Свойства дров разных пород: показатели качества древесины

Алан-э-Дейл       17.01.2023 г.

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.

Практические советы

  • Если дом отапливается от печи и при процессе горения запахло влажными дровами, то необходимо сразу же изучить свое оборудование. Возможно, где-то нарушена герметичность и целостность.
  • При горении выделяется большое количество кислот, поэтому дымоход следует строить из надежных материалов, которые способны сопротивляться агрессивным средам.
  • Если используются дрова со смолой, то после использования нужно тщательно прочищать дымоход.
  • Для прогревания камней, к примеру, в парилке, желательно применять дрова, которые горят слабо, и выделяют большое количество тепла.
  • Для быстрого нагрева парной комнаты применяют материал с высокой температурой горения. При этом подачу воздуха в топку необходимо повысить.

Изучив материал, можно понять, какая температура горения дров нужна для максимально эффективного прогрева помещения.

Температура огня заставляет в новом свете увидеть привычные вещи – вспыхнувшую белым спичку, голубое свечение горелки газовой печки на кухне, оранжево-красные язычки над пылающим деревом. Человек не обращает внимания на огонь, пока не обожжёт кончики пальцев. Или не спалит картошку на сковороде. Или не прожжёт подошву кроссовок, сохнущих над костром.

Когда первая боль, испуг и разочарование проходят, наступает время философских размышлений. О природе, цветовой гамме, температуре огня.

Что нужно знать для расчета

То, сколько дров понадобится для отопления дома зависит от нескольких факторов:

  • величины тепловой мощности, затрачиваемой на обогрев;
  • эксплуатируемого оборудования;
  • разновидности древесины;
  • влажности дерева.

Согласно нормативам, величина тепловой мощности составляет 1 кВт теплоты на 10 кв. м в сильные холода. Усредненное значение – 0,5 кВт. Таким образом, для строения 100 кв. м она составит 5 кВт.

Чем просторнее жилье, тем выше расход потребляемого топлива. КПД у обогревательных приборов разного типа отличается. У большинства твердотопливных котлов этот параметр достигает 70–75%. Пиролизные модели более эффективные – их коэффициент полезного действия достигает 80 %. Наиболее низкая тепловая отдача у русских и стальных печек. Их КПД в среднем составляют 65 %, 55 % соответственно.

Для обогрева используются лиственные, хвойные породы. Самая высокая теплоотдача у березы – 2371 кВт/куб. м при 50 % влагосодержания и 2716 кВт/куб. м при 20 % содержания воды. Минимальная теплотворная способность у елки – 1667 кВт/м3 при влажности 50% и 1902 кВт/м3 при влагосодержании 20 %.

Порода древесины Теплотворная способность свежесрубленного дерева 50 % влажности, кВт/м.куб Теплотворная способность полусухого дерева 30 % влажности Теплотворная способность сухого дерева 20 % влажности, кВт/м.куб
Сосна 1900 2071 2166
Береза 2371 2579 2716
Ель 1667 1817 1902
Осина 1835 1995 2117
Ольха 1972 2148 2244
Ясень 2550 2774 2907

Таблица 1. Теплотворная способность дров разных пород, отнесенная к мере объема – 1 м³. Готовясь к зимовке, требуется знать, как рассчитать кубы дров. Для этого разработаны специальные формулы, позволяющие вычислить норму поленьев на осенне-зимнюю пору.

Важные характеристики полений, в зависимости от породы дерева

Задаваясь вопросом «какие дрова лучше для твердотопливного котла», нужно знать наиболее значимые их характеристики. В частности:

  • теплотворность;
  • зольность.

Котел отопления на твердом топливе длительного горения, в котором применяются дрова с высокой зольностью, придется часто чистить. Не учитывая данный момент, колосники котельного агрегата будут быстро забиваться золой, что приведет к снижению эффективности работы котла. Конечно же, если за основу частного отопления взят твердотопливный котел длительного горения на дровах с полностью автоматизированным режимом, то беспокоиться нечего. В противном случае, нужно поменять породу древесины.

