Теплотворная способность щепы. Древесная биомасса

Что такое твёрдое топливо и каким оно бывает

топливоОснова — фотосинтез

Физика в топкеГлавная характеристика всех видов топлива — теплотворная способность, удельная теплота сгорания. Это физическая величина, характеризующая количество теплоты, выделяемое при полном сгорании единицы топлива. Обычно в качестве единицы используется масса (1 кг) или объём (1 м³). Процесс горения Чем значение удельной теплоты сгорания топлива выше, тем меньше его расход, а КПД сжигающего прибора больше. Для владельца котла это означает, что процесс отопления будет более экономичным.Химия процесса горенияТеплотворная способность разных видов топлива зависит от его химического состава: от количества углерода, а также других примесей (кислорода, азота, серы и водорода). Углерод и водород — основные носители энергии, которая при сгорании превращается в тепло. Азот и кислород в процессе горения не участвуют, это балластные вещества, их присутствие в топливе уменьшает процентное количество главных элементов — углерода и водорода.  Кислород, кроме того, образует соединения с углеродом и водородом и этим выводит некоторую их часть из процесса горения. Сера в твёрдом топливе содержится в двух видах: в виде летучей серы, тоже участвующей в горении, и в виде негорючих сульфатов, которые остаются в золе — балластных минеральных веществах, неспособных гореть. Зола — балластные минеральные вещества, не способные гореть Чем больше в топливе минеральных (негорючих) веществ, чем больше образуется золы, тем сильнее снижается эффективность топлива, потому что горючие вещества в нём заменены балластными. Показатель зольность — вторая значимая характеристика качества топлива. Присутствие серы в топливе загрязняет продукты сгорания, выделяясь в виде сернистого газа (сернистого ангидрида) — токсичного вещества, которое при взаимодействии с кислородом окисляется до трёхокиси серы, а при взаимодействии с водой образует серную кислоту, разъедающую металлические поверхности котельного оборудования. Попадая в атмосферу, эта кислота выпадает в виде кислотных дождей.  А трубы дымят… Вообще-то для сложного физико-химического процесса горения в качестве топлива может использоваться всё что угодно: главное, чтобы процесс шёл, и тепло выделялось. Так, во многих районах, где доступ к прочим видам горючих веществ (например, древесине или углю) ограничен или невозможен, в качестве топлива издавна использовались и применяются по сей день кизяки — высушенный навоз крупного (и не очень) рогатого скота, смешанный с соломой.  В сельских районах на севере Индии брикеты из высушенного коровьего и овечьего навоза сегодня применяются даже на теплоэлектростанциях для выработки электроэнергии. По своим физическим характеристикам (удельной теплоте сгорания) коровьи лепёшки вполне сравнимы с углём. Коровьи лепёшки, предназначенные для отопления, сушатся во дворе Но современного владельца загородного дома чаще всего сложно представить раскладывающим кизяки в своём дворе на просушку для будущего отопительного сезона. Да и с коровьими лепёшками нынче во многих местах ситуация напряжённая. Поэтому не станем углубляться в тонкости оптимальных пропорций навоза и соломы, а также методов правильной сушки кизяков.  Обратим внимание на плюсы и минусы распространённых видов твердого топлива: древесины, угля, торфа.  Для бытовых котлов чаще всего используют именно эти виды горючих веществ, а в промышленных масштабах ещё применяют горючие сланцы и кокс. Специалисты разделяют твёрдое топливо на ископаемое (образовавшееся в результате метаморфизма из органических остатков миллионы лет назад под действием большого давления и температур), и неископаемое — к этому виду относится древесина и её технологические производные.  

Дрова, банные веники — Дрова

«В лес не съездишь, так и на печке замерзнешь!» (Народная пословица)

Мы «съездили в лес» за Вас!

