- Виды углей, применяемые для отопления
- Альтернативные топочные материалы
- Фактор влажности
- Теплотворная способность дров
- Оптимизация теплосъема
- Фактор влажности
- Какие факторы влияют на температуру горения дров?
- Уровень влажности
- Дозированная подача воздуха
- Теплотворная способность древесины таблица для всех пород
- Как повысить КПД
- Исправность печки
- Правильное топливо для печи
- Оптимальные режимы горения
- Пиролизный режим
- Дрова хвойных пород: сосна, ель, лиственница
- Что собой представляет процесс горения
- Колка и заготовка дров [ править | править код ]
- Удельная теплота сгорания твердого топлива (угля, дров, торфа, кокса)
- Выводы
Виды углей, применяемые для отопления
Образование черного топлива в недрах занимает от нескольких сотен тысяч до миллионов лет. Чем глубже и древнее месторождение, тем выше плотность и теплота сгорания угольной массы. Энергетическая ценность горючего зависит от одного показателя – процентного содержания чистого углерода в составе ископаемого.
Перечислим разновидности углей, сжигаемых в отопительных печах, в порядке возрастания калорийности:
- Бурый уголь содержит до 70% углерода. Оставшиеся 30% – летучие вещества (связанный кислород, азот, водород) и примеси – сера, железо, фосфор, кремний и алюминий.
- Более плотный каменный уголь на 82% состоит из углерода, остальное – примеси и влага.
- Антрацит – самое древнее топливо, содержащее до 95% углерода.
При сгорании бурые угли выделяют наименьшее количество тепловой энергии
Каменноугольное твердое топливо делится на виды и классы по физическим свойствам и размерам фракции. В зависимости от происхождения состав угля меняется, что влияет на его характеристики – температуру воспламенения и горения, теплотворную способность и зольность. Ниже в таблице представлена классификация каменных углей по содержанию летучих веществ, влаги и золы.
После добычи угольная смесь проходит калибровку – деление на фракции. Чем крупнее куски, тем выше цена энергоносителя и лучше происходит сжигание. Насколько отличаются и как обозначаются угли разной крупности, покажем в очередной таблице.
Мы не причисляем к общей классификации древесный уголь по нескольким причинам:
- горючее не является ископаемым, это продукт сухой переработки (перегонки) древесины;
- использование выжженного угля для обогрева жилища невыгодно экономически, дешевле купить обычных дров;
- данное топливо хорошо подходит для работы кузнечного горна, газогенератора либо сжигания в мангале.
Так выглядит горение длиннопламенной марки каменного угля
Альтернативные топочные материалы
Теплотворность дров конкретных пород очень большая, но далеко не максимально потенциальная. Для того чтобы не потерять средства и площадь для хранения топочного материала на сегодняшний день все больше внимания обращается на другие варианты. Хорошим считается применение прессованных брикетов.
Результативность применения брикетов превосходит дрова во много раз
При похожих объемах загрузки печи цельной древесины формирует намного больше тепла. Подобный эффект возможен за счёт увеличения плотности материала. К тому же тут намного намного низкий процент влаги. Еще 1 плюс — небольшое образование золы.
Брикеты и топливные гранулы делаются из опилок и деревянной крошки. За счёт прессования отходов получается создать неимоверно плотный топочный материал, с которым не смогут сравняться даже наиболее подходящие сорта дерева. При высокой цены за кубометр брикетов, итоговая экономия составит очень большую сумму.
Готовить и покупать топочные материалы нужно на основании щепетильного анализа их параметров. Только высококачественные дрова могут обеспечить вас важным жаром, не принёсши ущерба ни вашему здоровью, ни самой отопительной конструкции.
Фактор влажности
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.
Предлагаем ознакомиться: Бассейн своими руками из бетона
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.
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.
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.
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.
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.
Чтобы дерево отдало максимальное количества тепла, чтобы температура в камине или печи при сгорании дров достигала высоких значений, следует обязательно высушить древесину.
