Se sei guidato da Wikipedia, la temperatura di combustione della legna da ardere è nell'intervallo di 800-1000 ° C (circa) e l'accensione e il decadimento dell'albero iniziano a 300 ° C. In effetti, questa gamma è ancora più ampia - da 450 a 1050 ° C. Dati non troppo precisi, giusto? C'è una spiegazione per questo: la temperatura al centro della fiamma dipende da molte condizioni. Coloro che desiderano ottenere una combustione efficiente della legna nella stufa o nella caldaia a combustibile solido non faranno male a familiarizzare con questi fattori.
Quando la legna da ardere dà più calore?
Per organizzare il riscaldamento economico di una casa privata, è necessario estrarre la massima energia termica dal legno e quindi trasferirla nei locali con perdite minime. La seconda condizione dipende dall'efficienza della fonte di calore, ma la prima dipende dalla temperatura di combustione della legna nella fornace della fornace o della caldaia. Più è alto, più calore viene rilasciato.
I seguenti fattori influenzano la quantità di calore generato durante la combustione del legno (produzione di calore):
- contenuto calorico (la quantità di energia termica che può essere ottenuta da un'unità di combustibile);
- contenuto di umidità naturale nell'albero;
- volume d'aria fornito e sua temperatura.
In pratica, tutti questi parametri sono interconnessi. Il potere calorifico del combustibile, saturo di umidità, è circa 2 volte inferiore a quello di un albero secco. E senza la giusta quantità di aria, brucerà e rilascerà un minimo di calore. Cioè, la reale temperatura di combustione di un albero è un valore variabile e non può essere accuratamente indicato in considerazioni teoriche.
Per riferimento. C'è un modo semplice per determinare quale sia la temperatura del fuoco bruciando legna nel focolare aperto del camino. Usa un pirometro a infrarossi che misura il riscaldamento delle superfici a distanza, come ha fatto il mastro fornello nel suo video. Dimostra i test dell'inserto del camino del barbecue, le misure vengono eseguite nella seconda metà del video.
Ora diamo un'occhiata a ciascun fattore individualmente.
Informazioni sul potere calorifico del carburante
Diversi tipi di legno si differenziano per densità e peso e contengono anche diverse quantità di carbonio e idrogeno, i componenti principali che producono calore durante la combustione. Di norma, le specie più dense e pesanti, come la quercia e la cenere, forniscono più energia del pioppo o dell'ontano. Presentiamo alla vostra attenzione una tabella con i dati sulla densità, il calore specifico e la temperatura di combustione di varie specie di legno.
Nota. La tabella mostra i valori di massa e volume di calore della combustione del combustibile secco per 1 kg e 1 m³ di stoccaggio. La temperatura massima è indicata per condizioni di combustione ideali con aria in eccesso.
Se confrontiamo il potere calorifico per volume, è evidente che i tronchi di quercia o betulla rilasceranno più calore delle conifere meno dense. E anche se le condizioni per bruciare legna in una stufa, una stufa a ventosa o una caldaia sono tutt'altro che ideali, la tendenza continuerà. Cioè, la temperatura della fiamma dipende direttamente dal potere calorifico delle specie legnose selezionate.
Effetto dell'umidità
L'aumento del contenuto di umidità è il primo nemico di un efficace trasferimento di calore durante la combustione di qualsiasi biomassa. Il legno appena tagliato con un contenuto di umidità del 50-65% non fornirà mai gli indicatori indicati nella tabella sopra, ed ecco perché:
- Nel processo di riscaldamento della fornace, l'acqua contenuta nei tronchi assorbe parte del calore generato.
- Quando la legna da ardere si è accesa bene e ha dato abbastanza calore, l'umidità della fase liquida si trasforma in vapore, portando via la parte del leone dell'energia ricevuta. Poiché il vapore caldo lascia il focolare insieme ai gas di scarico, è impossibile recuperare il calore perduto.
- Per accendere un albero grezzo, è necessaria una temperatura più elevata. Da una partita con un pezzo di carta, è abbastanza difficile accenderli; è necessario utilizzare un bruciatore a gas.
Per riferimento. Parte del vapore acqueo si condensa dal contatto con le pareti del camino, causando il rilascio di una piccola frazione di energia termica. Riscalda solo la pipa e non la tua casa.
Quanto diminuisce il potere calorifico e quindi la temperatura di combustione dell'albero a seconda dell'umidità, si riflette nella seguente tabella:
È facile vedere che il trasferimento di calore della legna da ardere appena segata è la metà di quello del fuoco secco (umidità inferiore al 20%). Di conseguenza, per riscaldare la casa dovrà spendere il doppio del combustibile solido. Un problema a parte è la stufa nella vasca da bagno, che richiede il massimo calore per accendere. Quando si utilizza il legno grezzo, non sarà possibile raggiungere una temperatura elevata, indipendentemente dalla quantità di tronchi gettati nella fornace. Il fatto è la loro debole produzione di calore, che non ti permetterà di inondare lo stabilimento balneare come dovrebbe.
