يباع الكثير في منطقة موسكو أنواع مختلفةالوقود الصلب المستخدم في الأفران. تبدأ من الشعبية: الكريات ، والفحم وتنتهي بأخرى نادرة: قوالب الروث والجفت. في الوقت الحالي ، وفقًا لدراسات مستقلة ، أكثر أنواع الوقود شيوعًا هي الفحم والحطب. علاوة على ذلك ، لكل من الخشب والفحم مزايا وعيوب ، والتي يجب أخذها في الاعتبار عند اختيار وشراء الوقود.
الفحم معدن ، وهو نوع من الوقود يتكون من أجزاء من النباتات القديمة تحت الأرض بدون أكسجين. الاسم الدولي للكربون يأتي من اللات. carbō ("الفحم"). كان الفحم هو أول وقود أحفوري يستخدمه الإنسان. لقد مكّن الثورة الصناعية ، والتي بدورها ساعدت في تطوير صناعة الفحم من خلال تزويدها بمزيد من التقنيات الحديثة.
في المتوسط ، ينتج عن حرق كيلوغرام واحد من الفحم إطلاق 2.93 كجم من ثاني أكسيد الكربون ويسمح لك بالحصول على 23-27 ميجا جول (6.4-7.5 كيلو واط / ساعة) من الطاقة أو بكفاءة 30٪ - 2.0 كيلو واط ساعة من الكهرباء. يمكن أن يكون الفحم الصلب من درجات مختلفة - بني ، أسود وأفضل - أنثراسايت. هذا الأخير يطلق المزيد من الحرارة أثناء الاحتراق ويقل المطلوب للوصول إلى درجة الحرارة المطلوبة.
الحطب - قطع من الخشب - الأخشاب - مخصص للحرق في الموقد أو الموقد أو الفرن أو النار لإنتاج الحرارة والضوء. وفقًا للمتطلبات ، يتم توحيد جودة الحطب في روسيا وفقًا لأنواع الأخشاب ، والطول الاسمي والتدرج المحاسبي ، حسب مساحة تعفن خشب القلب (كنسبة مئوية من مساحة النهاية) ، بمقدار كمية الحطب في الدفعة مع تعفن من 30 إلى 65٪ من مساحة النهاية ، وبارتفاع الأغصان المتبقية.
بعد كل شيء ، دعنا نعود إلى السؤال الذي يهمنا ، أيهما أفضل ، أم الفحم للتدفئة؟
الفحم مناسب تمامًا للحرق في الغلايات نظام التدفئةمثبتة في غرف منفصلة ، في ملاحق أو غرفة مرجل منفصلة. لا ينصح باستخدامه في الأفران المثبتة في المباني السكنية. نظرًا لأن الفحم يحترق لفترة طويلة ولا يحترق عمليًا في الفرن حتى النهاية ، وبالتالي من المستحيل إغلاقه مدخنة، عليك دائمًا ترك الأمر قليلاً ، حتى لا تحرق نفسك بأول أكسيد الكربون. في الوقت نفسه ، يحترق الحطب الجاف بسرعة ويوفر حرارة كافية لتدفئة الموقد. يحترق الحطب حتى النهاية ، ويمكنك إغلاق الصمام الموجود على الأنبوب بأمان وبالتالي إبطاء تبريد الموقد وفقدان الحرارة عبر المدخنة.
من الصعب جدًا إشعال الفحم بدون سجلات أو اشتعال خاص. لذلك ، حتى أولئك الذين يقومون بتسخين المواقد بالفحم ما زالوا يشترون الحطب لإشعال الفحم. هذه هي الأفضل من حيث نقل الحرارة ، لكنها غالية الثمن ، لذا فهي مثالية من حيث السعر / نقل الحرارة.
يدرك الأشخاص الذين يحرقون الفحم جيدًا أن غبار الفحم ضار بجسم الإنسان. وعند الرمي طرف آخرالفحم في الفرن ، نادرًا ما يكون من الممكن "عدم رفع الغبار" وعدم تلطيخ كل شيء بغبار الفحم. الحطب ، في الأساس ، دون الأوساخ والشوائب من طرف ثالث.