Теплотворная способность дров
Ноябрь 23, 2016 ООО «Вулкан-Теплоэнерго»
Горение топлива — это химическое разрушение и окисление горючего топлива, сопровождаемое выделением тепла и света. При горении топлива образуется углекислый газ и водяной пар, кислород входит в состав обоих продуктов, вода испаряется, при полном сгорании топлива остается только одна зола (негорячие минеральные вещества).
Теплотворная способность дров — количество тепловой энергии, которое может дать одна весовая единица топлива при своем горении. Теплотворная способность дров измеряется в единицах теплоты. Единица теплоты — теплота которая способна нагреть 1 килограмм воды на 1 градус Цельсия. В таблице приведены результаты испытаний теплотворной способности различных видов дров (дрова высушены искусственно до постоянного веса).
Породы | Теплотворная способность дров в калориях |
---|---|
Береза | 4968 |
Сосна | 4907 и 4952 |
Ель | 4857 |
Ольха | 5047 |
Осина | 4953 |
Середнее | 4947 |
Присутствие влаги в дереве понижает калорийность дров (теплотворную способность). При горении дров с 15 % влаги производительность их примерно 3633 калории. Таким образом 1 килограмм дров, доставляющий теоретически 3633 единицы теплоты, может нагреть 36,3 литра воды от 0 до 100 градусов Цельсия, или же испарить около 5,7 килограмма воды. В практике однако, получается результат несколько меньший.
Для комнатного отопления еще в 18 веке ирландский ученый испытатель Гайер предложил следующую классификацию дров разных древесных пород при сгорании дров в одинаковом объеме:
- Наиболее жаркие дрова дают: граб, бук, дуб зимний, береза, горная сосна, акация, черная сосна.
- Жаркие дрова дают: клен, ясень, красный ильм, смолистая лиственница, обыкновенная сосна, дуб летний.
- Средне — жаркие дают: ель, пихта, благородный каштан, сибирский кедр.
- Мало — жаркие дрова дают: липа, ольха, осина, тополь, ива.
Горение топлива различают полное и неполное. Полное горение – происходит при достаточном количестве окислителя и завершается полным окислением горючих элементов топлива. При недостаточном количестве окислителя происходит неполное сгорание углерода.
Абсолютной теплоплопроизводительностъю топлива называется то количество теплоты, которое получается при полном сгорании дров. Теплотворная способность дров сильно зависит от степени их сырости.
Искусственная сушка дров повышает теплотворную способность вдвое больше, в зависимости от количества влаги, содержавшейся в дровах до сушки. Теплотворная способность разных пород дров, вообще почти одинакова и для воздушносухих дров с 10-12 % влаги она составляет около 3850 калорий, что означает, что один килограмм такого топлива способен нагреть около 3850 килограмм воды на 1 градус Цельсия.
Кроме оценки дров со стороны их теплотворной способности, часто в практике весьма важно знать температуру сгорания дров, жаропроизводительность. Ту температуру, какую может развить дерево при сжигании
Некоторые виды топлива развивают тепловую энергию при сжигании медленно, а другие сгорают быстро ,с сильным пламенем, давая высокую температуру продуктов горения.
Кроме породы дерева температура сгорания дров зависит еще и от других причин:
- от полноты сгорания, т. е. количества притекающего к топливу воздуха;
- от потерь в окружающее пространство.
Измерение температуры сгорания дров производится при помощи особых приборов, называемых пирометрами. На практике пирометрический эффект дров колеблется в пределах от 770 до 1200 °С. Сравнительное испытание жаропроизводительной способности дров устанавливает нижеследующий их порядок, принимая максимальной температурой сгорания температуру сгорания клена за (1200 градусов).
