Температура горения дров в котле: Температура горения дров в печи и пламени в котле и камине

Содержание

Температура горения дров в печи, температурный режим в камине

Для хозяев домов, отопление которых построено на использовании натурального топлива, одним из важных параметров, контролируемых при работе системы отопления, считается температура горения дров в печи. Однако судить о качестве древесины исключительно по ее температуре сгорания было бы неправильно, ведь важнее всего теплоотдача, количество тепла, жара, которое отдает лес полностью сгорая. Ожидания домовладельцев понятны, им необходимо выжать максимум тепла из своих дров.

В этом материале мы постараемся рассказать о самых главных параметрах дров, рассмотрим какие дрова отдают больше тепла, а какие меньше, узнаем максимальные температуры сгорания различных пород дерева в печах и каминах, а так же факторы, препятствующие появлению высоких температур.

Яркий и интенсивный огонь в топкеЯркий и интенсивный огонь в топке

Активный и интенсивный огонь в топке печи

Основные параметры

Главными параметрами показывающими качество древесины является температура ее горения и теплоотдача. Обе характеристики плотно связаны между собой, ведь чем горение дров в печи идет интенсивнее, чем выше температура, тем больше тепла выделяется в окружающую среду.

Сталкиваясь с различными породами дерева можно заметить, что одни отлично и ярко горят, выделяя ощутимое тепло, а другие вяло тлеют, и жара от них практически нет. И дело здесь не в том, что одни дрова могут быть сырыми, а другие сухими. Объясняется это различием разных пород древесины по составу, плотности, строению, и, как следствие, по температуре сгорания и количеству выделяемого тепла.

После долгих исследований ученые смогли определить жаропроизводительность и температуру горения основных пород деревьев при идеальных условиях. За идеальные условия приняли два фактора:

  1. Практически полное отсутствие влаги в древесине.
  2. Горение в ограниченном пространстве при условии, что кислорода в нем ровно столько, сколько требуется для проведения реакции.

Температуры горения разных пород дереваТемпературы горения разных пород дерева

Одними из самых ценных пород дерева, имеющими отличные характеристики теплоотдачи, считают дуб, бук, граб и лиственница. Однако дрова из этих деревьев встречаются нечасто и стоят приличных денег, поэтому обычно в качестве топлива используются стружки, опилки, ветки и другие отходы от промышленного производства и лесозаготовки.

В то же время, чтобы иметь полную картину о тепловых характеристиках древесины, желательно изучить удельную теплоту сгорания каждой породы дерева, а также иметь представление об их теплоотдаче. Теплоотдача может измеряться в различных величинах, связанных с весом и объемом топлива.

Теплоотдача разных пород дереваТеплоотдача разных пород дерева

Изучая тепловые характеристики разных пород деревьев стоит отметить, что дуб и береза выделяют жара при сгорании значительно больше, чем, например, ольха, осина или сосна. В то же время полностью полагаться на табличные данные не стоит, ведь в реальной жизни добиться идеальных условий не представляется возможным, поэтому температура в топке дровяной печи может быть значительно меньше при сжигании аналогичных дров.

Значения, приведенные в различных таблицах носят идеальный характер и призваны показать общую картину, в то время как реальная температура в топке печи никогда не достигнет подобных значений, и это объясняют два простых и понятных фактора:

  1. Добиться максимальной температуры нельзя прежде всего из-за того, что полностью просушить дрова в домашних условиях не представляется возможным. Для растопки каминов и печей используется древесина с различным уровнем влажности, та, которая есть в наличии.
  2. Другим важным фактором, от которого снижается температура горения дров в камине или печи, является недостаток кислорода. Приток воздуха мы регулируем заслонкой, которую зачастую прикрываем.

Давайте рассмотрим каждую из выявленных проблем по отдельности.

Фактор влажности

Основным негативным фактором, конечно же, является влажность. Свежесрубленный лес имеет влажность в диапазоне от 40 до 55%, а у некоторых пород деревьев влажность может достигать даже отметки в 65%. Растапливать печь сырыми дровами можно, они даже будут гореть, но основная часть жара станет использоваться для просушки древесины и испарения влаги. Следовательно, температура в печи на сырых дровах никак не может выйти на пиковый уровень, а значит и теплоотдача от такой древесины будет посредственная.

Бревна свежесрубленного лесаБревна свежесрубленного леса

Пройдет много времени пока этот лес превратиться в полноценные сухие дрова

Конечно, хозяин дома для его отопления может использовать как сырые, так и сухие дрова:

  • Можно жечь в печи свежесрубленную древесину, а так же недавние запасы, но следует понимать, что в этом случае расход дров будет на порядок выше, поскольку тепла они будут отдавать меньше. Дополнительным негативным явлением станет большое количество сажи в дымоходе, появляющейся при сгорании сырого дерева.
  • Чтобы получить сухие дрова, следует правильно заготовить лес, распилить его, наколоть на полешки необходимой длины, уложить на хранение в дровнице, посушить в течение полугода или даже года, а потом использовать. Считается, что дрова заготовленные зимой и пролежавшие в сарае два летних сезона являются оптимально сухими, их влажность обычно составляет порядка 20%. Длинный путь, но позволяющий добиться от дров большей теплоотдачи, и как следствие сэкономить на лесе.

Отметим, что существуют деревья, которые совсем не предназначены для растопки печей в свежесрубленном виде. К ним относятся такие породы как тополь, ива. При сгорании этих пород дерева практически не выделяется тепло, да и горением назвать их тление вряд ли возможно. После просушки тополь горит уже ярким и красивым пламенем, но вот тепла все равно много не дает.

Зависимость теплоотдачи от влажностиЗависимость теплоотдачи от влажности

Конечно, теплоотдача от древесины не увеличивается при сушке в два-три раза, но на 15-20% растет. Особо сильный контраст чувствуется при сжигании свежесрубленного леса и просушенной древесины одной породы.

В то же время разница в теплоотдаче разных пород дерева настолько велика, что позволяет сжигать некоторые сорта в свежем виде, например, березу, дуб, ясень. Эти несомненные лидеры имеют настолько высокую температуру горения, что способны и себя высушить и дом отопить. Березовые дрова дополнительно обладают приятным ароматом, считающимся целебным. Хвойные породы деревьев не имеют таких внушительных характеристик, поскольку в их составе присутствует большое количество смолы, поэтому сырую ель или сосну можно закладывать лишь в растопленную печь.

Чтобы дерево отдало максимальное количества тепла, чтобы температура в камине или печи при сгорании дров достигала высоких значений, следует обязательно высушить древесину.

Фактор недостатка кислорода

Другой негативный фактор, не позволяющий нам выйти на максимальные температуры в печи, недостаток кислорода. Здесь мы можем напрямую влиять на теплоотдачу дров, используя по назначению заслонки. К сожалению, мы чаще всего прикрываем заслонки своих каминов и печей, чтобы уменьшить интенсивность огня и увеличить его длительность, ведь по сложившемуся мнению такой способ позволяет экономить топливо.

Здесь стоит отметить, что в камин открытого типа воздух поступает свободно, а значит фактор недостатка кислорода для реакции не имеет негативного влияния.

Химическая формула идеального горения дерева в самом простом виде выглядит следующим образом: С + 2Н2 + 2О2 = СО2 + 2Н2О + Q (тепло).

  • В левой части уравнения мы видим соединяющийся углерод и водород, которые обеспечивают реакцию горения, когда в воздухе нет достаточного количества кислорода.
  • В правой части располагаются уже продукты горения после прошедшей реакции, когда выделяется углекислый газ, пар, тепло.

Плотный огонь от хорошей древесиныПлотный огонь от хорошей древесины

Плотный огонь в топке печи

Чтобы достичь максимальных температур при горении сухой древесины, необходимо подавать в топку кислорода в полтора раза больше, чем нужно для полноценного сжигания дров. В то же время когда мы закрываем доступ свежего воздуха заслонкой, то уравнение модифицируется, в нем появляется угарный газ СО.

Угарный газ начинает вырабатываться потому, что атомы углерода не соединились с двумя атомами кислорода, а нашли для себя только один. Сгоревший не до конца угарный газ частично выходит через дымоход, а частично остается в топке, снижая потенциальную температуру горения в ней и уменьшая теплоотдачу дров. При недостатке воздуха температура в печи достигает лишь 65-70% от своих возможностей.

Таким образом можно найти четкую зависимость от уровня подачи воздуха, регулируемого заслонкой, до количества вырабатываемого угарного газа. Чем меньше кислорода поступает в топку, тем появляется больше угарного газа и меньше тепла.

Отметим, что на теплоотдачу активно влияет и сама печь, в зависимости от КПД своей работы. Если буржуйка забирает 40% тепла, то о наличие максимальных температур в ней и говорить не приходится.

В завершение можно отметить, что температура в печи на прямую зависит от породы дров, их уровня влажности и количества воздуха, поступающего в топку. Максимальные результаты показывают твердые породы деревьев, полностью высушенные и готовые к использованию.

Какая температура горения дров в печи – породы дерева, какие дрова лучше выбрать


Содержание:


Дрова являются традиционным видом твердого топлива, которое издавна использовалось в регионах, где есть большое количество доступной древесины. От того, насколько высока температура горения дров в печке, зависит не только скорость прогрева дома, но и эффективность применения топлива, а значит, и размер финансовых затрат. Об основных характеристиках древесины, а также факторах, влияющих на количество выделяемой дровами тепловой энергии, и пойдет речь в статье ниже.


температура горения дров

Температурный порог горения древесины различных пород


В зависимости от структуры и плотности древесины, а также количества и характеристик смол, зависит температура горения дров, их теплотворность, а также свойства пламени.


Если дерево пористое, то гореть оно будет очень ярко и интенсивно, однако высоких температур горения оно не даст – максимальный показатель составляет 500 ℃. А вот более плотная древесина, как, например, у граба, ясеня или бука, сгорает при температуре около 1000 ℃. Чуть ниже температура горения у березы (около 800 ℃), а также дуба и лиственницы (900 ℃). Если речь идет о таких породах, как ель и сосна, то они загораются примерно при 620-630 ℃.

Использование древесины исходя из ее теплоемкости


При выборе разновидности дров, стоит учитывать соотношение стоимости и теплоемкости той или иной древесины. Как показывает практика, оптимальным вариантом можно считать березовые дрова, у которых эти показатели сбалансированы лучше всего. Если закупать более дорогие дрова, затраты будут менее эффективными.


Для отопления дома твердотопливным котлом не рекомендуют использовать такие виды дерева, как ель, сосна или пихта. Дело в том, что в данном случае температура горения дров в котле будет недостаточно высокой, а на дымовых трубах будет скапливаться много сажи.


температура в печи на дровах


Низкие показатели теплоэффективности также и у дров из ольхи, осины, липы и тополя из-за пористой структуры. Кроме того, иногда в процессе горения ольховые и некоторые другие виды дров выстреливают углями. В случае открытой топки печи такие микро взрывы могут привести к пожарам.


Стоит отметить, что какой бы ни была древесина, если она сырая, то горит хуже сухой и сгорает не до конца, оставляя много золы.

