Теплотворная способность различных видов топлива: дров, угля, пеллетов, брикетов

Основные характеристики

Колун не является в полном смысле топором, но он напрямую относится к нему.

Ручной инструмент имеет топорище, на которое насажена клиновидная рабочая часть (голова) без острой заточки.

Колун рассчитан на однократный удар, после которого чурбак расколется на части.

Тут важна не заточка лезвия, а сила удара.

Внешне колун напоминает больше кувалду, нежели классический топор.

Одна сторона головы плоская (обух), а противоположная клиновидная, выполнена в виде двухстороннего среза под углом в 40 – 50 градусов.

Вес колуна доходит до 5 кг, что позволяет ему справляться даже с крупными чурбаками.

Смысл такой конструкции заложен не в прорезании волокон древесины, а в их расслоении.

Толщина и длина топорища зависит, прежде всего, от размера головы колуна.

При этом размер рукояти напрямую влияет на эффективность работы, так как длинное топорище в паре с тяжелой головой концентрируют на малой площади приличную силу удара.

Лезвие

Как уже было сказано, лезвие колуна не имеет острой заточки.

В зависимости от формы, различают клинообразные (клиновидные) и ушастые варианты.

Второй тип, как отмечают сами дачники, по удобству работы намного уступает клиновидному колуну.

Отмечается, что голова, из-за наличия разведенных в стороны “ушей”, часто застревает в чурбаках, после чего ее сложно извлечь.

Сами же производители отвечают на эту претензию тем, что такая конструкция предназначена для работы с сухой древесиной.

В действительности же владельцы частного дома используют инструмент для раскалывания сырых, недавно спиленных стволов, что неверно.

Колющая кромка бывает прямой и закругленной.

Первый вариант колуна подходит для работы с большими сухими чурбаками.

Закругленное же лезвие имеет больший размер, что позволяет справляться со смолянистой и влажной древесиной.

Голова колуна изготавливается следующими методами:

• Штампование

Используется среднеуглеродистая сталь.

В большинстве случаев штампованные колуны имеют массу более 2.5кг, а их центр тяжести сконцентрирован в голове. Это позволяет использовать такой инструмент для работы с крупными чурбаками.

• Литье

Лезвие изготавливается из закаленной стали, обычно, имеет меньшие размеры по сравнению с упомянутым выше вариантом.

Бывают как прямыми, так округлыми.

Литые колуны больше напоминают топор.

Рукоять

Деревянное топорище – это классика.

Оно использовалось всегда, останется актуальным еще не одно десятилетие.

В отличие от металла, древесина обладает полезным свойством гасить удары и вибрацию.

Кроме того, деревянные ручки сравнительно дешевые, просты в изготовлении.

Все это влияет на стоимость инструмента в лучшую сторону.

Однако, среди минусов стоит отметить тот факт, что топорище, при неправильной технике работы с колуном, раскалывается.

Альтернативой древесине служит фибергласс – композитный материал, обладающий хорошими показателями прочности.

Некоторые модели производят с обрезиненной рукоятью, тем самым повышают удобство работы.

При этом он легкий, что позволяет сместить центр тяжести инструмента в сторону головы.

Фиберглассовая рукоять – подходяще решение для тяжелых колунов.

Состояние печи

Немаловажным показателем качества нагрева помещений в доме является состояние печи, так как от этого будут зависеть теплопотери. К примеру, если между дверцей камеры сгорания и кирпичной стеной печи есть даже небольшая щель, то эффективность работы отопительного агрегата снижается на 10 процентов.

Ведь в щель будет попадать холодный воздух из помещения, что будет способствовать усилению тяги, то есть, тепло, образуемое в топке, будет вылетать в трубу. А если при растопке забыть закрыть дверь топки, то потери тепла будут значительными, эффективность работы печи снизится на 40 процентов.

Чтобы снизить теплопотери, рекомендуется:

• перед началом отопительного сезона проводить ремонт печи, заделывая все обнаруженные при осмотре щели и зазоры;
• не менее двух раз за отопительный сезон прочищать дымоход;
• не лениться перед каждой растопкой удалять золу и очищать колосник;
• протапливать печь, которая сделана для прогрева, следует как минимум пару раз в сутки. Печь не должна переохладится, этого нельзя допускать. Если это произойдет, в ней может пропасть тяга. Перед распалкой для начала сожгите газету в топке, и это надо сделать, предварительно закрыв поддувало. Сначала будет выделяться дым, а когда начнется стабильное горение, это будет сигналом, что тяга появилась и можно загружать порцию дров. Если печь не использовалась длительное время, придется это проделать несколько раз.

Пеллеты

Пеллетами (топливными гранулами) называется твердое топливо, созданное промышленным путем из древесных и растительных отходов: стружки, коры, картона, соломы.

Измельченное до состояния трухи сырье высушивается и засыпается в гранулятор, откуда уже выходит в виде гранул определенной формы. Для добавления массе вязкости применяют растительный полимер – лигнин. Сложность производственного процесса и высокий спрос формируют стоимость пеллетов. Материал используется в специально обустроенных котлах.

Разновидности топлива определяются в зависимости от того, из какого материала они переработаны:

• кругляка деревьев любых пород;
• соломы;
• торфа;
• подсолнечной шелухи.

Среди преимуществ, которыми обладают топливные гранулы, стоит отметить следующие качества:

• экологичность;
• неспособность к деформации и устойчивость к грибку;
• удобство хранения даже под открытым небом;
• равномерность и длительность горения;
• относительно невысокая стоимость;
• возможность использования для различных отопительных устройств;
• подходящий размер гранул для автоматической загрузки в специально обустроенный котел.

Вид топлива	Тепловая способность, ккал/кг
Пеллеты	4500
Дрова	2500
Уголь древесный	7500
Каменный уголь	7400
Мазут	9800
ДТ	10200
Природный газ	8300

Виды теплоты сгорания

Теплота сгорания может быть отнесена к рабочей массе горючего вещества QP{\displaystyle Q^{P}}, то есть к горючему веществу в том виде, в каком оно поступает к потребителю; к сухой массе вещества QC{\displaystyle Q^{C}}; к горючей массе вещества QΓ{\displaystyle Q^{\Gamma }}, то есть к горючему веществу, не содержащему влаги и золы.

Различают высшую (QB{\displaystyle Q_{B}}) и низшую (QH{\displaystyle Q_{H}}) теплоту сгорания.

Под высшей теплотой сгорания понимают то количество теплоты, которое выделяется при полном сгорании вещества, включая теплоту конденсации водяных паров при охлаждении продуктов сгорания.

Низшая теплота сгорания соответствует тому количеству теплоты, которое выделяется при полном сгорании, без учёта теплоты конденсации водяного пара. Теплоту конденсации водяных паров также называют скрытой теплотой парообразования (конденсации).

Низшая и высшая теплота сгорания связаны соотношением: QB=QH+k(W+9H){\displaystyle Q_{B}=Q_{H}+k(W+9H)},

где k — коэффициент, равный 25 кДж/кг (6 ккал/кг); W — количество воды в горючем веществе, % (по массе); Н — количество водорода в горючем веществе, % (по массе).

Рекомендации по монтажу

Для тяжелой кирпичной печи необходимо обустроить фундамент

В процессе установки обогревательного устройства необходимо соблюдать несколько правил:

• Рядом с прогреваемой зоной нельзя ставить быстро воспламеняющиеся предметы и взрывоопасные жидкости.
• Разборный тип дымохода лучше очищать от сажи.
• Подходящий диаметр дымовыводной трубы – примерно 15 см, длина – 5 см.
• Дымоход оснащается регулировочной заслонкой.
• Для защиты от ожогов лучше выполнить экранирование из кирпича. Кладка также предотвратит перегрев стен и будет аккумулировать тепло.
• Напольная поверхность из горючих материалов защищается фундаментом.

Комплектная инструкция содержит подробный регламент установки.

Правила работы колуном

Имея под рукой даже самый дорогой фирменный колун, без опыта эффективно работать не получится.

Однако, на первых порах в некоторой мере справится с этой проблемой помогут следующие советы:

• Подставкой под чурбаки служит самая широкая колода с ровным местом распила. Устанавливается в устойчивом вертикальном положении.

• Чтобы облегчить работу, нужно подождать, пока свежераспиленные чурки просохнут. В противном случае древесина будет вязкой, а это приведет к заклиниванию инструмента. Зимой сырому материалу лучше дать промерзнуть. Так он станет рыхлым.

• Для рационального расхода топлива, чурки лучше колоть на части диаметром около 10см.

• Расколоть с первого раза крупные чурбаки пополам может не получиться. Чтобы сэкономить время, лучше откалывать куски по краю, а затем разрубить “сердцевину”.

• Если на полене есть трещина, желательно попасть в нее колуном. При работе с сучковатым материалом необходимо попадать инструментом либо вдоль одного из сучей, либо между ними.

• Старый колун с деревянной ручкой необходимо предварительно замочить в воде. Топорище в месте соединения с головой набухнет и надежно зафиксируется, предотвращая слет металлической части во время работы.