На Ваш выбор:

Фасовка:

     Дрова россыпью () Для таких целей правильней заготавливать дрова в прок. Место для хранения стоит тщательно подготовить.  Следует выбрать  место на открытом солнцу и ветру пространстве, но не стоит укладывать дрова на землю. Лучше всего подойдет подложка из кирпичей, накрытая водонепроницаемым материалом, например, полиэтиленовой пленкой. Способ укладки дров может увеличить отдачу жара при топке. Для того, чтобы дрова не сгнили, так как доля влаги в дровах сохраняется и на протяжении нескольких лет, стоит учесть циркуляцию воздуха в кладке дров. Для этого соседние ряды дров в кладке укладывают перпендикулярно друг другу. Что несомненно поможет избежать появления плесени или грибка.А для защиты от дождя и снега кладку дров следует накрыть сверху темной устойчивой к солнечным лучам, пленкой. Но боковые части кладки должны быть открытыми для проветривания.

       Дрова в мешках (меш.)  и коробках (кор.)

     Какой отдых на природе без костра и шашлыков? Правильно -это не отдых… Для этих целей подойдут любые породы дерева, в зависимости от Ваших предпочтений.  Для удобства перевозки и хранения предлагаем Вам варианты упаковки :мешки и коробки. 

      Дрова из древесины дуба.

          При сгорании дуба в печи, комнату наполняет приятный запах леса. При этом процессе в атмосферу выделяются эфирные масла, способствующие понижению артериального давления, улучшению тонуса, борются с хроническими заболеваниями (бронхит, гайморит). При этих свойствах представьте как полезно и приятно сидеть у костра из дубовых дровишек… 

        Древесина березы — это отличные дрова, особенно любимые в качестве топлива для каминов. С отличной теплотворной способностью березовые дрова хорошо горят. Так как дрова из березы почти не искрят и выделяют приятный запах из-за эфирных масел, они также очень хороши для открытого камина. Используют и для приготовления пищи на открытом огне. 

        Ассорти из фруктовых пород древесины.

        Древесина различных пород имеют свои уникальные свойства. Часть из них отличается теплотворностью, другие выделяются своими механическими свойствами, а вот дрова фруктовых деревьев стоят свой особенный аромат, низкое содержание смол, хороший жар плодовые деревья пользуются дров из яблони очень высокое, они долго и равномерно горят, очень теплотворны. Один куб яблоневых поленьев выделяет 5120 ккал. Энергии. Это даже немного больше, чем у дров из березы. Яблоня не выделяет копоти. Дрова из груши имеют чуть меньшую температуру горения, чем яблоня, но в составе ассорти выделяется своими отличительными качествами. Груша дает отличные угли идеально подходящие для приготовления мяса на углях. Плодовая груша не позволяет пересохнуть мясу, а способствует образованию отличной румяной дров из фруктовых деревьев не была бы полной без вишни. При горении дрова вишни наполняют дым неповторимым запахом, они не имеют отложений серы и полиэфирных масел. Приготовленная пища приобретает особый вкус и аромат. Дрова фруктовых пород  пригодны  для приготовления шашлыков, копчения мяса и птицы. За границей на фруктовых поленьях готовят барбекю. 

       Дрова из древесины Карагача.

       Карагач -особая порода Ильма(Вяза). По своим свойствам Карагач схож с древесиной дуба. Очень плотная древесина дает хороший жар, а на углях  карагача отлично готовят шашлыки, барбекю, коктал. По свойствам горения ничем не уступает известному для данных целей саксаулу, но по цене и качеству выигрывает в данном сравнении.

Различных сортов:

• Дуб
•  Береза
•  Фруктовые
•   Карагач
•   Ассорти

Как рассчитать, сколько твердого топлива необходимо иметь в запасе?

Безусловно, любой владелец твердотопливного отопительного агрегата желал бы знать, какое количество дров (брикетов, угля) ему потребуется, чтобы беспроблемно пережить зимний сезон. Это поддается расчетам, приблизительным, безусловно, но в масштабах «отопительной компании» все же в достаточной степени достоверным.

