Температура горения березовых дров в печке. Температура горения дров из разных пород дерева в топке печи

23.11.2017

Дрова являются классическим и самым распространенным вариантом твердого топлива. При сжигании древесины образуется тепловая энергия, которая используется для отопления различных помещений. Эффективность сгорания всецело зависит от температуры горения дров, а вот она в свою очередь зависит от породы древесины, их влажности и условий сжигания. Каждая разновидность древесины может использоваться для выполнения разных целей и задач. Одни используют для приготовления пищи на мангале или печке, другие для обогрева пространства (в камине или буржуйке).

Горение древесины: основные этапы

Горение – это изотермическое явление, проще говоря, реакция, при которой идет выделение тепла. У каждой породы дерева свое КПД тепла. Чтобы измерить температуру горения дерева в печи используют специальный термометр – пирометр. Все другие приборы и термометры для этой цели не годятся, сколько бы вы не старались.

Определить температуру сгорания можно и по цвету пламени используемой породы. Если порода загорается темно-красным пламенем, значит это низкотемпературное горение. Белое пламя указывает на высокую температуру горения. Но самое оптимальное пламя все же должно быть желтого цвета. Таким пламенем горит обычно сухая береза.

Весь процесс горения дерева заключается в нескольких важных этапах, которые взаимосвязаны между собой.

Этапы горения древесины:

Разогрев. При температуре 120 – 150 градусов дерево обугливается, в результате образуется уголь, который затем сам воспламеняется.
Возгорание дымовых газов. Дальнейший разогрев способен привести к термическому разложению и газы вспыхивают, охватывая всю зону. Дерево при этом горит светло-желтым пламенем.
Воспламенение. Его температура составляет 450 – 620 градусов. Для успешного воспламенения требуется хорошая тяга в определенном количестве.
Горение. Оно состоит из двух фаз: процесса тления и горение пламенем. Горит огонь в том случае, пока для него создаются и поддерживаются определенные условия: пока есть само несгоревшее топливо, продолжает поступать кислород и сохраняется нужная температура.
Затухание. Если хоть одно из условий не соблюдается, процесс горения прекращается и огонь тухнет.

Самыми качественными дровами являются твердые лиственные породы, они имеют высокую теплопроводность и обладают длительным горением. К таким породам можно отнести дуб, бук, березу, акацию. Бук так же отличается приятным ароматом и его используют для копчения. А вот если разжечь в доме грушу, яблоню или вишню, то их приятный запах заполнит все помещение. Способность березовых дров разгораться даже в свежесрубленном виде очень высока, поэтому они являются самым выгодным и востребованным топливом.

Температура горения древесины: факторы, способствующие процессу

Каждый владелец частного дома, где есть печь или камин, знает, что от теплопроводности дров будет зависеть и их КПД. Так же за качество горения дров отвечает и еще один важный показатель. Таким показателем является температура горения дров. У каждой породы дерева она различна. Чем больше будет происходить увеличение градусов, тем система обогрева будет нагреваться быстрее, а вот вода в трубах или кирпичная кладка сохранит тепло дольше.

Существует разный каменный уголь, в котором присутствует большее или меньшее содержание золы. Так же есть отличия и у разных пород древесины. Например, отличаются они температурой, которая выделяется в процессе горения и составом продуктов, оставшихся после сгорания дров.

Чтобы выбрать качественную и добротную древесину, нужно знать некоторые важные факторы, которые отвечают за лучшее горение дерева. От этих факторов будет зависеть не только качество возгорания костра, но и температура пламени и самого процесса сгорания.

Факторы, которые способствуют процессу горения:

Сорт древесины;
Влажность дерева;
Количество воздуха, поступающего в топку.