Еще одна важнейшая характеристика дров – теплотворная способность. Применяя поленья из древесины с высоким содержанием калорий, котел отопления на твердом топливе длительного горения будет долгое время выдерживать необходимую тепловую нагрузку, создавая нужный температурный режим во внутреннем пространстве загородного коттеджа. Эта характеристика во многом зависит от плотности самой древесины.

В результате опытных испытаний были получены следующие результаты для наиболее распространенных видов дров (список по мере убывания):

  • дубовые – 3106 ккал;
  • березовые – 2805 ккал;
  • сосновые – 2128 ккал;
  • из ольхи – 2095 ккал;
  • еловые – 1847 ккал;
  • осиновые – 1764 ккал.

Несмотря, что дубовые дрова наиболее эффективны в получении тепла, стоимость их значительно выше всех остальных разновидностей дров. Таким образом, топить котел отопительный твердотопливный, исходя из стоимости древесного топлива, выгоднее березовыми дровами.

Правильная растопка камина

Не рекомендуется полностью удалять золу, оставшуюся с предыдущей растопки. Так как она будет отражать тепло, еще предохранять стенки камина от чрезмерного нагрева и не пропускать снизу холодный воздух. Перед растопкой следует положить в камин газету и бумагу, которые помогут быстро разжечь огонь. Необходимо уложить на решетку сухие тонкие ветки, чтобы ускорить процесс. Поленья лучше разместить с наклоном в сторону комнаты, чтобы тепло пошло в помещение, а не дымоход.

Проще всего начать растапливать камин с помощью бумаги, свернутой в рулон. Вначале, когда она загорится, следует поднести факел к дымоходу с целью проверки тяги. Затем поджечь газету под колосниковой решеткой, после чего пламя охватит поленья. Нужно следить за искрами, чтобы они не сыпались на пол. Если камин оборудован защитной дверцей, можно ее закрыть. Правда, в этом случае количество тепла, выделяемого камином, уменьшится. По мере ослабления пламени дрова нужно поправить кочергой или специальными щипцами. Новые поленья подкладывают примерно раз в 30 минут. Их кладут подальше в топку, а догорающие поленья подтаскивают к переднему краю.

Рекомендуется рассчитать время горения таким образом, чтобы не прибегать к принудительному тушению дров. Лучше дождаться, пока они догорят сами собой. Можно ли оставлять огонь без присмотра? Так поступать нежелательно. После окончания горения можно убрать часть золы, воспользовавшись щеткой и совком. Не следует забывать о систематической проверке состояния дымохода и периодически производить его очистку от сажи.

Теплотворность твердых материалов

К этой категории относится древесина, торф, кокс, горючие сланцы, брикетное и пылевидное топливо. Основная составная часть твердого топлива — углерод.

Особенности разных пород дерева

Максимальная эффективность от использования дров достигается при условии соблюдения двух условий — сухости древесины и медленном процессе горения.

Куски дерева распиливают или рубят на отрезки длиной до 25-30 см, чтобы дрова удобно загружались в топку

Идеальными для дровяного печного отопления считаются дубовые, березовые, ясеневые бруски. Хорошими показателями характеризуется боярышник, лещина. А вот у хвойных пород теплотворность низкая, но высокая скорость горения.

Как горят разные породы:

  1. Бук, березу, ясень, лещину сложно растопить, но они способны гореть сырыми из-за низкого содержания влажности.
  2. Ольха с осиной не образуют сажи и «умеют» удалять ее из дымохода.
  3. Береза требует достаточного количества воздуха в топке, иначе будет дымить и оседать смолой на стенках трубы.
  4. Сосна содержит больше смолы, чем ель, поэтому искрит и горит жарче.
  5. Груша и яблоня легче других раскалывается и отлично горит.
  6. Кедр постепенно превращается в тлеющий уголь.
  7. Вишня и вяз дымит, а платан сложно расколоть.
  8. Липа с тополем быстро прогорают.

Рекомендуем: Как делается отделка и облицовка камина мрамором?

