Длительное горение и тлеющий режим. Тление

Длительное горение и тлеющий режим. Тление

Горение можно условно разделить на 2 типа: тление и горение с пламенем. Тление - медленный процесс окисления, сопровождающийся сравнительно низкими температурами. Характерен своей локальностью. Тление можно объяснить или слабым выделением горючих газов и малой температурой в области, либо недостатком окислителя. При тлении температура недостаточна, чтобы воспламенить выделяющиеся из поверхности горючие газы. Поэтому происходит интенсивное разложение вещества в приповерхностных слоях без интенсивного окисления самих молекул. В результате при тлении происходит выделение в воздух испарений углеводородов (в том числе смол) и несколько меньшее, чем при горении с пламенем образование оксидов.

Наиболее изучаемым благодаря своему вредному воздействию на организм примером тления, - является курение сигарет. Факторами, оказывающими влияние на температуру горящей сигареты, являются ее диаметр, вещество наполнителя, тип табака или смеси, плотность упаковки, величина частиц табака, качество сигаретной бумаги и фильтра и др. Температура тлеющего табака составляет около 300°С, а во время затяжки она достигает 900-1100°С. Температура табачного дыма примерно 40-60°С. Написанное показывает, на сколько влияет содержание кислорода и общая площадь зоны окисления на температуру тлеющей зоны. Увеличение притока кислорода при затяжке приводит к скачку температуры на 600 и более градусов! Курение демонстрирует и общий процент компонентов, избежавших полного окисления при тлении. Во время курения сгорает лишь около 60% смолы, остальное испаряется и переносится с дымом из очага тления.

Нехватка кислорода приводит к тлению, то его избыток или соприкосновение с другой поверхностью могут приводить к воспламенению. Так, после того, как очаг окисления угля соприкасается с легко воспламеняемым объектом (например, куском бумаги), происходит его воспламенение, а пламя способно увеличить общую температуру очага, и вызвать воспламенение тлеющего предмета. Мало того, тление может длиться часами, и быть при этом малозаметным для окружающих. Наверняка его выдаст только запах жженного, а сам очаг может быть скрытым от посторонних глаз. При длительном тлении в воздухе накапливаются угарный газ, оксиды и испарения. Об этом так же нужно помнить. Попадание уголька на кучу опилков приведет к растянутому во времени тлению всей кучи. От частички к частичке, горячая зона будет распространяться по поверхности всей кучи. Толщина тлеющего слоя составит от 2 до 5 мм. В случае, если в это время в данном помещении находится спящий человек, он рискует отравиться или задохнуться. В 1970-ых годах в Куйбышевской области такой случай убил и поджарил жителя частного дома. О трагедии догадались по запаху. Снаружи видимых признаков пожара не наблюдалось. Внутри же обуглились опилки у печи, тряпки и диван, на котором и лежал несчастный. Этим и опасны тлеющие пожары.

Принцип работы печи длительного горения. Как работает печь длительного горения

Дровяное отопление сегодня часто используется как основная инженерная система для обогрева всего дома или дачи. Но обычные печи и камины рассчитаны для прогрева одного или нескольких помещений. С задачей отопления всего строения, особенно большой площади, может справиться либо котел, либо печь длительного горения .

Если сравнивать котел и печь длительного горения, то второй вид обогревателей является наиболее оптимальным. Отопительный котел тратит довольно много энергии и топлива. Печь длительного горения - намного экономичнее и эффективнее, плюс она несет еще и дизайнерские функции, предоставляя пользователю возможность любоваться живым огнем. В данной статье будут рассмотрены преимущества, виды, устройство и принцип работы таких отопительных приборов.

Что такое «длительное горение»?

Главная особенность такого вида печей заключается в длительном горении топлива – эффективном и экономичном. Данная возможность достигается за счет особой конструкции топочной камеры и комплектации современными опциями, которые позволяют осуществлять дожиг дымовых газов. Иными словами, приборы длительного горения используют для генерации тепловой энергии не только топливо, но и исходящие газы - продукты сгорания. Таким образом, топливо сгорает медленнее, эффективнее — оно прогорает, по сути, не один, а два раза, расходуя меньше топлива, при этом, тепловой энергии от него больше.