Чтобы упростить читателю задачу, не станем приводить формул – просто предложим ему воспользоваться возможностями онлайн-калькулятора, в который уже заложен нужный алгоритм вычислений. А ниже калькулятора будут даны необходимые пояснения по выполнению расчета.

Калькулятор расчета среднего расхода твердого топлива для отопления

Перейти к расчётам Введите запрашиваемые значения и нажмите «Рассчитать ориентировочное количество топлива» Тепловая мощность печи, кВт КПД печи (по умолчанию — 70%) проценты Расчет провести для: — дров — других типов твердого топлива Порода древесины — бук — дуб — рябина — ясень — береза — вяз — клен — осина — ольха — ива — тополь — сосна — лиственница — пихта — ель Качество дров — сухие дрова — дрова, не прошедшие годичного цикла сушки Тип твердого топлива — антрацит — древесный уголь — каменный уголь — бурый уголь — топливные древесные брикеты — топливные торфяные брикеты в сутки

Пояснения по выполнению расчетов

• Исходным значением для проведения вычислений является та тепловая мощность формула, которую требуется затратить на полноценный обогрев дома. Важный нюанс – это не максимальная тепловая мощность печи или котла, прописанная в паспорте, так как она обычно завышена – модель приобретается с весьма значительным эксплуатационным запасом.

А нас же интересует именно количество тепловой энергии, которое требует специфика отапливаемых помещений и всего дома в целом. Как ее определить – повторяться не станем, так как это очень подробно изложено в специальной публикации нашего портала.

Возможно, вас заинтересует информация о том, что собой представляет буферная емкость для твердотопливного котла

Как определить потребность в тепле для помещений дома или квартиры?

Вниманию читателя предлагается алгоритм, учитывающий не только площадь помещений, но и массу других специфических факторов, в большей или меньшей степени влияющих на мощность обогрева. Выполнить пошагово самостоятельно такой расчет отопления любому читателю поможет специальная статья, в которой подробно описывается и обосновывается каждое действие.

• Любой твердотопливный отопительный агрегат часть выработанного тепла теряет. Эти потери характеризуются коэффициентом полезного действия, который обязательно указывается в паспорте прибора.
• Далее, следует выбрать направление расчета – проводится ли он для дров, или для других типов твердого топлива. В зависимости от выбранного пути открываются дополнительные поля ввода данных.

— Если выбраны дрова, то выбирается из выпадающего списка порода древесины, а затем указывается степень просушки дров.

— В случае выбора иных типов топлива откроется поле со списком – выбираем нужный вариант.

• После нажатия на кнопку расчета появится искомый результат. Для удобства он показывается для суточного, недельного и месячного расхода.

Маленький нюанс: если выбирался расчет для дров, то единицы измерения для показанного значения – кубометры. Для всех остальных видов твердого топлива результат имеется в виду в тоннах. В калькуляторе даны соответствующие подсказки.

Следует правильно понимать, что точность таких вычислений все же довольно сильно страдает. Причина банальна – расчет проводится для самых неблагоприятных условий. А между тем, сильные холода обычно не столь продолжительны, бо́льшую часть зимы морозы стоят умеренные, а нередко еще и сменяются оттепелями. То есть в любом случае расход должен быть несколько ниже.

Ничего страшного – запас всегда полезен, случается всякое. Ну а спустя пару лет эксплуатации хозяевам уже и вовсе никакие расчеты не потребуются – они прекрасно буду знать, какого и сколько топлива им нужно заготовить на сезон.

*  *  *  *  *  *  *

Завершим статью интересным видеосюжетам, в котором сравниваются достоинства и недостатки дров и топливных брикетов. Высокие биметаллические радиаторы читайте на сайте.

какой вид топлива выгоднее для современных котлов?