Показатели ТСТ разных пород сильно зависят от плотности конкретных пород. 1 кубометр дров эквивалентен примерно 200 литрам жидкого топлива и 200 м3 природного газа. Древесина и дрова относятся к категории с низкой энергоэффективностью.

Влияние возраста на свойства угля

Уголь является природным материалом растительного происхождения. Добывается он из осадочных пород. В этом топливе содержится углерод и другие химические элементы.

Кроме типа на теплоту сгорания угля оказывает влияние и возраст материала. Бурый относится к молодой категории, за ним следует каменный, а самым старшим считается антрацит.

По возрасту горючего определяется и влажность: чем моложе уголь, тем больше в нем содержание влаги. Которая также влияет на свойства этого типа топлива

Процесс горения угля сопровождается выделением веществ, загрязняющих окружающую среду, колосники котла при этом покрываются шлаком. Еще один неблагоприятный фактор для атмосферы — наличие серы в составе топлива. Этот элемент при соприкосновении с воздухом трансформируется в серную кислоту.

Производителям удается максимально снизить содержание серы в угле. В результате ТСТ отличается даже в пределах одного вида. Влияет на показатели и география добычи. Как твердое топливо может использоваться не только чистый уголь, но и брикетированный шлак.

Наибольшая топливная способность наблюдается у коксующегося угля. Хорошими характеристиками обладает и каменный, древесный, бурый уголь, антрацит.

Характеристики пеллет и брикетов

Это твердое топливо изготавливается промышленным способом из различного древесного и растительного мусора.

Измельченная стружка, кора, картон, солома пересушивается и с помощью специального оборудования превращается в гранулы. Чтобы масса приобрела определенную степень вязкости, в нее добавляют полимер — лигнин.

Пеллеты отличаются приемлемой стоимостью, на которую влияют высокий спрос и особенности процесса изготовления. Использоваться этот материал может только в предназначенных для такого вида топлива котлах

Брикеты отличаются только формой, их можно загружать в печи, котлы. Оба типа горючего делятся на виды по сырью: из кругляка, торфа, подсолнечника, соломы.

У пеллет и брикетов есть существенные преимущества перед прочими разновидностями топлива:

  • полная экологичность;
  • возможность хранения практически в любых условиях;
  • устойчивость к механическим воздействиям и грибку;
  • равномерное и длительное горение;
  • оптимальный размер гранул для загрузки в отопительное устройство.

Экологичное топливо — хорошая альтернатива традиционным источникам тепла, которые не возобновляются и неблагоприятно действуют на окружающую среду. Но пеллеты и брикеты отличаются повышенной пожароопасностью, что стоит учитывать при организации места хранения.

При желании, можно наладить изготовление топливных брикетов собственноручно, подробнее – в этой статье.

Как заготавливать и хранить дрова

Купить дуб, березу или тополь на дрова можно в виде целых или уже расколотых на поленья чурбаков. Есть и ещё один вариант – приобрести отходы в виде веток, сучьев, коры, но он может заинтересовать только дачников, приезжающих отдохнуть у костра.

Выгоднее приобретать не колотые дрова, если же заниматься их рубкой некому, предпочтение следует отдать тому продавцу, который аккуратно и плотно уложил поленья в кузов машины или поленницу. Дело в том, что единицей измерения дров при продаже является кубометр. Если они сложены небрежно, между ними остается много пустот, и часть денег вы заплатите буквально за воздух.

На хранение укладывают расколотые дрова, так как чурбаки дольше сохнут, а березовые вообще могут загнить. Поленницу размещают под навесом или в специальном дровянике с продуваемыми стенками. Можно и под открытым небом, но сделав настил над землей и накрыв либо уложив верхний ряд так, чтобы осадки не просачивались внутрь.

Это необходимо помнить!