Принцип пиролиза

Преимущественное большинство моделей такого типа использует для работы принцип активного и продолжительного дожига пиролизных газов. Пиролизом называется процесс разложения дров в условиях большой температуры. Важным условием пиролиза является практически тотальное отсутствие воздуха в камере сгорания. Сильный недостаток воздуха в топке вынуждает топливо не гореть, а тлеть: во время данного процесса образуется пиролизный газ, который, в свою очередь, отправляется в камеру вторичного дожига. Сюда подается небольшое количество кислорода на вторичное горение, который воспламеняет пиролизный газ для создания второй «порции» тепла. Важно отметить, что горение газов вызывает намного более высокую тепловую отдачу, нежели даже сама древесина. Поэтому печи длительного горения считаются настолько эффективными.

Устройство и комплектация печи длительного горения

Визуально печи длительного горения очень похожи на обычные традиционные очаги. Просто они имеют другую комплектацию, спрятанную под корпусом. Конструкционное решение таких отопителей состоит из:

• топки (камеры сжигания), в которой происходит горение. Камера имеет две части – в одной горят дрова, в другой, выполненной в форме купола – дымовые газы
• дверцы со стеклом для создания предельной герметичности топки
• корпуса с декоративной отделкой
• регуляторов процессов горения и подачи воздуха (первичного, вторичного)
• зольного ящика и дровника (опционально)
• дымохода

Описанная выше комплектация является базовой. Часто печи длительного горения дополняются другими устройствами, увеличивающими теплоотдачу очага. Наиболее эффективны такие доп. опции, как водяной «гидро» контур и система разводки горячего воздуха по помещениям. В таком случае базовая комплектация оснащается следующими устройствами:

• патрубками для подключения разводки воздуха
• турбиной
• конвекционным кожухом
• водяным контуром, теплообменником
• системой управления (датчики, регуляторы)

Процесс работы печи

1. Перед началом работы топка заполняется большим объемом хорошо просушенной древесины с влажностью порядка 20%. Большой объем дров – обязательное условие, так как масса топлива будет продолжительное время генерировать тепловую энергию. Сверху древесной массы укладываются щепки и поджигаются – важно, чтобы топливо горело сверху вниз.
2. Когда верхние дрова начинают гореть и температура в камере сгорания достигает высоких показателей, подача первичного кислорода должна быть почти полностью прекращена – это делается с помощью специального регулятора, включенного в комплектацию. Вместе с минимальной подачей кислорода, дверца поддува и дверца топки должны быть некоторое время в открытом состоянии – это будет способствовать разогреву дров и поднятию температуры до порядка 300 градусов Цельсия. После этого дверка топки закрывается полностью, а режим подачи кислорода на горение выставляется на минимум, что обеспечивает режим «тления» топлива.
3. Когда дрова начнут демонстрировать хороший уровень горения, первичный воздух можно перекрыть, а вторичный воздух, наоборот, пустить в топку с помощью регулятора. Вторичный воздух запустит процесс сжигания пиролизных газов и генерации второй «порции» тепловой энергии.

Чем топить печь если нет дров. Чем можно топить печь кроме дров, рассматриваем торф и уголь

Источником тепла в доме, где нет возможности установки газового оборудования, является печь. Ее действие основано на отборе естественного тепла, которое выделяется при сжигании определенного топлива. Существует несколько видов печей, которые могут отличаться по своему внешнему признаку и внутреннему техническому устройству. Внешние параметры формируются исходя из требования габаритов помещения. Технические конструкции направлены на то, чтобы максимально эффективно использовать выделенную теплоту в своих целях.

Не секрет, что на эффективность системы отопления влияют несколько факторов: устройство печи, КПД, вид топлива. Теория показывает, что теплота, которая выделяется при сгорании определенной массы разных видов топлива, различна. Наибольшее ее значение приходится на долю дров. Но выбор топлива зависит не только от этого, существенный вклад в решение о способах получения тепла вносит доступность или себестоимость. В этой статье мы попытаемся выяснить, чем еще можно топить печь, кроме обычных дров.