В современных твердотопливных котлах используются различные виды топлива: дрова, пеллеты и каменный уголь. Их основное отличие – в количестве тепловой энергии, выделяемой при сжигании единицы объёма (массы), то есть в калорийности. Чем выше калорийность твёрдого топлива, тем меньше его расход в отопительных целях.

В таблице приведена теплоотдача альтернативных источников энергии

Вид топлива	Ккал/кг
Дрова, влажность 50%	2 800
Дрова, влажность 30%	3 000
Дрова, влажность 20%	3 300
Торф	3 500
Торфяные брикеты	4 000
Бурый уголь	4 500
Каменный уголь (среднего качества)	6 000
Антрацит	7 000
Нефть	7 500
Природный газ	8 300
Мазут	8 500
Дизельное топливо	10 000

Преимущества угля для котлов и печей перед дровами очевидны. Низшая теплота сгорания каменного угля в среднем достигает 6000 ккал/кг, тогда как среднее значение дров держится на уровне 3000 ккал/кг при условии хорошо просушенного дерева. Соответственно, чтобы достичь желаемой температуры, угля необходимо сжечь в разы меньше, чем дров. При сжигании менее калорийного топлива, указанного производителем оборудования, тепловая мощность может упасть до 30% при рекомендованной влажности и ещё больше – при естественной. Например, если в инструкции по эксплуатации котла в качестве основного топлива указан каменный уголь, то для получения номинальной тепловой мощности следует топить его каменным углем.

С увеличением влажности уменьшается теплота сгорания рабочего топлива. Теплотворная способность дров зависит от степени их сырости. Рекомендованная влажность для них – не более 15-20%. Расход дров в твердотопливном котле будет тем меньше, чем суше дрова. Так, дрова с 40% влаги дают только 61% того количества теплоты, какое дают те же дрова с 10% влаги, а дрова с 50% влаги – всего 51%. От уровня влажности дров зависит не только тепловая мощность котла, но и срок его службы. При влажности твёрдого топлива выше 60% сжигание его в большинстве случаев становится невозможным, так как количество выделенного тепла не может нагреть продукты горения даже до температуры 900 °С, при которой ещё возможен устойчивый топочный процесс. Повышенная влажность топлива приводит к коррозии водяных экономайзеров и воздухоподогревателей, а также к их засорению вследствие прилипания к этим поверхностям нагрева влажной золы.

На расход топлива влияют и другие факторы: климатические условия местности, материал стен, перекрытий и крыши здания, материал изготовления окон, количество этажей, год постройки и роза ветров.

Очевидно, что отопление дома угольным топливом наиболее выгодно как с экономической точки зрения, так и с точки зрения трудозатрат. В современных котлах расход угля намного экономичнее по сравнению со старыми аналогами. Поскольку котёл оснащён большой камерой горения, в которую можно засыпать сразу большое количество угля, он будет гореть на протяжении 10-12 часов. Принудительная подача воздуха обеспечивает максимальное выгорание топлива, что позволяет снизить расход угля на обогрев помещения.

Легкие ивовые поленья

Если в поле зрения попадутся ивовые дровишки, не стоит от них отказываться. Жар от них стоящий, пламя ровное, и вдобавок нет никакой копоти. Единственный недостаток – сгорают слишком быстро. Однако это легко компенсируется, если в районе проживания есть достаточное количество ивовых деревьев. Многие озеленительные компании не дают им много времени на развитие. Старые стволы спиливаются, а у еще молодых деревцев удаляются ветки. Так что не стоит упускать любую возможность, чтобы поживится таким топливом для своего дома, бани или камина.

Теплотехнические характеристики древесины

Древесную биомассу в том виде, в котором она поступает в топки котлоагрегатов, называют рабочим топливом. Состав древесной биомассы, т. е. содержание в ней отдельных элементов, характеризуется следующим уравнением: С р +Н р +О р +N р +A р +W р =100%, где С р, Н р, О р, N p — содержание в древесной массе соответственно углерода, водорода, кислорода и азота, %; A р, W p — содержание в топливе соответственно золы и влаги.

