Jei vadovaujatės Vikipedija, medienos deginimo temperatūra yra 800–1000 ° C (apytiksliai), o medžio užsidegimas ir puvimas prasideda 300 ° C temperatūroje. Tiesą sakant, šis diapazonas yra dar platesnis - nuo 450 iki 1050 ° C. Ne per tikslūs duomenys, tiesa? Tam yra paaiškinimas - temperatūra liepsnos centre priklauso nuo daugelio sąlygų. Norintiems efektyviai deginti medieną krosnyje ar kieto kuro katile nepakenks susipažinti su šiais veiksniais.
Kada malkos suteikia daugiau šilumos?
Norint organizuoti ekonomišką privačiojo namo šildymą, būtina iš medžio išgauti maksimalią šiluminę energiją, o po to ją perduoti į patalpas su minimaliais nuostoliais. Antroji sąlyga priklauso nuo šilumos šaltinio efektyvumo, tačiau pirmoji priklauso nuo medienos deginimo temperatūros krosnies ar katilo krosnyje. Kuo jis aukštesnis, tuo daugiau šilumos išsiskiria.
Šilumos kiekį, susidarantį deginant medieną (šilumos gamybą), daro šie veiksniai:
- kalorijų kiekis (šiluminės energijos kiekis, kurį galima gauti iš kuro vieneto);
- natūralus drėgmės kiekis medyje;
- tiekiamo oro tūris ir jo temperatūra.
Praktiškai visi šie parametrai yra tarpusavyje susiję. Kuro, kurio per daug prisotinta drėgmė, kaloringumas yra maždaug 2 kartus mažesnis nei sauso medžio. Neturėdamas tinkamo oro kiekio, jis ims dusti ir skleisti minimalų šilumos kiekį. Tai yra, tikroji medžio degimo temperatūra yra kintama reikšmė ir jos negalima tiksliai nurodyti teoriniais sumetimais.
Nuoroda. Yra paprastas būdas nustatyti, kokia ugnies temperatūra pasiekiama deginant medieną atviroje židinio krosnyje. Naudokite infraraudonųjų spindulių pirometrą, kuris matuoja paviršių pašildymą per atstumą, kaip tai padarė pagrindinis vaizdo įrašų gamintojas. Tai rodo kepsninės židinio įdėklo bandymus, matavimai atlikti antroje vaizdo įrašo pusėje.
Dabar pažvelkime į kiekvieną veiksnį atskirai.
Apie kuro kaloringumą
Skirtingos medienos rūšys skiriasi tankiu ir svoriu, jose taip pat yra skirtingas anglies ir vandenilio kiekis - pagrindiniai komponentai, kurie degimo metu išskiria šilumą. Paprastai tankesnės ir sunkesnės rūšys, tokios kaip ąžuolas ir uosis, suteikia daugiau energijos nei tuopos ar alksniai. Pateikiame jūsų dėmesiui lentelę su duomenimis apie įvairių medienos rūšių tankį, savitąją šilumą ir degimo temperatūrą.
Pastaba. Lentelėje pateiktos sauso kuro deginimo šilumos masės ir tūrio vertės, tenkančios 1 kg ir 1 m³ saugyklai. Nurodoma maksimali temperatūra, jei oro temperatūra yra ideali.
Jei palyginsime šilumingumą pagal tūrį, pastebima, kad ąžuolo ar beržo rąstai išskiria daugiau šilumos nei mažiau tankūs spygliuočiai. Ir nors medienos deginimo krosnyje, krosnies viryklėje ar katile sąlygos toli gražu nėra idealios, ši tendencija išliks. Tai yra, liepsnos temperatūra tiesiogiai priklauso nuo pasirinktų medienos rūšių kaloringumo.
Drėgmės poveikis
Padidėjęs drėgmės kiekis yra pirmasis veiksmingo šilumos perdavimo priešas deginant bet kokią biomasę. Šviežiai kapota mediena, kurios drėgnis yra 50–65%, niekada nepateiks rodiklių, pateiktų aukščiau esančioje lentelėje, ir štai kodėl:
- Krosnies kaitinimo metu rąstų vanduo sugeria dalį generuojamos šilumos.
- Kai malkos gerai išdegė ir atidavė pakankamai šilumos, drėgmė iš skystos fazės patenka į garus, atimdama liūto dalį gaunamos energijos. Kadangi karštas garas palieka krosnį kartu su išmetamosiomis dujomis, prarastos šilumos atgauti neįmanoma.
- Norint uždegti neapdorotą medį, reikalinga aukštesnė temperatūra. Iš degtuko su popieriaus lapu yra gana sunku juos uždegti, turite naudoti dujų degiklį.
Nuoroda. Dalis vandens garų kondensuojasi nuo sąlyčio su kamino sienomis, todėl išsiskiria nedidelė šiluminės energijos dalis. Tai tik sušildo vamzdį, o ne jūsų namus.
Kiek sumažėja šilumingumas, o vėliau medžio degimo temperatūra priklausomai nuo drėgmės, parodyta šioje lentelėje:
Nesunku pastebėti, kad šviežiai pjautų malkų šilumos perdavimas yra perpus mažesnis nei sausos ugnies (drėgmė mažesnė nei 20%). Atitinkamai, norėdami šildyti namą, turėsite išleisti dvigubai daugiau kieto kuro. Atskiras klausimas yra viryklė vonioje, kuriai užsidegti reikalinga maksimali šiluma. Naudojant neapdorotą medieną nebus įmanoma pasiekti aukštą temperatūrą, nesvarbu, kiek rąstų įmesta į krosnį. Reikalas yra jų silpnas šilumos išsiskyrimas, kuris neleis jums užtvindyti pirties taip, kaip turėtų.
Degimo oro sąnaudos
Norint visiškai sudeginti medieną ir pasiekti maksimalią temperatūrą krosnyje, reikia tiekti orą, kuriame būtų daugiau kaip 130% reikiamo kiekio. Kuriant idealias sąlygas, anglies oksidacijos (degimo) reakcija apibūdinama supaprastinta lygtimi:
Žodžiu, tai reiškia, kad kaitinant mediena skyla į anglį (C) ir vandenilį (H), o deguonis (O) tiekiamas iš išorės. Kiekvienas anglies atomas atitinka 2 deguonies atomus ir sudaro anglies dioksidą. Savo ruožtu vandenilis susijungia su deguonies likučiais, dėl kurių vanduo išsiskiria (vėl garo pavidalu). Lotynų Q formulės pabaigoje reiškia šilumos išsiskyrimą šildymo poreikiams patenkinti.
Bet kas nutiks, jei bus pažeistos idealios sąlygos:
- Vandenilis yra labai aktyvus elementas, todėl jis visų pirma oksiduojamas. Kai oro nėra pakankamai (jūs uždengėte pūstą krosnį ar katilą), tada anglis lieka be deguonies molekulių. Dėl to susidaro nesudegęs anglies monoksidas (CO), kuris kartu su dūmais išsiskiria į vamzdį.
- Visiškai trūkstant deguonies (vadinamasis rūkymo būdas), anglis virsta anglis, pelenais ir suodžiais. Pastarasis, veikiamas kamino traukos, taip pat skuba į vamzdį ir įsitaiso ant jo sienų.
- Perteklinis oras atsiranda dėl stipraus kamino traukos ar netinkamo katilo turbokompresoriaus veikimo. Šis reiškinys kupinas šilumos nuostolių per kaminą.
Pastaba. Ugnis yra šilumos šaltinio su nekontroliuojamu oro tiekimu pavyzdys. Kuo jo daugiau, tuo žemesnė ugnies temperatūra ir mažiau šilumos išeinant. Norint ilgai pašildyti šalia židinio, rąstus reikia sodinti nuolat.
Kliūtis gerai malkoms gauti iš malkų gali būti oro, tiekiamo į degimo kamerą, temperatūra. Šaltas oro srautas taip pat sėkmingai pašalina brangią šilumą, kaip ir vandens garai. Neatsitiktinai aukštos kokybės šildymo įrenginių gamintojai iš išorinės židinio sienelės surenka specialų kanalą orui šildyti. Kaip tai įgyvendinama praktikoje, parodyta mūsų eksperto savadarbio kieto kuro katilo nuotraukoje.
Naudingi patarimai
Aukšta degančios medienos temperatūra yra efektyvaus privačiojo namo šildymo raktas. Net TT katilų ir malkomis kūrenamų krosnių gamintojai instrukcijose nurodo, kad maksimalus šilumos generatoriaus efektyvumas stebimas maksimaliu režimu.
Pabaigoje pateiksime keletą rekomendacijų, kaip pasiekti didelę šilumos gamybą, taigi ir sutaupyti energijos:
- Jei turite pirkti malkas, neimkite mažai kalorijų rūšių, tokių kaip gluosniai ir tuopos. Pirmasis yra per daug prisotintas drėgmės, o antrasis yra mažo tankio. Atminkite, kad mokate už kubinius metrus, o ne už kilogramus kietojo kuro.
- Kiek įmanoma džiovinkite rąstus. Šviežiai nupjauto medžio drėgmė 20–25% pasiekiama po mažiausiai pusantrų metų džiovinimo atviroje malkoje.
- Stenkitės neeksploatuoti katilo paslėptu režimu, o tai tariamai padeda sutaupyti.Kaip matote iš nuotraukos, ugnies temperatūra įprasto degimo metu yra 800 ° C, o kvepianti mediena duos ne daugiau kaip 450 ° C. Esant tokiam šilumos išsiskyrimui, namas negali būti šildomas.
- Anglies monoksidas CO yra ne tik degus, bet ir toksiškas. Stengdamiesi taupyti kurą, užblokuojame oro tiekimą į krosnį ir provokuojame jo išleidimą. Galimas kuras ne tik neišmetamas, bet ir teršia aplinką.
- Neorganizuokite oro tiekimo į krosnį iš gatvės, kad neprarastumėte energijos kuriant. Renkantis kieto kuro katilą, atkreipkite dėmesį į modelius su šildymo kanalu. Juos lengvai išskiria ventiliatorius, įmontuotas viršutiniame skydelyje, o ne pelenų durelėse.
Be abejo, neįmanoma nuolat palaikyti aukštos temperatūros kameroje, nes kinta ir namo šilumos poreikis. Tai priklauso nuo daugelio veiksnių. Norėdami sukaupti energijos perteklių, yra šilumos akumuliatoriai, jie taip pat yra buferiniai rezervuarai. Ypatingais atvejais įsigykite priverstinio įkrovimo šilumos generatorių, kai ventiliatoriaus išjungimo metu oro prieiga visiškai užblokuojama.