Fizika a kemencében
Minden típus fő jellemzője a fűtőérték, fajlagos égéshő. Ez egy fizikai mennyiség, amely az egység teljes égése során felszabaduló hőmennyiséget jellemzi. Általában a használt mértékegység a tömeg (egy kilogramm) vagy a térfogat (egy köbméter).
Mint az érték fajlagos hő nagyobb az égés, annál kisebb a fogyasztása, és nagyobb a tüzelőberendezés hatásfoka. A tulajdonos számára ez azt jelenti, hogy a folyamat gazdaságosabb lesz.
Az égési folyamat kémiája
Fűtőérték különböző típusok tőle függ kémiai összetétel: a szén mennyiségére, valamint egyéb szennyeződésekre (oxigén, nitrogén, kén és hidrogén). SzénÉs hidrogén az energia fő hordozói, ami elégetve hővé alakul. NitrogénÉs oxigén nem vesznek részt az égési folyamatban, ezek ballasztanyagok, jelenlétük csökkenti a fő elemek - szén és hidrogén - százalékos arányát.Az oxigén ráadásul vegyületeket képez szénnel és hidrogénnel, és ez egy részüket eltávolítja az égési folyamatból. Kén szilárd anyagban két formában van jelen: illékony kén formájában, amely szintén részt vesz az égésben, és nem éghető kén formájában. szulfátok, amelyek benne maradnak - ballaszt ásványi anyagok, nem képesek égni.
Minél több ásványi (nem éghető) anyag van az üzemanyagban, minél több képződött, annál redukáltabb hatékonyság, mert a benne lévő éghető anyagokat ballaszt helyettesíti. Indikátor "hamutartalom"- a minőség második jelentős jellemzője.
Például a cég modellcsaládja négy tüzelésre tervezett típust tartalmaz: a kis teljesítménytől egészen 20 kW-ig, a „nyelő” rönkökig, akár egy méter hosszúságig. Ez a legfeljebb 500 literes kemencetérfogatú kazán 40-170 kW teljesítményt tesz lehetővé.
Hazánkban Európától eltérően még mindig rengeteg erdő van, többek között a lakások fűtésére is. Azért próbáljuk meg kiszámolni. A kályhafűtéssel rendelkező vidéki lakosság ingyenes igénybevételének szociális normája 15 köbméter. Ez a mennyiség elegendő a teljes fűtési szezon átlagának fűtésére. A norma a szovjet idők óta létezik, eddig nem törölték. Ez körülbelül 70 fáról van szó, amelyek átmérője 200 mm és magassága 6 méter - vagyis minden télen egy egész ligetet vágnak ki minden háztartásban kályhával ...
Ha figyelmen kívül hagyjuk a bolygó ökológiájának az erdőirtással összefüggő globális problémáit, akkor (feltéve, hogy jó minőségűek, azaz szárazak és keményfából, például nyírból készültek) a következő jellemzőkkel rendelkeznek:
- elég magas fűtőérték. A fa 50-58% szenet tartalmaz, a fa fajlagos égéshője legfeljebb 15 MJ/kg;
- égéskor viszonylag kis mennyiség képződik;
- kén nélkül;
- az égés nem okoz aktív káros környezeti hatásokat.
A pini-key brikett sötét színét hőkezelés adja, így nedvességállóbbak. A hőkezelés - +200 Celsius fokig történő felfűtés oxigénhez való hozzáférés nélkül - növeli az égési teljesítményt.
- nonstro(nestro), egy másik kereskedelmi név - nelson;
- ruf(RUF);
Fajlagos égéshőjük megegyezik a 3,5 kW/h-éval. A világosak mellett fekete granulátumot is láthatunk akciósan. Ezek hőkezelt pellet, nevezhetjük bioszén. A torrefálás (hőkezelés) jelentősen növeli a fűtőértéket, kiegyenlíti a hőkezelt pelleteket szénnel.
Háromféle üzemanyag-pellet létezik:
- Alapértelmezett- sötét színű granulátum, mivel gyártásukhoz (fűrészporon kívül) napraforgóhéjat és hajdinahéjat használnak. A „standard” fajtánál a megengedett hamutartalom 3%. Ez a legnépszerűbb pelletfajta, mert jó hővisszanyerővel alacsony költséggel bírnak.
