Температура в банной печи на дровах. Температура горения дров из разных пород дерева в топке печи

16.11.2017

Одно из самых распространенных видов топлива, которое используют для обогрева загородных домов — это дрова. Они доступны, недороги и прекрасно сгорают, отдавая большое количество тепловой энергии. Но температура горения дров не у всех пород древесины одинакова, поэтому есть необходимость разобраться в данном вопросе и определить, какие дрова горят лучше, а какие хуже. Для чего это необходимо, наверное, понятно и без разъяснений.

Начнем с того, что напомним, без кислорода гореть ничего не будет на нашей планете. Поэтому подача воздуха в зону сгорания – основной критерий правильного процесса горения дров. Но древесина разделяется на породы, каждая из которых отличается от других химическим составом и плотностью. Внизу приложена таблица теплоты сгорания дров различных пород древесины.

Как видите, разница даже очень существенная, особенно между елью и ольхой. Из этой таблицы видно, что, к примеру, при сжигании одного кубометра еловых дров теплоты будет выделяться меньше, чем при сжигании такого же объема дров из ольхи. Получается так, что для того чтобы получить необходимую определенную тепловую энергию вам придется сжигать поленьев из ели больше, чем из ольхи. А это не только количественные расходы топлива, это финансовые расходы из вашего кошелька.

Сухие дрова

Внимание! На эффективность горения древесного топлива будет влиять не только плотность дровишек, но и их влажность. Вот почему процесс сушки начинается с выбора сухого дерева для распила, а заканчивается поленницей под навесом в специально отведенном для этого месте, где всегда сухо. В таком положении поленья должны пролежать не меньше года, чтобы стать на самом деле сухими и качественными дровами.

Сжигая древесину, потребитель получает необходимое ему количество тепловой энергии, которая расходуется на обогрев жилища, на горячее водоснабжение дома, на приготовление пищи. Сухие дрова будут сгорать максимально. А вот с влажными будут проблемы, потому что часть энергии будет расходоваться на утилизацию влаги, которая в древесине присутствует. И чем больше влажности, тем больше энергии будет уходить на ее испарение. Эффективность сжигания падает.

Какие дрова горят жарче

Итак, теплота сгорания дров зависит от их влажности и плотности структуры древесины. Но вот что удивительно, не все древесное топливо сгорает одинаково. Какие-то породы дерева сгорают, оставляя лишь небольшую горку золы, какие-то сгорают не полностью, оставляя целые головешки потухшего угля. Некоторые горят ярко, выделяя большой объем тепловой энергии, другие еле тлеют, выделяя дым и чад.

Если ориентироваться по Википедии , то температура горения дров лежит в пределах 800-1000 °С (приблизительно), а воспламенение и тление дерева начинается при 300 °С. В действительности этот диапазон еще шире – от 450 до 1050 °С. Не слишком точные данные, верно? Этому есть объяснение – температура в центре пламени зависит от многих условий. Тем, кто хочет добиться эффективного сжигания древесины в печке либо твердотопливном котле, не помешает ознакомиться с этими факторами.

Чтобы организовать экономичное отопление частного дома, нужно извлечь из древесины максимум тепловой энергии, а затем передать ее в помещения с минимальными потерями. Второе условие зависит от КПД источника тепла, а вот первое – как раз от температуры сжигания дров в топке печи или котла. Чем она выше, тем больше теплоты выделяется.

На количество жара, образующегося при горении древесины (жаропроизводительность), влияют следующие факторы:

калорийность (количество тепловой энергии, которую можно получить от единицы топлива);
содержание природной влаги в дереве;
объем подаваемого воздуха и его температура.

На практике все перечисленные параметры взаимосвязаны между собой. Калорийность горючего, перенасыщенного влагой, примерно в 2 раза ниже, чем у сухого дерева. А без нужного объема воздуха оно станет тлеть и выделять минимум жара. То есть, реальная температура горения дерева – величина непостоянная и не может быть точно указана в теоретических рассуждениях.

