Als je je laat leiden door Wikipedia, ligt de brandtemperatuur van hout in het bereik van (ongeveer) 800-1000 ° C, en begint de ontsteking en het verval van de boom bij 300 ° C. Dit bereik is zelfs nog groter - van 450 tot 1050 ° C. Niet al te nauwkeurige gegevens, toch? Hier is een verklaring voor - de temperatuur in het midden van de vlam hangt af van veel omstandigheden. Degenen die een efficiënte verbranding van hout in de kachel of ketel op vaste brandstof willen bereiken, zullen geen kwaad om kennis te maken met deze factoren.
Wanneer geeft brandhout meer warmte?
Om een economische verwarming van een privéwoning te organiseren, is het noodzakelijk om maximale warmte uit hout te halen en deze vervolgens met minimale verliezen naar het pand te brengen. De tweede voorwaarde hangt af van het rendement van de warmtebron, maar de eerste hangt af van de temperatuur van het verbranden van hout in de oven van de oven of ketel. Hoe hoger het is, hoe meer warmte er vrijkomt.
De volgende factoren zijn van invloed op de hoeveelheid warmte die wordt gegenereerd tijdens het stoken van hout (warmteproductie):
- caloriegehalte (de hoeveelheid thermische energie die kan worden verkregen uit een brandstofeenheid);
- natuurlijk vochtgehalte in de boom;
- luchtvolume en de temperatuur.
In de praktijk zijn al deze parameters met elkaar verbonden. De calorische waarde van brandstof, oververzadigd met vocht, is ongeveer 2 keer lager dan die van een droge boom. En zonder de juiste hoeveelheid lucht zal het smeulen en een minimum aan warmte afgeven. Dat wil zeggen, de werkelijke brandtemperatuur van een boom is een variabele waarde en kan niet nauwkeurig worden aangegeven in theoretische overwegingen.
Als referentie. Er is een eenvoudige manier om te bepalen wat de temperatuur van het vuur is door hout te stoken in de open vuurhaard van de haard. Gebruik een infrarood pyrometer die de verwarming van oppervlakken op afstand meet, zoals de meester-kachelmaker deed in zijn video. Het demonstreert tests van de inzethaard van de barbecue, metingen worden gedaan in de tweede helft van de video.
Laten we nu elke factor afzonderlijk bekijken.
Over de calorische waarde van brandstof
Verschillende houtsoorten verschillen in dichtheid en gewicht en bevatten ook verschillende hoeveelheden koolstof en waterstof - de belangrijkste componenten die warmte produceren tijdens verbranding. Dichtere en zwaardere soorten, zoals eiken en essen, geven in de regel meer energie dan populier of els. Wij presenteren u een tabel met gegevens over de dichtheid, soortelijke warmte en verbrandingstemperatuur van verschillende houtsoorten.
Notitie. De tabel toont de waarden van massa en volume verbrandingswarmte van droge brandstof per 1 kg en 1 m³ opslag. De maximale temperatuur wordt gegeven voor ideale verbrandingsomstandigheden met overtollige lucht.
Als we de calorische waarde per volume vergelijken, valt op dat eiken- of berkenstammen meer warmte afgeven dan minder dichte coniferen. En hoewel de omstandigheden voor het verbranden van hout in een kachel, dikke kachel of ketel verre van ideaal zijn, zal de trend doorzetten. Dat wil zeggen, de vlamtemperatuur hangt direct af van de calorische waarde van de geselecteerde houtsoort.
Vochteffect
Het verhoogde vochtgehalte is de eerste vijand van effectieve warmteoverdracht tijdens de verbranding van biomassa. Vers gehakt hout met een vochtgehalte van 50-65% levert nooit de indicatoren op die in de bovenstaande tabel worden gegeven, en dit is waarom:
- Tijdens het verwarmen van de oven neemt het water in de houtblokken een deel van de opgewekte warmte op.
- Wanneer het brandhout goed is opgestookt en voldoende warmte heeft gekregen, gaat vocht uit de vloeibare fase in stoom, waardoor het leeuwendeel van de ontvangen energie wordt weggenomen. Omdat de hete stoom samen met de rookgassen de vuurkist verlaat, is het onmogelijk om de verloren warmte terug te winnen.
- Om een rauwe boom te ontsteken is een hogere temperatuur nodig. Van een lucifer met een stuk papier is het vrij moeilijk om ze aan te steken; je moet een gasbrander gebruiken.
Als referentie. Een deel van de waterdamp condenseert door contact met de wanden van de schoorsteen, waardoor een klein deel van de thermische energie vrijkomt. Het verwarmt alleen de pijp en niet je huis.
Hoeveel de calorische waarde afneemt en vervolgens de brandtemperatuur van de boom afhankelijk van de vochtigheid, wordt weergegeven in de volgende tabel:
Het is gemakkelijk te zien dat de warmteoverdracht van vers gezaagd brandhout de helft is van die van droog vuur (vochtigheid minder dan 20%). Daarom moet het huis om te verwarmen tweemaal zoveel vaste brandstof verbruiken. Een apart probleem is de kachel in het bad, die maximale warmte nodig heeft om aan te steken. Bij het gebruik van ruw hout is het niet mogelijk om een hoge temperatuur te bereiken, ongeacht hoeveel houtblokken er in de oven worden gegooid. Het ding is hun zwakke warmteproductie, waardoor je het badhuis niet kunt overspoelen zoals het hoort.
Verbrandingsluchtverbruik
Om hout volledig te verbranden en een maximale temperatuur in de vuurkist te bereiken, is het noodzakelijk om lucht met een overmaat van 130% van de benodigde hoeveelheid te voorzien. Bij het creëren van ideale omstandigheden wordt de reactie van koolstofoxidatie (verbranding) beschreven door een vereenvoudigde vergelijking:
Dit betekent met andere woorden dat het hout bij verhitting uiteenvalt in koolstof (C) en waterstof (H) en dat zuurstof (O) van buitenaf wordt aangevoerd. Elk koolstofatoom ontmoet 2 zuurstofatomen en vormt kooldioxide. Op zijn beurt combineert waterstof zich met zuurstofresten, waardoor water vrijkomt (opnieuw, in de vorm van stoom). Latijns Q aan het einde van de formule betekent dat er warmte vrijkomt die naar de verwarmingsbehoeften gaat.
Maar wat gebeurt er als de ideale voorwaarden worden geschonden:
- Waterstof is een zeer actief element, daarom wordt het in de eerste plaats geoxideerd. Als er niet genoeg lucht is (je hebt de opgeblazen oven of boiler afgedekt), dan blijft koolstof achter zonder zuurstofmoleculen. Als gevolg hiervan wordt onverbrand koolmonoxide (CO) gevormd, dat samen met de rook de pijp in vliegt.
- Bij een totaal gebrek aan zuurstof (de zogenaamde smeulmodus) verandert koolstof in houtskool, as en roet. Deze laatste, onder invloed van schoorsteentrek, snelt ook in de buis en nestelt zich op de muren.
- Overtollige lucht ontstaat door sterke schoorsteentrek of onjuiste werking van de turbolader van de ketel. Het fenomeen is beladen met warmteverlies via de schoorsteen.
Notitie. Vreugdevuur is een voorbeeld van een warmtebron met ongecontroleerde luchttoevoer. Hoe meer het is, hoe lager de temperatuur van de brand in het vuur en hoe minder warmte aan de uitgang. Om lang bij de haard te verwarmen, moeten er voortdurend boomstammen worden geplant.
Een belemmering voor het verkrijgen van goede warmte uit brandhout kan de temperatuur zijn van de lucht die naar de verbrandingskamer wordt gevoerd. Koude luchtstroom verwijdert net zo succesvol kostbare warmte als waterdamp. Het is geen toeval dat fabrikanten van hoogwaardige verwarmingseenheden een speciaal kanaal hebben voor het verwarmen van lucht vanaf de buitenmuren van de vuurhaard. Hoe dit in de praktijk wordt uitgevoerd, blijkt uit de foto van een zelfgemaakte vaste brandstofketel van onze expert.
Bruikbare tips
De hoge temperatuur van het verbranden van hout is de sleutel tot een effectieve verwarming van een woonhuis. Zelfs fabrikanten van TT-ketels en houtkachels geven in de instructies aan dat het beste rendement van de warmtegenerator wordt waargenomen bij gebruik in de maximale modus.
Uiteindelijk zullen we enkele aanbevelingen geven over hoe u een hoge warmteproductie en daarmee energiebesparing kunt bereiken:
- Als u brandhout moet kopen, neem dan geen caloriearme soorten, zoals wilg en populier. De eerste is te verzadigd met vocht en de tweede heeft een lage dichtheid. Vergeet niet dat u kubieke meters betaalt, geen kilogram vaste brandstof.
- Droog de stammen zoveel mogelijk. Een vers gekapte boom bereikt een vochtgehalte van 20-25% na minimaal anderhalf jaar drogen in open haardhout.
- Probeer de ketel niet te gebruiken in de geroemde vervalsing, die zogenaamd helpt besparen.Zoals je op de foto kunt zien, is de brandtemperatuur tijdens normale verbranding 800 ° C en smeulend hout geeft niet meer dan 450 ° C. Met een dergelijke warmteafvoer kan het huis niet worden verwarmd.
- Koolmonoxide CO is niet alleen brandbaar, maar ook giftig. Om brandstof te besparen, blokkeren we de luchttoevoer naar de oven en provoceren deze. De potentiële brandstof wordt niet alleen tevergeefs weggegooid, maar vervuilt ook het milieu.
- Organiseer de luchttoevoer naar de oven niet vanaf de straat om geen energie te verliezen aan de verwarming. Let bij het kiezen van een ketel op vaste brandstof op modellen met een verwarmingskanaal. Ze zijn gemakkelijk te onderscheiden door de ventilator die op het bovenpaneel is geïnstalleerd en niet in de deur van de aslade.
Het is natuurlijk onmogelijk om continu hoge temperaturen in de kamer te handhaven, omdat de warmtebehoefte van het huis ook verandert en afhankelijk is van vele factoren. Om overtollige energie te verzamelen, zijn er warmteaccumulatoren, het zijn ook buffertanks. Koop in extreme gevallen een warmtegenerator met geforceerde lading, waarbij de luchttoegang tijdens periodes van uitschakeling van de ventilator volledig wordt geblokkeerd.