Порода | Жаропроизводительность, % (100 % — максимум) | Температура °С |
---|---|---|
Горный клен | 100 | 1200 |
Бук | 87 | 1044 |
Ясень | 87 | 1044 |
Граб | 85 | 1020 |
Боярышник | 82 | 984 |
Зимний дуб | 75 | 900 |
Лиственница | 72 | 864 |
В’яз | 72 | 864 |
Летний дуб | 70 | 840 |
Береза | 68 | 816 |
Пихта | 63 | 756 |
Акация | 59 | 708 |
Липа | 55 | 660 |
Сосна | 52 | 624 |
Осина | 51 | 612 |
Ольха | 46 | 552 |
Ива | 40 | 480 |
Тополь | 39 | 468 |
Практическим путем было установлена следующая зависимость. При ограниченном доступе воздуха неполное горение дает менее теплоты, но более высокую температуру; при полном горении с таким же объемом воздуха количество теплоты больше при низшей температуре.
Оптимизация теплосъема
Поднять КПД системы отопления можно, сняв большое количество тепла и передав его в помещение. Сделать это можно двумя способами:
- Инфракрасным излучением — от горящего пламени или раскаленных стенок.
- Нагрев воздух или воду в топке.
Открытым пламенем традиционно отапливались очаги в Европе. Модный камин имеет низкий КПД, но он использует только инфракрасное излучение. Свет горящего пламени в обычных печках идет на нагрев стенок топливника. В большинстве случаев нагрев топливника не несет пользы. Использовать часть тепла, излучаемого при ярком горении, можно при прозрачной дверце большой топки. Использовать простое стекло не получится — оно может лопнуть. В дверцы вставляется жаропрочное стекло.
Эффективными показали себя печки калориферного типа. Зимний дворец, Эрмитаж, Арсенал отапливались печами Уттермарка. Сгорающее топливо нагревало трубы, в которых двигался воздух. Такое отопление позволяло получить фантастические результаты по скорости и эффективности. Проложив в топке сухотрубы, можно быстро прогреть помещение сухим теплым воздухом. В жилых помещениях можно использовать принудительный наддув, приток из улицы и увлажнение. Так можно получить возможность регулировать не только температуру, но и влажность, а также количество углекислого газа. Минус — сложность реализации в готовых кирпичных печах.
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.
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.
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.
Какие факторы влияют на температуру горения дров?
Температура возгорания дерева зависит от пород деревьев, которые использовались для заготовки топлива. Ключевые факторы – сорт, влажность древесины и объем воздушной смеси, подаваемой в топливный отсек печи, камина или котла.
Уровень влажности
У свежих дров уровень влажности составляет от 42 до 66%, средний показатель – 54%. Температура горения такого топлива не будет высокой, поскольку производимое тепло расходуется на испарение излишней влаги. В результате это может привести к снижению теплоотдачи топливного материала.
Достичь максимальных температурных показателей при сжигании древесного топлива можно следующими способами:
- для обогрева дома, организации горячего водоснабжения и приготовления еды использовать двойной объем свежих дров, что повлечет за собой увеличение расходов на закупку топлива и обслуживание отопительной системы;
- свежесрубленное дерево правильно подготовить и просушить – провести распилку бревен на поленья и складировать под защитный навес для сушки на открытом воздухе. Оптимальная продолжительность сушки – 12 месяцев;
- выполнить оптовую закупку уже готового хорошо просушенного топлива.
Дозированная подача воздуха
Чтобы обеспечить полное сжигание топлива и достигнуть высокой температуры, в топливном отсеке должна быть организована подача воздуха в избыточном объеме.
Идеальное горение древесины можно описать следующей формулой:
C+2H2+2O2=CO2+2H2O+Q (тепло)
При подаче кислорода в топливную камеру дровяной печи в процессе сжигания топлива образуется водород и углерод (левая часть формулы), которые выделяют тепло, пар и углекислый газ (правая часть формулы).
Чтобы температура костра была максимальной, объем воздушной смеси, подаваемой в топливник, должен составлять 130% от объема, который необходим для горения дров.
Закрытие дымоотводных заслонок приводит к уменьшению объема поступающего воздуха и образованию угарного газа. В результате падает температура горения, снижается теплоотдача топлива.