Для справки. Есть простой способ определить, какая температура огня достигается при сжигании дров в открытом топливнике камина. Воспользуйтесь инфракрасным пирометром, измеряющим нагрев поверхностей на расстоянии, как это сделал мастер – печник в своем видео. В нем демонстрируются испытания каминной топки мангала, замеры производятся во второй половине ролика.

Теперь давайте рассмотрим каждый фактор в отдельности.

О теплотворной способности топлива

Различные породы дерева отличаются по плотности и весу, а еще содержат разное количество углерода и водорода – основных компонентов, выделяющих тепло в процессе сжигания. Как правило, более плотные и тяжелые породы, например, дуб и ясень, дают больше энергии, чем тополь либо ольха. Представляем вашему вниманию таблицу с данными по плотности, удельной теплоте и температуре горения различных пород дерева.

Примечание. В таблице указаны значения массовой и объемной теплоты сжигания сухого топлива в расчете на 1 кг и на 1 м³ складского хранения. Максимальная температура дана в расчете на идеальные условия горения с избытком воздуха.

Если сравнивать теплотворность по объему, то заметно, что дубовые или березовые поленья выделят больше теплоты, нежели менее плотные хвойные породы. И хотя условия сжигания дров в печи, буржуйке либо котле далеки от идеальных, тенденция все равно сохранится. То есть, температура пламени напрямую зависит от теплотворной способности выбранной породы дерева.

Реальный показатель нагрева в центре пламени

Влияние влажности

Повышенное содержание влаги – первый враг эффективной теплоотдачи при горении любой биомассы. Свежесрубленная древесина влажностью 50-65% никогда не обеспечит показателей, приведенных выше в таблице, и вот почему:

В процессе разогрева топки вода, содержащаяся в поленьях, поглощает часть выделяемого тепла.
Когда дрова хорошо разгорелись и дали достаточно жара, влага из жидкой фазы переходит в паровую, отнимая львиную долю полученной энергии. Поскольку горячий пар покидает топливник вместе с дымовыми газами, то вернуть потерянную теплоту невозможно.
Для воспламенения сырого дерева нужна более высокая температура. От спички с бумажкой их разжечь довольно трудно, надо пользоваться газовой горелкой.

Для справки. Часть водяного пара конденсируется от соприкосновения со стенками дымохода, отчего выделяется малая доля тепловой энергии. Только греет она трубу, а не ваше жилище.

Насколько снижается теплотворная способность, а следом и температура горения дерева в зависимости от влажности, отражено в следующей таблице:

Нетрудно проследить, что теплоотдача свежераспиленных дров вдвое ниже, чем сухих (влажность менее 20%). Соответственно, для обогрева дома придется израсходовать вдвое больше твердого топлива. Отдельный вопрос – печь в бане, требующая максимум жара для растопки. При использовании сырой древесины достигнуть высокой температуры не удастся, сколько поленьев ни бросай в топку. Все дело в их слабой жаропроизводительности, которая не даст вам протопить баньку как положено.

Расход воздуха на горение

Для полного сжигания дров и достижения максимальной температуры в топливнике необходимо подавать воздух с избытком в размере 130% от требуемого количества. При создании идеальных условий реакция окисления углерода (горения) описывается упрощенным уравнением:

На словах это означает, что при нагреве древесина разлагается на углерод (С) и водород (Н), а кислород (О) подается извне. Каждый атом углерода встречает 2 атома кислорода и образует углекислый газ. В свою очередь, водород соединяется с остатками кислорода, отчего выделяется вода (опять же, в виде пара). Латинская Q в конце формулы означает выделение теплоты, идущей на нужды отопления.

А вот что получится, если идеальные условия нарушены:

Водород – очень активный элемент, поэтому он окисляется в первую очередь. Когда воздуха недостаточно (вы прикрыли поддувало печи или котла), то без молекул кислорода остается углерод. В результате образуется недожженный угарный газ (СО), вылетающий в трубу вместе с дымом.
При тотальной нехватке кислорода (так называемый режим тления) углерод превращается в древесный уголь, золу и сажу. Последняя под воздействием дымоходной тяги тоже устремляется в трубу и оседает на ее стенках.
Переизбыток воздуха случается от сильной дымоходной тяги или неправильной работы турбонаддува котла. Явление чревато потерями тепла через дымоход.

