Če vas vodi Wikipedija, se temperatura gorenja lesa giblje v območju od 800-1000 ° C (približno), vžig in razpad drevesa pa se začne pri 300 ° C. Pravzaprav je ta razpon še širši - od 450 do 1050 ° C. Ne preveč natančni podatki, kajne? Za to obstaja razlaga - temperatura v središču plamena je odvisna od mnogih pogojev. Tisti, ki želijo doseči učinkovito kurjenje lesa v peči ali kotlu na trdo gorivo, se ne bodo škodovali seznaniti s temi dejavniki.
Kdaj drva damo več toplote?
Da bi organizirali varčno ogrevanje zasebne hiše, je treba iz lesa črpati največjo toplotno energijo in jo nato z minimalnimi izgubami prenesti v prostore. Drugi pogoj je odvisen od izkoristka vira toplote, prvi pa je odvisen od temperature kurjenja lesa v peči peči ali kotla. Višji kot je, več toplote se sprosti.
Naslednji dejavniki vplivajo na količino toplote, ustvarjene pri gorenju lesa (proizvodnja toplote):
- kalorična vsebnost (količina toplotne energije, ki jo lahko dobimo iz enote goriva);
- naravna vsebnost vlage v drevesu;
- količina dovedenega zraka in njegova temperatura.
V praksi so vsi ti parametri med seboj povezani. Kalorična vrednost goriva, prenasičenega z vlago, je približno 2-krat nižja od vrednosti suhega drevesa. In brez prave količine zraka, bo ta tišil in oddajal minimalno toploto. To pomeni, da je dejanska temperatura gorenja drevesa spremenljiva vrednost in ga v teoretičnih premislekih ni mogoče natančno navesti.
Za referenco. Obstaja preprost način, kako določiti, kakšno temperaturo ognja dosežemo pri kurjenju lesa v odprtem kurišču kamina. Uporabite infrardeči pirometer, ki meri ogrevanje površin na daljavo, kot je to naredil mojster štedilnik v svojem videu. Prikazuje preizkuse kaminskega vložka žara, meritve se opravijo v drugi polovici valja.
Zdaj pa si oglejmo vsak dejavnik posebej.
O kalorični vrednosti goriva
Različne vrste lesa se razlikujejo po gostoti in teži, vsebujejo pa tudi različne količine ogljika in vodika - glavnih komponent, ki med zgorevanjem proizvajajo toploto. Praviloma gostejše in težje vrste, kot sta hrast in jasen, dajejo več energije kot topol ali jelša. Predstavljamo vam tabelo s podatki o gostoti, specifični toploti in temperaturi zgorevanja različnih vrst lesa.
Opomba. Tabela prikazuje vrednosti masne in prostorninske toplote zgorevanja suhega goriva na 1 kg in 1 m³ skladišča. Najvišja temperatura je navedena za idealne pogoje zgorevanja s presežkom zraka.
Če primerjamo kalorično vrednost po prostornini, je opazno, da hrastovi ali brezovi hlodi sproščajo več toplote kot manj gosti iglavci. In čeprav pogoji za kurjenje drva v peči, peči na drva ali kotlu še zdaleč niso idealni, bo trend še vedno obstajal. To pomeni, da je temperatura plamena neposredno odvisna od kurilne vrednosti izbranih lesnih vrst.
Učinek vlage
Povečana vsebnost vlage je prvi sovražnik učinkovitega prenosa toplote med izgorevanjem katere koli biomase. Sveže sesekljan les z vsebnostjo vlage 50-65% ne bo nikoli prikazal kazalcev, navedenih v zgornji preglednici, in tukaj:
- V postopku segrevanja peči voda, ki jo vsebujejo hlodi, absorbira del proizvedene toplote.
- Ko se kurilno olje dobro razplamti in mu da dovolj toplote, vlaga iz tekoče faze preide v paro in tako odvzame levji delež prejete energije. Ker vroča para zapusti kurišče skupaj z dimnimi plini, je izgubljeno toploto nemogoče obnoviti.
- Za vžig surovega drevesa je potrebna višja temperatura. Iz tekme s kosom papirja jih je precej težko vžgati, uporabljati morate plinski gorilnik.
Za referenco. Del vodne pare se kondenzira iz stika s stenami dimnika, zaradi česar se sprosti majhen del toplotne energije. Ogreva le cev, ne pa vašega doma.
Za koliko se zniža kalorična vrednost in nato temperatura gorenja drevesa, odvisno od vlažnosti, se odraža v naslednji tabeli:
Lahko je opaziti, da je toplota sveže žaganega lesa za polovico manjša od suhega ognja (vlažnost manj kot 20%). V skladu s tem bo za ogrevanje hiše treba porabiti dvakrat več trdnega goriva. Ločeno vprašanje je peč v kadi, ki za vžiganje potrebuje največ toplote. Pri uporabi surovega lesa ne bo mogoče doseči visoke temperature, ne glede na to, koliko hlodov se vrže v peč. Stvar je v njihovi šibki proizvodnji toplote, ki vam ne bo omogočila poplave kopalnice, kot bi morala.
Poraba zraka za zgorevanje
Za popolno kurjenje lesa in doseganje najvišje temperature v kurišču je potrebno dovajati zrak s presežkom 130% potrebne količine. Pri ustvarjanju idealnih pogojev je reakcija oksidacije ogljika (izgorevanje) opisana s poenostavljeno enačbo:
Z besedami to pomeni, da se pri segrevanju les razgradi na ogljik (C) in vodik (H), kisik (O) pa se napaja od zunaj. Vsak atom ogljika izpolnjuje 2 atoma kisika in tvori ogljikov dioksid. Vodik se nato kombinira z ostanki kisika, kar povzroči sproščanje vode (spet v obliki pare). Latinski Q na koncu formule pomeni sproščanje toplote za potrebe ogrevanja.
Kaj pa se zgodi, če se kršijo idealni pogoji:
- Vodik je zelo aktiven element, zato se najprej oksidira. Kadar ni dovolj zraka (pokrivali ste pihani ali kotel), potem ogljik ostane brez molekul kisika. Kot rezultat tega nastane neizgoreli ogljikov monoksid (CO), ki leti skupaj s dimom v cev.
- S popolnim pomanjkanjem kisika (tako imenovani način taljenja) se ogljik spremeni v oglje, pepel in saje. Slednji pod vplivom ugreza dimnika tudi vdre v cev in se usede na njegove stene.
- Odvečen zrak se pojavi zaradi močnega vleka dimnika ali nepravilnega delovanja turbopolnilnika kotla. Pojav je prepreden z izgubo toplote skozi dimnik.
Opomba. Kres je primer vira toplote z nenadzorovanim dovajanjem zraka. Bolj kot je, nižja je temperatura ognja v ognju in manj toplote na izhodu. Da bi se dolgo ogrevali v bližini ognjišča, je treba hlod stalno saditi.
Ovira pri pridobivanju dobre toplote iz drva je lahko temperatura zraka, ki se dovaja v zgorevalno komoro. Hladen zračni tok prav tako uspešno odstrani dragoceno toploto kot tudi vodna para. Ni naključje, da proizvajalci visokokakovostnih grelnih enot uredijo poseben kanal za ogrevanje zraka iz zunanjih sten kurišča. Kako se to izvaja v praksi, je prikazano na fotografiji lastno izdelanega kotla na trdo gorivo našega strokovnjaka.
Koristni nasveti
Visoka temperatura gorenja lesa je ključ do učinkovitega ogrevanja zasebne hiše. Tudi proizvajalci ogrevalnih kotlov TT in peči na drva v navodilih navajajo, da je najboljši izkoristek toplotnega generatorja opazen pri delovanju v maksimalnem načinu.
Na koncu bomo dali nekaj priporočil, kako doseči visoko proizvodnjo toplote in s tem tudi prihranke energije:
- Če morate kupiti drva za kurjavo, ne jemljite nizkokaloričnih vrst, kot sta vrba in topol. Prva je preveč nasičena z vlago, druga pa z nizko gostoto. Ne pozabite, da plačujete kubične metre, ne kilograme trdnega goriva.
- Hlode čim bolj posušite. Sveže posekano drevo doseže vsebnost vlage 20–25% po najmanj enem letu in pol sušenja v odprtem drva.
- Poskusite, da kotel ne deluje v hvaljenem načinu razpada, kar naj bi pripomoglo k varčevanju.Kot lahko vidite na fotografiji, je temperatura ognja med običajnim zgorevanjem 800 ° C, taljenje lesa pa bo dalo največ 450 ° C. S takšnim odvajanjem toplote hiše ni mogoče ogrevati.
- Ogljikov monoksid CO ni samo vnetljiv, ampak tudi strupen. Skušajo prihraniti gorivo, blokiramo dovod zraka v peč in izzovemo njegovo sproščanje. Ne le, da se potencialno gorivo vrže brez uspeha, ampak tudi onesnažuje okolje.
- Ne organizirajte dovoda zraka v peč z ulice, da ne bi izgubili energije za njegovo ogrevanje. Ko izbirate kotel na trdo gorivo, bodite pozorni na modele z ogrevalnim kanalom. Zlahka jih razlikuje po ventilatorju, nameščenem na zgornji plošči in ne na vratih pepela.
Seveda je nemogoče vzdrževati visoko temperaturo v komori, saj se potreba hiše po toploti tudi spreminja in je odvisna od številnih dejavnikov. Za akumuliranje odvečne energije obstajajo akumulatorji toplote, so tudi varovalni rezervoarji. V skrajnih primerih kupite generator toplote s prisilnim polnjenjem, kjer je v obdobjih izklopa ventilatorja dostop zraka popolnoma blokiran.