Теплоотдача при сгорании дров в печи


Существует прямая взаимосвязь между температурой горения дров в печи и теплоотдачей – чем жарче пламя, тем больше тепла оно выделяет в помещение. На количество генерируемой тепловой энергии влияют различные характеристики дерева. Расчетные величины можно найти в справочной литературе.


Стоит отметить, что все нормативные показатели рассчитывались в идеальных условиях:

  • древесина хорошо просушена;
  • топка печи закрыта;
  • кислород подается четко дозированными порциями для поддержания процесса горения.


температура горения дров в печке


Естественно, что в домашней печи создать такие условия невозможно, поэтому тепла будет выделяться меньше, чем показывают расчеты. Поэтому нормативы будут полезны лишь для определения общей динамики и сравнения характеристик.

Что собой представляет процесс горения


Изотермическая реакция, при которой выделяется определенное количество тепловой энергии и называется горением. Эта реакция проходит несколько последовательных стадий.


На первом этапе древесина разогревается внешним источником огня до точки воспламенения. По мере нагрева до 120-150 ℃ древесина превращается в угли, которая способна самовоспламеняться. По достижении температуры в 250-350 ℃ начинают выделяться горючие газы – этот процесс называется пиролизом. Одновременно происходит тление верхнего слоя древесины, которое сопровождается белым или бурым дымом – это смешанные пиролизные газы с водяным паром.


На втором этапе в результате разогрева пиролизные газы загораются светло-желтым пламенем. Оно постепенно распространяется на всю площадь древесины, продолжая нагрев древесины.


температура горения дров в котле


Следующая стадия характеризуется воспламенением древесины. Как правило, для этого она должна разогреться до 450-620 ℃. Чтобы дрова воспламенились, необходим внешний источник тепла, который будет достаточно интенсивным для резкого нагрева дерева и ускорения реакции.


Кроме того, на скорость воспламенения дров влияют такие факторы, как:

  • тяга;
  • влажность древесины;
  • сечение и форма дров, а также их количество в одной закладке;
  • структура древесины – рыхлые дрова загораются быстрее, чем плотные;
  • размещение дерева относительно потока воздуха – горизонтально или вертикально.


Проясним некоторые моменты. Поскольку влажное дерево при горении в первую очередь испаряет лишнюю жидкость, то разжигается и сгорает оно намного хуже, чем сухое. Форма также имеет значение – ребристые и зазубренные бревна воспламеняются легче и быстрее, чем гладкие и круглые.


Тяга в дымоходе должна быть достаточной, чтобы обеспечить приток кислорода и рассеять внутри топки тепловую энергию на все находящиеся в ней объекты, но не задуть при этом огонь.


Четвертая стадия термохимической реакции – устойчивый процесс горения, который после вспышки пиролизных газов охватывает все находящееся в топке топливо. Горение проходит две фазы – тление и горение пламенем.


температура в камине


В процессе тления сгорает образовавшийся в результате пиролиза уголь, при этом газы выделяются довольно медленно и не могут воспламениться по причине малой концентрации. В результате конденсирования газов по мере их охлаждения образуется белый дым. Когда древесина тлеет, внутрь постепенно проникает свежий кислород, что приводит к дальнейшему распространению реакции на все остальное топливо. Пламя возникает в результате сгорания пиролизных газов, которые перемещаются вертикально по направлению к выходу.


Пока внутри печи поддерживается необходимая температура, подается кислород и есть не сгоревшее топливо, процесс горения продолжается.


Если такие условия не поддерживаются, то термохимическая реакция переходит в финальную стадию – затухание.

Как определить температуру горения в печи на дровах


Измерение температуры горения дров в камине можно выполнять только пирометром – никакие другие измерительные приборы для этого не годятся.


Если же такого прибора у вас нет, можно визуального определить примерные показатели, исходя из цвета пламени. Так, пламя низкой температуры имеет темно-красную окраску. Желтый огонь свидетельствует о слишком высокой температуре, получаемой с помощью усиления тяги, однако в этом случае большее количество тепла сразу улетучивается сквозь дымовую трубу. Для печи или камина наиболее подходящей будет температура горения, при которой цвет пламени будет желтым, как, например, у сухих березовых дров.


температура горения в камине


Современные печи и твердотопливные котлы, а также камины закрытого типа, оборудованы системой контроля подачи воздуха, чтобы корректировать теплоотдачу и интенсивность горения.

Жаропроизводительность древесины


Помимо значения теплотворности, то есть количества выделяемой тепловой энергии при сгорании топлива, есть еще понятие жаропроизводительности. Это та максимальная температура в печи на дровах, которой может достигать пламя в момент интенсивного горения древесины. Данный показатель также полностью зависит от характеристик древесины.


температура горения дров в камине


В частности, если дерево имеет рыхлую и пористую структуру, оно сгорает на довольно низких температурах, образуя светлое высокое пламя, и дает довольно мало тепла. А вот плотная древесина, хоть и гораздо хуже разгорается, даже при слабом и низком пламени дает высокую температуру и большое количество тепловой энергии.

Влажность и интенсивность горения


Если древесина была срублена недавно, то в ней содержится от 45 до 65 % влаги в зависимости от времени года и породы. У таких сырых дров температура горения в камине будет невысокой, поскольку большое количество энергии будет затрачиваться на испарение воды. Следовательно, теплоотдача от сырых дров будет достаточно низкой.


Достигнуть оптимальных показателей температуры в камине и выделения достаточного для прогрева количества тепловой энергии можно несколькими способами:

  • Сжигать за один раз в 2 раза больше топлива, чтобы обогреть дом или приготовить еду. Такой подход чреват существенными материальными затратами и усиленным накоплением сажи и конденсата на стенках дымоотвода и в ходах.
  • Сырые бревна распиливают, колют на небольшие поленья и размещаются под навесом для просушки. Как правило, за 1-1,5 года дрова теряют до 20 % влаги.
  • Дрова можно закупить уже хорошо просушенными. Хотя они несколько дороже, зато теплоотдача от них намного больше.


температура горения дров в печи


Стоит отметить, что совершенно непригодна для использования в качестве топлива древесина сырого срубленного тополя и некоторых других пород. Она рыхлая, содержит очень много воды, поэтому при горении дает очень мало тепла.


В то же время, у березовых сырых дров наблюдается достаточно высокая теплотворность. Кроме того, пригодны для использования сырые поленья из граба, ясеня и прочих пород дерева с плотной древесиной.

Как тяга в печке влияет на горение


Если в топку печи поступает недостаточное количество кислорода, то интенсивность и температура горения древесины снижается, а вместе с тем сокращается и ее теплоотдача. Некоторые предпочитают прикрывать поддувало в печке, чтобы продлить время горения одной закладки, однако в результате топливо сгорает с более низким КПД.


Если дрова сжигают в открытом камине, то в таком случае кислород свободно поступает в топку. В данном случае тяга зависит главным образом от характеристик дымовой трубы.


В идеальных условиях формула термохимической реакции выглядит примерно так:


C+2H2+2O2=CO2+2H2O+Q (тепловая энергия).


Это значит, что при доступе кислорода происходит сгорание водорода и углерода, что в результате дает тепловую энергию, водяной пар и углекислый газ.


Для максимальной температуры сгорания сухого топлива в топку должно поступать около 130 % кислорода, необходимого для горения. Когда входные заслонки перекрывают, образуется избыток угарных газов, вызванных недостатком кислорода. Такой недожженный углерод улетучивается в дымоход, однако внутри топки падает температура горения и сокращается теплоотдача топлива.


Современные твердотопливные котлы очень часто оборудованы специальными теплоаккумуляторами. Эти устройства накапливают излишнее количество тепловой энергии, генерируемой в процессе горения топлива при условии хорошей тяги и с высоким КПД. Таким способом можно экономить топливо.


В случае с печами на дровах возможностей экономить дрова не так уж и много, поскольку они сразу же отдают тепло в воздух. Сама печка способна сохранять лишь небольшое количество тепла, а вот железная печь и вовсе на такое не способна – из нее лишнее тепло сразу же уходит в трубу.


Так, при увеличении тяги в печи можно добиться усиления интенсивности горения топлива и его теплоотдачи. Однако в таком случае существенно возрастают теплопотери. Если же обеспечить медленное сгорание дров в печи, то их теплоотдача будет меньше, а количество угарного газа – больше.


Обратите внимание, что КПД теплогенератора напрямую влияет на эффективность сжигания дров. Так, твердотопливный котел может похвастаться 80 % эффективности, а печь – всего 40 %, причем имеет значение ее конструкция и материал.

Выводы


Таким образом, наилучшим вариантом с точки зрения экономии средств, а также эффективности сгорания и теплоотдачи, можно считать дрова из березы. Поскольку твердые породы древесины с высокой жаропроизводительностью стоят существенно дороже, они используются в качестве дров намного реже.


Влияет ли температура горения дров на эффективность работы печи

Одно из самых распространенных видов топлива, которое используют для обогрева загородных домов — это дрова. Они доступны, недороги и прекрасно сгорают, отдавая большое количество тепловой энергии. Но температура горения дров не у всех пород древесины одинакова, поэтому есть необходимость разобраться в данном вопросе и определить, какие дрова горят лучше, а какие хуже. Для чего это необходимо, наверное, понятно и без разъяснений.

Начнем с того, что напомним, без кислорода гореть ничего не будет на нашей планете. Поэтому подача воздуха в зону сгорания – основной критерий правильного процесса горения дров. Но древесина разделяется на породы, каждая из которых отличается от других химическим составом и плотностью. Внизу приложена таблица теплоты сгорания дров различных пород древесины.

Порода Теплота сгорания (калл)
Береза 4968
Осина 4950
Ольха 5050
Ель 4860
Сосна 4952

Как видите, разница даже очень существенная, особенно между елью и ольхой. Из этой таблицы видно, что, к примеру, при сжигании одного кубометра еловых дров теплоты будет выделяться меньше, чем при сжигании такого же объема дров из ольхи. Получается так, что для того чтобы получить необходимую определенную тепловую энергию вам придется сжигать поленьев из ели больше, чем из ольхи. А это не только количественные расходы топлива, это финансовые расходы из вашего кошелька.

Сухие дрова

Внимание! На эффективность горения древесного топлива будет влиять не только плотность дровишек, но и их влажность. Вот почему процесс сушки начинается с выбора сухого дерева для распила, а заканчивается поленницей под навесом в специально отведенном для этого месте, где всегда сухо. В таком положении поленья должны пролежать не меньше года, чтобы стать на самом деле сухими и качественными дровами.

Сжигая древесину, потребитель получает необходимое ему количество тепловой энергии, которая расходуется на обогрев жилища, на горячее водоснабжение дома, на приготовление пищи. Сухие дрова будут сгорать максимально. А вот с влажными будут проблемы, потому что часть энергии будет расходоваться на утилизацию влаги, которая в древесине присутствует. И чем больше влажности, тем больше энергии будет уходить на ее испарение. Эффективность сжигания падает.

Для понимания ситуации обратимся к таблице, которая расположена выше. Если поднять влажность используемых для растопки дрова хотя бы до 15%, то их теплоотдача упадет в среднем до 3660 кал. А это существенная разница.