- Prémium- a granulátum fehér vagy világosszürke. Jellemzője a magas fajlagos égéshő és az alacsony hamutartalom - 0,4%.
- Ipari- ipari kazánokban használják. A piszkos szürke pellet fahulladékból, kéreggel készül, és a legalacsonyabb költséggel rendelkezik.
Ugyanaz a készülék (tölcsérrel az automatikus tüzelőanyag-ellátáshoz) a szén és a pellet modellekhez, de a fahulladék felhasználásával nagyon meg lehet oldani a hosszú égés problémáját gazdaságilag nyereséges,
Hogyan lehet tonna szenet átalakítani Gcal-ra? Tonnányi szén átalakítása Gcal-ra nem nehéz, de ehhez először döntsük el, hogy milyen célokra van szükségünk. Legalább három lehetőség van a meglévő szénkészletek Gcal-ra való átszámításának szükségességére, ezek a következők:
Mindenesetre, kivéve kutatási célokat, ahol a szén pontos fűtőértékét kell tudni, elég azt tudni, hogy amikor 1 kg szenet elégetünk átlagosan fűtőértéke körülbelül 7000 kcal szabadul fel. Kutatási célból azt is tudni kell, hogy honnan, melyik lelőhelyről kaptunk szenet.
Következésképpen 1 tonna szén vagy 1000 kg elégetése 1000x7000 = 7 000 000 kcal vagy 7 Gcal kapott.
A kőszén kalóriatartalma.
Tájékoztatásul: szén kalóriatartalom 6600-8750 kalória között mozog. Az antracitban eléri a 8650 kalóriát, de a barnaszén kalóriatartalma 2000-6200 kalória között mozog, míg a barnaszén a tűzálló maradék - iszap - akár 40%-át is tartalmazza. Ugyanakkor az antracit rosszul lángol fel, és csak erős tapadás esetén ég, de a barnaszén éppen ellenkezőleg, jól fellángol, de kevés hőt ad és gyorsan kiég.
De itt és a következő számításokban ne felejtsük el, hogy ez a szén elégetése során felszabaduló hő. Egy ház fűtésénél pedig attól függően, hogy hol égetünk szenet kemencében vagy kazánban, kevesebb hő jut, az úgynevezett hatásfok (hatékonysági tényező) miatt. fűtőberendezés(olvasd el: kazán vagy kemence).
Egy hagyományos kemence esetében ez az együttható nem több, mint 60%, ahogy mondják, a hő a kéménybe repül. Ha van kazánja vízmelegítés házban a hatásfok elérheti a meredek import kazánokat, olvassa el a modern kazánokat 92%, általában a hazai széntüzelésű kazánoknál, a hatásfok nem több, mint 70-75%. Ezért nézzen bele a kazán útlevélbe, és szorozza meg a kapott 7 Gcal-t a hatásfokkal, és megkapja a kívánt értéket - mennyi Gcal-t kap, ha 1 tonna szén fűtésre költ, vagy ami megegyezik a szén tonna szénné alakításával. Gcal.
Ha 1 tonna szenet költöttünk ház fűtésére egy importkazánnal, körülbelül 6,3 Gcal-t kapunk, de hagyományos tűzhellyel csak 4,2 Gcal-t kapunk. Hagyományos tűzhellyel írok, mert sok gazdaságos kályha van, megnövelt hőátadással vagy nagy hatásfokkal, de általában nagy méretekés nem minden mester veszi fel a falazatát. Ennek az az oka, hogy nem megfelelő falazással vagy akár a gazdaságos kályha enyhe meghibásodásával bizonyos körülmények között a tapadás romlása vagy teljes hiánya lehetséges. Ez legjobb esetben a kemence sírásához vezet, falai nedvesek lesznek a kondenzvíztől, rosszabb esetben a tapadás hiánya a tulajdonosok szén-monoxidtól való megégéséhez vezethet.
Mennyi szenet kell tárolni télen?