Не зависимо от сорта деревьев, которые пойдут на дрова, важно знать о некоторых спецификах:

  1. Сроки. Несомненно, гореть будут и те поленья, которые уже отлежали собственный «положенный» срок (при условиях, что они сухие и на них нет плесени). Однако собственный запах большинство деревьев хранит лишь на 2 года. Ольха и осина в данном плане являются приятным исключением – 3 года.
  2. Всему свое время. В зимнее время влажность деревьев находится на минимальном уровне. Поэтому дровозаготовкой нужно заниматься собственно в данный этап. Для просушивания в большинстве случаев уходит около 12 месяцев. Однако сроки зависят от породы леса, времени заготовки, вариантов сбережения и ряда прочих факторов. При этом длительность может значительно увеличиться или, наоборот, уменьшиться.
  3. Размеры. Какие дрова выгодно? Разумеется, те, у которых хорошие размеры. А это 40-50 см по длине и в толщину 8-10 см. Так их сохранять комфортно и подходят для любой камеры сгорания.
  4. Гниль. Только не необходимо применять прогнившие дрова. Длительное нахождение головешек на земля кончается тем, что происходит накопление ядовитых веществ, выделяемых при возгорании, что не идет для пользы человеку. Из-за этой причины при спиле веток нужно сразу же принять правильные меры по их хранению. Подбирая сырье для камеры сгорания среди валежника, не следует иметь ввиду давно упавшие ветки.
  5. Вопросы хранения. Поленья стоит ложить корой, обращенной кверху. Это даст возможность обезопасить дрова от нечаянно попавшей влаги, которая быстрее выветривается с поверхности коры. А если показать фантазию, можно соорудить необычную поленницу на радость и изумление гостей.

Как видно из этого материала — мало знать, какие дрова лучше для печки. Не меньше главное исполнять безукоризненность их хранения.

Относительно благоустройства поленницы всегда можно выдумать массу очень разных идей: от самых креативных и безумных до обычных в реализации.

Пара фраз о теплотворной способности

По своему химическому составу древесина представляет собой довольно сложный материал. В него входят основные компоненты – это лигнин и целлюлоза. Но кроме них в дереве присутствуют:

  • смолы;
  • белки;
  • дубильные вещества и прочие ингредиенты.

При горении поленьев в печке (или просто при возгорании деревьев в лесу) происходит взаимодействие этих составляющих с воздухом на химическом уровне. Теплотворная способность дерева (как и любого топлива), или теплопроводность, – это количество тепловой энергии, которое выдает единица веса топливного материала (в нашем случае это 1 кг древесины) в ходе сгорания. Для измерения величины используют килокалории.

Химический состав среди большинства сортов деревьев имеет минимальные колебания, что и обуславливает различия по количеству излучаемых калорий. То есть теплота сгорания некоторых видов дров может быть такой:

  • у лиственных пород показатель равен 4460 ккал/кг;
  • у хвойных пород – 4560 ккал/кг;
  • у смешанных пород – 4510 ккал/кг.

Как можно заметить, различия минимальны. При этом легко понять, что лучше использовать хвойные породы для печки в силу их большей теплопроводности. Только на рынок дрова поставляются в зависимости от объема, а не веса. То есть основной критерий выбора дров – кубометры. Плотность здесь играет не последнюю роль, ведь чем она выше, тем тяжелее древесина.

Для примера возьмем за точку отсчета 1 кубический метр березовых поленьев. Тогда соотношение объема разных пород будет выглядеть следующим образом:

  • поленья из дуба ‒ 0,75 куб. м;
  • поленья из ольхи ‒ 1,1 куб. м;
  • поленья из сосны ‒ 1,2 куб. м;
  • поленья из ели ‒ 1,3 куб. м;
  • поленья из осины ‒ 1,5 куб. м.

То есть 1 кубометр березовых и 0,75 куб. м дубовых поленьев, 1,1 куб. м древесины ольхи (и так далее) выдадут одинаковое количество теплоты. Зная это, теперь в зависимости от того, сколько стоят дрова, можно получить выгодную для себя экономию.

Количество дров на зиму

Один из парадоксов мироздания: чем обыденнее и привычнее объект естественного происхождения, тем сложнее его математическое описание. Для того, чтобы вычислить объем Галактики или звезды достаточно помнить школьный курс геометрии. Если же кому-то очень понадобится узнать точный объем бревна – без методов дифференциального исчисления обойтись невозможно. От ошибки астронома обывателю ни жарко, ни холодно; а вот при неправильном расчете запасов топлива на зиму холод в доме обеспечен.

Вроде все просто: продолжительность отопительного сезона в днях умножаем на площадь дома и на среднесуточный расход дров. Не верьте этой простоте, она обманчива и требует множества уточнений. На самом деле необходимо учесть еще высоту потолка, т.е. не площадь, а объем. Самое интересное начинается, когда речь заходит о среднесуточном расходе дров. Эта величина зависит от калорийности топлива, КПД печи, климатических условий, теплопотери и многих других факторов, включая радиус кривизны рук мастера. Последний параметр – величина иррациональная, способная свести эффективность отопления к нулю. Если задаться целью вывести универсальную формулу для точного расчета – материала вполне хватит не на один десяток диссертаций. Гораздо быстрее навести справки у соседей или бывших хозяев дома.

Если вы планируете установить твердотопливный котел, рассчитать его «аппетит» проще – основные технические характеристики известны. Проще всего получить ориентировочную цифру, воспользовавшись формулами или онлайн-калькуляторами, размещенными на специализированных сайтах.

Попробуем подсчитать.

В качестве эталона возьмем дом общей площадью 150 кв. м и утепленный соответственно СНиП. В самый холодное время для обогрева помещения понадобится порядка 100 Вт/м². Примем средний расход энергии за 50 Вт/м². Отопительный сезон длится 7 месяцев (214 дней). При непрерывном отоплении получаем:

150 м²•50 Вт/м²•24 ч•214 дн = 38,52 МВт•ч, что приблизительно соответствует 33 Гкал.

Удельная низшая теплота сгорания абсолютно сухих дров составляет 4440 ккал/кг. При естественной сушке в течение около двух лет остаточная влажность древесины составляет 20%, удельная теплота сгорания – 3400 ккал/кг. КПД твердотопливного котла примем за 70%.

Вычисляем необходимое количество дров: 33000ккал•1000/3400ккал/кг/ 0,7/0,730 кг/м³≈19 м³, где 0,730 кг/м³, – плотность дубовой древесины. В перерасчете на клен или березу искомая величина составляет 21,3 м³, на сосну – 26,4 м³. На практике дров может понадобиться меньше или больше, в зависимости от состояния теплоизоляции дома и особенностей погоды.

Всезнающая статистика утверждает, что для отопления небольшого утепленного бревенчатого дома в средней полосе России вполне достаточно 4-6 кубометров дров на сезон. Наиболее экономически оправдан запас дров на два-три сезона: текущий +1-2 следующих. В таком случае вам наверняка хватит топлива даже на самый затяжной холодный период. Еще один довод: дрова, как и хороший алкоголь, со временем становятся только лучше.

«Помилуй бог, какие дрова? Мы – цивилизованные люди, у нас есть газ!» – такая позиция в корне неверна. Во-первых, потому, что нам выпало счастье жить в самой удивительной стране мира. здесь испокон веков наблюдаются два варианта развития событий: маловероятный и наихудший. Во-вторых, цивилизованный мир возвращается к проверенным и, главное, возобновляющимся источникам энергии. Дрова, солома и торф – все то же самое, что и сотни лет назад, с поправкой на современные технологии.

Иметь твердотопливный котел и хотя бы годичный запас дров в газифицированном доме – не блажь, а вполне разумное решение. Оптимизм – хорошо, но вдвое лучше – оптимизм, подкрепленный стратегическими запасами.

Также можно воспользоваться нашим онлайн калькулятором расчета количества колотых дров для отопления загородного дома, коттеджа или бани.

Чем лучше колоть дрова?

Твердость колоды зависит от породы дерева и условий ее хранения. Для заготовки поленьев применяют колун, так как правильно колоть дрова возможно лишь специальным тупым топором. Он обеспечивает расщепление древесины, не застревая в ней. Хорошо наточенный топор также применяют, но он будет застревать в чурбаке, замедляя работу. А для того, чтобы сбить сучки и наколоть щепки понадобится именно топор.