Антрацит — самый качественный и старый уголь

Торф

Нередко приходится решать вопрос, чем топить печь кроме дров. Отказываться от этого отличного вида топлива приходится по некоторым вполне объективным причинам. В качестве альтернативы можно рассмотреть брикетный торф и уголь. Несмотря на то что природа происхождения у них одинаковая, свойства и теплотворность их отличается.

Для того чтобы топливо можно было использовать непосредственно, его часто приходится предварительно обрабатывать,. Торф содержит очень много воды внутри, поэтому подлежит сушке. Но в высохшем состоянии он крошится и становится не столько непригодным, сколько неудобным для применения. Поэтому его прессуют с добавлением опилок в специальные брикеты.

Основным параметром для каждого вида топлива является его удельная теплота сгорания. Она показывает, сколько полезной энергии можно получить, если полностью сжечь фиксированное количество топлива.

Торф в рассыпчатом состоянии

Для торфа в различных вариантах это значение не превышает 17 МДж. Однако некоторые физические величины мы не можем оценивать по их абсолютному значению, поэтому в качестве сравнения приведем фрагмент таблицы значений.

Готовые к использованию брикеты торфа

Количество теплоты в МДж, выделяемое следующими видами топлива:

• каменный уголь — 27, 00;
• бурый уголь — 12, 98;
• уголь-антрацит — 28,05;
• торф — 12,10;
• торф в брикетах — 17,58;
• торф в виде крошки — 10, 84.

Торф в больших брикетах

Уголь

Уголь имеет природное, а не техногенное происхождение. В некоторых регионах России ведется добыча угля, которого хватает не только для снабжения внутреннего рынка, но и для продажи за рубеж.

Но уголь подразделяется на несколько видов, которые отличаются возрастом его формирования. Нетрудно догадаться, что более качественные породы отличаются длительностью залегания в пластах. Существует три вида классификации угля, хотя в каждом из них участвуют одни и те же сорта.

1. Классификация по времени формирования пласта. В таком разделении выделяют четыре сорта угля: лигнит, бурый и каменный уголь, уголь-антрацит. Эти породы перечислены в порядке увеличения их возраста. Отличаются они и по физическим свойствам. Лигнит представлен в виде крошки, так как форму он держать не способен. Бурый уголь тоже не отличается прочностью, но его уже можно использовать в домашних печах. Хотя показатели теплотворности у него далеки от аналогов. Каменный уголь является самым распространенным и доступным видом, а антрацит считается породой высшего качества.
2. Классификация по влажности и содержанию летучих соединений. В данной градации известные породы следуют в такой же последовательности. Их влажность убывает от значения 40% до 5%. Аналогичная картина вырисовывается и с летучими веществами. В таком разделении выгодную позицию занимает антрацит.
3. Классификация по теплотворности. Мы вынуждены были познакомить с параметрами теплотворности ранее, поэтому дублировать показатели не имеет смысла. Следует только подчеркнуть, что такая классификация является решающей при выборе топлива для домашней печи.

Можно ли топить чугунную печь брикетами. Достоинства и недостатки топливных брикетов

Давайте посмотрим, чем хороши топливные брикеты для топки печей, и каковы их основные плюсы и минусы. Начнем с положительных черт:

С хранением и складированием евродров у вас вряд ли возникнут проблемы.

• Удобство хранения – благодаря аккуратной форме, евродрова и прочие брикеты можно складывать в аккуратные ровные кладки;
• Высокая теплотворность топливных брикетов – если сравнивать их с обычными дровами, то они дают в полтора-два раза больше тепла. За счет этого можно экономить на топливе при топке печей и котлов;
• Брикеты – это топливо длительного горения для печек любого типа. Прессованные опилки горят в полтора-два раза дольше, снижая количество подходов для закладки новых порций топлива . Если в помещении стоит обычная печь, горящая на дровах 2-3 часа, то с топливными брикетами это время увеличится до 4-5 часов;
• Равномерное горение, без лишних шумов и стреляющих во все стороны угольков. Кроме того, топливные брикеты, используемые для топки печей, выделяют меньше дыма и образуют меньшее количество золы, уменьшая трудозатраты на уборку;
• Низкое образование смол – благодаря этому уменьшается засорение дымохода;
• Длительность хранения топливных брикетов для топки печей варьируется от 1 года до 5 лет – тут все зависит от технологии изготовления;
• Высокая экологическая чистота – в производстве брикетов не используются химические реагенты;
• Объем потребляемого за один отопительный сезон брикетированного топлива в 1,5-2 раза меньше, чем объем используемых за тот же временной промежуток дров.