Hadd tartsuk most azt a tényt, hogy mindezeket a számításokat azért végezzük, hogy tudjuk, mennyi szenet kell előállítani a télre. Egyébként bármilyen szakirodalomban és weboldalunkon olvashatja, hogy például egy 60 négyzetméteres ház fűtéséhez óránként körülbelül 6 kW hőre lesz szüksége. A kW-t Gcal-ra konvertálva 6x0,86 \u003d 5,16 kcal / óra, ahonnan 0,86-ot vettünk.
Most úgy tűnik, minden egyszerű, ismerve az óránkénti fűtéshez szükséges hőmennyiséget, megszorozzuk 24 órával és a fűtési napok számával. Azok, akik ellenőrizni akarják a számítást, egy valószínűtlennek tűnő adatot kapnak. Egy meglehetősen kicsi, 60 négyzetméteres ház 6 hónapos fűtésére 22291,2 Gcal hőt kell elköltenünk, vagy 22291,2/7000/0,7=3,98 tonna szenet kell tárolnunk. Figyelembe véve a nem éghető szermaradvány jelenlétét a szénben, ezt az értéket a szennyeződések százalékos arányával kell növelni, átlagosan 0,85 (15% szennyeződések) a kőszén és 0,6 a barna esetében. 3,98/0,85=4,68 tonna kőszén. A barna esetében ez a szám általában csillagászati, mivel majdnem háromszor kevesebb hőt ad, és sok nem éghető kőzetet tartalmaz.
Mi a hiba, csak az, hogy a ház 10 négyzetméterére 1 kW hőt csak hideg időben költünk, a rosztovi régióban például -22, Moszkva -30 fok van. A lakóépületek falvastagságát ezekre a fagyokra számítják ki, de hány napig van ilyen fagy egy évben? Így van, maximum 15 nap. Hogyan kell lenni, egy egyszerűsített számításhoz, saját célra, egyszerűen megszorozhatja a kapott értéket 0,75-tel.
A 0,75-ös együtthatót a szükségesség meghatározásához használt pontosabb számítások átlagolása alapján határoztuk meg. hagyományos üzemanyag hogy az ipari vállalkozások (gorgazy, regionalgazy stb.) hatóságilag korlátozzák ezt a tüzelőanyagot, és természetesen hivatalosan a saját számításaik kivételével sehol nem használható. De a fenti módszer, amellyel tonnányi szenet alakítanak át Gcal-ra, majd meghatározzák a szén iránti keresletet saját szükségletekre, meglehetősen pontos.
Persze hozhat valaki komplett módszertan a hagyományos üzemanyag iránti igény meghatározására , de elég nehéz egy ilyen számítást hiba nélkül elvégezni, és mindenesetre a hatóságok csak olyan szervezettől fogadják el, amely rendelkezik engedéllyel és okleveles szakemberekkel ezekre a számításokra. És az időveszteségen kívül nem ad semmit az egyszerű városiaknak.
Pontosan kiszámíthatja a lakóépületek fűtéséhez szükséges szénszükségletet az Orosz Föderáció Ipari és Energiaügyi Minisztériumának 2005. november 11-i, 301. számú, „A szabad adag kiadására vonatkozó normák meghatározásának módszerei” című rendeletével összhangban. szén háztartási szükségletekre nyugdíjasok és a szénbányászati régiókban élők más kategóriái számára kályhafűtésű házakban, és a törvény értelmében jogosultak arra. Orosz Föderáció". Egy ilyen, képletekkel végzett számításra látható példa.
Az éves hő- és tüzelőanyag-szükséglet kiszámításában érdekelt vállalkozások szakemberei számára egymaga az alábbi dokumentumokat tekintheti meg:
- Az üzemanyag-szükséglet meghatározásának módszertana Moszkva, 2003, Gosstroy 03.08.12.
- MDK 4-05.2004 "Módszertan a tüzelőanyag-, villamosenergia- és vízigény meghatározására a hőenergia és hőhordozók előállításánál és átvitelénél közfűtési rendszerekben" (Gosstroy of the Orosz Föderáció 2004), vagy üdvözöljük, a számítás olcsó , gyorsan és pontosan teljesítünk. Minden kérdés a 8-918-581-1861 (Jurij Olegovics) telefonszámon vagy az oldalon feltüntetett e-mailben.