Примечание. Костер – пример источника тепла с неконтролируемой подачей воздуха. Чем его больше, тем ниже температура огня в костре и меньше тепла на выходе. Чтобы долго греться возле очага, поленья нужно подкладывать непрерывно.

Препятствием для получения хорошего жара от дров может стать температура воздуха, подаваемого в камеру сгорания. Холодный воздушный поток столь же успешно отнимает драгоценное тепло, как и водяной пар. Неспроста производители качественных отопительных агрегатов устраивают специальный канал для подогрева воздуха от наружных стенок топливника. Как это реализуется на практике, показано на фото от нашего эксперта.

Воздуховод из профильной трубы подогревается задней стенкой топливной камеры, а вентилятор ставится сверху на фланец

Высокая температура горения дров – залог эффективного отопления частного дома. Даже производители ТТ-котлов и дровяных печей указывают в инструкции, что лучший КПД теплогенератора наблюдается именно при работе на максимальном режиме.

Если дрова вам приходится закупать, не берите низкокалорийные породы, например, иву и тополь. Первая слишком насыщена влагой, а второй отличается малой плотностью. Помните, что вы оплачиваете кубометры, а не килограммы твердого топлива.
Высушите поленья насколько это возможно. Свежесрубленное дерево достигает влажности 20-25% после минимум полутора лет сушки в открытой дровнице.
Старайтесь не эксплуатировать котел в хваленом режиме тления, который якобы помогает экономить. Как вы могли убедиться по фото, температура огня при нормальном горении составляет 800 °С, а тлеющая древесина даст не больше 450 °С. С такой теплоотдачей дом не обогреешь.
Угарный газ СО не только горюч, но и токсичен. Пытаясь экономить топливо, мы перекрываем подачу воздуха в топку и провоцируем его выделение. Мало того что потенциальное топливо без толку выбрасывается наружу, но и загрязняет окружающую среду.
Не организовывайте подачу воздуха в топку с улицы, чтоб не терять энергии на его нагрев. При обращайте внимание на модели с каналом подогрева. Их легко отличить по вентилятору, установленному на верхней панели, а не в дверце зольника.

Конечно, непрерывно поддерживать в камере высокую температуру невозможно, ведь потребность дома в тепле тоже меняется и зависит от многих факторов. Для накопления излишков энергии существуют теплоаккумуляторы, они же – буферные емкости. В крайнем случае приобретайте теплогенератор с принудительным наддувом, где в периоды отключения вентилятора доступ воздуха перекрывается полностью.

> горение дров

Виды горения дров

Горение дров лиственных пород деревьев

Береза.

Береза скорее всего основной источник дров в сельской местности. Особенно там, где произрастают смешанные леса. Древесина березы дает много тепла, горит достаточно долго и равномерно.

Березовая кора (береста) служит прекрасным материалом для разжигания огня. Особенность заготовки березовых дров заключается в том, чтобы расколоть тюльку (распиленную часть ствола размером примерно 80 см) на поленья (более мелкие части), в этом случае нарушается целостность коры дерева, что позволяет поленьям быстрее высыхать.

Березовая кора (береста) не пропускает через себя воду. Поэтому, срубленное, но не распиленное и не расколотое на части, дерево находясь в коре, очень быстро сгнивает, превращается в труху. Это можно часто наблюдать в лесу. Поваленные ветром деревья, на вид вроде пригодные для дров, но стоит ткнуть палкой или ударить топором, как оказывается, что целой остаётся только береста, а
внутри дерево сгнившее.

Если нашли сухую березу, смело используйте ее для костра. Береза во время горения никогда не хлопает (горящие угли не разлетаются) и идеально подходит для обогрева.

Осина.

Осины произрастают на влажных почвах, вблизи рек, болот. У деревьев старше пятнадцати лет начинает гнить сердцевина. Еще через несколько лет в центре древесины начинают появляться пустоты и трухлявость, в которой любят поселяться птицы, насекомые (пчелы, осы . Будьте осторожны, заготавливая осину на дрова, укус осы или пчелы мало приятен.