Как правильно топить печь длительного горения. Процесс горения

После того, как первая закладка топлива начала прогорать, следует понаблюдать за поведением пламени. Если огонь стал белого оттенка, а в топке слышен сильный гул, то рекомендуется уменьшить подачу кислорода. Если пламя стало темного красного оттенка, и наблюдается слишком большое количество дыма, значит, следует усилить поток поступающего в топку кислорода. При оптимальном уровне кислорода и горения, огонь окрашивается в соломенно – желтый цвет, а дрова издают небольшой треск.

Когда первая закладка топлива начнет прогорать и в топке наблюдается образование углей, следует понемногу добавлять новые поленья в топку. Делать это следует аккуратно и небольшими порциями. Во время протопки используйте заслонки на дымоходе, дверцу вьюшки и поддувала, чтобы исключить проникновение в комнату угарных газов. При этом, регулирование заслонок позволит не выпустить тепло из печи в холостую.

После прогорания второй закладки топлива, можно увеличивать количество дров, но не забивать топку полностью. Если требуется интенсивный режим протопки, следует отрегулировать поток воздуха – увеличить его. Сделать это можно с помощью заслонок или специальных регуляторов, предусмотренных в комплектации очага. Если требуется спокойный режим протопки, следует перевести печь в режим «тления» - уменьшить подачу воздуха, плотно закрыть дверцу топки. Для эффективной работы режима длительного горения в топке должны находиться уже хорошо прогоревшие дрова и угли.

Как выбрать печь длительного горения. Принцип работы печи длительного горения

Печи длительного горения — более эффективны в работе и значительно экономичнее в эксплуатации, нежели обычные металлические с классической конструкцией. Да и удобнее намного, так как обогревают от одной закладки дров дом гораздо дольше. Чтобы понять, как работают эти приборы, стоит рассмотреть их конструкцию и понять принцип их работы. Благодаря этой информации будет проще эксплуатировать печи, не растрачивая лишнего топлива.

Приборы длительного горения функционируют по принципу дожига пиролизных газов, благодаря чему топливо в камеру необходимо закладывать реже, а тепло от печи исходит более длительное время.

Пиролиз — это разложение топлива, заложенного в топливную камеру, при воздействии на него высоких температур, но при практически полном отсутствии кислорода. Для создания в топке необходимого условий для пиролиза, после розжига дров перекрывается канал, расположенной в нижней части печи, через который подается первичный воздух, способствующий обычному горению древесины. При недостаточности кислорода горение переходит в стадию тления, при этом древесина выделяет пиролизный газ. Благодаря такому термическому разложению дров от них остается весьма незначительный объем древесной золы.

Выделенный при тлении газ, в состав которого входит окись углерода и метан, поступает в камеру дожига. В этом отделе печи под воздействием вторичного воздуха, который в необходимом уже количестве подается в камеру, пиролизный газ воспламеняется, давая при сгорании очень высокую теплоотдачу. При горении газовой смеси возникает характерное ярко-белое пламя. В процессе дожига практически полностью выгорает сажа, а дымовые газы поднимаются и уходят в дымоход. Таким образом, происходит полное сгорание содержащихся в древесине горючих веществ, то есть показывается максимальная теплоотдача.

Выходит, что топливо, заложенное в печь, прогорает дважды, что значительно повышает эффективность работы прибора, позволяет использовать его более рационально.

Примерная схема работы печи длительного горения, основанной на принципе дожига пиролизных газов.

На этой иллюстрации хорошо показано, как проходит процесс горения топлива. Подача первичного и вторичного воздуха регулируется открытием специальных створок (заслонок, клапанов). Важно правильно дозировать его поступление, так как от этого зависит интенсивность горения твердого топлива, а значит – объем выделенного пиролизного газа и, соответственно, эффективность его дожига.

