[ Zamknij ]

Nowe zasady dotyczące cookies
W ramach naszej witryny stosujemy pliki cookies w celu świadczenia Państwu usług na najwyższym poziomie, w tym w sposób dostosowany do indywidualnych potrzeb. Korzystanie z witryny bez zmiany ustawień dotyczących cookies oznacza, że będą one zamieszczane w Państwa urządzeniu końcowym. Możecie Państwo dokonać w każdym czasie zmiany ustawień dotyczących cookies. Więcej szczegółów na stronie Polityka Prywatności.


rejestracja

Drewno jako paliwo

Opublikowano: 22.04.2013
image

Systemy ogrzewania centralnego składały się i nadal składają się z wielu elementów, wśród których grzejnik stanowi element końcowy. Równie ważnym elementem systemu, a być może nawet ważniejszym jest źródło ciepła, stanowiące niejako jego „serce". W miarę rozwoju techniki grzewczej źródła ciepła w systemach centralnych ewoluowały, począwszy od otwartego paleniska, ogrzewającego powietrze, aż do, stosowanych obecnie, nowoczesnych systemów korzystających z odnawialnych źródeł energii. Zmieniało się również zasilające je paliwo.

 

Początek ogrzewania centralnego to oczywiście źródła ciepła w postaci otwartych palenisk, zasilanych przede wszystkim drewnem i szczątkami organicznymi (głównie roślinnymi). Warto zauważyć, że drewno spalano wtedy zarówno w postaci nieprzetworzonej (surowej), jak również specjalnie przetworzonej (przystosowanej do spalania w obiektach zamkniętych), czyli w postaci węgla drzewnego. Wypalanie węgla drzewnego zostało zapoczątkowane zapotrzebowaniem na paliwo, które da się użytkować bez wydzielania w procesie spalania dużych ilości dymu, który trafiałby do pomieszczeń, jak bywało w przypadku spalania drewna w formie nieprzetworzonej. Dymienie było bowiem zjawiskiem wysoce niepożądanym, ponieważ bardzo utrudniało przebywanie w pomieszczeniu w którym znajdowało się palenisko, a także w pomieszczeniach ogrzewanych, gdyż przedostawał się on wraz z zagrzanym powietrzem do pozostałych pomieszczeń w budynku. Kłopotów nastręczało również odprowadzanie dymu na zewnątrz obiektu, ponieważ wymagało budowy dodatkowych, kosztownych, kanałów odprowadzających. Węgiel drzewny spalano w specjalnych naczyniach, a problem dymu stracił na ważności. Z tego powodu węgiel drzewny zyskał dużą popularność we wczesnych systemach ogrzewania centralnego.

 

Następnym krokiem w dziedzinie ogrzewania było zamknięcie paleniska, co zaowocowało powstaniem pieców, służących jednocześnie podgrzewaniu posiłków i ogrzewaniu pomieszczeń, a także tzw. kotłów centralnego ogrzewania, a później również dużych kotłów ciepłowniczych. Różnica pomiędzy otwartym paleniskiem, a kotłem polega na tym, że proces spalania w tym drugim przypadku jest znacznie bardziej kontrolowany, co przekłada się korzystnie na wygodę stosowania, bezpieczeństwo i efektywność procesu. Kontrolę procesu umożliwia właśnie to, iż odbywa się on w naczyniu zamkniętym, a ściśle mówiąc umożliwiają to takie elementy jak: ściśle określona droga wlotu powietrza, dostarczania paliwa, wylotu spalin oraz droga wydostawania się ogrzanego medium roboczego- przenoszącego ciepło (gazu lub cieczy).

 

W tym miejscu należy wspomnieć, że produkcja ciepła w kotłach nie musi służyć wyłącznie ogrzewaniu pomieszczeń, ale ciepło to wykorzystuje się też często do ogrzewania wody użytkowej (przygotowania ciepłej wody użytkowej). Proces ten wygląda podobnie jak w kotłach wykorzystywanych do ogrzewania pomieszczeń, z tą różnicą, że ogrzewana woda nie krąży w systemie zamkniętym, tylko jest zużywana i zastępowana nową, o niższej temperaturze. Można jeszcze wspomnieć, że w systemach przygotowujących ciepłą wodę użytkową często wykorzystuje się zbiorniki magazynujące wodę ogrzaną, co ułatwia proces jej przygotowania i wykorzystania. Kotły dedykowane są wyłącznie produkcji ciepła dla celów ogrzewczych (zarówno ogrzewaniu pomieszczeń, jak i wody użytkowej).

