Прессованные опилки для отопления: преимущества с недостатками + сравнение с традиционным твердым топливом
Недавно появившиеся на российском рынке прессованные опилки в виде брикетов и пеллетов за границей уже давно используют для отопления. Поэтому отработана технология производства и известны их положительные и отрицательные качества.
Для современных экономичных печей и котлов длительного горения применение такого вида топлива часто является лучшим вариантом.
Содержание статьи:
- Использование брикетов в отоплении
- Состав и технология производства
- Особенности горения прессованного топлива
- Преимущества и недостатки «евродров»
- Удельная теплотворность топлива
- Хранение и простота использования
- Применение в котлах длительного горения
- Пример расчета необходимого объема
- Несколько практических советов
- Выводы и полезное видео по теме
Использование брикетов в отоплении
Любое производство по заготовке или обработке леса предполагает наличие древесных отходов. Их себестоимость – нулевая, поэтому формирование брикетов и продажа их в качестве горючего материала финансово оправдана.
Многие мощные предприятия извлекают из этого прибыль и на рынке можно найти множество предложений по реализации «евродров».
Состав и технология производства
Химическая структура опилок и стружки идентична древесной породе, из которой они были получены. Обычно в деревообработке используют березу и хвойные породы, такие как сосна, ель, лиственница, пихта и кедр. Реже можно найти отходы из ясеня, дуба и других «дорогих» видов.
Крупные деревообрабатывающие предприятия производят множество древесных отходов, которые складируют на улице. Часто можно забрать опилки бесплатно при условии самовывоза
Идея применения опилок и древесной стружки для обогрева не нова. Такой вид топлива наряду с дровами и углем часто используют для сжигания в печах. Однако у рассыпного горючего материала есть несколько недостатков:
- Грязь. Рассыпанные опилки и мелкий древесный мусор быстро засоряют территорию. Поэтому область их использования в качестве топлива часто ограничена нежилыми объектами, для которых чистота не важна: кочегарки, теплицы и разные бытовые помещения.
- Взвесь. При складировании опилок самые маленькие частицы поднимаются в воздух. Создаваемая ими пыль вредна для здоровья, так как провоцирует развитие легочных заболеваний. Кроме того, высокая концентрация горючего вещества взрывоопасна и поэтому использование мелких древесных отходов без соответствующей вентиляции (что приводит к дополнительным расходам) запрещено на промышленных объектах.
- Быстрота и неравномерность сгорания. При сжигании опилок или стружки достаточно сложно добиться запланированной теплоотдачи, так как она зависит от крупности материала, а также от его влажности и породы деревьев.
Все эти проблемы можно решить, если спрессовать древесные отходы в брикеты.
Форма и размеры прессованных отходов могут отличаться в зависимости от производителя. Поэтому легко можно подобрать удобные брикеты под конкретную топку
Древесина на 20-30% состоит из лигнина, который скрепляет клетчатку. При создании высокого давления с помощью пресса происходит выделение этого природного полимера, который достаточно прочно связывает размещенные в форме опилки.
При применении промышленного оборудования по изготовлению брикетов из опилок или стружки создание высокого давления в форме обеспечивает необходимую плотность и твердость структуры. При использовании менее мощных самодельных приспособлений для придания прочности изделиям к древесным отходам добавляют вяжущие вещества, такие как глину или дешевый обойный клей.
Особенности горения прессованного топлива
Химический состав дров и прессованных древесных отходов одинаков, а физическая структура различна. Это во многом определяет специфику в их горении.
Пористость брикетов способствует легкому их воспламенению. Это позволяет регулировать интенсивность теплоотдачи. Прессованное, как и высушенное гнилое дерево (труха), способно медленно тлеть без риска полного затухания.
Прессованная структура облегчает процесс розжига. Иногда для этого специально приобретают небольшое количество топливных брикетов из опилок и стружки
Для уменьшения тепловыделения при использовании брикетов нужно уменьшить поступление кислорода – закрыть приточку. При необходимости увеличить интенсивность горения – открыть доступ топке к свежему воздуху. Прессованные отходы гораздо быстрее дров реагируют на такие изменения.
Преимущества и недостатки «евродров»
Стоимость угля, дров или используемых для отопления прессованных опилок колеблется в зависимости от региона. Поэтому однозначного решения по выбору того или иного вида топлива нет. Необходимо принимать во внимание актуальную цену и провести анализ сравнительных характеристик.
Удельная теплотворность топлива
Одним из основных показателей эффективности топлива является его удельная теплотворность (удельная теплота сгорания). От этого параметра зависит, сколько массовой доли вещества при его сжигании потребуется на выделение определенного количества энергии.
Сравнительная теплотворность различных типов горючего. Приведенные значения приблизительны и зависят от многих факторов. Но в целом таблица показывает рейтинг твердого топлива по удельной теплоте сгорания
Здесь есть один нюанс: теплотворность зависит от массы, а дрова и брикеты из опилок обычно измеряют в кубах. При рекламе прессованного топлива часто указывают, что выход энергии почти в два раза больше чем при сгорании древесины, однако не указывают тот факт, что вес сухих брикетов в одном кубометре больше.
Допустим, что теплотворность свежесрубленной березы составляет около 2 кКал/кг, а брикетов – 4 кКал/кг. Вес складочного куба дров около 570 кг/м3, а вес такого же объема прессованного материала – около 800 кг. Поэтому кубометр сырого колотого дерева при сгорании даст около 1,14 мКал, а брикетов – около 3,2 мКал, то есть, практически, в три раза больше.
Тепловую эффективность промышленно изготовленных брикетов можно сравнить с древесным или каменным углем, однако последний стоит значительно дешевле.
Хранение и простота использования
Одним из недостатков прессованного сырья является его высокая гигроскопичность. Интенсивная способность поглощения влаги приводит к потере жесткости между связанными частицами и возможному рассыпанию брикета. Поэтому в отличие от того же угля или дров, хранить опилок необходимо в сухом месте.
Впрочем, зимой прессованное топливо можно держать под обыкновенным навесом, так как при минусовой температуре абсолютная влажность воздуха мала. Нужно лишь обеспечить отсутствие непосредственного контакта со снегом.
Также топливные брикеты можно держать в помещении. Промышленно произведенное прессованное сырье практически не дает мусора, в отличие от тех же дров.
Из-за создаваемой грязи и пыли, уголь и дрова хранят на улице. Аккуратные брикеты из стружки можно держать в веранде дома
Для начала горения прессованного дерева требуется минимальное количество материала для розжига. Здесь опилки, как и торф вне конкуренции.
Применение в котлах длительного горения
Сейчас заслуженной популярностью, особенно у владельцев коттеджей, пользуются котлы длительного горения. Они экономичны, имеют высокий КПД и просты в управлении. Единственный их значимый минус – стоимость оборудования и затраты на его монтаж.
Многие продвинутые модели котлов оснащены автоматизированной системой загрузки топлива. Для ее работы необходимо использовать однородный по форме горючий материал. Для этого из опилок и стружки изготавливают пеллеты.
Пеллеты делают из отходов деревообработки методом прессования. Они имеют вид гранул диаметра 6-9 мм и длиной от 10 до 70 мм
Использование такого вида топлива позволяет поддерживать необходимый температурный режим без участия человека. Это дает возможность хозяевам коттеджей отлучаться на длительный период (до нескольких дней) без риска охлаждения жилища до недопустимых показателей.
Пример расчета необходимого объема
Зная удельную теплоту сгорания и КПД печи или котла, можно приблизительно рассчитать необходимую массу топлива на определенный период.
Прессованные брикеты продают либо по весу, либо по объему. Во втором случае есть некоторые нюансы, связанные с формой изделий. Для расчета необходимого количества топлива нужно определить массу одного кубометра.
Если брикеты продают по объему, то их укладывают не валом, а в плотные связки. Зная форму изделий можно рассчитать их массу
Для этого нужно выполнить следующую последовательность действий:
Приведем пример решения практической задачи. Допустим, что по расчетам для отопления коттеджа в зимний период необходимо получать 6 кКал/ч. Есть брикеты квадратной формы сечения со стороной 10 см и круглым технологическим отверстием диаметра 5 см. Плотность прессованных древесных отходов – 0,95 г/см3. Теплотворность – 4 кКал/кг. КПД котла – 80%. Необходимо вычислить требуемый объем закупки.
Найдем сечение одного брикета (вместе с отверстием) по формуле вычисления площади квадрата:
10 * 10 = 100 см2.
Вычислим сечение отверстия по формуле площади круга:
π * 5 * 5 / 4 = 19.6 см2.
Найдем площадь сечения, занятого опилками:
100 – 19.6 = 80.4 см2.
Вычислим коэффициент заполнения:
k = 80.4 / 100 = 0.8.
Найдем массу одного кубометра:
m = 0.8 * 0.95 * 1000 = 760 кг.
Найдем теплотворность одного кубометра с учетом КПД котла:
760 * 4 * 80 / 100 = 2432 кКал.
Посчитаем необходимую энергию для отопления на весь зимний период (6 месяцев):
6 * 24 * 30 * 6 = 25920 кКал.
Найдем необходимой количество кубометров брикетированного топлива:
25920 / 2432 = 10.7 м3.
Если же брикеты продают по весу, то решение задачи значительно упрощается. Для определения достаточной массы топлива нужно всего лишь разделить необходимую энергию на теплотворность сырья:
25920 / 4 = 6480 кг.
Несколько практических советов
Химический состав изготовленных промышленным способом брикетов идентичен дереву. Если прессование проводилось на самостоятельно сделанном оборудовании, то добиться выделения лигнина в достаточном для связи опилок объеме проблематично.
Изготовленные промышленным способом брикеты визуально отличаются четкими формами и однородной структурой, которую можно разглядеть на торцевой части изделия
В этом случае к сырью добавляют вяжущее вещество, такое как глина или дешевый обойный клей. Такое топливо характерно повышенной зольностью. Его не следует использование в печах с извилистыми дымоходами, так как их гораздо чаще придется чистить, чем при отоплении обычными дровами и углем.
Также повышенной зольностью обладает кора. Если ее использовали при изготовлении прессованного топлива, то это можно обнаружить по вкраплениям более темного цвета, чем у основной массы стружки или опилок.
Помимо «евродров» из опилок в продаже присутствуют прессованные брикеты из других горючих материалов:
- пыль от каменного и бурого угля;
- шелуха семечек подсолнуха;
- солома;
- торф.
Они обладают различной теплотворностью и зольностью. Производители обычно приводят эти данные, однако надо понимать, что они часто получены в «идеальных» условиях.
Очень часто дрова применяют как средство для создания температуры, при которой начнется процесс горения угля. Прессованные отходы горят дольше, чем дерево, но при этом менее интенсивно, поэтому их использование совместно с углем не оправдано.
Выводы и полезное видео по теме
Тестирование длительности горения топливного брикета на мангале:
Прессованный древесный материал обладает рядом свойств, которые позволяют ему конкурировать с дровами и углем, особенно при использовании их в современных экономичных котлах. Выбор в пользу того или иного вида топлива зависит от сложившейся цены на рынке, а также от преимуществ и недостатков, которые есть у каждого варианта.
