворная способность топлива

Различные породы дерева отличаются по плотности и весу, а еще содержат разное количество углерода и водорода – основных компонентов, выделяющих тепло в процессе сжигания. Как правило, более плотные и тяжелые породы, например, дуб и ясень, дают больше энергии, чем тополь либо ольха. Представляем вашему вниманию таблицу с данными по плотности, удельной теплоте и температуре горения различных пород дерева.

Примечание. В таблице указаны значения массовой и объемной теплоты сжигания сухого топлива в расчете на 1 кг и на 1 м³ складского хранения. Максимальная температура дана в расчете на идеальные условия горения с избытком воздуха.

Если сравнивать теплотворность по объему, то заметно, что дубовые или березовые поленья выделят больше теплоты, нежели менее плотные хвойные породы. И хотя условия сжигания дров в котлах и каминах отличаются, тенденция все равно сохранится. То есть, температура пламени напрямую зависит от теплотворной способности выбранной породы дерева.


Реальный показатель нагрева в центре пламени


Влажность

Повышенное содержание влаги – первый враг эффективной теплоотдачи при горении любой биомассы. Свежесрубленная древесина влажностью 50—65% никогда не обеспечит показателей, приведенных выше в таблице, и вот почему:

  1. В процессе разогрева топки вода, содержащаяся в поленьях, поглощает часть выделяемого тепла.
  2. Когда дрова хорошо разгорелись и дали достаточно жара, влага из жидкой фазы переходит в паровую, отнимая львиную долю полученной энергии. Поскольку горячий пар покидает топливник вместе с дымовыми газами, то вернуть потерянную теплоту невозможно.
  3. Для воспламенения сырого дерева нужна более высокая температура. От спички с бумажкой их разжечь довольно трудно, надо пользоваться газовой горелкой.
  4. Нужно так же сказать о коррозийной нагрузке на котёл или камин, при которой ваш отопительный прибор подвержен быстрейшему выходу из строя.

Для справки. Часть водяного пара конденсируется от соприкосновения со стенками дымохода, отчего выделяется малая доля тепловой энергии. Только греет она трубу, а не ваше жилище.


Насколько снижается теплотворная способность, а следом и температура горения дерева в зависимости от влажности, отражено в следующей таблице:



Нетрудно проследить, что теплоотдача свежераспиленных дров вдвое ниже, чем сухих (влажность менее 20%). Соответственно, для обогрева дома придется израсходовать вдвое больше твердого топлива. При использовании сырой древесины достигнуть высокой температуры не удастся, сколько поленьев ни бросай в топку.

Количество воздуха

Для полного сжигания дров и достижения максимальной температуры в топке необходимо подавать воздух с избытком в размере 130% от требуемого количества. При создании идеальных условий реакция окисления углерода (горения) описывается упрощенным уравнением:



На словах это означает, что при нагреве древесина разлагается на углерод (С) и водород (Н), а кислород (О) подается извне. Каждый атом углерода встречает 2 атома кислорода и образует углекислый газ. В свою очередь, водород соединяется с остатками кислорода, отчего выделяется вода (опять же, в виде пара). Латинская Q в конце формулы означает выделение теплоты, идущей на нужды отопления.


А вот что получится, если идеальные условия нарушены:

  1. Водород – очень активный элемент, поэтому он окисляется в первую очередь. Когда воздуха недостаточно (вы прикрыли поддувало камина или котла), то без молекул кислорода остается углерод. В результате образуется недожженный угарный газ (СО), вылетающий в трубу вместе с дымом.
  2. При тотальной нехватке кислорода (так называемый режим тления) углерод превращается в древесный уголь, золу и сажу. Последняя под воздействием дымоходной тяги тоже устремляется в трубу и оседает на ее стенках.
  3. Переизбыток воздуха случается от сильной дымоходной тяги или неправильной работы вентилятора котла. Явление чревато потерями тепла через дымоход.


Примечание. Костер – пример источника тепла с неконтролируемой подачей воздуха. Чем его больше, тем ниже температура огня в костре и меньше тепла на выходе. Чтобы долго греться возле очага, поленья нужно подкладывать непрерывно.

Препятствием для получения хорошего жара от дров может стать температура воздуха, подаваемого в камеру сгорания. Холодный воздушный поток столь же успешно отнимает драгоценное тепло, как и водяной пар. Неспроста в наших котлах специальный канал для подачи воздуха в камеру сгорания проходит по стенке топки для подогрева воздуха.

Полезные советы

Высокая температура горения дров – залог эффективного отопления частного дома. Даже производители ТТ-котлов и дровяных печей указывают в инструкции, что лучший КПД прибора наблюдается именно при работе на максимальном режиме.

Напоследок дадим несколько рекомендаций, как добиться высокой производительности, а значит, и экономии энергоносителя:

  1. Если дрова вам приходится закупать, не берите низкокалорийные породы, например, иву и тополь. Первая слишком насыщена влагой, а второй отличается малой плотностью. Помните, что вы оплачиваете кубометры, а не килограммы твердого топлива.
  2. Высушите поленья насколько это возможно. Свежесрубленное дерево достигает влажности 20—25% после минимум полутора лет сушки в открытой дровнице.
  3. Старайтесь не эксплуатировать котел в режиме тления. Как вы могли убедиться по фото, температура огня при нормальном горении составляет 800 °С, а тлеющая древесина даст не больше 450 °С.
  4. Угарный газ СО не только горюч, но и токсичен. Пытаясь экономить топливо, мы перекрываем подачу воздуха в топку и провоцируем его выделение. Мало того, что потенциальное топливо без толку выбрасывается наружу, но ещё и загрязняет окружающую среду.
  5. Не организовывайте подачу воздуха в топку с улицы, чтоб не терять энергии на его нагрев. При покупке твердотопливного котла(ссылка) обращайте внимание на модели с каналом подогрева. Их легко отличить по вентилятору, установленному на верхней панели, а не в дверце зольника.

Конечно, непрерывно поддерживать в камере высокую температуру невозможно, ведь потребность дома в тепле тоже меняется и зависит от многих факторов. Поэтому наиболее правильный и комфортный вариант конечно это пеллетный котёл с автоматической подачей топлива, в котором пеллет влажностью около 8%, и подача воздуха с топливом осуществляется в нужном объёме. В крайнем случае приобретайте котёл с принудительным наддувом, где в периоды отключения вентилятора доступ воздуха перекрывается полностью. Для накопления же излишков энергии в обычном котле или камине с водяной рубашкой существуют теплоаккумуляторы, они же – буферные емкости.

Модели пеллетных и традиционных котлов вы можете заказать по телефонам на сайте или у дилеров в вашем регионе (список дилеров)

ЧТУП «АРИТИДА»
УНП 290482572
225323 РБ, Брестская область, г.Барановичи, пер.Клубный, 5А
Моб.:+375 29 69 22 007, Тел./факс: (0163) 45-55-34
tduprava@mail.ru
Работаем по всей Беларуси.