تسخين الأخشاب مقارنة بالفحم هو الأكثر ملاءمة للبيئة. نظرًا لأن احتراق الخشب يطلق الحد الأدنى من ثاني أكسيد الكربون ، ولا يمكن أن يسبب ضررًا كبيرًا للمحيط الحيوي ، مقارنة بالفحم.
لذلك ، عند الاختيار بين الفحم والحطب ، ننصحك بشدة باختيار الحطب. إنه أكثر أمانًا للصحة وأكثر ربحية من وجهة نظر الحفاظ على نظافة المنزل.
المواد المستخدمة في المقال:
من الواضح أن وقود صلب ، على عكس الغاز أو وقود الديزل الشائع (وهو في الواقع ديزلأو الزيت الشمسي) صلب أي أنه موجود على شكل ألواح أو قطع أو أعواد أو أشكال أخرى لا تنتشر ولا تتبخر. لكن أي نوع لديه شيء واحد مشترك: في كل هذه المواد القابلة للاحتراق ، العنصر الرئيسي هو كربون. يولد بفضل الشمس وعملية التمثيل الضوئي في الأجزاء الخضراء من النباتات ، ونتيجة لذلك تتشكل المركبات العضوية المعقدة القائمة على الكربون في الخلايا ، والتي تتحول لاحقًا إلى مواد قابلة للاشتعال - الوقود.
الفيزياء في الفرن
السمة الرئيسية لجميع الأنواع هي القيمة الحرارية ، حرارة الاحتراق النوعية. هذه كمية فيزيائية تحدد مقدار الحرارة المنبعثة أثناء الاحتراق الكامل للوحدة. عادةً ما تكون الوحدة المستخدمة هي الكتلة (كيلوجرام واحد) أو الحجم (متر مكعب واحد).
من القيمة حرارة نوعيةيكون الاحتراق أعلى ، وكلما انخفض استهلاكه ، زادت كفاءة جهاز الاحتراق. بالنسبة للمالك ، هذا يعني أن العملية ستكون أكثر اقتصادا.
كيمياء عملية الاحتراق
تعتمد القيمة الحرارية لأنواع مختلفة على ذلك التركيب الكيميائي: على كمية الكربون وكذلك الشوائب الأخرى (الأكسجين والنيتروجين والكبريت والهيدروجين). كربونو هيدروجينهي الناقلات الرئيسية للطاقة ، والتي عند حرقها تتحول إلى حرارة. نتروجينو الأكسجينلا يشاركون في عملية الاحتراق ، فهذه مواد صابورة ، وجودها يقلل من نسبة العناصر الرئيسية - الكربون والهيدروجين.كما يشكل الأكسجين مركبات مع الكربون والهيدروجين ، وهذا يزيل بعضها من عملية الاحتراق. كبريتفي الحالة الصلبة يتم احتوائه في شكلين: في شكل كبريت متطاير ، والذي يشارك أيضًا في الاحتراق ، وفي شكل غير قابل للاحتراق كبريتات، التي تبقى في - مواد معدنية الصابورة ، غير قادرة على الاحتراق.
كلما زادت المواد المعدنية (غير القابلة للاحتراق) في الوقود ، كلما زاد تكوينها ، كلما قل نجاعة، لأن المواد القابلة للاحتراق الموجودة فيه يتم استبدالها بالصابورة. مؤشر "نسبة الرماد"- ثاني صفة مهمة للجودة.
على سبيل المثال ، يشتمل خط نموذج الشركة على أربعة أنواع مصممة للاحتراق و: من الطاقة الصغيرة حتى 20 كيلوواط ، إلى "ابتلاع" جذوع الأشجار التي يصل طولها إلى متر. هذه الغلاية ، التي يصل حجم الفرن بها إلى 500 لتر ، ستسمح لك بالحصول على طاقة من 40 إلى 170 كيلو واط.
في بلدنا ، على عكس أوروبا ، لا يزال هناك الكثير من الغابات ، بما في ذلك لغرض تدفئة المساكن. دعنا نحاول الحساب بالرغم من ذلك. القاعدة الاجتماعية للاعتماد مجانًا على جميع سكان الريف مع موقد التدفئة هو 15 مترًا مكعبًا. هذه الكمية كافية لتسخين المتوسط لموسم التدفئة بأكمله. القاعدة موجودة منذ الحقبة السوفيتية ، ولم يتم إلغاؤها حتى الآن. هذا عبارة عن حوالي 70 شجرة يبلغ قطرها 200 ملم وارتفاعها 6 أمتار - أي يتم قطع بستان كامل لكل منزل مع موقد كل شتاء ...
إذا تجاهلنا المشاكل العالمية لبيئة الكوكب المرتبطة بإزالة الغابات ، فإن (بشرط أن تكون ذات جودة عالية ، أي جافة ومصنوعة من الخشب الصلب ، على سبيل المثال ، البتولا) لها الخصائص التالية:
- قيمة عالية من السعرات الحرارية. يحتوي الخشب على 50-58٪ كربون ، وتصل الحرارة النوعية لاحتراق الخشب إلى 15 ميجا جول / كجم ؛
- عند الاحتراق ، تتشكل كمية صغيرة نسبيًا ؛
- خالي من الكبريت
- لا يسبب الاحتراق تأثيرات ضارة بالبيئة.
يتم الحصول على اللون الغامق للقوالب ذات المفاتيح الصغيرة عن طريق المعالجة الحرارية ، لذا فهي أكثر مقاومة للرطوبة. المعالجة الحرارية - تسخين حتى +200 درجة مئوية دون الوصول إلى الأكسجين - تزيد من أداء الاحتراق.
- غير سترو(nestro) ، اسم تجاري آخر - نيلسون;
- روف(الجبهة المتحدة الثورية) ؛
حرارة الاحتراق الخاصة بها هي نفسها التي تبلغ 3.5 كيلو واط / ساعة. بالإضافة إلى الحبيبات الخفيفة ، يمكنك أيضًا رؤية الحبيبات السوداء معروضة للبيع. هذه حبيبات معالجة بالحرارة ، يمكن تسميتها الفحم الحيوي. يزيد Torrefaction (المعالجة الحرارية) بشكل كبير من القيمة الحرارية ، معادلة الكريات المعالجة حرارياً بالفحم.
هناك ثلاثة أنواع من كريات الوقود:
- معيار- حبيبات داكنة اللون ، حيث تستخدم (بالإضافة إلى نشارة الخشب) قشور عباد الشمس وقشور الحنطة السوداء. بالنسبة للصنف "القياسي" ، تكون النسبة المئوية المسموح بها لمحتوى الرماد 3٪. هذا هو النوع الأكثر شيوعًا من الكريات ، لأنه مع معدلات استرداد الحرارة الجيدة تكون منخفضة التكلفة.
- الممتازة- الحبيبات بيضاء أو رمادية فاتحة. يتميز بمعدلات عالية من الحرارة النوعية للاحتراق ومحتوى رماد منخفض - 0.4٪.
- صناعي- تستخدم في الغلايات الصناعية. تُصنع الكريات الرمادية المتسخة من نفايات الأخشاب ذات اللحاء وبأقل تكلفة.
نفس الجهاز (مع قادوس لتزويد الوقود الأوتوماتيكي) لنماذج الفحم والكريات ، لكن استخدام نفايات الخشب يمكن أن يحل مشكلة الاحتراق الطويل للغاية مربحة اقتصاديا ،
كيفية تحويل طن من الفحم الى جي كال؟ تحويل طن من الفحم إلى Gcalليس صعبًا ، ولكن لهذا ، دعنا أولاً نقرر الأغراض التي نحتاجها من أجلها. هناك ثلاثة خيارات على الأقل لضرورة حساب تحويل احتياطيات الفحم الحالية إلى Gcal ، وهي:
على أي حال ، باستثناء الأغراض البحثية ، حيث يكون من الضروري معرفة القيمة الحرارية الدقيقة للفحم ، يكفي معرفة أنه عند حرق 1 كجم من الفحم بمتوسط القيمة الحراريةيتم تحرير ما يقرب من 7000 كيلو كالوري. لأغراض البحث ، من الضروري أيضًا معرفة من أين ، أو من أي إيداع ، تلقينا الفحم.
ونتيجة لذلك أحرق 1 طن من الفحم أو 1000 كيلو جرام تلقى 1000x7000 = 7،000،000 كيلو كالوري أو 7 جيجا كالوري.