Для характеристики топлива в теплотехнических расчетах пользуются понятиями сухая масса и горючая масса топлива.

Сухая масса топлива представляет собой в данном случае биомассу, высушенную до абсолютно сухого состояния. Ее состав выражается уравнением С с +Н с +О с +N с +A с =100%.

Горючая масса топлива — это биомасса, из которой удалены влага и зола. Ее состав определяется уравнением С г +Н г +О г +N r =100%.

Индексы у знаков компонентов биомассы означают: р — содержание компонента в рабочей массе, с — содержание компонента в сухой массе, г — содержание компонента в горючей массе топлива.

Одной из примечательных особенностей стволовой древесины является удивительная стабильность ее элементарного состава горючей массы. Поэтому удельная теплота сгорания различных пород древесины практически не отличается.

Элементарный состав горючей массы стволовой древесины практически одинаков для всех пород. Как правило, варьирование содержания отдельных компонентов горючей массы стволовой древесины находится в пределах погрешности технических измерений., На основании этого при теплотехнических расчетах, наладке топочных устройств, сжигающих стволовую древесину и т. п., можно без большой погрешности принимать следующий состав стволовой древесины на горючую массу: С г =51%, Н г =6,1%, О г =42,3%, N г =0,6%.

Теплотой сгорания биомассы называется количество тепла, выделяемое при сгорании 1 кг вещества. Различают высшую и низшую теплоту сгорания.

Высшая теплота сгорания — это количество тепла выделившееся при сгорании 1 кг биомассы при полной конденсации всех паров воды, образовавшихся при горении, с отдачей ими тепла, израсходованного на их испарение (так называемой скрытой теплоты парообразования). Высшая теплота сгорания Q в определяется по формуле Д. И. Менделеева (кДж/кг): Q в =340С р +1260Н р -109О р.

Низшая теплота сгорания (НТС) — количество тепла, выделившееся при сгорании 1 кг биомассы, без учета тепла, израсходованного на испарение влаги, образовавшейся при сгорании этого топлива. Ее значение определяется по формуле (кДж/кг): Q р =340C р +1030H р -109О р -25W р.

Теплота сгорания стволовой древесины зависит только от двух величин: зольности и влажности. Низшая теплота сгорания горючей массы (сухой беззольной!) стволовой древесины практически постоянна и равна 18,9 МДж/кг (4510 ккал/кг).

Подставка под дрова

Подставка для дров рядом с камином нужна не только для украшения интерьера — она предназначена для хранения и сушки партии дров для одной или нескольких топок.

Обычно основная масса древесины хранится на улице. Даже если поленница немного прикрыта сверху — это не спасет ее от влаги из окружающей атмосферы и от жаркого солнца. На протяжении всего хранения штабель то намокает, то высыхает, и неизвестно какими будут дрова, когда будет решено растопить камин. Поэтому дрова заносят в помещение заранее, и они, в процессе высыхания будут издавать здоровый ароматный запах леса и украсят интерьер своим живописным видом. В нужный момент необходимое количество дров будет готово для растопки печи. Использовав их, нужно сразу же пополнить подставку новой партией.

Итак, дрова играют немаловажную роль для эффективного использования отопительного сооружения – печи или камина. Качественная древесина может не только обогреть помещение, но и оздоровить, а низкосортное дерево принесет только вред и не создаст желаемую атмосферу уюта.

Свернуть

На протяжении тысячелетий наши предки использовали в качестве топлива древесину (дрова). И сегодня, несмотря на широкое использование природного газа или каменного угля, они остаются популярным видом топлива.

На даче или в сельской местности без них не обойтись. Использовать в качестве топлива можно древесину разных деревьев. Все они имеют свои особенности. Какие дрова лучше всего подходят для топки в печи? Как выбрать дрова?