• Ручка инструмента всегда имеет расширение на своем конце. Это сделано для того, чтобы руки не соскальзывали при ударе. Брать инструмент следует у самого расширения, чтобы добиться максимальной силы удара за счет рычага.

Застрявший в колоде инструмент можно извлечь несколькими способами:

• Расшатать.

• Ударить по обуху кувалдой, что приведет к расколу древесины.

• Замахнуться колуном вместе с чуркой, развернуть инструмент в воздухе и ударить обухом о бревно-подставку.

За счет огромной силы удара работа с колуном сопряжена с риском получить серьезную травму.

Следуя простейшим правилам, можно значительно снизить риск либо исключить его:

• Чурбак необходимо ставить на край колоды с дальней стороны. В случае промаха инструмент воткнется в подставку.

• Держать колун нужно за край рукояти, держа ноги широко расставленными. Опять же, в случае промаха лезвие уйдет в землю, а не в ногу.

• Во избежание гашения удара колодой – подставкой, ее необходимо устанавливать на твердую поверхность (асфальт, бетон).

• Рабочая площадка должна быть чистой от посторонних предметов. Уже расколотые поленья лучше сразу убирать из-под ног.

• В непосредственной близости от рабочего места недопустимо присутствие людей, так как щепа, летящая во все стороны, травмоопасна.

Расчет расхода дров на отопление частного дома

• качества, сортности дерева и степени его просушки;
• плотности древесных волокон;
• теплоотдачи;
• площади помещения;
• особенностей отопительного периода (осень, зима, начало весны).

Качественными считают такие дрова:

• возраст – 1,5-2 года после сруба дерева;
• доля влажности не более 20% от удельной массы;
• аккуратная нарубка (чурбаки имеют приблизительно одинаковую толщину и длину);
• лиственные породы (ольха, береза) или микс.

У такого топлива наибольший коэффициент теплоотдачи, а следовательно – вы потратите меньше поленьев, получив великолепный эффект.

К дополнительным факторам, влияющим на расход дров за сезон, относятся:

• Высота потолков в комнатах: стандарт составляет 2,8 м. При больших цифрах придется потратить больше топлива для полноценного прогрева.
• Наличие теплоизоляции стен, оконных и дверных проемов (иначе вы будете отапливать не дом, а улицу – ценное тепло неизбежно станет выходить наружу).
• КПД печи и правильность ее укладки.

Перед тем как рассчитать топливо на весь сезон, нужно уточнить ряд моментов, поскольку расход дров зависит от нескольких факторов. Вот перечень вопросов, требующих ответа:

1. Сколько тепла необходимо на отопление загородного дома в вашем районе проживания?
2. Древесину какой породы планируется сжигать?
3. Какова влажность этой древесины? Она свежесрубленная, полусухая или успела пролежать год-два?
4. Какова эффективность (КПД) вашего отопительного агрегата? Указывается в паспорте на твердотопливный котел или печь.

Расход тепловой энергии на обогрев частного дома определяется расчетом, выполняемым специалистами, либо методом укрупненного вычисления. Для большинства домовладельцев более приемлем второй вариант, так как за первый приходится платить. Суть его такова: на отопление 100 м² площади здания, находящегося в умеренной климатической зоне, в самые холодные дни отводится 10 кВт/ч теплоты. Учитывая изменение температуры за отопительный период, средний расход в течение сезона составит 5 кВт/ч.

Как видно из таблицы, на теплотворную способность оказывает влияние и влажность древесного топлива. Чем дрова суше, тем больше энергии можно получить с единицы объема. Оно и понятно: при горении сырой древесины часть теплоты затрачивается на испарение влаги и не идет на отопление дома.

Показатель эффективности (КПД) дает понять, какую часть тепловой энергии от сжигания топлива котел способен направить в систему отопления, выбрасывая остальное в дымоходную трубу. Эта величина прописана в техническом паспорте каждого теплогенератора. Для тех, кто еще не приобрел дровяной источник тепла, приведем показатели КПД для различных отопителей:

• при горении в классическом твердотопливном котле используется от 70 до 75% тепла;
• то же, в пиролизном котле – 80%;
• печь кирпичная русская либо колпаковая – 65%;
• печь стальная либо чугунная – не более 55%.

Примечание. Значение КПД, указанное для пиролизного теплогенератора, истинно при работе на сухой древесине (влажность 20%). Если «кормить» данный агрегат сырыми дровами, то его эффективность не превысит 70%.

В этой формуле:

• V – искомый расход дров в кубах за 1 месяц;
• Q – количество теплоты, необходимое на обогрев дома, кВт/ч;
• q – теплотворная способность 1 кубометра той или иной породы древесины в зависимости от влажности, кВт/м³;
• КПД – эффективность дровяного теплогенератора, указанная в процентах.

V = 720 х 5 / (2371 х 0.01 х 75) = 2.02 м³

2.02 / 0.71 = 2.85 м³

При длительности отопительного сезона 6 месяцев придется сжечь 2.85 х 6 = 17.1 м³ сырой березы. Теперь можно провести проверку онлайн-калькулятором на этом интернет-ресурсе. Показания калькулятора отличаются от расчетных в меньшую сторону – 2.8 м³ березовых поленьев нужно на 1 месяц.

Заключение

Поскольку результаты расчетов разными способами могут отличаться между собой, рекомендуется опираться на больший, чтобы не вышло казуса с нехваткой дров в конце зимы – начале весны. Также напрашивается вывод, что гораздо выгоднее брать сухие дрова либо хорошенько высушивать их под навесом в течение года – двух.

Правила безопасности

Перед розжигом печи необходимо сразу просчитать количество предполагаемых закладок и подготовить запас дров

Регулярная топка кирпичной печи редко ограничивается только одной закладкой, которой обычно хватает лишь на 6-8 часов непрерывного горения. Поэтому большинство опытных истопников перед тем как затопить печку заранее запасаются дополнительной порцией дров. После прогорания первой закладки они не дожидаются появления на углях «голубых огоньков» и приступают к повторной загрузке твердого горючего в рабочую зону.

Перед тем как разжигать печку важно сразу просчитать количество предполагаемых закладок и подготовить соответствующий запас дров. При очередной их загрузке потребуется соблюдать правила, позволяющие сохранять накопленное тепло и исключить возможность проникновения угарного газа в жилое помещение

Для быстрого розжига новых порций остатки предыдущей закладки вместе с тлеющими углями сгребаются в центральной части.

Правила безопасности при растопке печи

Безопасные приемы розжига печи позволят пользователю избежать неприятных последствий, самое безобидное из которых – прожог половых досок в доме

Особое внимание вопросам безопасности уделяется в постройках, связанных с высокими температурами. К ним относят бани, где создаются идеальные условия для случайного возгорания

Перед тем как начать топить печку дровами в огнеопасных помещениях (включая предбанник), важно усвоить следующие требования безопасности:

• приступок около печи обязательно обивается металлическим листом размером не менее 50х70 мм, который рекомендуется окрасить качественным огнезащитным составом;
• расстояние от дверцы топочной камеры до ближайших незащищенных объектов и стен следует выдерживать в пределах не менее 1,25 метра;
• поблизости от домашней или банной топки не допускается хранить легковоспламеняющиеся материалы и горючие вещества;
• твердое топливо хранится в отдельном помещении или на отведенных для этих целей площадках;
• топка завершается не менее чем за два часа до отхода ко сну или полного оставления помещения;
• запрещается эксплуатировать печи, если имеется малейшее подозрение в их неисправности.

Запрещено использовать для розжига керосин и другие легковоспламеняющиеся жидкости

Во время топки категорически запрещается:

• применять для розжига керосин, дизельное топливо, бензин, а также иные легковоспламеняющиеся и горючие жидкости;
• хранить в отапливаемом помещении запас дров, превышающий суточную потребность;
• оставлять разгоревшуюся печку без надзора;
• сушить и хранить на ней дрова и другие горючие материалы;
• топить углем или коксом печные конструкции, неприспособленные для их использования;
• применять заготовки дров, длина которых значительно больше размера топливника, а также эксплуатировать печь при полностью открытых дверцах.

Предлагаем ознакомиться Установка топки в сауне

Отопление дровами

Ими издавна топили печи еще наши предки.

Плюсы:

дрова быстро разгораются и отдают тепло, что делает процесс нагревания помещения достаточно быстрым;
невысокая стоимость, особенно в том случае, когда заготовка дров на зиму осуществляется самостоятельно;
не подвержены механическим повреждениям;
хорошо просушенные дрова обладают очень высокой теплоотдачей;
при сгорании дров появляются красивые языки пламени, что очень важно при работе камина;
в процессе горения дров разных пород деревьев выделяются эфирные масла, благоприятно влияющие на нервную систему и дыхательные пути человека.

Важно знать: лучшим продуктом горения являются дрова двухлетней давности, которые хранились в правильных условиях.

Минусы:

дрова, так же как и топливные брикеты, нуждаются в особых условиях хранения. Их следует беречь от малейшего попадания влаги и следить за хорошей вентиляцией помещения.