Оба инструмента подбирают с соблюдением следующих условий:

  • металл должен быть хорошо закален (проверяется по звуку при щелчке по нему: он должен быть звонким);

  • топорище лучше выбирать деревянное; это позволит правильно расклинить его и повысить безопасность инструмента;
  • колун и топор должны комфортно ощущаться на вес, на взмах одной и/или двумя руками.

Металлическое или пластмассовое топорище способно треснуть в самый неподходящий момент

Особенно это важно новичку, так как правильно колоть дрова означает не только уметь работать топором, но и обеспечить себя безопасным инструментом. Топорище можно сделать самостоятельно, и лучшей древесиной для этого является береза

Следует отметить, что современный человек не обязательно тратит много сил на заготовку поленьев. Их можно купить готовыми, но и своими руками можно обойтись без значительных физических затрат. Для этого существует специальная техника:

  • бензиновый дровокол,
  • электрический дровокол.

Дорогостоящее оборудование покупают, если требуется большое количество поленьев. Для камина или печи их можно заготовить самостоятельно, если изучить, чем рубят дрова и как правильно это делать. Итак, топор и колун приобретены, осталось лишь научиться разделять чурбаки на четвертинки, поленья, чурки.

Как правильно колоть чурбаки?

Обхватить топорище можно одной или двумя руками, а колоть с прорубкой сразу всего чурбака или надрубить его и поднять вместе с топором вверх. Затем расколоть об колоду при опускании. Для основания заранее подготавливают колоду: берут самый широкий чурбак и ставят его вертикально на ровную землю. Место, где осуществляется заготовка дров, должно быть солнечным, а погода должна быть сухой. Ветер при низкой влажности не помешает, наоборот, он будет способствовать более быстрой просушке поленьев.

Итак, Вы поднимаете руки с топором вверх. Это не совсем правильно, так как приводит к быстрой усталости. Лучше поднимать топор вдоль туловища. Это будет не сложно, так как сила тяжести, перемещаясь во время работы, раскачивает тело. Чурбак устанавливают вертикально сучками вниз и стараются попасть колуном посередине. Таким образом, он раскалывается надвое.

Затем его разделяют еще на 2 части, если позволяет ширина. Можно делать по-другому: сразу откалывать поленья с края чурбака, если он слишком большой в диаметре. Дрова складывают под навесом, чтобы осадки не впитались в них и не ухудшили качество горения.

Вредные примеси в древесине

В ходе химической реакции горения древесина сгорает не полностью. После сгорания остается зола – то есть не сгоревшая часть древесины, а в процессе горения из древесины испаряется влага.

Меньше влияет на качество горения и теплотворность дров зола. Ее количество в любой древесине одинаково и составляет около 1 процента.

А вот влага, находящаяся в древесине может доставить немало проблем при их сжигании. Так, сразу после рубки древесина может содержать до 50 процентов влаги. Соответственно при горении таких дров – львиная доля энергии, выделяющейся с пламенем может уходить просто на испарение самой древесной влаги, не совершая при этом никакой полезной работы.

расчет теплотворной способности

Влага, имеющаяся в древесине резко снижает теплотворную способность любых дров. Сгорающие дрова не просто не выполняют свою функцию, но и становятся неспособными поддерживать необходимую температуру при горении. При этом органика, находящаяся в дровах сгорает не полностью, при горении таких дров выделяется повешенное количество дыма, который загрязняет как дымоход, так и топочное пространство.

Что такое влажность древесины, на что она влияет?

Физическая величина, описывающая относительное количество воды, содержащееся в древесине называется влажностью. Измеряют влажность древесины в процентах.

При измерениях может учитываться два вида влажности:

  • Влажность абсолютная – это количество влаги, которое содержится в древесине на текущий момент по отношению к полностью высушенному дереву. Такие измерения проводятся обычно в строительных целях.
  • Влажность относительная – это количество влаги, которое содержится в древесине на текущий момент по отношению к ее собственному весу. Такие расчеты производятся для древесины, используемой в качестве топлива.