Так же породы дерева отличаются: плотностью, структурой, а так же составом смол и его количеством. Все эти факторы прямым образом так же влияют на теплопроводность, характер пламени, температуру воспламенения и сгорания разных пород. Например: тополь загорается высоким и очень ярким пламенем, однако максимальная его температура горения может составлять только 500 градусов Цельсию, а это вовсе не достаточно для обогрева. А вот при сгорании таких пород как: бук, ясень или граб выделяется температура более 1000 градусов, что способствует отличному отоплению.

Жаропроизводительность дров: таблица основных пород

Рассматривая разные породы дерева, в итоге, можно заметить некоторые различия: одни из них очень ярко и отлично горят, при этом ощущается сильное тепло, а другие просто еле-еле тлеют, оставляя за собой практически никакого жара. Дело здесь вовсе не в их сухости или влажности, а в их структуре и составе, а так же строении дерева.

Однако стоит обратить свое внимание и на то, что влажное дерево очень плохо возгорается и горит, при этом остается большое количество золы, что плохо сказывается на дымоходе, они сильно засоряются.

Самая высокая жаропроизводительность у дуба, бука, березы, лиственницы или граба, однако эти породы являются самыми нерентабельными и дорогими. Поэтому их применяют очень редко и то в виде стружки или опилок. Самая низкая теплоотдача – у тополя, ольхи и осины. Существует таблица, в которой указаны основные породы и их жаропроизводительность.

Таблица некоторых основных пород и их теплоотдача:

Ясень, бук – 87%;
Граб – 85%;
Дуб – 75, 70%;
Лиственница – 72%;
Береза – 68%;
Пихта – 63%;
Липа – 55%;
Сосна – 52%;
Осина – 51%;
Тополь – 39%.

Хвойные породы имеют низкую температуру горения, поэтому их лучше использовать для загорания открытого огня (костра). Однако древесина сосны загорается очень быстро и способна долго тлеть, так как в ее состав входит огромное количество смол, поэтому эта порода способна длительное время сохранять тепло. Но все же для отопления хвойную породу лучше не использовать, так как при ее сгорании образуется много дымовых газов, которые оседают в виде сажи на дымоходе и его приходится чистить, так как он быстро засоряется.

Полное и неполное сгорание: что выделяется при горении древесины

Гореть может не только дерево, но и его продукты (ДСП, ДВП, МДФ), а так же металл. Однако температура горения у всех продуктов разная. Например: температура горения стали составляет 2000 градусов, алюминиевой фольги – 350, а дерево начинает воспламеняться уже при 120 – 150.

При сгорании древесины в конечном итоге образуется дым, где твердым веществом является сажа. Весь состав продуктов сгорания всецело зависит от составляющих дерева. Древесина в основном состоит из самых главных составляющих: водорода, азота, кислорода и углерода.

Если сгорел 1 кг древесины, то продуктов сгорания в газообразном состоянии выделиться где-то 7,5 – 8,0 м кубических. В дальнейшем они гореть уже не способны, кроме окиси углерода.

Продукты сгорания дерева:

Азот;
Окись углерода;
Углекислый газ;
Пары воды;
Сернистый газ.

Горение по характеру может быть полным или неполным. Но оба они происходят с образованием дыма. При неполном горении некоторые продукты сгорания еще могут гореть в дальнейшем (сажа, окись углерода, углеводороды). А вот если произошло полное сгорание, то тогда продукты, которые образовались в дальнейшем, гореть не способны (сернистый и углекислый газы, пары воды).

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.

О таком качестве дров как теплотворность знает каждый владелец дома, в котором имеется дровяная печь или камин. Но при этом на качество такого отопления влияет еще одна характеристика – температура горения дров в печи. Чем она выше, тем быстрее прогревается вся система, а вода в трубах или кирпичная кладка камина дольше сохраняет полученное тепло.

Температура сгорания дров определяется сочетанием нескольких факторов, а именно:

породы древесины;
ее влажности;
и объема воздуха, который поступает в топку печи.

Каждая из этих характеристик по-своему влияет на конечную температуру пламени, и чтобы добиться максимальных значений, необходимо детально разобраться в этом вопросе.