Consumo aria comburente
Per bruciare completamente la legna e raggiungere la massima temperatura nel focolare, è necessario fornire aria con un eccesso del 130% della quantità richiesta. Quando si creano le condizioni ideali, la reazione di ossidazione del carbonio (combustione) è descritta da un'equazione semplificata:
In parole, ciò significa che quando riscaldato, il legno si decompone in carbonio (C) e idrogeno (H) e ossigeno (O) viene fornito dall'esterno. Ogni atomo di carbonio incontra 2 atomi di ossigeno e forma anidride carbonica. A sua volta, l'idrogeno si combina con i residui di ossigeno, causando il rilascio di acqua (di nuovo, sotto forma di vapore). Q latino alla fine della formula indica il rilascio di calore destinato alle esigenze di riscaldamento.
Ma cosa succede se vengono violate le condizioni ideali:
- L'idrogeno è un elemento molto attivo, quindi viene ossidato in primo luogo. Quando non c'è abbastanza aria (hai coperto il forno o la caldaia bruciati), il carbonio rimane senza molecole di ossigeno. Di conseguenza, si forma monossido di carbonio incombusto (CO), che vola nel tubo insieme al fumo.
- Con una totale mancanza di ossigeno (la cosiddetta modalità fumante), il carbonio si trasforma in carbone, cenere e fuliggine. Quest'ultimo, sotto l'influenza del tiraggio del camino, si precipita nel tubo e si deposita sulle sue pareti.
- L'eccesso d'aria proviene da un forte tiraggio del camino o da un funzionamento improprio del turbocompressore della caldaia. Il fenomeno è irto di perdite di calore attraverso il camino.
Nota. Il falò è un esempio di fonte di calore con alimentazione d'aria incontrollata. Più è, minore è la temperatura del fuoco nel fuoco e meno calore all'uscita. Per riscaldare a lungo vicino al focolare, i tronchi devono essere piantati continuamente.
Un ostacolo per ottenere un buon calore dalla legna da ardere può essere la temperatura dell'aria fornita alla camera di combustione. Il flusso d'aria fredda rimuove altrettanto efficacemente il calore prezioso come il vapore acqueo. Non è un caso che i produttori di unità di riscaldamento di alta qualità predispongano un canale speciale per il riscaldamento dell'aria dalle pareti esterne del focolare. Il modo in cui questo è implementato nella pratica è mostrato nella foto di una caldaia a combustibile solido autoprodotta dal nostro esperto.
Consigli utili
L'alta temperatura della legna che brucia è la chiave per un efficace riscaldamento di una casa privata. Anche i produttori di caldaie TT e stufe a legna indicano nelle istruzioni che si osserva la migliore efficienza del generatore di calore quando si opera alla massima modalità.
Alla fine, daremo alcuni consigli su come ottenere un'elevata produzione di calore, e quindi un risparmio energetico:
- Se devi comprare legna da ardere, non prendere specie a basso contenuto calorico, come salice e pioppo. Il primo è troppo saturo di umidità e il secondo ha una bassa densità. Ricorda che paghi metri cubi, non chilogrammi di combustibile solido.
- Asciugare i tronchi il più possibile. Un albero appena tagliato raggiunge un contenuto di umidità del 20-25% dopo almeno un anno e mezzo di essiccazione in una legna da ardere aperta.
- Cerca di non far funzionare la caldaia nella decantata modalità di decadimento, che presumibilmente aiuta a salvare.Come puoi vedere dalla foto, la temperatura del fuoco durante la normale combustione è di 800 ° C e la legna fumante non fornirà più di 450 ° C. Con tale dissipazione del calore, la casa non può essere riscaldata.
- Il monossido di carbonio CO non è solo combustibile, ma anche tossico. Nel tentativo di risparmiare carburante, blocchiamo la fornitura d'aria alla fornace e ne provociamo il rilascio. Non solo il potenziale combustibile viene gettato inutilmente, ma inquina anche l'ambiente.
- Non organizzare la fornitura d'aria alla fornace dalla strada, in modo da non perdere energia durante il riscaldamento. Quando si sceglie una caldaia a combustibile solido, prestare attenzione ai modelli con un canale di riscaldamento. Si distinguono facilmente per la ventola installata sul pannello superiore e non sullo sportello del portacenere.
Certo, è impossibile mantenere continuamente alte temperature nella camera, perché anche il bisogno di calore della casa cambia e dipende da molti fattori. Per accumulare energia in eccesso, ci sono accumulatori di calore, sono anche serbatoi di accumulo. In casi estremi, acquistare un generatore di calore a carica forzata, dove durante i periodi di spegnimento della ventola, l'accesso dell'aria è completamente bloccato.