A moszkvai régióban sokféle típust értékesítenek szilárd tüzelőanyag amelyeket kemencékben használnak. Kezdve a népszerűtől: pellet és szén és a ritkákig: trágya és tőzegbrikett. Jelenleg független tanulmányok szerint a legnépszerűbb tüzelőanyag a szén és a tűzifa. Ezenkívül mind a fának, mind a szénnek megvannak a maga előnyei és hátrányai, amelyeket figyelembe kell venni az üzemanyag kiválasztásakor és vásárlásakor.
A szén egy ásvány, egyfajta tüzelőanyag, amelyet ősi növények föld alatti részeiből állítanak elő, oxigén nélkül. A szén nemzetközi elnevezése a lat. carbō ("szén"). A szén volt az első ember által használt fosszilis tüzelőanyag. Lehetővé tette az ipari forradalmat, ami viszont elősegítette a szénipar fejlődését azáltal, hogy modernebb technológiával látta el.
Átlagosan egy kilogramm szén elégetése 2,93 kg CO2 felszabadulását eredményezi, és 23-27 MJ (6,4-7,5 kWh) energiához, illetve 30%-os hatásfokkal 2,0 kWh villamos energiához jut. A kőszén különböző minőségű lehet - barna, fekete és a legjobb - antracit. Ez utóbbi több hőt bocsát ki az égés során, és kevesebb kell a kívánt hőmérséklet eléréséhez.
Tűzifa - fadarabok - fűrészáru - kályhában, kandallóban, tűztérben vagy tűzben való elégetésre, hő és fény előállítására. A követelményeknek megfelelően a tűzifa minőségét Oroszországban fafajták, névleges hossz és számviteli fokozat, a szívfa rothadás területe (a végterület százalékában), a tűzifa mennyisége szerint szabványosítják. a végterület 30-65%-a korhadás, és a maradék ágak magassága szerint.
Tehát végül is térjünk vissza a minket foglalkoztató kérdéshez, hogy melyik a jobb, vagy a szén fűtésre?
A szén kiválóan alkalmas kazánban történő égetésre fűtőrendszer külön helyiségekben, melléképületekben vagy külön kazánházban telepítve. Nem ajánlott lakóhelyiségekbe telepített sütőben használni. Mivel a szén sokáig ég, és gyakorlatilag nem ég ki a kemencében a végéig, ezért nem lehet bezárni kémény, mindig kicsit résnyire kell hagyni, nehogy megégesse magát szén-monoxiddal. Ugyanakkor a száraz tűzifa gyorsan ég, és elegendő hőt biztosít a kályha felmelegítéséhez. A tűzifa a végsőkig ég, és biztonságosan elzárhatja a cső szelepét, és ezzel lassítja a kályha lehűlését és a kéményen keresztüli hőveszteséget.
Fahasáb vagy speciális gyújtás nélkül nagyon nehéz szenet gyújtani. Ezért még azok is vásárolnak tűzifát, akik szénnel fűtenek kályhát a szén meggyújtásához. Hőátadás szempontjából ezek a legjobbak, de drágák, így ár/hőátadás szempontjából optimálisak.
A szenet égető emberek jól tudják, hogy a szénpor káros az emberi szervezetre. És dobáskor egy másik párt szenet a kemencébe, ritkán lehet „nem porolni”, és nem lehet szénporral beszennyezni mindent. Tűzifa, alapvetően szennyeződés és külső szennyeződések nélkül.
A fafűtés a szénhez képest a leginkább környezetbarát. Mivel a fa égetésekor minimális mennyiségű szén-dioxid szabadul fel, és a szénhez képest nem okozhat nagy kárt a bioszférában.
Ezért, amikor a szén és a tűzifa között választ, azt javasoljuk, hogy válasszon tűzifát. Biztonságosabb az egészségre, és jövedelmezőbb a ház tisztaságának megőrzése szempontjából.
A cikkben felhasznált anyagok: