Si es guiado por Wikipedia, la temperatura de combustión de la madera se encuentra en el rango de 800-1000 ° C (aproximadamente), y la ignición y la descomposición del árbol comienza a 300 ° C. De hecho, este rango es aún más amplio: de 450 a 1050 ° C. Datos no demasiado precisos, ¿verdad? Hay una explicación para esto: la temperatura en el centro de la llama depende de muchas condiciones. Aquellos que quieran lograr una quema eficiente de leña en la estufa o en una caldera de combustible sólido no les hará daño conocer estos factores.
¿Cuándo la leña da más calor?
Para organizar el calentamiento económico de una casa privada, debe extraer el máximo calor de la madera y luego transferirlo a las instalaciones con una pérdida mínima. La segunda condición depende de la eficiencia de la fuente de calor, pero la primera depende de la temperatura de la quema de madera en el horno del horno o caldera. Cuanto más alto es, más calor se libera.
Los siguientes factores afectan la cantidad de calor generado durante la quema de leña (producción de calor):
- contenido calórico (la cantidad de energía térmica que se puede obtener de una unidad de combustible);
- contenido de humedad natural en el árbol;
- volumen de aire suministrado y su temperatura.
En la práctica, todos estos parámetros están interconectados. El valor calorífico del combustible, sobresaturado con humedad, es aproximadamente 2 veces menor que el de un árbol seco. Y sin la cantidad correcta de aire, arderá y emitirá un mínimo de calor. Es decir, la temperatura real de combustión de un árbol es un valor variable y no puede indicarse con precisión en consideraciones teóricas.
Para referencia. Hay una manera simple de determinar cuál es la temperatura del fuego al quemar leña en la cámara abierta de la chimenea. Use un pirómetro infrarrojo que mida el calentamiento de superficies a distancia, como lo hizo el maestro fabricante de estufas en su video. Muestra pruebas del inserto de la chimenea de la barbacoa, las mediciones se realizan en la segunda mitad del video.
Ahora veamos cada factor individualmente.
Sobre el poder calorífico del combustible
Los diferentes tipos de madera difieren en densidad y peso, y también contienen diferentes cantidades de carbono e hidrógeno, los componentes principales que producen calor durante la combustión. Como regla general, las especies más densas y pesadas, como el roble y el fresno, dan más energía que el álamo o el aliso. Le presentamos una tabla con datos sobre la densidad, el calor específico y la temperatura de combustión de varias especies de madera.
Nota. La tabla muestra los valores de calor de masa y volumen de combustión de combustible seco por 1 kg y 1 m³ de almacenamiento. La temperatura máxima se proporciona para condiciones de combustión ideales con exceso de aire.
Si comparamos el valor calorífico por volumen, es notable que los troncos de roble o abedul liberen más calor que las coníferas menos densas. Y aunque las condiciones para quemar leña en una estufa, estufa de barriga o caldera están lejos de ser ideales, la tendencia continuará. Es decir, la temperatura de la llama depende directamente del valor calorífico de las especies de madera seleccionadas.
Efecto de humedad
El mayor contenido de humedad es el primer enemigo de la transferencia de calor efectiva durante la combustión de cualquier biomasa. La madera recién cortada con un contenido de humedad del 50-65% nunca proporcionará los indicadores dados en la tabla anterior, y aquí está el por qué:
- En el proceso de calentamiento del horno, el agua contenida en los registros absorbe parte del calor generado.
- Cuando la leña ardía bien y daba suficiente calor, la humedad de la fase líquida entra en vapor y le quita la mayor parte de la energía recibida. Como el vapor caliente sale de la cámara de combustión junto con los gases de combustión, es imposible recuperar el calor perdido.
- Para encender un árbol crudo, se necesita una temperatura más alta. De un partido con un trozo de papel, es bastante difícil encenderlos; debe usar un quemador de gas.
Para referencia. Parte del vapor de agua se condensa por el contacto con las paredes de la chimenea, lo que hace que se libere una pequeña fracción de energía térmica. Solo calienta la tubería, no su hogar.
La cantidad que disminuye el valor calorífico, y luego la temperatura de combustión del árbol dependiendo de la humedad, se refleja en la siguiente tabla:
Es fácil ver que la transferencia de calor de la leña recién aserrada es la mitad que la del fuego seco (humedad inferior al 20%). En consecuencia, para calentar la casa tendrá que gastar el doble de combustible sólido. Otro problema es la estufa en el baño, que requiere el máximo calor para encender. Cuando se utiliza madera cruda, no será posible alcanzar una temperatura alta, sin importar cuántos troncos se arrojen al horno. La cuestión es su débil producción de calor, que no le permitirá inundar la casa de baños como debería.
Consumo de aire de combustión
Para quemar completamente la madera y alcanzar la temperatura máxima en la cámara de combustión, es necesario suministrar aire con un exceso del 130% de la cantidad requerida. Al crear condiciones ideales, la reacción de oxidación de carbono (combustión) se describe mediante una ecuación simplificada:
En palabras, esto significa que cuando se calienta, la madera se descompone en carbono (C) e hidrógeno (H), y el oxígeno (O) se suministra desde el exterior. Cada átomo de carbono se encuentra con 2 átomos de oxígeno y forma dióxido de carbono. A su vez, el hidrógeno se combina con residuos de oxígeno, lo que hace que se libere agua (nuevamente, en forma de vapor). La Q latina al final de la fórmula significa la liberación de calor que va a las necesidades de calefacción.
Pero qué sucede si se violan las condiciones ideales:
- El hidrógeno es un elemento muy activo, por lo que se oxida primero. Cuando no hay suficiente aire (cubrió el horno o la caldera soplados), el carbono permanece sin moléculas de oxígeno. Como resultado, se forma monóxido de carbono (CO) sin quemar, volando hacia la tubería junto con el humo.
- Con una falta total de oxígeno (el llamado modo de combustión lenta), el carbono se convierte en carbón, cenizas y hollín. Este último, bajo la influencia del tiro de la chimenea, también se precipita en la tubería y se instala en sus paredes.
- El exceso de aire se produce por el fuerte tiro de la chimenea o el funcionamiento incorrecto del turbocompresor de la caldera. El fenómeno está cargado de pérdida de calor a través de la chimenea.
Nota. La hoguera es un ejemplo de una fuente de calor con suministro de aire no controlado. Cuanto más es, menor es la temperatura del fuego en el fuego y menos calor en la salida. Para calentar durante mucho tiempo cerca del hogar, los troncos deben plantarse continuamente.
Un obstáculo para obtener un buen calor de la leña puede ser la temperatura del aire suministrado a la cámara de combustión. El flujo de aire frío elimina con tanto éxito el calor precioso como el vapor de agua. No es casualidad que los fabricantes de unidades de calefacción de alta calidad dispongan un canal especial para calentar el aire desde las paredes exteriores de la cámara de combustión. La forma en que esto se implementa en la práctica se muestra en la foto de una caldera de combustible sólido hecha por nuestro experto.
Consejos útiles
La alta temperatura de la quema de madera es la clave para el calentamiento efectivo de una casa privada. Incluso los fabricantes de calderas TT y estufas de leña indican en las instrucciones que se observa la mejor eficiencia del generador de calor cuando se opera en modo máximo.
Al final, daremos algunas recomendaciones sobre cómo lograr una alta producción de calor y, por lo tanto, ahorros de energía:
- Si tiene que comprar leña, no tome especies bajas en calorías, como el sauce y el álamo. El primero está demasiado saturado de humedad, y el segundo es de baja densidad. Recuerde que paga metros cúbicos, no kilogramos de combustible sólido.
- Seque los troncos tanto como sea posible. Un árbol recién cortado alcanza un contenido de humedad del 20-25% después de un mínimo de año y medio de secado en una leña abierta.
- Trate de no operar la caldera en el modo de decaimiento, lo que supuestamente ayuda a ahorrar.Como puede ver en la foto, la temperatura del fuego durante la combustión normal es de 800 ° C, y la leña ardiente no dará más de 450 ° C. Con tal disipación de calor, la casa no se puede calentar.
- El monóxido de carbono CO no solo es combustible, sino también tóxico. Tratando de ahorrar combustible, bloqueamos el suministro de aire al horno y provocamos su liberación. El combustible potencial no solo se arroja en vano, sino que también contamina el medio ambiente.
- No organice el suministro de aire al horno desde la calle, para no perder energía en su calentamiento. Al elegir una caldera de combustible sólido, preste atención a los modelos con un canal de calefacción. Se distinguen fácilmente por el ventilador instalado en el panel superior, y no en la puerta del cenicero.
Por supuesto, es imposible mantener continuamente una temperatura alta en la cámara, porque la necesidad de calor de la casa también cambia y depende de muchos factores. Para acumular el exceso de energía, hay acumuladores de calor, también son tanques de amortiguación. En casos extremos, compre un generador de calor de carga forzada, donde durante los períodos de apagado del ventilador, el acceso al aire está completamente bloqueado.