Так, если написано, что древесина имеет относительную влажность в 60%, то её абсолютная влажность выразится в показателе 150%.

Чтобы рассчитать теплотворную способность дров при известной влажности – вы можете использовать следующую формулу:

Анализируя эту формулу можно установить, что дрова, заготовленные из хвойных пород дерева с показателем относительной влажности в 12 процентов при сжигании 1 килограмма выделят 3940 килокалории, а дрова, заготовленные из лиственных пород при сопоставимой влажности выделят уже 3852 килокалории.

Чтобы понять, что представляет собой относительная влажность в 12 процентов – поясним, что такую влажность приобретают дрова, которое длительное время сушатся на улице.

Алгоритм расчёта расхода пеллет

Котёл на древесных гранулах является особенно актуальным для жителей тех регионов, у кого нет возможности отопления дома при помощи газа. Пеллеты производятся из отходов деревоперерабатывающей промышленности, поэтому являются экологически чистым видом топлива и, к тому же, с достаточно высоким коэффициентом полезного действия.

О том, чем хороши пеллетные котлы и об их минусах, написано здесь.

Ориентировочно, для расчёта расхода пеллет на обогрев дома 100 м², можно применять такую формулу. Количество гранул равно:

70 Вт/м² х 100 м² х 24 часа х 180 дней х 0,7 / 5000 Вт/час = 4234 кг 70 Вт/м² – показатель тепловых потерь 1 м² дома; 100 м² – площадь дома; 24 часа – часы в сутках; 180 дней – дни сезона отопления; 0,7 – значение нагрузки котла; 5000 Вт/час – это количество тепла, что образуется при сгорании 1 кг высококачественных пеллет.

Повторимся, что данные расчёты приблизительны. Существует множество нюансов, из-за которых значения могут варьироваться.

Можно с уверенностью сказать, что вычислить потребность твердотопливного котла в объёме топлива не сложно. Главное не спутать все данные, а по окончанию полученные кубометры умножить на стоимость топлива в вашей местности. Помните, что при заказе дров лучше уточнить о мерах, используемых поставщиком: складометры это либо «чистые кубометры». Иначе вы рискуете сделать ошибку и тем самым переплатить или недополучить некоторый объём дров.

Факторы, влияющие на температуру горения

Температура горения дров в печи зависит не только от породы древесины. Значимыми факторами также являются влажность дров и сила тяги, которая обусловлена конструкцией теплового агрегата.

Влияние влажности

У свежесрубленной древесины показатель влажности достигает от 45 до 65%, в среднем – около 55%. Температура горения таких дров не поднимется до максимальных значений, так как тепловая энергия будет уходить на испарение влаги. В соответствии с этим снижается теплоотдача топлива.

Чтобы при сгорании древесины выделялось необходимое количество теплоты, используются три пути:

  • для обогрева помещений и приготовления пищи используется почти вдвое больше свежесрубленных дров (это оборачивается ростом расходов на топливо и потребностью в частом обслуживании дымовой трубы и газоходов, в которых будет оседать большое количество сажи);
  • свежесрубленные дрова предварительно высушиваются (бревна пилятся, раскалываются на поленья, которые укладывают в штабель под навес – для естественной сушки до 20% влажности требуется 1-1,5 года);
  • закупаются сухие дрова (финансовые затраты компенсируются высокой теплоотдачей топлива).

Теплотворная способность березовых дров из свежесрубленной древесины достаточно высока. Также пригодно к использованию топливо из свежесрубленного ясеня, граба и других твердых пород древесины.