Современные твердотопливные дровяные котлы дополнительно оснащаются теплоаккумуляторами. Они позволяют накапливать излишки тепловой энергии, которая генерируется в процессе сгорания топлива при высоком КПД и хорошей дымоходной тяге.
В некоторых случаях достаточно приобрести теплогенераторную установку с принудительной циркуляцией воздуха.
Конструкция дровяных печей не позволяет экономить топливо, поскольку весь объем тепловой энергии сразу расходуется на обогрев помещения или нагрев воды. Впрочем, увеличение тяги в печах можно обеспечить за счет повышения интенсивности сгорания дров, а также их теплотворности.
Также температура горения зависит от конструктивных особенностей отопительных приборов. Для изготовления котлов и печей используются износостойкие материалы с различным уровнем теплового расширения.
В габаритной каменке из кирпича дровяное топливо сгорает медленно и в полном объеме. Металлические устройства обеспечивают ускоренный процесс горения дров. Они отличаются незначительной зольностью и высокой теплоотдачей.
Теплотворная способность древесины таблица для всех пород
Теплотворная способность древесины зависит от породы, возраста дерева, условий произрастания, места в стволе и т. д. Различают высшую, или абсолютную, теплотворную способность, выражающую количество тепла, выделяемое при полном сгорании 1 кг древесины, рабочую теплотворную способность древесины с учетом влажности и зольности древесины и удельную теплотворную способность, представляющую отношение рабочей теплотворной способности к объемному весу древесины. Удельная теплотворная способность дает практическую характеристику теплотворной способности древесины.
Высшая теплотворная способность древесины определяется как сумма теплотворных способностей отдельных химических элементов, получаемых при их свободном сгорании. Для древесины приближенно она может быть определена по формуле Д. И. Менделеева:
Q = 81C+ 300Н -26O,
где С, H и О — содержание в древесине углерода, водорода и кислорода в процентах.
Точное определение высшей теплотворной способности древесины производится в лаборатории калориметрическим путем. ремонт мебели на дому
Таблица 3 – Рабочая и удельная теплотворная способность различных древесных пород (по Арнольду)
Порода дерева | Воздушносухая древесина (с содержанием 20% влажности) | Сравнительная теплотворная способность древесины различных пород по отношению к теплотворной способности древесины граба | ||
рабочая теплотворная способность, кал | объемный вес | удельная теплотворная способность, Ккал | ||
Береза | 2240 | 0,622 | 1389 | 0,89 |
Бук | 2133 | 0,591 | 1258 | 0,80 |
Вяз | 2341 | 0,547 | 1282 | 0,84 |
Граб | 2148 | 0,769 | 1654 | 1,00 |
Дуб | 2229 | 0,693 | 1538 | 0,99 |
Ель | 2274 | 0,472 | 1068 | 0,66 |
Ива | 2316 | 0,487 | 1128 | 0,71 |
Каштан конский | 2309 | 0,575 | 1317 | 0,80 |
Клен | 2277 | 0,659 | 1503 | 0,91 |
Липа | 2382 | 0,439 | 1046 | 0,57 |
Лиственница | 2307 | 0,474 | 1084 | 0,66 |
Ольха | 2244 | 0,500 | 1122 | 0,67 |
Осина | 2329 | 0,430 | 1002 | 0,65 |
Пихта | 2364 | 0,555 | 1312 | 0,70 |
Сосна | 2330 | 0,550 | 1282 | 0,67 |
Тополь | 2268 | 0,366 | 839 | 0,50 |
Ясень | 2191 | 0,644 | 1403 | 0,92 |
Среднее: | 2276 | 0,551 | 1248 | 0,76 |
Теплотворная способность древесины в большей степени зависит от влажности. С увеличением (влажности древесины ее теплотворная способность понижается.
Рабочая теплотворная способность в Ккал может быть определена по эмпирической формуле проф. Надеждина:
QPc =4370—50 W для воздушно-сухой древесины
и
QPB = 3870—45 W для сплавной древесины,
где W—относительная влажность древесины в процентах, или может быть определена по диаграмме (Рис. 10).