درجات السعرات الحرارية من الفحم الصلب.
كمرجع: محتوى الفحم من السعرات الحراريةتتراوح بين 6600-8750 سعرة حرارية. في أنثراسايت ، يصل إلى 8650 سعرة حرارية ، لكن محتوى السعرات الحرارية للفحم البني يتراوح من 2000 إلى 6200 سعرة حرارية ، بينما يحتوي الفحم البني على ما يصل إلى 40٪ من بقايا مقاومة الحريق - الحمأة. في الوقت نفسه ، يشتعل أنثراسايت بشكل سيئ ولا يحترق إلا في وجود قوة جر قوية ، لكن الفحم البني ، على العكس من ذلك ، يشتعل جيدًا ، ولكنه يعطي القليل من الحرارة ويحترق بسرعة.
لكن هنا ، وفي أي من الحسابات التالية ، لا تنس أن هذه هي الحرارة المنبعثة أثناء احتراق الفحم. وعند تدفئة المنزل ، حسب المكان الذي نحرق فيه الفحم في الفرن أو المرجل ، تحصل على حرارة أقل ، بسبب ما يسمى بالكفاءة (عامل الكفاءة) جهاز التدفئة(اقرأ المرجل أو الفرن).
بالنسبة للفرن التقليدي ، لا يزيد هذا المعامل عن 60 ٪ ، كما يقولون ، تتدفق الحرارة إلى المدخنة. إذا كان لديك غلاية تسخين المياهفي المنزل ، يمكن أن تصل الكفاءة إلى تلك المستوردة شديدة الانحدار ، اقرأ الغلايات الحديثة 92 ٪ ، عادة للغلايات التي تعمل بالفحم المحلي ، والكفاءة لا تزيد عن 70-75 ٪. لذلك ، انظر إلى جواز سفر المرجل واضرب 7 Gcal المستلمة في الكفاءة ، وستحصل على القيمة المرغوبة - مقدار Gcal الذي ستحصل عليه من خلال إنفاق 1 طن من الفحم على التدفئة أو الذي يشبه تحويل أطنان من الفحم إلى جي كال.
بعد أن أنفقنا طنًا واحدًا من الفحم لتدفئة منزل بغلاية مستوردة ، سنحصل على ما يقرب من 6.3 جرامًا من السعرات الحرارية ، ولكن باستخدام الموقد التقليدي 4.2 جيجا كالوري فقط. أنا أكتب باستخدام موقد تقليدي ، لأن هناك العديد من التصميمات للمواقد الاقتصادية ، مع زيادة نقل الحرارة أو الكفاءة العالية ، ولكن كقاعدة عامة ، لديهم أحجام كبيرةوليس كل سيد يتخذ طوبتهم. والسبب هو أنه مع البناء غير المناسب أو حتى مع وجود عطل طفيف في الموقد الاقتصادي ، في ظل ظروف معينة ، يمكن التدهور أو الغياب التام للجر. في أحسن الأحوال ، سيؤدي ذلك إلى بكاء الفرن ، وستكون جدرانه رطبة من المكثفات ، وفي أسوأ الأحوال ، يمكن أن يؤدي نقص الجر إلى حرق أصحابها من أول أكسيد الكربون.
كم يجب تخزين الفحم لفصل الشتاء؟
الآن دعونا نتحدث عن حقيقة أننا نقوم بكل هذه الحسابات من أجل معرفة كمية الفحم التي نحتاجها لفصل الشتاء. بالمناسبة ، في أي كتابات ، وعلى موقعنا الإلكتروني ، يمكنك قراءة ذلك ، على سبيل المثال ، لتدفئة منزل بمساحة 60 مترًا مربعًا ، ستحتاج إلى ما يقرب من 6 كيلو واط من الحرارة في الساعة. عند تحويل kW إلى Gcal نحصل على 6x0.86 \ u003d 5.16 كيلو كالوري / ساعة ، ومن حيث أخذنا 0.86.