Как выбрать самые жаркие дрова

Первое, на что рекомендуется обращать внимание при выборе дров для сжигания в печи — это порода древесины. Каждая разновидность дерева имеет свои особенности, которые влияют на процесс горения. Например, тополь дает высокое яркое пламя, но температура его не превышает 500 градусов, что явно недостаточно для нормальной работы печного отопления. А вот такие породы, как ясень, граб или бук, горят не слишком активно, но при этом выделяют много тепла, так что температура в топке может превышать 1 тысячу градусов.

Однако топить банную печь ясенем или буком – дорогое удовольствие, поэтому такие дрова не очень распространены. Чаще всего у нас используют березу, при сгорании которой температура может колебаться от 800 до 820 градусов. С точки зрения температуры горения дров в печи березе не уступает дуб и лиственница – 840-900 градусов.

Следующая категория дров объединяет породы, сжигание которых обеспечивает температуру в пределах 610-630 градусов. Она включает в себя сосну и прочие породы хвойных деревьев, а также осину и ольху. Топить ими печь можно, но для достижения приемлемого результата придется затратить на 50 % больше дров, если сравнивать с березой или дубом. К тому же, хвойные породы имеют еще один существенный недостаток – их древесина содержит большое количество смол, из-за чего при горении наблюдается обильное выделение дыма и сажи, которая оседает на поверхности дымохода, постепенно засоряя его.

Использовать в качестве топлива тополь, иву, липу или другие лиственные породы можно только в самом крайнем случае – если нет более подходящего варианта. Их древесина отличается мягкостью и неоднородной структурой, потому пламя, получаемое при сгорании таких дров, характеризуется нестабильностью. К тому же, прогорают они гораздо быстрее, что в несколько раз увеличивает расход дров по сравнению с нормой.

Влияние влажности на температуру горения дров

Любая древесина содержит некоторое количество влаги, объем которой зависит от того, насколько давно было срублено дерево и в каких условиях хранились дрова. Средняя влажность свежей древесины колеблется в приделах 45-55 %. Если положить такие дрова в огонь, то часть выделяющегося тепла будет расходоваться на испарение влаги. Соответственно, это не самым лучшим образом скажется на температуре горения дров в печи.

Оптимальным для печного отопления вариантом считаются дрова с влажностью 20 %. С одной стороны, они будут хорошо гореть, образуя в топке температуру, близкую к максимальным справочным значениям, с другой, дальнейшее понижение влажности потребует проведения специальных мероприятий по просушке древесины, а это не только хлопотно, но и дорого. В естественных условиях свежая древесина достигает влажности 18-20 % через 2 года при хранении под навесом.

Интенсивность подачи воздуха

Из школьного курса химии известно, что горение невозможно без кислорода. Объем свежего воздуха, который поступает в топку, напрямую влияет на интенсивность процесса и, соответственно, температуру горения дров в печи.

Прикрывая заслонки, мы ограничиваем доступ воздуха, внутри печи скапливается угарный газ, который просто не успевает выходить через дымоход. В результате горение происходит не так активно, температура пламени снижается, а вместе с ней падает и теплоотдача. Практика показывает, что при недостатке воздуха температура в топке составляет всего 65-70 % от максимальных справочных значений . Другими словами, потери тепла достигают 30 %.

Именно стремлением добиться оптимальной вентиляции внутреннего объема топки объясняется наличие в твердотопливных котлах буферной емкости, благодаря которой котел постоянно функционирует в режиме максимальной эффективности. Но с печами или каминами такой подход невозможен – угарный газ в зоне горения присутствует всегда, поэтому очень важно контролировать приток свежего воздуха.

Итак, температура горения дров в печи зависит от породы древесины, ее влажности и количества воздуха, поступающего в топку. Оптимальный результат достигается при использовании дров из твердых лиственных пород – бука, ясеня, граба с влажностью на уровне 20-22 % при постоянном притоке свежего воздуха.

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

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.