Осина - дерево достаточно хрупкое, особенно сучки, что позволяет их легко ломать. Но для основного костра, осина малопригодна. Она дает мало тепла и активно хлопает (разрываются горящие угли), создавая некий дискомфорт и угрозу обжечься и подпалить лежащие рядом вещи, палатки и т.п.

Ива.

Ива дерево с мягкой древесиной. Горит хорошо, но быстро прогорает. Тонкие сухие сучки хорошо использовать для розжига костра . Так же иву можно применять для быстрых костров, когда огонь нужен на короткое время, например вскипятить емкость с водой. Ива очень мало образует углей, а более тонкие ветви сгорая, сразу превращаются в золу. Для приготовления пищи, шашлыков, гриля ива не годится.

Дуб.

Дуб очень ценное дерево. Использовать его на дрова довольно кощунственно, но если попался поваленный или уже умерший, сухой дуб, вам повезло. Дуб даёт много тепла, долго горит и оставляет хорошие угли.

Ольха.

Растет чаще по берегам рек. Раньше ольхой топили печи для обогрева царских апартаментов. Можно сказать, что дрова из ольхи элитные. Горение дров ольхи даёт достаточно жаркое пламя, не хлопает, а самое главное не выделяет угарного газа. Щепу ольхи используют для ароматного копчения. Дрова из ольхи долго горят, хоть на вид они очень невзрачные, но одни из самых ценных.

Горение дров хвойных пород деревьев

Использовать ель для дров не очень удобно. Ветки, тонкие, колючие, быстро прогорают, не оставляя углей. Сама древесина, если сырая, то горит очень не охотно, а сухостой, как правило гнилой, даёт больше дыма, а не огня.

Горение дров сосны даёт не большой жар, но за счет содержания в древесине смолы, она очень хорошо горит, мелкие веточки хорошо подходят для розжига костра в сырую погоду. Даже старые гнилые сосновые дрова не плохо горят. Но главный минус сосновых дров в том, что они очень быстро прогорают, практически не оставляют углей, сразу превращаясь в золу. Больше подходят для быстрых костров.

Температура горения дров

Температура горения дров зависит от многих факторов. Например влажность самих дров, окружающая температура и влажность воздуха, насыщенность кислородом и тд. Также температура горения будет зависеть от вида костра, печи или камина. Ну и конечно же температура горения дров в печи будет выше (за счет накопления тепла и медленного остывания), чем температура горения таких же дров в костре.
Если отбросить все второстепенные факторы, то можно выделить следующие средние значения температур при горении дров:

Высокая температура горения дров - от 1500 С. В эту категорию попадают дрова бука, граба, ясеня, дуба.

Сухие дрова

Внимание! На эффективность горения древесного топлива будет влиять не только плотность дровишек, но и их влажность. Вот почему процесс сушки начинается с выбора сухого дерева для распила, а заканчивается поленницей под навесом в специально отведенном для этого месте, где всегда сухо. В таком положении поленья должны пролежать не меньше года, чтобы стать на самом деле сухими и качественными дровами.

Какие дрова горят жарче

Одно и то же количество дров может гореть с разной скоростью и выделять разное количество тепла. Далее мы расскажем как можно повысить эффективность горения дров: продлить время их горения, увеличить теплоотдачу и сократить расход без особых затрат.

Правильная укладка дров

Обычно дрова поджигают так: строят пирамиду из поленьев, в центр кладут бумагу, щепки и поджигают. Сначала разгораются щепки, а со временем и сами дрова. Недостаток этого метода в том, что вы не управляете горением. Дрова загораются все сразу и целиком, горят неравномерно и быстро. Когда часть поленьев прогорит, вы подкинете новые, которые также быстро разгорятся и сгорят.

Время горения дров можно увеличить, если изменить способ их укладки в топку. Например:

Заложите первый нижний ряд дров.
Сверху положите второй ряд со смещением вправо или влево на 5-10см, чтобы образовался выступ. Сверху положите третий и следующие ряды.
У края с выступом положите бумагу или щепки и подожгите их.

Укладка на примере . Брикеты не загораются целиком, а горят равномерно: пламя постепенно двигается слева направо. Закладка дров горит долго и выделяет достаточное количество тепла.

Тонкости:

Не кладите дрова вплотную друг к другу. Оставьте между ними небольшую щель для движения воздуха.
Чем плотнее и суше дрова, тем равномернее они горят и легче разгораются.

Вовремя закрывайте задвижку

Чем сильнее тяга, тем быстрее горят дрова. Но при нехватке воздуха они плохо горят и образуют много сажи. Важен баланс, чтобы к дровам попадало минимально необходимое для горения воздуха.

Перед розжигом откройте заслонку отопительного прибора на максимум, чтобы обеспечить хорошую тягу для разжигания дров.
Когда дрова разгорятся начните постепенно закрывать задвижку. Если дрова начнут гаснуть – приоткройте задвижку и увеличьте тягу. Со временем вы подберете оптимальное положение задвижки.

Чем суше и плотнее дрова, тем меньше воздуха требуется для их горения.

Какими дровами лучше топить

От породы дерева сильно зависит теплоотдача отопительного прибора и время горения.

На молекулярном уровне древесина состоит из множества пустых клеток со стенками из древесного вещества. Плотность этого древесного вещества (стенок) у всех пород дерева одинаковая, а вот размер клеток — разный.

Чем меньше размер клеток, тем выше плотность древесины и каждый её квадратный сантиметр содержит много горючего древесного вещества. И наоборот: чем больше размер клеток, тем меньше плотность дерева. Оно содержит много воздуха и мало горючего древесного вещества.

Представьте что круг это 1 квадратный сантиметр древесины. В первом случае клетки маленькие и стенок между ними много. Во втором случае количество клеток и стенок меньше, а пустот, которые заполнены воздухом – больше. Плотность у такой древесины невысокая.

Какие выводы можно сделать:

Менее плотные дрова быстро горят . При горении дров высвобождается воздух, который подпитывает горение. Чем больше воздуха, тем дрова горят быстрее и менее равномерно.
Плотные дрова выделяют больше тепла, так как на единицу объема они содержат больше горючего древесного вещества.
Плотные дрова оставляют больше углей , которые долго тлеют. Мягкие породы дерева хуже держат форму, рассыпаются на маленькие угольки и быстро гаснут.

Всю древесину делят на три категории плотности: малую, среднюю, высокую.

Приготовьте дрова заранее

Занесите дрова в теплое помещение за 2-3 дня до розжига, чтобы увеличить их начальную температуру.

Чем теплее дрова изначально, тем:

Они расходуют меньше тепла на собственный разогрев и больше на обогрев помещения. Вы используете тепло полезнее.
Дрова быстрее достигают оптимального режима горения, что еще больше увеличивает их теплотворность и снижает количество выделяемой сажи. Это происходит потому, что входящие в состав древесины смола, креозот, деготь, эфирные масла и другие вещества не сгорают при низкой температуре и оседают на стенках в виде сажи. А при оптимальном режиме температура горения достаточна, чтобы они сгорали целиком и выделяли дополнительное тепло.

Разница горения «теплых» и «холодных» дров заметна сразу: холодные дрова выделяют много дыма, что характеризует неполное сгорание. А теплые сухие дрова горят практически без дыма.

Предварительно разогрейте топку

Когда дрова начинают гореть в холодной топке, то:

часть тепла тратят на разогрев топки, а не обогрев помещения (как и в прошлом пункте).
им тяжелее разгораться, так как теплый воздух преодолевает сопротивление холодного воздуха в дымоходе.

Основные дрова лучше всего разжигать в разогретой топке, чтобы они не тратили лишнюю энергию на разогрев топки и дымохода. Вы можете использовать тепло от предыдущей закладки дров или предварительно сжечь в топке заготовленные лучины и бумагу.

Применяйте подовое горение (если возможно)

Существует два способа горения дров: колосниковое (нижнее) и подовое (верхнее горение).

Нижнее горение – традиционное, когда воздух на дрова поступает снизу и пламя постепенно движется вверх. При верхнем горении воздух на дрова подают сверху, огонь также горит наверху и постепенно опускается вниз.

При подовом горении внизу уложены самые крупные бревна, а сверху кладут бумагу и дрова поменьше.

Преимущества:

Увеличивается полнота сгорания дров, за счет чего они выделяют больше тепла.
Вы уменьшаете выделение летучих веществ, которые загрязняют дымоход сажей.
Это более экологически чистый способ горения.

Как это сделать

Для подового горения дрова складывают пирамидой: вниз кладут самые больше поленья, а наверх поменьше. На самом верху поджигают щепки и бумагу.

Пока горят щепки и бумага, топка прогревается. Затем пламя начинает опускаться вниз и поджигать основные дрова. К этому моменту температура горения и сила пламени достаточны, чтобы начали сгорать летучие вещества, входящие в состав древесины. За счет полноты сгорания дрова выделяют больше тепла, а за счет равномерного горения – горят долго и экономно.

Не допустите повышенный режим горения дров

Есть три режима горения дров: пониженный, повышенный и оптимальный.

При пониженном режиме дрова сгорают не полностью и образуют много сажи. При повышенном вы расходуете дрова впустую: часть тепла улетает через дымоход, так как теплообменник и помещение не успевают отбирать его полностью. Это возникает в двух случаях: вы используете слишком много дров или подаете много воздуха. Нужно уменьшать объем закладки или тягу.

Лучший вариант, когда дрова горят в оптимальном режиме: не слабо и не сильно. Самый простой способ определить режим горения – использовать индикатор горения, который в режиме реальном времени показывают текущий режим. Если температура дымовых газов более 320 градусов, то дрова горят в повышенном режиме.

Индикатор горения в реальном времени определяет температуру дымовых газов и режим горения

Меняйте объем закладки дров от температуры на улице

Чем теплее на улице, тем меньше здание теряет тепла. Соответственно ему нужно меньше дров для обогрева. Если вы кладете одинаковое количество дров при 0˚С или -10˚С, то в первом случае расходуете дров больше, чем нужно.

Индикатор горения позволяет в реальном времени отслеживать режим горения и со временем опытным путем установить требуемое количество дров в зависимости от уличной температуры.

Своевременно удаляйте сажу

Сажу нужно удалять не только когда дымоход забит и , а регулярно. Сажа не только ухудшает тягу дымохода, но и служит тепловой изоляцией. Она покрывает внутренние стенки отопительного прибора и теплообменник, что снижает их теплоотдачу. Если своевременно удалять сажу, то объем сжигаемых дров можно уменьшить без потери в отопительной мощности.

Очевидно, но стоит напомнить: дрова должны быть сухими. Влажная древесина плохо разгорается, быстро гаснет и выделяет в 2-2,5 раза меньше тепла, чем сухая.

Выводы: как правильно топить дровами

Складывайте дрова аккуратно, чтобы они горели равномерно и долго.
Вовремя закрывайте задвижку для воздуха. К дровам должно попадать минимально необходимое для горения количество воздуха.
Плотные дрова дольше горят и оставляют больше долготлеющих углей. Лучше всего топить дровами из твердых лиственных пород дерева: клен, орех, береза, вишня, лиственница, бук, дуб, платан, груша, яблоня
Занесите дрова в дом за 2-3 дня до их розжига и положите в топку за час до розжига.
Предварительно разогрейте топку с помощью небольшого количества лучин.
Если у вас камин или печь, применяйте подовое горение.
Поддерживайте оптимальный режим горения. Если дрова горят слишком сильно, то часть тепла улетает в дымоход, а не остается в помещении.
Меняйте объем закладки дров в зависимости от уличной температуры.
Своевременно удаляйте сажу. Сажа является тепловой изоляцией и снижает теплоотдачу отопительного прибора и теплообменника.
Дрова должны быть максимально сухими.

Дополняйте комментарии своими идеями.

Как правильно топить дровами: 9 способов продлить горение, увеличить теплоотдачу и сократить расход