 

Bardziej uniwersalnym rozwiązaniem okazały się piece, lokalizowane w kuchniach, które wykorzystywano do podgrzewania posiłków oraz jednocześnie, do ogrzewania mieszkania w systemie centralnym. Spalane w piecu paliwo (zwykle drewno lub węgiel) produkowało ciepło ogrzewające garnki umieszczone na płycie kuchennej, znajdującej się bezpośrednio nad komorą spalania (ściśle mówiąc na obręczach żeliwnych- potocznie nazywanych „fajerkami”). Z drugiej strony ciepło to służyło również podgrzewaniu wody opływającej palenisko w rurce. Woda ta krążyła w systemie zamkniętym pomiędzy wspomnianym piecem, a elementami oddającymi ciepło do pomieszczenia, czyli grzejnikami. Tym sposobem realizowano system ogrzewania centralnego. Oczywiście przepływ wody w piecu był regulowany, dzięki czemu można było decydować, czy ciepło ma służyć wyłącznie ogrzewaniu posiłków, wyłącznie ogrzewaniu pomieszczeń, czy tym dwóm rzeczom jednocześnie. Rozwiązanie to jest jednak obecnie bardzo rzadko stosowane.

 

Wraz z powstawaniem pieców i kotłów zmieniały się również spalane paliwa. Drewno charakteryzowało się przede wszystkim dużą dostępnością, szczególnie na terenach zalesionych, a także łatwością wykorzystania do ogrzewania. Problem zaczął pojawiać się natomiast z chwilą wykorzystywania go w dużych ilościach, co owocowało karczowaniem lasów, a w efekcie koniecznością dostarczania drewna z coraz odleglejszych miejsc. Problem ten jednak nie był na tyle duży, by wpłynąć na zmniejszenie się zainteresowania tym rodzajem paliwa. Dużo większą niedogodnością okazało się wytwarzanie dużych ilości dymu podczas spalania. Ale i z tym poradzono sobie, jak zauważono wcześniej, wypalając węgiel drzewny. Najogólniej mówiąc, powodem zainteresowania innymi rodzajami paliw okazała się ich większa efektywność w porównaniu do drewna. Aby dobrze zrozumieć istotę rzeczy dobrze jest wiedzieć, że, w czasach współczesnych, wprowadzono kilka parametrów służących porównaniu różnych rodzajów paliw. Parametry te dotyczą właściwości paliwa i należą do nich:

  • zawartość części lotnych, wilgoci, siarki i popiołu,
  • spiekalność i ziarnistość,
  • zapalność i temperatura zapłonu,
  • wartość opałowa (kaloryczność),
  • ciepło spalania.

 

Wszystkie powyższe parametry są ważne z punktu widzenia użytkowania paliwa, ale prawdopodobnie najistotniejszą rolę w historii paliwa odegrała kaloryczność paliwa. Jest to parametr oznaczający ile ciepła można uzyskać z jednostki masy lub objętości paliwa. Innymi słowy oznacza on właśnie efektywność paliwa i dobrze nadaje się do porównywania różnych paliw.

 

Parametrem również często używanym do określa właściwości paliw jest ciepło spalania. Oznacza ono jednak całkowitą energię wydzielającą się w procesie spalania paliwa, a więc również tę traconą na podgrzanie i odparowanie wody zawartej w paliwie (tzw. straty). Wartość opałowa określa natomiast ciepło pomniejszone o wspomniane straty, a więc dotyczy energii użytecznej dla ogrzewania i z tego powodu porównywanie paliw właśnie tym parametrem wydaje się wygodniejsze.

 

Krótko mówiąc, wraz z pojawianiem się nowych rodzajów paliwa zaczęto chętniej stosować te, które charakteryzowały się największą kalorycznością, a więc były najefektywniejsze. Wiadomym jest także, że, oprócz parametrów przedstawionych powyżej, jednym z najważniejszych czynników decydujących o wyborze paliwa zawsze była jego cena, która była związana m.in. z jego dostępnością.

 

Ponieważ kaloryczność jest silnie związana z zawartością wody w paliwie, to zrozumiałym jest, że kaloryczność drewna jest uzależniona od jego rodzaju oraz sposobu przechowywania. Drewno praktycznie zawsze zawiera jakąś ilość wody. Świeżo ścięte drewno może zawierać nawet ok. 50% wody, podczas gdy już po rocznym przechowywaniu (tzw. sezonowaniu, czyli naturalnym suszeniu) jej zawartość spada do ok. 23-30%. Należy pamiętać, że jest to jednak wciąż dużo, przez co drewno ma stosunkowo niską wartość opałową, w porównaniu do innych rodzajów paliw, wynoszącą przeciętnie 5,11-5,39 kWh/kg (minimalna wartość opałowa to 4,06 kWh/kg), a minimalna wartość opałowa torfu wynosi 3,83 kWh/kg. Dla porównania węgiel, który był kolejnym, poznanym przez człowieka paliwem charakteryzuje się wartością opałową rzędu 5,81-7,46 kWh/kg - węgiel kamienny i min. 5,35 kWh/kg - węgiel brunatny.
 

 

Opracowanie: mgr inż. Joanna Kopica, mgr inż. Radosław Turski.
Materiał objęty prawem autorskim. Publikacja w części lub w całości wyłącznie za zgodą redakcji.

 



Katalog firm

Odnawialne źródła energii

Kotły na biopaliwa

Poradnik pompy ciepła

Kolektory słoneczne