Ярко горящие дрова

Кстати, удельная теплота сгорания дров определяется единицей, которая носит название калория. Что это такое? По сути, это все та же тепловая энергия, которая образуется при нагреве одного грамма воды, температура которого повышается на 1°С. Для многих это может быть не сразу понятным, но не это самая главная суть темы статьи. Наша задача объяснить потребителям, что важнее приобретать те виды дров, которые будут при малых объемах выделять большое количество теплоты. Это наиважнейший показатель эффективной работы дровяных нагревательных агрегатов, при высокой экономии денежных средств.

Какие дрова горят жарче

Итак, теплота сгорания дров зависит от их влажности и плотности структуры древесины. Но вот что удивительно, не все древесное топливо сгорает одинаково. Какие-то породы дерева сгорают, оставляя лишь небольшую горку золы, какие-то сгорают не полностью, оставляя целые головешки потухшего угля. Некоторые горят ярко, выделяя большой объем тепловой энергии, другие еле тлеют, выделяя дым и чад.

Залог успеха – правильно высушенное топливо

Отметим также, что на эффективность сгорания влияет и конструкция самой печи. Если этот агрегат возводил настоящий мастер, если в процессе производства были учтены все новшества и высококачественные материалы, тогда есть гарантия, что такой нагревательный прибор будет правильно сжигать дрова. А это и высокая теплоотдача, и полное выгорание древесины, и эффективная работа самого прибора.

Внимание! Обычно для расчета теплоотдачи каминов, печей и котлов, работающих на дровах, не учитываются все те показатели, о которых шел разговор выше. Есть определенная стандартная величина, равная 3800 калорий.

Теперь несколько слов еще об одном показателе. Это жаропроизводительность топлива. То есть это максимальная температура в печи на дровах. Обратите внимание, именно температура внутри камеры сгорания, а не на воздухе на улице или в помещении. Это важный момент, потому что разные породы деревьев горят по-разному. Некоторые горят ярко, шумно и быстро, другие еле тлеют, но при этом в зоне горения выделяется огромный объем тепловой энергии. Дадим еще одну таблицу, где покажем, какие породы древесины горят жарче.

Температура внутри топки

Порода древесины Жаропроизводительность (%) Температура (ºС)
Береза 68 816
Дуб 75 900
Липа 55 650
Сосна 52 624
Осина 51 612
Ольха 46 552
Тополь 39 468

На примере березы можно показать, что сгорает это дерево при температуре +816°С, при этом выделяет тепла 68% от максимального уровня жаровыделения. Но что влияет на эти показателя?

  1. В каких пропорциях в зону горения поступает кислород. А это в свою очередь зависит от устройства поддувала.
  2. Какая конструкция печи и из какого материала она была сооружена. К примеру, в каменной (кирпичной) печи дрова горят медленно и сгорают не до конца, оставляя солидные горки золы. В металлической печке буржуйке дрова горят быстро, ярко, отдавая через тонкий металлический лист тепло в помещение. Поэтому в такой печке от дров ничего не остается.

в зависимости от вида дров




















Logo

setafi.com
Онлайн-журнал об уюте

  • Бытовая техника
    • Аэрогриль
    • Блендер
    • Блинницы
    • Варочная панель
    • Вафельницы
    • Вентиляторы
    • Весы
    • Ветчинница
    • Винный шкаф и сервант
    • Воздухоочиститель
    • Вытяжки
    • Гладильная доска
    • Дистилляторы
    • Духовой шкаф
    • Ингалятор
    • Йогуртница
    • Кондиционер
    • Кофеварка
    • Кофемашина
    • Кофемолка
    • Кулер
    • Кухонные весы
    • Кухонные машины
    • Кухонный комбайн
    • Массажер
    • Машинка для стрижки
    • Микроволновая печь
    • Миксеры
    • Морозильная камера
    • Мультиварка
    • Мясорубка
    • Напольные весы
    • Оверлок
    • Овощерезка
    • Отпариватель
    • Пароварка

Температура горения дров в котле

Одно и то же количество дров может гореть с разной скоростью и выделять разное количество тепла. Далее мы расскажем как можно повысить эффективность горения дров: продлить время их горения, увеличить теплоотдачу и сократить расход без особых затрат.

Это вторая статья из цикла об эффективном горении дров:

Правильная укладка дров

Температура горения дров в котле

Обычно дрова поджигают так: строят пирамиду из поленьев, в центр кладут бумагу, щепки и поджигают. Сначала разгораются щепки, а со временем и сами дрова. Недостаток этого метода в том, что вы не управляете горением. Дрова загораются все сразу и целиком, горят неравномерно и быстро. Когда часть поленьев прогорит, вы подкинете новые, которые также быстро разгорятся и сгорят.

Время горения дров можно увеличить, если изменить способ их укладки в топку. Например:

  1. Заложите первый нижний ряд дров.
  2. Сверху положите второй ряд со смещением вправо или влево на 5-10см, чтобы образовался выступ. Сверху положите третий и следующие ряды.
  3. У края с выступом положите бумагу или щепки и подожгите их.

Температура горения дров в котлеУкладка на примере топливных брикетов. Брикеты не загораются целиком, а горят равномерно: пламя постепенно двигается слева направо. Закладка дров горит долго и выделяет достаточное количество тепла.

  • Не кладите дрова вплотную друг к другу. Оставьте между ними небольшую щель для движения воздуха.
  • Чем плотнее и суше дрова, тем равномернее они горят и легче разгораются.

Вовремя закрывайте задвижку

Чем сильнее тяга, тем быстрее горят дрова. Но при нехватке воздуха они плохо горят и образуют много сажи. Важен баланс, чтобы к дровам попадало минимально необходимое для горения воздуха.

  1. Перед розжигом откройте заслонку отопительного прибора на максимум, чтобы обеспечить хорошую тягу для разжигания дров.
  2. Когда дрова разгорятся начните постепенно закрывать задвижку. Если дрова начнут гаснуть – приоткройте задвижку и увеличьте тягу. Со временем вы подберете оптимальное положение задвижки.

Чем суше и плотнее дрова, тем меньше воздуха требуется для их горения.

Какими дровами лучше топить

От породы дерева сильно зависит теплоотдача отопительного прибора и время горения.

На молекулярном уровне древесина состоит из множества пустых клеток со стенками из древесного вещества. Плотность этого древесного вещества (стенок) у всех пород дерева одинаковая, а вот размер клеток — разный.

Чем меньше размер клеток, тем выше плотность древесины и каждый её квадратный сантиметр содержит много горючего древесного вещества. И наоборот: чем больше размер клеток, тем меньше плотность дерева. Оно содержит много воздуха и мало горючего древесного вещества.

Температура горения дров в котлеПредставьте что круг это 1 квадратный сантиметр древесины. В первом случае клетки маленькие и стенок между ними много. Во втором случае количество клеток и стенок меньше, а пустот, которые заполнены воздухом – больше. Плотность у такой древесины невысокая.

Какие выводы можно сделать:

  1. Менее плотные дрова быстро горят. При горении дров высвобождается воздух, который подпитывает горение. Чем больше воздуха, тем дрова горят быстрее и менее равномерно.
  2. Плотные дрова выделяют больше тепла, так как на единицу объема они содержат больше горючего древесного вещества.
  3. Плотные дрова оставляют больше углей, которые долго тлеют. Мягкие породы дерева хуже держат форму, рассыпаются на маленькие угольки и быстро гаснут.

Всю древесину делят на три категории плотности: малую, среднюю, высокую.

Приготовьте дрова заранее

Занесите дрова в теплое помещение за 2-3 дня до розжига, чтобы увеличить их начальную температуру.

Чем теплее дрова изначально, тем:

  • Они расходуют меньше тепла на собственный разогрев и больше на обогрев помещения. Вы используете тепло полезнее.
  • Дрова быстрее достигают оптимального режима горения, что еще больше увеличивает их теплотворность и снижает количество выделяемой сажи. Это происходит потому, что входящие в состав древесины смола, креозот, деготь, эфирные масла и другие вещества не сгорают при низкой температуре и оседают на стенках в виде сажи. А при оптимальном режиме температура горения достаточна, чтобы они сгорали целиком и выделяли дополнительное тепло.

Разница горения «теплых» и «холодных» дров заметна сразу: холодные дрова выделяют много дыма, что характеризует неполное сгорание. А теплые сухие дрова горят практически без дыма.

Предварительно разогрейте топку

Когда дрова начинают гореть в холодной топке, то:

  • часть тепла тратят на разогрев топки, а не обогрев помещения (как и в прошлом пункте).
  • им тяжелее разгораться, так как теплый воздух преодолевает сопротивление холодного воздуха в дымоходе.

Основные дрова лучше всего разжигать в разогретой топке, чтобы они не тратили лишнюю энергию на разогрев топки и дымохода. Вы можете использовать тепло от предыдущей закладки дров или предварительно сжечь в топке заготовленные лучины и бумагу.

Применяйте подовое горение (если возможно)

Существует два способа горения дров: колосниковое (нижнее) и подовое (верхнее горение).

Нижнее горение – традиционное, когда воздух на дрова поступает снизу и пламя постепенно движется вверх. При верхнем горении воздух на дрова подают сверху, огонь также горит наверху и постепенно опускается вниз.

Температура горения дров в котлеПри подовом горении внизу уложены самые крупные бревна, а сверху кладут бумагу и дрова поменьше.

  1. Увеличивается полнота сгорания дров, за счет чего они выделяют больше тепла.
  2. Вы уменьшаете выделение летучих веществ, которые загрязняют дымоход сажей.
  3. Это более экологически чистый способ горения.

Как это сделать

Для подового горения дрова складывают пирамидой: вниз кладут самые больше поленья, а наверх поменьше. На самом верху поджигают щепки и бумагу.

Пока горят щепки и бумага, топка прогревается. Затем пламя начинает опускаться вниз и поджигать основные дрова. К этому моменту температура горения и сила пламени достаточны, чтобы начали сгорать летучие вещества, входящие в состав древесины. За счет полноты сгорания дрова выделяют больше тепла, а за счет равномерного горения – горят долго и экономно.

Не допустите повышенный режим горения дров

Есть три режима горения дров: пониженный, повышенный и оптимальный.

При пониженном режиме дрова сгорают не полностью и образуют много сажи. При повышенном вы расходуете дрова впустую: часть тепла улетает через дымоход, так как теплообменник и помещение не успевают отбирать его полностью. Это возникает в двух случаях: вы используете слишком много дров или подаете много воздуха. Нужно уменьшать объем закладки или тягу.

Лучший вариант, когда дрова горят в оптимальном режиме: не слабо и не сильно. Самый простой способ определить режим горения – использовать индикатор горения, который в режиме реальном времени показывают текущий режим. Если температура дымовых газов более 320 градусов, то дрова горят в повышенном режиме.

Температура горения дров в котлеИндикатор горения в реальном времени определяет температуру дымовых газов и режим горения

Меняйте объем закладки дров от температуры на улице

Чем теплее на улице, тем меньше здание теряет тепла. Соответственно ему нужно меньше дров для обогрева. Если вы кладете одинаковое количество дров при 0˚С или -10˚С, то в первом случае расходуете дров больше, чем нужно.

Индикатор горения позволяет в реальном времени отслеживать режим горения и со временем опытным путем установить требуемое количество дров в зависимости от уличной температуры.