Если рассматривать поэтапно процесс работы печи длительного горения, то он проходит в следующем порядке:

• Весь объем топливной камеры практически до верха заполняется дровами. Сверху толстых поленьев укладываются тонкие щепки, которые необходимы для быстрого розжига печи. Дрова должны иметь небольшую влажность, иначе они будут долго разгораться и дадут низкую теплоотдачу. В связи с этим печь будет работать непродуктивно.

Закладка в такие печи производится плотно и в большом объеме, но ее хватит очень надолго

• Далее производится розжиг печи при помощи бумаги, которую подносят к тонким щепкам, уложенным сверху поленьев. Твердое топливо в печах длительного горения, в отличие от других отопительных приборов, поджигается сверху, а огонь (точнее – область активного тления), сжигая верхние слои дров, постепенно опускается вниз .

После того как верхняя часть закладки займется пламенем, и температура в топке достигнет нужного порога, подачу первичного воздуха перекрывают до минимума

• При этом поддувальная и топочная дверца должны быть открыты полностью, так как дрова должны хорошо разгореться, а температура в топке — подняться до 250÷300 градусов. Затем, топка полностью закрывается, а задвижка (дверца) на канале подачи первичного воздуха прикрывается так, чтобы в камеру горения поступало совсем небольшое количество воздуха, который необходим для поддержания тления дров. После того как дрова хорошо разгорятся, поддувало можно закрыть практически полностью.
• Одновременно с этим открывается канал подачи вторичного воздуха в камеру дожига пиролизных газов. От высокой температуры и обилия поступающего сюда кислорода происходит самовозгорание, обеспечивающее полное сжигание газов, то есть наиболее эффективное использование практически всего заложенного в твёрдом топливе энергетического потенциала.
• Если закладка произведена правильно, печь исправна и хорошо отрегулирована, то даже самая «скромная» по возможностям будет способна обогревать дом на протяжении от 6 до 12 часов — время ее работы напрямую зависит от объема топки. Так, печь длительного горения, затопленная с вечера, будет отдавать тепло в помещения дома до утра. После чего делается следующая закладка дров, которая будет поддерживать тепло весь день.

Сравнение печей длительного горения. Лучшие чугунные печи-камины длительного горения

La Nordica Ghisa Isotta Con Cerchi

Печь-камин Isotta подходит для постоянного обогрева жилья, а также как периодическое дополнение к центральному отоплению.

Двойные стенки топки полностью герметичны, служат защитой от прогорания и гарантируют длительную эксплуатацию в течение многих лет.

Модель дополнена варочной панелью с крышкой для приготовления пищи. Есть встроенная дверка сбоку, которая позволит загружать длинные поленья (до 70см).

Дверца выполнена с применением особого стекла с возможностью самоочистки, оно может выдержать нагрев до 750 градусов. Нормативный расход дров составляет около 2,5кг/час.

Имеется опция упрощенного розжига и «летний» режим работы.

КПД составляет более 82%.

Характеристики :

• мощность — 11 кВт;
• расположение — пристенное;
• КПД — 83%;
• отапливаемый объем помещения — 338 м3;
• варочная плита — есть;
• тип топлива — дрова;
• стеклянная дверца — есть;
• габариты — 79*83*66см;
• вес печи-камина — 216 кг.

МЕТА Марсель 14

Каминная печь Марсель 14 производит длительное горение, при этом стекло остается чистым, а топливо используется с максимальной эффективностью.

Высокая степень надежности. Дверца снабжена термостойким керамическим стеклом. Для растопки не рекомендовано применять любые производные каменного угля.

Агрегат обеспечивает быстрый и равномерный нагрев воздуха внутри помещения, тепло станет уже через 20 минут.

В режиме длительного горения возможно поддержание температурного режима до 6-8 часов, что особенно удобно во время ночного отдыха.

Скромные габариты способствуют экономии полезного пространства.

Все комплектующих и детали разработаны и изготовлены во Франции, кроме стеклянной панели — она производится в Японии.