Порода древесины Сосна Берёза Ель Осина Ольха Ясень
Теплотворная способность свежесрубленного дерева (влажность около 50%), кВт м 3 1900 2371 1667 1835 1972 2550
Теплотворная способность полусухих дров (влажность 30%), кВт м 3 2071 2579 1817 1995 2148 2774
Теплотворная способность древесины, пролежавшей под навесом не менее 1 года (влажность 20%), кВт м 3 2166 2716 1902 2117 2244 2907

Влияние подачи воздуха

Ограничивая поступление кислорода в топку, мы снижаем температуру горения древесины и уменьшаем теплоотдачу топлива. Длительность сгорания закладки топлива можно увеличить, прикрывая заслонку котельного агрегата или печки, но экономия топлива оборачивается низким КПД сжигания из-за неоптимальных условий. К дровам, горящим в камине открытого типа, воздух поступает свободно из помещения, и интенсивность тяги зависит в основном от характеристик дымохода.

Упрощенная формула идеального сгорания древесины такова:

С + 2Н2 + 2О2 = СО2 + 2Н2О + Q (теплота)

Углерод и водород сжигаются при подаче кислорода (левая часть уравнения), в результате образуется тепло, вода и углекислый газ (правая часть уравнения).

Чтобы сухие дрова горели при максимальной температуре, объем воздуха, который поступает в камеру сгорания, должен достигать 130% от объема, требуемого для процесса горения. При перекрывании потока воздуха заслонками образуется большое количество угарного газа, и причиной тому недостаток кислорода. Угарный газ (недожженный углерод) уходит в дымоходную трубу, при этом падает температура в камере сгорания и уменьшается теплоотдача дров.

Экономный подход при использовании твердотопливного котла на дровах – установка теплоаккумулятора, который будет запасать излишки тепла, образующегося при горении топлива в оптимальном режиме, с хорошей тягой.

С дровяными печами так экономить топливо не получится, поскольку они напрямую греют воздух. Тело массивной кирпичной печи способно аккумулировать относительно небольшую часть тепловой энергии, а у металлических печек излишки тепла напрямую уходят в дымоход.

Если вы открыли поддувало и увеличили тягу в печи, интенсивность горения и теплоотдача топлива увеличится, но и потери тепла также возрастут. При медленном сгорании дров возрастает количество угарного газа и уменьшается теплоотдача.

Тепловые свойства древесины

Любые породы имеют особенности. Загораются они при разных температурах и отдают свое количество энергии. У каждого дерева иные показатели. Это нужно рассмотреть детальнее. Особенно людям, использующим такой природный материал в частных домах.

Детальная информация видна на видео:

Температура воспламенения пород

Для отопления жилья подходят различные виды дерева. У всех способы сгорания отличаются. Определенные дрова дают высокое пламя, у иных, низкий огонь. Естественно, теплоотдача разная. Также большое влияние оказывает количество поступающего кислорода в топку, объемный вес, процент влажности.

На температуру возгорания действует сечение дерева, порода, его плотность. Все факторы неотъемлемые.

В таблице приведены полезные данные:

                          Наименование древесины Температура возгорания t ° пожара
Ольха 552 1117
Тополь 468       –
Сосна 624 1090
Береза 816 1069

Информация не обо всех породах, но понять, какая температура возгорания дерева при нагреве, можно. Есть общепринятое минимальное значение – 450 градусов. Но это зависит от многих условий.

Как ведет себя дерево при разных температурах

Если градусы повышаются, то прочность природного материала становиться меньше. При их снижении она увеличивается. Если дерево замораживается, оно становиться крепче. Температура действует сильнее на влажные дрова, чем на сухие.

Выбор дров

Здесь нужно знать некоторые нюансы. Например, бук и ясен, дают высокую температуру, но для топки обычной печи, сауны или бани они непригодны. В силу своей дороговизны.

Идеально подходят для парной дрова из березы. Для возгорания им нужна температура 816-820 градусов Цельсия.

Также хорошим выбором будет дуб и лиственница. Им нужно приблизительно столько же градусов. Если требуется разжечь костер, подходит хвоя.

Лучший выбор – сосна. Ее можно использовать и для печи. В таких деревьях большое содержание смолы. Она будет засорять дымоход, его требуется постоянно чистить. Хвойные породы подходят для таких целей в крайних случаях. Не стоит класть в топку влажные дрова. Они горят плохо и создают задымление.

Гость форума
От: admin

Эта тема закрыта для публикации ответов.