Своевременно удаляйте сажу

Сажу нужно удалять не только когда дымоход забит и пропала тяга, а регулярно. Сажа не только ухудшает тягу дымохода, но и служит тепловой изоляцией. Она покрывает внутренние стенки отопительного прибора и теплообменник, что снижает их теплоотдачу. Если своевременно удалять сажу, то объем сжигаемых дров можно уменьшить без потери в отопительной мощности.

Очевидно, но стоит напомнить: дрова должны быть сухими. Влажная древесина плохо разгорается, быстро гаснет и выделяет в 2-2,5 раза меньше тепла, чем сухая.

Выводы: как правильно топить дровами

  1. Складывайте дрова аккуратно, чтобы они горели равномерно и долго.
  2. Вовремя закрывайте задвижку для воздуха. К дровам должно попадать минимально необходимое для горения количество воздуха.
  3. Плотные дрова дольше горят и оставляют больше долготлеющих углей. Лучше всего топить дровами из твердых лиственных пород дерева: клен, орех, береза, вишня, лиственница, бук, дуб, платан, груша, яблоня
  4. Занесите дрова в дом за 2-3 дня до их розжига и положите в топку за час до розжига.
  5. Предварительно разогрейте топку с помощью небольшого количества лучин.
  6. Если у вас камин или печь, применяйте подовое горение.
  7. Поддерживайте оптимальный режим горения. Если дрова горят слишком сильно, то часть тепла улетает в дымоход, а не остается в помещении.
  8. Меняйте объем закладки дров в зависимости от уличной температуры.
  9. Своевременно удаляйте сажу. Сажа является тепловой изоляцией и снижает теплоотдачу отопительного прибора и теплообменника.
  10. Дрова должны быть максимально сухими.

Дополняйте комментарии своими идеями.

Температура горения дров в котлеПроцесс горения древесины относится к изометрическим процессам, и во время него выделяется большое количество тепла. Однако, первым делом для воспламенения древесина должна быть разогрета до соответствующих градусов.

От теплопроводности дров зависит их КПД, об этом знает каждый, у кого есть частный дом, с печью или камином. Однако, качество горения дров характеризуется еще одним показателем, таким как температура горения дров, а увеличение градусов, поможет скорее нагреть систему, а воду в трубах или кладку из кирпича сохранит как можно дольше горячей.

Факторы, способствующие горению дров:

  • сорт используемой древесины;
  • то насколько влажный материал;
  • объем воздуха, заходящего в топку.

От перечисленных показателей коренным образом будет зависеть температура пламени и сжигание древесины. К примеру, для тополя характерно яркое высокое пламя, однако, его максимальная температура горения составляет 500 градусов, а этого вовсе не достаточно.

Что же касается таких пород, как ясень, граб или бук, они, хотя и поддерживают активное горение, однако выделяют в процессе температуру более 1000 градусов, чего вполне достаточно для отопления.

Как правильно выбирать

Температура горения дров в котлеСразу следует сказать о том, что, хотя для бука или ясеня характерна высокая температура горения дров, однако использовать их для топки печи или бани довольно дорого и нерентабельно.

Поэтому принято использовать березовые дрова, которые горят при 800 -820 градусах. Также, для этих целей подойдет дуб и лиственница, горящие при 840-900 градусах.

Хвойная порода деревьев — сосна, наиболее подойдёт для костра. Однако, никто не запрещает её использование в качестве отопления для печи. При температуре горения 610-630 градусов пойдет вполовину больше дров, чем дуба или березы.

  • низкая температура горения;
  • задымленность и образование сажи.

Поскольку в них содержится большое количество смол. Последние оседают на стенках дымохода, со временем засоряют его и требуют очистки. Поэтому, использование хвойных пород древесины для данных целей не очень желательно и рекомендуется только в крайних случаях.

Помимо этого, следует обращать внимание на влажность дров, поскольку ее процент оказывает непосредственное влияние на процесс горения. Соответственно влажный материал будет плохо гореть и создавать большое количество дыма.

Разобраться в том, что лучше для отопления дрова или брикеты вам поможет эта статья: https://teplo.guru/kotly/toplivnyie-briketyi-ili-drova.html

Процесс разогревания

Температура горения дров в котлеРазогреванием называется нагрев отрезка поверхности древесины от отдельного теплового источника до температуры достаточной для воспламенения. 120-150°С хватит для того, чтобы древесина очень медленно начала обугливаться.

Позже процесс продолжается с появлением угля. При температуре 250-350°С древесина под воздействием высоких градусов активно начинает разлагаться на составляющие.

Далее возникает ее тление, однако пламени пока нет, и начинает появляться белый или бурый дым. При дальнейшем нагреве процент пиролизных газов увеличивается и возникает вспышка, после чего дрова загораются.

Воспламеняемость

Температура горения дров в котлеНа воспламеняемость древесной породы большое влияние оказывает ее объемный вес и процент влаги, содержащийся в породе.

Немаловажную роль для появления огня играют мощность источника нагрева, сечение древесины, скорость воздушного потока и плотность материала. Скорейшее появление пламени способна вызвать легкая древесина, обладающая высокой пористостью.

Что же касается мокрой древесины, то она медленнее загорается, поскольку до появления открытого огня она должна высохнуть.

[advice]Совет специалиста: для хранения дров следует выбирать сухие места, вдали от влаги. В противном случае, в печи они будут долго сохнуть.[/advice]

Также горение будет зависеть формы поленьев, поскольку круглые формы дерева будут не так хорошо гореть, чем поленья прямоугольной формы, имеющие малое сечение, острые ребра и развитую боковую поверхность. Не струганная древесная порода березовых поленьев скорее воспламенится, чем гладкая порода.

Очень важное условие сгорания любого сорта древесины — это нормальный приток кислорода. По некоторым параметрам горение древесины даже превосходит горение каменного угля.

Горение

Температура горения дров в котлеПонаблюдав за работой печей, можно задаться вопросом о том, почему на цвет пламени не оказывает большого влияния подаваемый воздух.

Ведь химическое воздействие кислорода должно придавать частичкам сажи более яркий цвет, вплоть до белого цвета. Однако, это явление вполне объяснимо, поскольку размер частицы влияет на ее температуру, и чем она меньше, тем температура ниже.

Поэтому горящие мелкие частицы древесины обладают точно такой же температурой, как и газ, окружающий их.

Также, следует заметить, что теплоотдача у каждой породы древесины разная, и для того чтобы ее узнать более детально существует специальная таблица, в которой приведены показатели теплопроводности по каждой породе древесины.

Чем лучше топить печь: дровами или брикетами, смотрите в следующем видео:

В данной статье мы рассмотрим горение дров дров из различной древесины. Как правило можно выделить две категории горения дров:

  • Горение дров лиственных пород деревьев;
  • Горение дров хвойных пород деревьев.

Для расчета количества дров для отопления помещения, вы можете воспользоваться калькулятором расчета количества дров.

К первой категории можно отнести следующие виды деревьев.

Горение березовых дров.

Береза является самым широко применяемым деревом для горения в печи в сельском хозяйстве. Это дерево является источником горения в смешанных лесах, так как древесина данного дерева выдает большую температуру нежели другие деревья, горит долго распределяя равномерно огонь.

Кора березового дерева называется берестой. Она является удобным сырьем для распяла топки. При заготовке на зиму дров березы необходимо полено примерно 80 см по диаметру распилить на щепки. При расколе нарушается целостность коры. Без коры дерево быстрее высыхает.

Береста не позволяет воде попасть к самому полену. Из-за этого фактора спиленное и не расколотое бревно быстро гниёт превращаясь в труху. Наглядным примером могут служить березы на природе. После того как ветер валит деревья на первый взгляд оно хорошо может служить для топки, но стоит лишь до него дотронуться, как оно распадается на мелкие части. Лишь кору можно использовать, все остальное дерево является гнилью.

В природных условиях при разведении костра смело применяйте березу. При горении дров нет треска, нет осколков углей, данное дерево безупречно подходит для обогрева.

Горение осиновых дров.

Осина любит влагу. Она прорастает на берегу рек, около болот. Осина очень рано начинает гнить. Вы не найдёте не сгнившего дерева которому более 15 лет. Взрослые деревья гниют изнутри. В деревьях появляется пустота и труха, куда любят вселяться птицы и насекомые. Если вы выбираете данное дерево для заготовки на зиму, будьте осторожны, вас может ужалить оса или пчела.

Осина очень нежное дерево. Хрупкими являются сучки, они легко ломаются. Это дерево является хорошим лишь для распяла, для основного костра она мало пригодна. Данное дерево дает мало тепла и очень разрывается на горящие угли, что создает неприятную атмосферу. Может сжечь одежду, палатки и т.д.

Горение дров из ивы .

Древесина ивы горит хорошо, но быстро сгорает. Сучки данного дерева назначены для розжига костра. Само дерево можно использовать для кипячения воды, для приготовления быстрой пищи. Ива не пригодна для жарки шашлыка и гриля, она быстро сгорает образуя мало углей.

Горение дров из дуба.

Дерево дуба является очень ценным, его использовать как дрова является кощунством. Если вы используете для горения дров дуб, вам повезло, так как он выделяет много тепла, долго горит, оставляет много больших угрей.

Горение дров из ольхи.

Дерево ольхи можно назвать элитным, ранее ими топили печи для обогрева царских апартаментов.

Дрова из ольхи считаются одними из самых ценных. При горении данное дерево не выделяет угарного газа. Поленья долго горят, выделяют достаточно горячее пламя, не разрываются на мелкие щепы, не трещат. Щепу данного дерева используют для ароматного копчения.

Ко второму виду можно отнести следующие деревья:

Горение дров из ели.

Ель не является удобным деревом для топки. Его ветки являются тонкими и колючими. Они быстро прогорают не оставляя углей. Сухое дерево не горит -дымится, а сырое- неохотно горит.

Горение дров из сосны .

Сосна подходит для костров быстрого применения. Дрова сосны, даже сырые, дают большой жар. Из-за смолы ветки хорошо горят и подходит для розжига костра в сырую погоду. Недостатком данного дерева является то, что оно быстро сгорает, оставляя мало углей.

Температура горения дров.

Есть несколько факторов которые влияют на температуру горения дров. К данным факторам можно отвести следующие: закрытое пространство- печь или же костер. Естественно, в печи температура будет выше. Еще одним фактором является сухость дров, температура на улице и влажность воздуха.

Среди всех факторов можно выделить среднее значение температуры при горении дров:

  • Температура от 1500 С. Данный показатель является высоким. С такой температурой горят такие деревья как бук, граб, ясень, дуб;
  • Температура от 900 С. Средний показатель температуры. В эти показатели попадают, например, лиственница, береза, акация;
  • Температура от 600 С. Низкая температура горения дров. В эту категорию можно отнести дерево осины, сосны, тополя и ольхи.
Породы дерева
Малая плотность 0,15 – 0,55 г/см 3 Ель, Ива, Осина, Сосна, Липа, Ольха, Пихта Сибирская, Тополь
Средняя плотность 0,56 – 0,70 г/см 3 Клен, Орех, Береза, Вишня, Лиственница, Бук, Дуб, Платан, Груша, Яблоня
Высокая плотность 0,75 – 1,08 г/см 3 Ясень, Слива, Самшит, Хурма эбеновая, Акация

виды древесины, сравнительные характеристики и значение теплового агрегата

Человечество научилось разводить огонь многие тысячи лет назад. И на первых порах могли использовать в качестве топлива только дрова, благодаря чему выживали в холодные зимние ночи, готовили себе еду. Сегодня многое изменилось в мире. Людям стали доступны нефть, уголь, радиоактивные металлы и многие другие энергоносители. Однако актуальность дров как энергоносителя не ушла в прошлое и не собирается. Все-таки именно их часто используют при отоплении бань и частных загородных домов. Конечно, наблюдательные люди не раз замечали, что при сжигании разных дров протопить помещение получается быстрее или медленнее. Это зависит от температуры горения дров в печи. Расскажем о нем немного подробнее.

Что такое горение?

Но прежде чем разбираться, какая температура горения дров в печке, нелишним будет изучить, что же вообще такое горение.

Подкинем полешко

Казалось бы, ответ на этот вопрос максимально прост. Кто же не видел открытый огонь? Однако при более подробном изучении вопроса он становится уже не столь простым. А ведь знать о нем больше нужно хотя бы для того, чтобы лучше разобраться в основном рассматриваемом вопросе.

Само горение принято делить на три этапа: разогрев, возгорание пиролизных газов и воспламенение. Изучим каждый из них.

Разогревом называют стадию, когда древесина нагревается до 120-150 градусов, она начинает обугливаться. Уголь, образующийся при этом, может самовоспламениться. Если нагреть дерево до 250-350 градусов, то начнется пиролиз – процесс распада древесины на газообразные составляющие. Дерево начинает тлеть, но пламя не появляется.

Если дополнительно повысить температуру, то газы, образуемые при пиролизе, воспламенятся. Пламя довольно быстро охватит всю зону, подвергшуюся разогреву. Огонь здесь обычно имеет светло-желтый оттенок.

Наконец, воспламенение – оно происходит, когда температура дров доходит до 450-620 градусов (зависит от ряда факторов, которые рассмотрим чуть позже). На этой стадии огонь становится самоподдерживающимся, может охватывать дополнительные участки.

Как видите, все гораздо сложнее, чем думают практики, неоднократно разводившие огонь.

Средние значения температуры горения

Теперь узнаем, какова же температура горения дров в печи в бане или в доме. Сразу следует отметить, что разные сорта древесины имеют разную теплоотдачу. Причем везде указана максимально возможный показатель. На практике же добиться его обычно невозможно из-за разных факторов. Итак, примерная температура горения разных дров составляет:

  • Ясень – 1044 градусов по Цельсию.
  • Граб – 1020 градусов по Цельсию.
  • Дуб – 900 градусов по Цельсию.
  • Лиственница – 865 градусов по Цельсию.
  • Береза – 816 градусов по Цельсию.
  • Пихта — 756 градусов по Цельсию.
  • Акация – 708 градусов по Цельсию.
  • Липа – 660 градусов по Цельсию.
  • Сосна – 624 градуса по Цельсию.
  • Ольха – 552 градуса по Цельсию.
  • Тополь – 468 градусов по Цельсию.

Как видите, разброс довольно большой. Например, кубометр дров тополя выделяет почти в два раза меньше тепла, чем тот же объем ясеня. Теперь, как обещалось выше, поговорим о том, какие параметры влияют на количество тепла, выделяемое при горении.

Что влияет на температуру горения?

На самом деле показателей, приведенных выше, достигнуть почти нереально, особенно вне лабораторных, специально созданных, условий.

Изящный камин

Факторов, влияющих на скорость и температуру горения, три: влажность древесины, площадь возгорания и количество кислорода в камере сгорания. Каждый из них очень важен и оказывает немалое влияние на количество выделяемого при горении дров тепла. Поэтому будет полезно рассмотреть их более внимательно.

Немного о влажности

Самым важным фактором является влажность дров. Обычно свежесрубленная древесина имеет довольно большую влажность – около 55 процентов. Конечно, показатель может быть как большим, так и меньшим – это зависит от времени года. Например, в середине и конце весны влажность достигает максимума. А вот зимой древесина имеет минимальную влажность, так как ей не нужно питать почки и листья. Разумеется, чем меньше влажность, тем лучше горят дрова, больше тепла выделяют.

Сырые дрова

Что и неудивительно – если сжигать влажные дрова, то часть тепла будет расходоваться на испарение влаги. Только после этого топливо будет нормально гореть, выделяя большое количество тепла.

Пару слов о подаче воздуха

Также нельзя забывать о кислороде. Из школьного курса каждому читателю известно, что для горения обязательно нужен кислород – без него процесс просто не запустится. Точнее, процесс пойдет, но это будет образование угля из древесины, а не горение. Нас же в данном случае интересует именно последнее.

Чем больше кислорода в топке, тем лучше будет гореть древесина и, следовательно, выделять большое количество энергии. Правда, сгорать топливо будет быстрее, чем при недостатке кислорода.

Источник качественных дров

При необходимости скорость горения можно изменять, приоткрывая и закрывая заслонку печи или отопительного котла. Но стоит учитывать, что при недостатке кислорода процесс хоть и затягивается, но в целом количество полученного тепла сокращается. Поэтому рациональным искусственное растяжение времени горения назвать нельзя. Единственный случай, когда это оправдано – баня. Здесь не слишком важна высокая температура, а вот продолжительность горения является желательным фактором, чтобы в помещении долго сохранялся жар.

Чтобы получить максимум тепла, нужно обеспечить постоянный приток кислорода – в народе говорят, обеспечить хорошую тягу. Действительно, прочищенный дымоход в сумме с приоткрытым поддувалом (специальная дверца, через которую поступает свежий воздух, позволяют сжигать топливо наиболее рационально.

Площадь горения

Наконец, температура горения березовых дров в печи (как, впрочем, и любых других) зависит от площади горения. То есть, если взять огромное полено и положить его в печку, то гореть оно будет довольно долго. При этом, когда после сгорания внешнего слоя начнет гореть внутренний, доступ кислорода существенно осложняется. Из-за этого тепла будет выделяться заметно меньше.

Совсем другое дело – мелкие щепки. Если разрубить полено на 6-8 частей, то суммарная площадь их поверхности будет значительно больше. Соответственно, и время горения заметно сократится. Поэтому выброс тепла будет большим, хотя надолго такого топлива не хватит.

Минусы влажных дров

Теперь попробуем разобраться, чем же плохи влажные дрова.

Самый главный минус уже упоминался выше – они хуже горят. Так как часть тепла расходуется на испарение влаги, выделяется энергии заметно меньше. Для примера рассмотрим древесину березы – одного из самых популярных и распространенных видов твердого топлива в частных домах.

Современный бойлер

Свежесрубленная древесина имеет влажность 50%. При сгорании одного кубометра выделяется 2371 кВт энергии. Если немного подсушить древесину, снижая влажность до 30%, то можно заметно увеличить количество выделяемого тепла – до 2579 кВт с того же количества дров. Наконец, хорошо просушенным считается топливо, влажность которого не превышает 20%. Сжигая кубометр такой древесины березы, можно получить 2716 кВт энергии. То есть, после хорошей просушки количество получаемой энергии увеличивается на 345 кВт или около 15% — весьма неплохая экономия.

Дополнительным недостатком влажных дров является сложность розжига. Хорошо просушенную древесину очень легко поджечь – достаточно положить под них кусок бересты или бумаги и поджечь его. За считанные секунды пламя разбежится по поверхности дров, которые вскоре начнут весело трещать, согревая весь дом или же баню.

Наконец, высокая влажность приводит к образованию большого количества сажи. Она забивает дымоход и постепенно ухудшает тягу. Из-за этого горит топливо хуже, к тому же повышается риск угореть из-за скопления угарного газа в жилых помещениях – он не имеет запаха, поэтому является очень опасным.

Правильно сушим дрова

Как уже удалось выяснить, хорошо просушенные дрова дают примерно на 15% больше тепла, чем свежесрубленные. Следовательно, можно сжечь на 15% меньше топлива, качественно отапливая жилье. Поэтому и затраты на закупку дров существенно сокращаются. Как же добиться столь желанного результата?

Разумеется, в первую очередь нужно снизить влажность и увеличить площадь горения – в разумных пределах. Так что, действовать следует так же, как наши далекие предки, не знавшие, что такое физика, но в то же время отличавшиеся житейской смекалкой и мудростью. Другими словами – дрова нужно наколоть. Оптимальная ширина поленьев – четыре-шесть сантиметров. Такой размер является удачным компромиссом между скоростью горения и количеством выделяемого тепла. К тому же, благодаря этому они быстрее сохнут, что также является крайне важным фактором.

Сложенная поленница

Сушить древесину также нужно правильно. Разрубив ее, нужно сложить поленья в тени – не на солнце, как считают некоторые. В этом случае они будут прогреваться равномерно, и максимальное количество влаги из них уйдет. Если положить поленья на солнечном месте, то верхний слой нагреется сильнее и быстро высохнет. Капилляры сузятся довольно быстро, запирая влагу внутри. Удалить ее отсюда практически невозможно, а наличие влаги скажется на температуре горения дров в печи.

Как определить температуру горения дров?

Многим людям интересно узнать, с какой температурой сгорают дрова в их камине или печи. К сожалению, определить это довольно сложно. Ведь температура горения дубовых дров в печи составляет около 900 градусов по Цельсию.

Лазерный пирометр

Чтобы измерить столь высокую температуру, нужно располагать специальным прибором – пирометром. Вещь это довольно узкоспециализированная, так что найти ее в ближайшем хозяйственном магазине едва ли получится.

Заключение

На этом наша статья подходит к концу. Теперь вы знаете, какая температура горения дров в печи. А также прочли о наиболее простых и надежных способах увеличить этот показатель. Наверняка эта информация принесет немало пользы, если умело применить ее на практике.

Расчет времени горения дров в твердотопливном дровяном котле

Автор: admin    Дата: 21.03.2017

Время горения одной закладки дров в котле зависит от объема загруженного топлива и его теплоотдачи. Теплотворная способность древесины зависит от её плотности. Чем больше плотность древесины, тем больше тепла она выделяет при сгорании.

Физические свойства пород древесины














Плотность и теплотоворная способность различных пород древесины
Порода древесины Плотность, кг/куб.м Теплотворная способность, кВт × ч/куб.м, при влажности, %
    12% 25% 50%
Твердые породы
Дуб 810 (690÷1030) 3758 2932 1287
Яблоня 720 (660÷840) 3380 2880 1920
Акация 670 (580÷850) 3108 2424 1065
Породы средней твердости
Клён 650 (470÷660) 3050 2600 1730
Береза 650 (510÷770) 3016 2352 1033
Мягкие породы
Сосна 520 (310÷660) 2413 1882 826
Осина 510 (460÷550) 2181 1701 747
Тополь 550 (390÷590) 1856 1448 636

Мера учета дров

Дрова невозможно сложить так плотно, чтобы вести учет по физической плотности древесины. Поэтому, для учета объема дров используют понятие складометр. Принимают условие, что вес складометра составляет 70% веса 1 м3 обычной физической древесины. 

Расчет времени горения

При закладке дров в котел или печь, также, невозможно заполнить весь объем камеры сжигания. На практике, получается заполнить только часть – от 25 до 50% всего объема топки.

Значит, отношение объема одной закладки дров к объему камеры будет уникальным в каждом случае. Определяйте это опытным путем.

Теперь, мы можем посчитать время горения одной закладки дров Т для конкретного котла.

Формула расчета времени горения котла, где

Vтопки – объем топки твердотопливного котла по паспорту, л;

Ку – коэф. укладки дров (от 0,25 до 0,4) – определяется опытным путем. Зависит от размеров и формы камеры котла, а также от размеров поленьев.

Р – расход дров в час.

Пример

Твердотопливный котел WATRA 17 кВт (ТМ КОТЕКО) (цена 23 000 грн).

Котел Watra 17 кВт с топкой 56 л

Объем топки 0,056 м3, удобная форма топки позволяет заложить большее количество дров, принимаем коэффициент укладки 0,5.

Дрова: акация с влажностью 20%.

Время T горения одной закладки составит:

 Расчет времени горения котла Warta 17 кВт

А вот у котла Kronas Unic new на те же 17 кВт (цена 24 500 грн) объем топки 0,088 м.

Котел Kronas Unic new

При тех же параметрах топлива получим Т:

Расчет времени горения котла Kronas Unic new 17 кВт


 
Котлы отопления, 
Расчеты

Сжигание древесины — теплотворная способность

Тип древесины — будь то древесина твердых или мягких пород — сжигаемой в процессе сгорания, важен для теплотворной способности и энергоэффективности.

Древесина твердых пород имеет меньше смолы и горит медленнее и дольше. Хвойные породы быстро горят. Кроме того, выдержанная длина влияет на топливную экономичность. Под выдержкой древесины понимается допустимое время сушки перед сжиганием.

Древесину необходимо просушить как минимум 4-6 месяцев перед использованием.

Плотность и теплотворная способность некоторых распространенных пород древесины указаны в таблице ниже.Обратите внимание, что объем штабеля дров значительно различается в зависимости от того, разделен он или нет, и как он складывается. Содержание влаги также играет роль — значения ниже основаны на среднем содержании влаги 20%.

Для полного стола — повернуть экран!

  • 1 фут = 0,3048 м
  • 1 фунт = 0,4536 кг
  • 1 фунт / фут 3 = 16,018 кг / м 3
  • 1 британская тепловая единица единица) = 1,055.06 Дж = 107,6 кг / мин = 2,931×10 -4 кВтч = 0,252 ккал = 778,16 фут-фунт f = 1,055×10 10 эрг = 252 кал = 0,293 ватт-час

Обратите внимание, что в таблице выше 1 нетто объем шнура = 85 футов 3 используется для преобразования между столбцом «Плотность» и «Вес шнура» ( 1 объем уложенного шнура = 128 футов 3 ). Имейте в виду, что плотность древесных пород значительно различается. Плотность, использованная выше, относится к натуральной высушенной древесине, где среднее содержание влаги составляет примерно 20%.

Теплотворность шнуров из сухой древесины можно оценить, прибавив 10% к значениям шнуров из зеленой древесины.

Значения извлекаемого тепла рассчитаны для КПД печи примерно 65%.

Как рассчитать теплоту сгорания в МДж / кг из таблицы выше

  1. рассчитать «Плотность сухой древесины» в кг / м 3 , умножив фунт / фут 3 на 16,018
  2. рассчитать «Вес сухой древесины» в кг / корд , умножив фунтов / корд на 0.4536
  3. рассчитать «Восстановимую теплотворную способность корда (сухой древесины)» в МДж / корд , умножив Миллионов БТЕ / корд на 1055,06
  4. вычислить «Рекуперативную теплотворность на кг (сухой древесины)» в МДж / кг путем деления 3 на 2
Пример — Красный дуб
  1. «Плотность сухой древесины»: 44,2 (фунт / фут 3 ) 16,018 = = 708 (кг / м 3 )
  2. «Вес сухой древесины»: 3760 (фунт / шнур) 0.4536 = 1705,5 (кг / корд)
  3. «Восстанавливаемая теплотворная способность шнура (сухая древесина)»: 24,0 (Миллионы БТЕ / шнур) 1055,06 = 25304 (МДж / шнур)
  4. «Восстанавливаемая теплотворная способность на кг (сухой Дерево) «: 25304 (МДж / шнур) / 1705,5 (кг / шнур) = 14,8 (МДж / кг)

Процесс горения древесины

  1. Древесина нагревается примерно до 212 o F ( 100 o C) испарение содержащейся в нем влаги. В этот момент древесина не нагревается.
  2. Твердые частицы древесины начинают разрушаться с преобразованием топливных газов ( около 575, o F, 300 o C )
  3. От 575 o F до 1100 o F ( 300 — 600 o C ) основная энергия в древесине выделяется, когда пары топлива, содержащие от 40% до 60% сгорают энергии
  4. После сгорания паров топлива и влажности испаряется, только древесный уголь остается гореть при температурах выше 1100 o F

.

Древесина и биомассовое тепло

В лаборатории можно получить теплотворную способность древесного топлива 8660 БТЕ / фунт . Такая «высокая теплотворность» достигается только при использовании абсолютно сухой древесины с влажностью 0% и в атмосфере чистого кислорода. Для использования в лаборатории это полезное число, удобное для теоретического анализа проблем. Но для практического мира это нереально.

Когда древесина живая и свежая, она состоит в основном из воды, то есть большая часть ее веса — это вода.После обрезки по длине и штабелирования в течение года или двух среднее содержание влаги обычно падает примерно до 20% .

В процессе сгорания вода испаряется, а температура повышается до температуры дымовых газов.

Состояние древесины Приблизительные значения сгорания
БТЕ / фунт кДж / кг ккал / кг
Влажный 4000 9300 2220
Сухой 7000 16300 3890
  • 6.3 фунта сухой древесины = 1 лошадиная сила котла
  • 11,6 фунта влажной древесины = 1 лошадиная сила котла

Содержание влаги и полезная энергия

Содержание влаги и полезная энергия
Содержание влаги
%
Энергия на единицу объема
%
Энергия на единицу веса
%
0 (сушка в печи) 100 100
20 (воздушная сушка) 97 81
50 (зеленый) 92 62
100 (влажный) 85 42

Обратите внимание, что

  • по объему влажная древесина имеет около 85 % энергии высушенной в печи древесины
  • по весу влажная древесина имеет менее половины — 42% — энергии сухой древесины в печи

90 002 У одной весовой единицы древесины достаточно энергии, чтобы испарить 6 весовых единиц воды.

.

Теплота сгорания

Перейти к табличным значениям

Стандартная теплота сгорания : Энергия, выделяемая при полном сгорании вещества X с избытком кислорода при стандартных условиях (25 ° C и 1 бар). В термодинамических терминах это отрицательное значение изменения энтальпии для реакции горения.

n X + м O 2 x CO 2 (г) + y H 2 O (л) + z Z + теплота сгорания

где Z — любые другие продукты, образующиеся в ходе реакции, а n, m, x, y и z — количество молей каждой молекулы в сбалансированном уравнении.

Теплота сгорания используется для количественной оценки эффективности топлива в системе сгорания, такой как печи, двигатели и турбины для выработки электроэнергии. Это то же самое, что брутто теплотворной способности или энергии.

Обычно теплоту сгорания можно выразить следующим образом:

ΔH c ° = — x ΔH f ° (CO 2 , г) — y ΔH f ° (H 2 O, l) — z ΔH f ° (Z) + n ΔH f ° (X) + м ΔH f ° (O 2 , g)

где ΔH c °: теплота сгорания при стандартных условиях (25 ° C и 1 бар)

ΔH f °: теплота (энтальпия) образования при стандартных условиях (25 ° C, 1 бар)

Затем теплоту сгорания можно рассчитать на основе стандартной энтальпии образования (ΔH f °) веществ, участвующих в реакции, представленных в виде табличных значений.

См. Основные значения термодинамики, согласованные на международном уровне, Стандартное состояние и энтальпию образования, свободную энергию Гиббса образования, энтропию и теплоемкость и Стандартную энтальпию образования, энергию Гиббса образования, энтропию и молярную теплоемкость органических веществ

Для соединений, содержащих углерода, водорода и кислорода (как и многие органические соединения), общее уравнение реакции горения будет:

C a H b O c + (a + ¼b — ½c) O 2 → aCO 2 (г) + ½bH 2 O (л) + теплота сгорания

и теплота сгорания может быть рассчитана из стандартной теплоты образования всех соединений, участвующих в реакции:

ΔH c ° = -aΔH f ° (CO 2 , г) — ½b ΔH f ° (H 2 O, l) + ΔH f ° (C a H b O c ) + (a + ¼b — ½c) ΔH f ° (O 2 , г) = -а (- 393.51) — ½b (-285,830) + ΔH f ° (C a H b O c ) + (a + ¼b — ½c) * 0

= a (393,51) + b (142,915) + ΔH f ° (C a H b O c )

Пример:

Какова теплота сгорания жидкого этанола по формуле C 2 H 5 OH (= C 2 H 6 O)?

Для этанола константы a, b и c равны 2, 6 и 1 соответственно, а химическое уравнение горения этанола:

C 2 H 6 O (l) + 3O 2 (г) → 2CO 2 (г) + 3H 2 O (л)

Стандартная теплота образования жидкого этанола, ΔH f ° (C 2 H 6 O , л), составляет -277.6 кДж / моль.

Теплота сгорания этанола, ΔH c ° (C 2 H 6 O, л) = 2 * 393,51 + 6 * 142,915 + (-277,6) = 1366,91 кДж / моль. Это можно преобразовать в кДж на единицу массы:

Молярная масса этанола составляет (2 * 12,01 + 6 * 1,01 + 1 * 16,00) = 46,08 г / моль

Теплота сгорания этанола, ΔH c ° (C 2 H 6 O, л) = 1366,91 [кДж / моль] * 1000 [г / кг] / 48,08 [г / моль] = 29664 кДж / кг этанола = 29.7 МДж / кг = 12754 БТЕ / фунт = 7086 ккал / кг

В таблице ниже показаны значения теплоты сгорания, рассчитанные по вышеописанному методу. Для веществ, содержащих азот, предполагается, что атомы азота превращаются в газ N 2 с ΔH f ° (N 2 ) = 0 кДж / моль. В таких случаях общее уравнение применимо также к этим веществам. Если известно, что в реакциях обугливания образуются другие вещества, необходимо знать точные продукты, чтобы можно было рассчитать теплоту сгорания.

Пересчет в другие единицы.

См. Также «Тепловая ценность топливных газов» и «Ископаемое топливо — энергосодержание».

Для полного стола — поворот экрана!