Рис. 10. Номограмма для определения теплотворной способности древесины различной влажности.
Рис. 10. Номограмма для определения теплотворной способности древесины различной влажности.
Древесина с влажностью 70% практически не горит.
Жаропроизводительность, или температура, развиваемая древесиной при сгорании (температура сгорания), теоретически равна 1547°. Практически с учетом потерь (охлаждение пламени избытком воздуха, теплопотери и пр.) жаропроизводительностъ лежит в пределах от 700 до 1200° и в среднем принимается в 1000—1025°.
Паропроизволительная способность древесины, т. е. количество воды в кг, превращаемое в пар при сгорании 1 кг древесины, невелика и в среднем равна 3,8 кг (см. табл. 4).
Как повысить КПД
Проектируя или видоизменяя систему дровяного отопления дома, следует помнить основное правило — все элементы должны быть соразмерны, оптимальны и составлять гармоничную систему. Огромный топливник при небольшом теплосъеме снизит уровень КПД, и наоборот, излишний теплосъем приведет к проблемам в эксплуатации.
Понятие «коэффициент полезного действия» означает, сколько выделяемой при горении энергии передается в виде тепла в отапливаемое помещение. На эту характеристику оказывает влияние ряд факторов:
- Исправность и чистота печки.
- Вид сжигаемого топлива.
- Режим сжигаемого топлива.
- Способ теплопередачи.
- Эффективность теплосьема.
- Наличие дополнительных приставок к топливу.
Исправность печки
Значительное снижение эффективности печи происходит при неправильном ее использовании. Существуют различные способы сжигания дров, и если топить неправильно, тепловая энергия будет теряться.
Отложившаяся на стенках теплообменника сажа является отличным теплоизолятором. Чтобы повысить КПД печи, нужно периодически, раз в 2 месяца, чистить все важные части от сажи.
Правильное топливо для печи
Известно, что различные породы древесины дают разное количество тепла. Повысить КПД печки можно, применяя правильное топливо. Большей теплотворной способностью обладают твердые сорта древесины — дуб, акация, ясень
Кроме плотности, важной характеристикой является влажность дров. Дрова с влажностью 15% считаются оптимальными, но таких показателей можно добиться либо используя сушильную камеру, либо естественной сушкой под навесом на протяжении лет в проветриваемых штабелях
Оптимальные режимы горения
Режим сжигания топлива также важен. Эффективно сжигать топливо можно по-разному:
- В режиме пиролизного разложения и дожига газов.
- В режиме оптимального быстрого горения с достаточным доступом кислорода.
- Послойное сгорание топлива сверху вниз.
Пиролизный режим
При сжигании топлива в пиролизном режиме, КПД печи возрастает за счет долгого времени горения. Топливник разделяется на две камеры — камера тлеющего горения, где в медленном режиме дрова разлагаются на пиролизные горючие газы, и камера дожига газов. Технически это выглядит так:
- В топливник закладываются дрова, первоначально горение происходит в жарком режиме с подачей большого количества воздуха. Этот этап необходим, чтобы создалась жаровая подушка на дровах, а также прогрелся дымоход и вторичная камера дожига.
- Дверца топливника закрывается. Подача воздуха ставится минимальная — чтобы хватило на тление. Дрова разлагаются на дымные пиролизные газы, которые проходят через раскаленную камеру дожига.
- Во второй камере есть воздуховоды вторичного воздуха. Они направлены на катализатор — массивный раскаленный керамический или металлический предмет. В некоторых печах в роли катализатора выступает стенка вторичной камеры.
- Относительно холодные пиролизные газы, проходя через катализатор, нагреваются, смешиваются с воздухом и сгорают.
Дрова хвойных пород: сосна, ель, лиственница
По характерному потрескиванию поленьев, которое буквально ласкает слух, и ярким разлетающимся искрам можно определить горение хвойных поленьев. Они дают много жара, однако сгорают довольно быстро. Но многие недостатки быстро забываются благодаря неповторимому смолистому аромату, который доносится от сгораемых сосновых или еловых дров.
Стоит заметить, что сосновые поленья дают больше жара, чем еловые. Во многом за счет высокого содержания смолистых веществ, благодаря которым выделяется упомянутый выше аромат. Сосновый и еловый, он одинаково производит бодрящий эффект. К тому же может оказывать тонизирующее воздействие на органы верхних дыхательных путей.
Конечно, никто не будет специально выращивать плодовые деревья с той лишь целью, чтобы пустить их потом на дрова. Однако на участке все равно присутствует яблоня, груша, слива или вишня. Со временем можно собрать немало веток и сучьев, которые и пустить в топку. Некоторые сразу разводят костры, однако куда правильнее будет аккуратно распилить их и сложить в поленницу.
Распилить и разрубить дрова ничего не стоит, лидером по части выделения тепла является яблоня, и дыма практически нет. Но такой выбор носит скорее эстетический характер.
Древесину из лиственных пород чаще используют для топки бани, чем хвойные дрова. Для этих целей подходят ясень, ольха, берёза, плодовые деревья.
- Ольха, насчитывающая не один десяток видов, использовалась на Руси для топки бань для знати. Такие дрова легко высушить, даже не создавая им особых условий. Главное, чтобы поленья были заготовлены из дерева, росшего на не очень влажной почве. Дрова из ольхи долгое время не теряют свой природный аромат. Преимущества ольховых дров – быстрое возгорание, большое количество жара, отсутствие дыма из-за малого содержания смол. Аромат ольхи благоприятно влияет на здоровье, помогая преодолеть простуду, депрессию и усталость. Как и осиновые, дрова из ольхи применяют для очистки дымохода от сажи. Ольховые дрова считаются прекрасным вариантом для приготовления шашлыка. Подробнее об этом можно прочесть в статье «Особенности выбора дров для шашлыка».
- Дрова из липы медленно загораются, но выделяют эффективный стойкий жар. Пар от липы считается целебным, особенно, если в печь добавить мёд, и им же намазать тело больного. Эти дрова считаются лучшими для бани, но имеют один недостаток – хранить их можно не более двух лет.
- Качественные дубовые дрова, отобранные от деревьев среднего возраста, относят к престижным видам топлива. Пар от дубовых поленьев терпкий, пахнет лесом и помогает от некоторых хронических болезней, рекомендуется для сохранения здоровья детей. Дубовая древесина идеальна для топки каминов.
- Берёзовые дрова обладают антибактериальными свойствами. Пар в бане, растопленной берёзовыми дровами не старше двух лет, – лёгкий, ароматный, полезный для органов дыхания, помогает бороться с простудными заболеваниями.
Древесина берёзы твёрдая, по теплоотдаче уступает только дубу, значительно превосходя осину и сосну. Для избавления от сажи, засоряющей трубу, по окончании топки берёзовыми дровами в печь добавляют осиновые поленья.
- Ива – доступная, быстровозобновляемая древесина. Горит жарко, быстро прогорает, не коптит, требует значительных запасов.
- Древесина плодовых деревьев – вишен, груш, яблонь, слив – довольно распространённый вариант для топки бани. Такие дрова ароматны, горят жарко и бездымно, особенно яблоневые. Для усиления и изменения аромата используют эфирные масла. Если для топки дома можно использовать старые плодовые деревья со сгнившей сердцевиной, то для бани такой вариант нее подходит.
После выбора типа древесины и рубки поленьев необходимо позаботиться об их правильной сушке и последующем хранении. Для этого устраивают поленницу на открытом воздухе или в сарае недалеко от бани. Дрова укладывают вверх корой и не прямо на землю, а на подставку, сооружённую из брусьев и жердей. Подробнее о способах и особенностях сушки пиломатериалов и дров можно прочитать в статье «Как правильно сушить древесину».
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.
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.
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.
Колка и заготовка дров [ править | править код ]
Большая часть дров имеет форму поле́на. Технология изготовления поленьев проста: стволы деревьев и толстые ветки пилят на отрезки длиной 40—60 см (чурки) и затем раскалывают топором в продольном направлении на более мелкие части с площадью торца до 100 см². Для колки удобнее использовать специальный топор-колун, лезвие которого имеет форму клина с углом примерно в 30°. Колуном можно раскалывать даже самые толстые чурки при меньшей силе удара. При колке топором, особенно толстых чурок, велика вероятность застревания лезвия в образовавшейся трещине чурки. Тогда, чтобы доколоть или освободить топор, переворачивают топор застрявшей чуркой вверх и бьют обухом по другой чурке.
Правильная стойка во время колки дров — ноги шире плеч. Это предотвратит от травмы в случае промаха, неудачного удара или поломки топора. Также для удобства чурку лучше всего расположить на высоте пояса человека, чаще всего в качестве подставки используют колоду — очень толстый и кряжистый отрезок круглого дерева .
Самыми «жаркими» считаются дрова из берёзы, самыми «холодными» — из осины.
Для переноса дров используют корзину-дровницу.
Отопление на дровах — тяжелый труд. Дрова необходимо заготовить, высушить, принести — все это занимает время и требует сил. Поэтому рачительный хозяин всегда старается использовать энергию каждого полена максимально.
Удельная теплота сгорания твердого топлива (угля, дров, торфа, кокса)
В таблице представлены значения удельной теплоты сгорания сухого твердого топлива в размерности МДж/кг. Топливо в таблице расположено по названию в алфавитном порядке.
Наибольшей теплотворной способностью из рассмотренных твердых видов топлива обладает коксующийся уголь — его удельная теплота сгорания равна 36,3 МДж/кг (или в единицах СИ 36,3·106 Дж/кг). Кроме того высокая теплота сгорания свойственна каменному углю, антрациту, древесному углю и углю бурому.
К топливам с низкой энергоэффективностью можно отнести древесину, дрова, порох, фрезторф, горючие сланцы. Например, удельная теплота сгорания дров составляет 8,4…12,5, а пороха — всего 3,8 МДж/кг.
Топливо | Удельная теплота сгорания, МДж/кг |
---|---|
Антрацит | 26,8…34,8 |
Древесные гранулы (пиллеты) | 18,5 |
Дрова сухие | 8,4…11 |
Дрова березовые сухие | 12,5 |
Кокс газовый | 26,9 |
Кокс доменный | 30,4 |
Полукокс | 27,3 |
Порох | 3,8 |
Сланец | 4,6…9 |
Сланцы горючие | 5,9…15 |
Твердое ракетное топливо | 4,2…10,5 |
Торф | 16,3 |
Торф волокнистый | 21,8 |
Торф фрезерный | 8,1…10,5 |
Торфяная крошка | 10,8 |
Уголь бурый | 13…25 |
Уголь бурый (брикеты) | 20,2 |
Уголь бурый (пыль) | 25 |
Уголь донецкий | 19,7…24 |
Уголь древесный | 31,5…34,4 |
Уголь каменный | 27 |
Уголь коксующийся | 36,3 |
Уголь кузнецкий | 22,8…25,1 |
Уголь челябинский | 12,8 |
Уголь экибастузский | 16,7 |
Фрезторф | 8,1 |
Шлак | 27,5 |
Выводы
Из всего вышесказанного можно сделать следующие выводы:
- Наиболее ходовыми дровами для костра, являются: сосна, берёза, ольха — благодаря массовости произрастания деревьев данных пород и повсеместном их распространении. Подходят как для готовки пищи, так и для обогрева.
- К не особо качественным дровам, которые можно использовать, когда других вариантов нет — относятся осина, ива, тополь. Вполне сгодятся для получения кипятка или быстрой готовки.
- В крайнем случае, когда деревьев нет — выручит засохшее высокое разнотравье или кизяк.
- Самые непригодные дрова для костра — ель, пихта.
Примечания
↑1 | Здесь и далее — для древесины с влажностью 12%, что вполне соответствует не очень старому сухостою. |
---|