الآن ، يبدو أن كل شيء بسيط ، مع معرفة كمية الحرارة اللازمة للتدفئة في الساعة ، نضربها في 24 ساعة وعدد أيام التسخين. أولئك الذين يرغبون في التحقق من الحساب سيحصلون على رقم يبدو غير قابل للتصديق. نحتاج إلى إنفاق 22291.2 Gcal من الحرارة أو تخزين 22291.2 / 7000 / 0.7 = 3.98 طن من الفحم لمدة 6 أشهر لتدفئة منزل صغير تبلغ مساحته 60 مترًا مربعًا. مع الأخذ في الاعتبار وجود بقايا غير قابلة للاحتراق في الفحم ، يجب زيادة هذا الرقم بنسبة الشوائب ، في المتوسط هو 0.85 (15٪ شوائب) للفحم الصلب و 0.6 للبني. 3.98 / 0.85 = 4.68 طن من الفحم الصلب. بالنسبة إلى اللون البني ، سيكون هذا الشكل فلكيًا بشكل عام ، لأنه يعطي حرارة أقل بثلاث مرات تقريبًا ويحتوي على الكثير من الصخور غير القابلة للاحتراق.
ما الخطأ ، لكننا نقضي 1 كيلو وات من الحرارة لكل 10 أمتار مربعة من المنزل فقط في الطقس البارد ، بالنسبة لمنطقة روستوف ، على سبيل المثال ، هي -22 درجة ، موسكو -30 درجة. يتم حساب سماكة جدران المباني السكنية على هذه الصقيع ، ولكن كم يوما لدينا مثل هذه الصقيع في السنة؟ هذا صحيح ، بحد أقصى 15 يومًا. كيف تكون ، من أجل عملية حسابية مبسطة ، لأغراضك الخاصة ، يمكنك ببساطة مضاعفة القيمة الناتجة في 0.75.
تم اشتقاق معامل 0.75 بناءً على متوسط الحسابات الأكثر دقة المستخدمة في تحديد الحاجة إلى وقود تقليديللحصول على قيود على هذا الوقود بالذات في السلطات من قبل المؤسسات الصناعية (gorgazy ، Regionalgazy ، إلخ) وبطبيعة الحال ، رسميًا ، لا يمكن استخدامه في أي مكان باستثناء حساباتهم الخاصة. لكن الطريقة المذكورة أعلاه لتحويل أطنان الفحم إلى Gcal ، ثم تحديد الطلب على الفحم لتلبية الاحتياجات الخاصة ، دقيقة تمامًا.
بالطبع ، يمكن للمرء أن يجلب منهجية كاملة لتحديد الحاجة إلى الوقود التقليدي ، ولكن من الصعب جدًا إجراء مثل هذا الحساب دون أخطاء ، وعلى أي حال ، لن تقبله السلطات إلا من منظمة لديها إذن ومتخصصون معتمدون لإجراء هذه الحسابات. وإلى جانب إهدار الوقت ، لن يعطي أي شيء لسكان المدينة البسطاء.
يمكنك إجراء حساب دقيق للحاجة إلى الفحم لتدفئة مبنى سكني وفقًا لأمر وزارة الصناعة والطاقة في الاتحاد الروسي بتاريخ 11 نوفمبر 2005 رقم 301 "طرق تحديد قواعد إصدار حصص مجانية الفحم للاحتياجات المحلية لأصحاب المعاشات والفئات الأخرى من الناس الذين يعيشون في مناطق تعدين الفحم في منازل بها موقد تدفئة ويحق لهم الحصول عليها وفقًا للقانون الاتحاد الروسي". يتم عرض مثال على مثل هذا الحساب مع الصيغ في.
للمتخصصين في المؤسسات المهتمة بحساب الحاجة السنوية للحرارة والوقود ، على المرءيمكنك التحقق من المستندات التالية:
- منهجية تحديد الاحتياج للوقود Moscow، 2003، Gosstroy 12.08.03
- MDK 4-05.2004 "منهجية تحديد الحاجة إلى الوقود والكهرباء والمياه في إنتاج ونقل الطاقة الحرارية وناقلات الحرارة في أنظمة التدفئة العامة" (Gosstroy of the Russian Federation 2004) أو مرحبًا بكم ، الحساب غير مكلف ، سوف نؤدي بشكل سريع ودقيق. جميع الأسئلة عبر الهاتف 8-918-581-1861 (Yuri Olegovich) أو عن طريق البريد الإلكتروني المشار إليه في الصفحة.