90Δ240

90Δ240 МДж / кг

жидкий

9024 9024 Углерод (Cry) 32.81

903 903

-Этандиол

9040

902

9018

240 9024

240 C

903

129242

903

129242

903 903 40240 3492,2 9024 7179

C 6 H 12

902 902 902 9040 902 902 902 9040 902 902 902 9040

902

902 902

903 903

3509

9024 486

C 3 H 5 N

9024

5

45240 9024 10,52

Наименование Формула Состояние * ΔH c °
кДж / моль
ΔH c °
кДж / кг
ΔH c °
BTU / фунт

08 00 c 8 ккал / кг

Ацетальдегид C 2 H 4 O жидкий 1167 26.49 26487 11387 6326
Ацетамид C 2 H 5 NO cry 1185 20.06 9024 9024 9024 9024 9024 9024 902 902 902 C 2 H 4 O 2 жидкий 874 14,55 14552 6256 3476
Acetone 1790 30.81 30814 13248 7360
Ацетонитрил C 2 H 3 N жидкий 1256

30,59 30583

этин) C 2 H 2 газ 1300 49,92 49923 21463 11924
л-Аланин 7

C 3 NO крик 1577 17.70 17697 7608 4227
Аммиак NH 3 газ 383 22,48 22477 22477 9040 9663 H 7 N жидкий 3393 36,43 36429 15662 8701
Антрацен C 14 H 902 902

C 14 H 902 39654 17048 9471
Бензол C 6 H 6 жидк.

C 7 H 6 O 2 cry 3228,2 26,43 26432 11364 6313
1,3-Бутадиен 6

C 6

газ 2542 46.99 46987 20201 11223
Бутан C 4 H 10 газ 2878 49,50 49503 21403

49503 21402 1 C 4 H 10 жидкий 2676 36.09 36092 15517 8621
2-бутанон C 4 9002 9002 C 4 9002 9002

2444 33.89 33888 14569 8094
1-бутен C 4 H 8 газ 2718 48,43 48432 9030 9030 -2 Бутен C 4 H 8 газ 2710 48,29 48289 20761 11534
транс-2-бутен 8 H 4

газ 2706 48.22 48218 20730 11517
Бутановая кислота C 4 H 8 O 2 liq 2183.6 38.91

2183,6 38.91 0

Бутилбензол C 10 H 14 жидкий 5872,7 104,65 104646 44990 24994
32806 14104 7836
Окись углерода CO газ 283 10.10 10104 4344 4344 900 243

4344 4344 8 газ 2745,1 48,91 48914 21029 11683
Циклобутен C 4 H 6 газ84 47837 20566 11426
Циклогексан C 6 H 12 жидкий 3920 46,57 902 902 9040 902 902 9040 46,57 462 9040 902 902 902 9040 C 5 H 10 жидкий 3291,6 46,92 46922 20173 11207
Циклопропан C 6 901

C 3 H 900 .68 49679 21358 11866
Декан C 10 H 22 жидкий 6778 47,63 47625 9024 47625 902 903 47625 9030 этоксиэтан) C 4 H 10 O жидкий 2724 36,74 36741 15796 8775
Диметиловый эфир 2 900 О газ 1460 31.68 31684 13622 7568
Этан C 2 H 6 газ 1561 51,89

518953 C 2 H 6 O 2 жидкий 1185 19,09 19088 8206 4559
этанол жид 1367 29.67 29666 12754 7086
Этилацетат C 4 H 8 O 2 liq 2238 25.40 10940 25.40
Этилен (этен) C 2 H 4 газ 1411 50.29 50285 21619 12010
571 19.01 19014 8175 4541
Муравьиная кислота CH 2 O 2 liq 254 5.52 5518 5518 C 3 H 8 O 3 жидкий 1654 17,96 17957 7720 4289
Гептан Гептан 4817 48.06 48059 20662 11479
Гептановая кислота C 7 H 14 O 2 liq 4145,2 902,83

4145,2 902,83 902,83

Гексан C 6 H 14 жидкий 4163 48,31 48307 20767 11538
Гексадекановая кислота 2

Гексадекановая кислота 2 жид 10031.3 39,11 39112 16815 9342
Гексановая кислота C 6 H 12 O 2 liq
Гидразин N 2 H 4 жидкий 622 19,40 19401 8341 4634 4634 4634 286 141.58 141584 60870 33817
Цианистый водород CHN газовый 672 24,86 24861 9015 9015 9015

24861 2

9015

2 O газ 1025 24,38 24382 10482 5824
Метан CH 4 газ 902 551 1 55514 23867 13259
Метанол CH 4 O жидк. 3 H 6 O 2 жидкий 1592 21,49 21487 9238 5132
Метиламин CH 3 34 9024

N CH 3 9024 9024 5 34953 15027 8348
Метилциклогексан C 7 H 14 liq 4565.3 46.4403 жидкий 3938,1 46,78 46782 20113 11174
Метилформиат C 4

C 2 H 900

973 16.20 16200 6965 3869
Метил-трет-бутиловый эфир C 5 H 12 O жидкий 3369 38129 3812
Нафталин C 10 H 8 cry 5157 40,23 40232 17294 9609
3032 1304 724
Нитробензол C 6 H 5 NO 2 liq 3088 25402 25402 Нитрометан CH 3 NO 2 жидкий 710 11,63 11630 5000 2778
Закись азота Закись азота 1.86 1863 801 445
Нонан C 9 H 2 0 лик 6125 47,74 47743

47,74 47743 9024 9040

C 8 H 18 жидкий 5470 47,87 47873 20582 11434
1-октанол C 3

18 H2 C 8 H2 5294 40.64 40642 17473 9707
Пентан C 5 H 12 жидкий 3509 48.62 48.62 C 5 H 10 O 2 жидкий 2837,3 27,78 27776 11942 6634
1-пентанол C жид 3331 37.78 37779 16242 9023
Фенантрен C 14 H 10 cry 7055 39.58 7055 39.58

C 6 H 6 O cry 3054 32.45 32448 13950 7750
Пропанал C 3 H 3 6 2 9022 O

26.20 26201 11264 6258
Пропан C 3 H 8 газ 2220 50.33 50329 216243 жидкий 1911 34,69 34689 14914 8285
Пропановая кислота C 6 O 2 O 1527.3 20,61 20614 8862 4924
1-пропанол C 3 H 8 O liq 2021 2021
2-пропанол C 3 H 8 O жидкий 2006 33,37 33372 14347 7971
газ 2058 48.90 48895 21021 11678
Пропин C 3 H 4 газ 185,0 4,62 4617 110243 902

4,62 4617 110243 902 902 C 5 H 5 N жидкий 2782 35,17 35166 15119 8399
Толуол (метилбензол)
9016 9001 9003 9024 900

3910 42.43 42431 18242 10134
Триметиламин C 3 H 9 N газ 2443 41,32 9023 9024 9023 9024 9030 9023 2 4,6-Тринитротолуол C 7 H 5 N 3 O 6 cry 3406 14,99 14994 6446 3581 3581 Undex 11 H 24 жид 7431.4 47,53 47530 20434 11352
Мочевина CH 4 N 2 O cry 632,7 * газ = газ, liq = жидкость, cry = кристаллический (твердый)

Пересчет единиц

  • 1 кДж / кг = 1 Дж / г = 10 -3 ГДж / тонна = 0,000278 кВтч / кг = 0.4299 БТЕ / фунт м = 0,23884 ккал / кг
  • 1 БТЕ / фунт м = 2,326 кДж / кг = 0,55 ккал / кг
  • 1 ккал / кг = 4,1868 кДж / кг = 1,8 БТЕ / фунт м

.

Очистка воздуха: требования к наружным дровяным котлам | Статьи

Clearing the Air: Outdoor Wood Boilers Face Regulation Image Фото Департамента охраны окружающей среды VT.

Том Пауэрс, технический сержант ВВС в отставке и член городского совета Перу, следит за широким кругом вопросов, которые затрагивают этот северо-восточный город Нью-Йорка, — проблемы зонирования, местное водоснабжение, обслуживание дорог. За последние пару лет одним из главных пунктов его повестки дня были клубы дыма, поднимающиеся от дюжины деревянных котлов на заднем дворе города.

Пара таких дровяных котлов находится прямо в деревне Перу, около 750 домов, расположенных на берегу реки Литтл-Аусабл. Остальные разбросаны по городу, на участке площадью 80 квадратных миль, состоящем из холмистых лесов, ферм и яблоневых садов, примерно в 10 милях к югу от Платтсбурга. В холодный матово-серый день ранее этой зимой все они, казалось, работали, дым лениво поднимался в опускающиеся облака.

Эти наружные котлы сжигают дрова — и почти все остальное — и обычно поставляют тепло одному или нескольким зданиям с гораздо меньшими затратами, чем требуется для обогрева дома, сарая или теплицы мазутом или пропаном, и эта разница увеличивается по мере увеличения стоимости масло идет вверх.

Однако дым — очень серьезная проблема. Большинство уличных дровяных котлов примитивны с инженерной точки зрения — это просто металлические коробки, окруженные небольшой водяной рубашкой. Дерево горит в ящике и нагревает воду, которая циркулирует в здании. Если владельцу неудобно ухаживать за котлом, он или она может загружать его топливом каждые 12–24 часа или около того и настраивать термостат так, чтобы он подавал постоянную струйку тепла в течение всего дня.

Горящий таким образом огонь просто тлеет большую часть своего цикла горения, выбрасывая дым из трубы.Стеллажи обычно довольно короткие, примерно на половину высоты крыши двухэтажного дома, а это означает, что дым может образовывать завесу у земли. Если поблизости есть соседи, в их дома может попасть дым. Проблема усугубляется, когда операторы сжигают зеленую или мокрую древесину или, что еще хуже, такие вещи, как мусор или старые шины, что некоторые из них и делают.

В то же время наружные котлы потенциально являются очень рентабельным способом использования дров, которых существует огромное количество, особенно в густо засаженных деревьями районах северного яруса Соединенных Штатов.Кроме того, сжигание древесины в качестве топлива является экологически безопасным, поскольку древесина, в отличие от угля или нефти, является возобновляемым ресурсом. Замена этих видов топлива древесиной сокращает «углеродный след» пользователя и тем самым снижает глобальное потепление. И эти котлы можно заставить гореть чисто. Некоторые производители разработали котлы со значительно сниженными выбросами и повышенной эффективностью сжигания. Их установка дороже, но экономия за счет более эффективного использования топлива помогает окупить первоначальные вложения.

Эти факторы — угроза от низколежащего древесного дыма, перспектива большой финансовой экономии и потенциальные экологические преимущества — в совокупности сформировали весьма спорную общественную проблему.Некоторые штаты, в том числе Вермонт и Мэн, а на западе — Мичиган и Вашингтон, ввели строгие ограничения на выбросы котлов. Нью-Йорк в настоящее время разрабатывает правила для штата. Между тем, многие городские власти, особенно в Нью-Йорке и Массачусетсе, самостоятельно приступили к регулированию наружных котлов.

В ответ промышленность по производству дровяных котлов развернула агрессивную кампанию по защите своего права на продолжение производства котлов всех типов, включая плохо спроектированные и более дымящие агрегаты.

Отопление дровами

Для процесса, корни которого уходят в доисторические времена, сжигание древесины для получения тепла может быть удивительно сложным. В этой стране мы начали с каминов, где большая часть тепла уходила прямо в дымоход, а затем перешли к различным типам домашних печей. Поколение дровяных печей, появившееся в середине 1960-х годов, было не намного эффективнее каминов. Тот факт, что они могли быть демпфированы — лишены полного притока воздуха — означал, что домовладелец мог загрузить их, перекрыть поток воздуха, а затем получить более или менее стабильный поток тепла в течение нескольких часов.

Однако перекрытие подачи воздуха — это неэффективный способ отвода тепла от топлива, а также очень грязный: эти печи производили много дыма и загрязняли окружающую среду, и это было серьезной проблемой. В таком городе, как Уотербери, штат Вермонт, который расположен в холмах вдоль реки Виноски, инверсия температуры зимой может улавливать дым около уровня земли и сделать город почти непригодным для проживания.

Фото Департамента охраны окружающей среды VT

В ответ на общественный резонанс по этому поводу Федеральное агентство по охране окружающей среды (EPA) издало в 1988 году правила, вынуждающие производителей дровяных печей улучшать свою продукцию.Более старые печи, прошедшие предварительную сертификацию EPA, обычно выбрасывали в воздух от 40 до 60 граммов мелких частиц каждый час. После того, как производители были обязаны соблюдать стандарты EPA, допустимый предел был сначала установлен на уровне 8,5 граммов в час; в 1990 году этот предел был снижен до 7,5 граммов в час (4,1 грамма для каталитических плит). Поэтому, чтобы оставаться в бизнесе, производители полностью модернизировали дровяные печи с каталитическими нейтрализаторами или улучшили поток воздуха, чтобы сжигать древесину эффективно и чисто.

Эти правила, однако, исключили дровяные устройства центрального отопления, включая дровяные котлы на открытом воздухе.Когда производители недавно начали наращивать производство этих устройств, многие из них использовали ту же старую неэффективную коробчатую технологию запрещенных домашних дровяных печей, которую проще и дешевле сделать — и она такая же дымная, как и запрещенные дровяные печи.

Даже самая чистая дровяная печь выделяет некоторые загрязнители, в том числе сажу, летучую золу, креозот и тяжелые металлы. Эти химические вещества могут быть очень опасными сами по себе, но, пожалуй, самая большая опасность от древесного дыма заключается в том, что образующиеся частицы могут быть очень маленькими, менее 2.5 мкм. Микрон составляет миллионную долю метра, а 2,5 микрона составляют примерно одну 20-ю диаметра человеческого волоса. Когда человек вдыхает эти крошечные частицы, они проникают глубоко в легкие, минуя обычные защитные структуры дыхательных путей, которые захватывают более крупные частицы. Любые частицы размером менее одного микрона не только попадают в самую глубокую часть легких, но и попадают прямо в кровоток. Растущее количество медицинских исследований показывает, что эти частицы канцерогены и опасны для здоровья человека.

Проверенная технология

Так не должно быть. На рынке есть наружные котлы, которые могут сжигать древесину с незначительными выбросами и минимальной опасностью для здоровья населения, производя дым даже чище, чем у более новых, сертифицированных EPA домашних дровяных печей. Одним из них является бойлер Garn, производимый корпорацией Dectra Corporation из Сент-Энтони, Миннесота. Гарн, который на открытом воздухе напоминает миниатюрную железнодорожную цистерну, построен из тяжелой стали и хорошо изолирован.Основная камера сгорания представляет собой довольно маленькую коробку, которая находится внутри большого бассейна с водой, который действует как теплоотвод.

Воздух засасывается в агрегат постоянно вращающимся вентилятором и разделяется на два потока перед тем, как попасть в изолированную камеру сгорания. Нижний поток проходит прямо сквозь горящие бревна и порождает очень горячий огонь. Второй поток проходит через верхнюю часть камеры сгорания и собирает летучие газы, выделяемые горящими поленьями. Этот поток поступает во вторичную камеру сгорания, где эти газы сжигаются.Остающийся выхлоп, большая часть которого состоит из водяного пара, затем проходит через змеевидную выхлопную систему, проходящую через бассейн с водой, которая выжимает из него еще больше тепла.

Этот тип котла с газификацией древесины решает проблему выбросов, обращаясь к фундаментальной физике проблемы, а именно: сжигание древесины и накопление тепла должны осуществляться в два отдельных этапа. Для эффективного сжигания дров требуется хорошо изолированная топка с большим потоком воздуха для достижения высокотемпературного горения.Для эффективного использования получаемого тепла требуется большой резервуар для хранения тепла между обжигами. Поэтому вместо того, чтобы тлеть, гарн горит сильнее (и реже), чем низкотехнологичные дымовые котлы, конструкция которых предусматривает размещение небольшого резервуара с холодной водой прямо напротив топки.

image

Малая высота дымохода (по сравнению с дымоходом в доме) и тлеющая древесина создают серьезное загрязнение воздуха. Иллюстрация основана на материале Дым попадает в легкие: открытые дровяные котлы в штате Нью-Йорк .Бюро по охране окружающей среды Генерального прокурора штата Нью-Йорк, 2005 г. Иллюстрация Сьюзан Марголис.

Для сравнения, резервуар для воды в котлах Garn варьируется от 1400 до 3200 галлонов, в зависимости от модели. Те, что в дымном, варьируются от 140 до 400 галлонов. Оценки эффективности двух типов котлов подтверждают подход Гарна. По данным Департамента охраны окружающей среды штата Нью-Йорк, эффективность старых дровяных котлов, работающих в настоящее время в штате Нью-Йорк, составляет от 28 до 50 процентов, в среднем 43 процента.Это означает, что из каждых двух поленьев, которые вы кладете в огонь, тепло, по крайней мере, от одного полного бревна уходит в дымоход. Дровяные печи с сертификатом EPA, напротив, работают от 68 до 72 процентов, что явно намного лучше. Между тем, эффективность наружного котла Garn превышает стандарт EPA для дровяных печей.

Руб, конечно, цена. По словам Эрика Джонсона, редактора журнала The Northern Logger и модератора онлайн-дискуссионного форума по дровяным котлам, цены на древесные газификаторы варьируются от менее 5000 долларов в нижней части до более 10 000 долларов за гарн.«Имейте в виду, что установка этих котлов требует значительных затрат, а также относительно высокой начальной закупочной цены», — сказал Джонсон. «Вы должны принять во внимание такие вещи, как трубопроводы, дымоход или облицовка дымохода, дополнительный накопитель горячей воды, теплообменники и другое оборудование и детали, необходимые для соединения газогенератора древесины с существующей системой отопления дома». Джонсон добавил, что накопитель горячей воды уже включен в проект Гарна.

Установки стандартов

С 1970-х годов отделы контроля качества воздуха шести штатов Новой Англии, а также Нью-Йорка и Нью-Джерси работали вместе как группа над решениями проблем с выбросами.Эта группа под названием NESCAUM (Северо-восточные штаты по координированному управлению использованием воздуха) обратила свое внимание на дровяные котлы и разработала типовое правило, которое она рекомендует любому правительственному органу, пытающемуся регулировать котлы на открытом воздухе.

По сути, правило направлено на то, чтобы сделать котлы примерно такими же экологически чистыми, как и домашние дровяные печи, одобренные Агентством по охране окружающей среды. Однако эти устройства не совсем сопоставимы, и NESCAUM и другие компании, заинтересованные в производстве дровяных котлов, разработали другой набор стандартов измерения: выбросы из дровяных печей в помещении измеряются в граммах мелких частиц в час, а котлы на открытом воздухе оцениваются в единицах фунтов твердых частиц на один миллион BTU (британских тепловых единиц) тепла, производимого внутри котла.

Стандарт выбросов NESCAUM был установлен на уровне 0,44 фунта твердых частиц на один миллион БТЕ, произведенных в котле (не доставленных в дом). EPA установило норму (в отличие от стандарта, директива не имеет юридической силы) для наружных котлов в размере 0,60 фунта на миллион БТЕ. В большинстве действующих или принимаемых в регионе нормативных актов используется тот или иной из этих двух чисел. К 2010 году модель NESCAUM также требует принятия еще более жесткого стандарта: 0,32 фунта на миллион БТЕ.

Эти положения об уровне выбросов являются центральными и спорными, потому что, однажды принятые государством, они вынудят производителя традиционных дымовых котлов либо перепроектировать свои агрегаты, либо отказаться от этой области.

image

Другие положения, которые рекомендует NESCAUM, включают стандарты для отступов от дорог и соседей, руководящие принципы непрозрачности дыма (еще один показатель чистоты работы котла) и минимальную высоту дымовой трубы для защиты от выбросов твердых частиц.Низкая высота дымовой трубы была особенно неприятной проблемой, поскольку, в отличие от домашних дровяных печей, дымоходы которых должны быть выше окружающей крыши, а верхние части обычно находятся на высоте 20-30 футов над землей, типичный уличный котел имеет дымоход, расположенный больше в Диапазон высоты от 10 до 12 футов.

Какими бы важными ни были ограничения NESCAUM, не менее важным положением модельного правила является то, что оно применяется к производителям, а не к лицам, покупающим и эксплуатирующим котлы.Как и в случае с дровяными печами, никто не ожидает, что какой-нибудь государственный служащий будет проверять количество дыма, выходящего из трубы на заднем дворе. Правило предусматривает, что правительства создадут системы сертификации, которые производители должны будут соблюдать, чтобы продавать свои устройства в этой юрисдикции.

Правило, включающее большую часть модели NESCAUM, вступает в силу в Вермонте 31 марта 2008 года. Норма выбросов составит 0,44 фунта твердых частиц на миллион БТЕ и улучшится до 0.32 фунта в 2010 году. В то же время вступает в силу закон штата Мэн, но с использованием стандарта выбросов EPA в размере 0,60 фунта, а не 0,44. Тем не менее, весной 2010 года в штате Мэн также снизится вес на 0,32 фунта. В обоих штатах действуют положения о понижении и высоте штабеля.

Между тем, многие города в других штатах на северо-востоке вводят собственные ограничения; они сильно различаются по детализации и эффективности. По крайней мере, 20 городов в Массачусетсе ввели хоть какой-то контроль. Несколько городов в восточном Адирондаке входят в число более чем 50 сообществ Нью-Йорка, которые либо сделали это, либо рассматривают его.Например, в начале января 2008 года в городе Эссекс, штат Нью-Йорк, был принят строгий многоаспектный закон для своего сообщества.

Рон Джексон, городской администратор в Эссексе, сказал, что этот вопрос был очень спорным, но после нескольких публичных обсуждений был достигнут твердый консенсус, что что-то нужно делать. Последнее постановление было одним из самых строгих, принятых отдельной общиной.

В сельской местности любой новый котел должен соответствовать норме 0,44 фунта на миллион БТЕ.Это устранит многие устройства, которые в настоящее время находятся на рынке. Оператору придется сжигать выдержанную древесину или другое высококачественное топливо, такое как кукуруза, пшеница, соевые бобы или древесные гранулы. В историческом районе, деревушке, окружающей паромный причал на озере Шамплейн, котлы полностью запрещены; Причина, по словам Джексона, в том, что дома расположены очень близко друг к другу и на небольшой высоте, поэтому температурные инверсии заставляют дым оседать между домами.

В остальной части поселка и вдоль береговой линии к северу и югу от паромного причала существуют требования к отступлению.Любой сосед в пределах 500 футов от предложенного котла должен дать письменное согласие не возражать. Наконец, в этом районе — между открытыми сельхозугодьями и историческим районом, в основном прямо на берегу озера — работа котла будет запрещена с мая по сентябрь.

Другие города все еще пытаются решить эту проблему. В J

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *