Se você é guiado pela Wikipedia, a temperatura de queima da lenha está na faixa de 800-1000 ° C (aproximadamente), e a ignição e a deterioração de uma árvore começam em 300 ° C. De fato, essa faixa é ainda maior - de 450 a 1050 ° C. Dados não muito precisos, certo? Há uma explicação para isso - a temperatura no centro da chama depende de muitas condições. Aqueles que desejam obter uma queima eficiente de madeira no fogão ou na caldeira a combustível sólido não farão mal em se familiarizar com esses fatores.
Quando a lenha dá mais calor?
Para organizar o aquecimento econômico de uma casa particular, é necessário extrair a máxima energia térmica da madeira e depois transferi-la para o local com perdas mínimas. A segunda condição depende da eficiência da fonte de calor, mas a primeira depende da temperatura da queima de madeira no forno do forno ou caldeira. Quanto mais alto, mais calor é liberado.
Os seguintes fatores afetam a quantidade de calor gerado durante a queima da madeira (produção de calor):
- teor calórico (a quantidade de energia térmica que pode ser obtida de uma unidade de combustível);
- teor de umidade natural na árvore;
- volume de ar fornecido e sua temperatura.
Na prática, todos esses parâmetros estão interconectados. O valor calorífico do combustível, saturado demais com a umidade, é cerca de 2 vezes menor que o de uma árvore seca. E sem a quantidade certa de ar, ele queimará e emitirá um mínimo de calor. Ou seja, a temperatura real de queima de uma árvore é um valor variável e não pode ser indicado com precisão em considerações teóricas.
Para referência. Existe uma maneira simples de determinar qual a temperatura do fogo atingida queimando madeira na fornalha aberta da lareira. Use um pirômetro infravermelho que mede o aquecimento de superfícies à distância, como o fabricante de fogões fez em seu vídeo. Demonstra testes da inserção da lareira do churrasco, medições são feitas na segunda metade do vídeo.
Agora vamos ver cada fator individualmente.
Sobre o valor calorífico do combustível
Diferentes tipos de madeira diferem em densidade e peso e também contêm quantidades diferentes de carbono e hidrogênio - os principais componentes que produzem calor durante a combustão. Como regra, espécies mais densas e pesadas, como carvalho e freixo, fornecem mais energia do que álamo ou amieiro. Apresentamos a sua atenção uma tabela com dados sobre a densidade, calor específico e temperatura de combustão de várias espécies de madeira.
Nota. A tabela mostra os valores de massa e volume de calor de combustão de combustível seco por 1 kg e 1 m³ de armazenamento. A temperatura máxima é fornecida para condições ideais de combustão com excesso de ar.
Se compararmos o valor calorífico em volume, é perceptível que os troncos de carvalho ou de bétula liberam mais calor que as coníferas menos densas. E embora as condições para queima de lenha em um fogão, fogão ou caldeira estejam longe do ideal, a tendência ainda persistirá. Ou seja, a temperatura da chama depende diretamente do valor calorífico das espécies de madeira selecionadas.
Efeito de umidade
Alto teor de umidade é o primeiro inimigo da transferência eficaz de calor durante a combustão de qualquer biomassa. A madeira recém cortada com um teor de umidade de 50 a 65% nunca fornecerá os indicadores dados na tabela acima, e eis o porquê:
- No processo de aquecimento do forno, a água contida nos toros absorve parte do calor gerado.
- Quando a lenha se acende bem e fornece calor suficiente, a umidade da fase líquida entra em vapor, retirando a maior parte da energia recebida. Como o vapor quente sai da fornalha junto com os gases de combustão, é impossível recuperar o calor perdido.
- Para acender uma árvore bruta, é necessária uma temperatura mais alta. Em uma partida com um pedaço de papel, é bastante difícil acendê-los; você precisa usar um queimador de gás.
Para referência. Parte do vapor de água condensa pelo contato com as paredes da chaminé, o que faz com que uma pequena fração da energia térmica seja liberada. Aquece apenas o cano, e não a sua casa.
Quanto o valor calorífico diminui e, em seguida, a temperatura de queima da árvore, dependendo da umidade, é refletida na tabela a seguir:
É fácil ver que a transferência de calor da lenha recém-serrada é metade da do fogo seco (umidade menor que 20%). Assim, para aquecer a casa terá que gastar duas vezes mais combustível sólido. Uma questão separada é o fogão no banho, que requer calor máximo para acender. Ao usar madeira bruta, não será possível atingir uma temperatura alta, independentemente da quantidade de toras lançadas no forno. O problema é a fraca produção de calor, que não permitirá que você inunde a casa de banho como deveria.
Consumo de ar de combustão
Para queimar completamente a madeira e atingir a temperatura máxima na fornalha, é necessário fornecer ar com um excesso de 130% da quantidade necessária. Ao criar condições ideais, a reação de oxidação do carbono (combustão) é descrita por uma equação simplificada:
Em palavras, isso significa que, quando aquecida, a madeira se decompõe em carbono (C) e hidrogênio (H), e oxigênio (O) é fornecido a partir do exterior. Cada átomo de carbono encontra 2 átomos de oxigênio e forma dióxido de carbono. Por sua vez, o hidrogênio se combina com os resíduos de oxigênio, o que faz com que a água seja liberada (novamente, na forma de vapor). O latim Q no final da fórmula significa a liberação de calor para as necessidades de aquecimento.
Mas o que acontece se as condições ideais forem violadas:
- O hidrogênio é um elemento muito ativo, portanto, é oxidado em primeiro lugar. Quando não há ar suficiente (você cobriu o forno ou caldeira queimada), o carbono permanece sem moléculas de oxigênio. Como resultado, o monóxido de carbono não queimado (CO) é formado, voando para dentro do tubo junto com a fumaça.
- Com uma total falta de oxigênio (o chamado modo latente), o carbono se transforma em carvão, cinzas e fuligem. Este último, sob a influência do tirante da chaminé, também corre para o cano e se instala nas paredes.
- O excesso de ar ocorre devido à forte chaminé ou operação incorreta do turbocompressor da caldeira. O fenômeno está cheio de perda de calor pela chaminé.
Nota. A fogueira é um exemplo de fonte de calor com suprimento de ar descontrolado. Quanto mais, menor a temperatura do fogo e menos calor na saída. Para aquecer por um longo período próximo à lareira, é necessário plantar toras continuamente.
Um obstáculo para obter um bom calor da lenha pode ser a temperatura do ar fornecido à câmara de combustão. O fluxo de ar frio remove com tanto sucesso o calor precioso quanto o vapor de água. Não é por acaso que os fabricantes de unidades de aquecimento de alta qualidade organizam um canal especial para aquecer o ar das paredes externas da fornalha. Como isso é implementado na prática é mostrado na foto de uma caldeira de combustível sólido produzida por nosso especialista.
Dicas úteis
A alta temperatura da queima de madeira é a chave para o aquecimento efetivo de uma casa particular. Até os fabricantes de caldeiras TT e fogões a lenha indicam nas instruções que a melhor eficiência do gerador de calor é observada ao operar no modo máximo.
No final, daremos algumas recomendações sobre como obter alta produção de calor e, portanto, economia de energia:
- Se você precisar comprar lenha, não use espécies de baixa caloria, como salgueiro e choupo. O primeiro está muito saturado com a umidade e o segundo é de baixa densidade. Lembre-se de que você paga metros cúbicos, não quilogramas de combustível sólido.
- Seque os logs o máximo possível. Uma árvore recém-cortada atinge um teor de umidade de 20-25% após um mínimo de um ano e meio de secagem em uma lenha aberta.
- Tente não operar a caldeira no modo de decadência, o que supostamente ajuda a economizar.Como você pode ver na foto, a temperatura do fogo durante a combustão normal é de 800 ° C, e a madeira fumegante não dará mais que 450 ° C. Com essa dissipação de calor, a casa não pode ser aquecida.
- O monóxido de carbono CO não é apenas combustível, mas também tóxico. Tentando economizar combustível, bloqueamos o suprimento de ar para o forno e provocamos sua liberação. O combustível potencial não é apenas jogado fora sem sucesso, mas também polui o meio ambiente.
- Não organize o suprimento de ar para o forno pela rua, para não perder energia com o aquecimento. Ao escolher uma caldeira a combustível sólido, preste atenção aos modelos com um canal de aquecimento. Eles são facilmente distinguidos pelo ventilador instalado no painel superior e não pela porta do cinzeiro.
Obviamente, é impossível manter continuamente a alta temperatura na câmara, porque a necessidade de calor da casa também muda e depende de muitos fatores. Para acumular excesso de energia, existem acumuladores de calor, eles também são tanques-tampão. Em casos extremos, compre um gerador de calor com carga forçada, onde durante os períodos de desligamento do ventilador o acesso ao ar é completamente bloqueado.