Wilgotność materiałów opałowych i rodzaje paliw
- Szczegóły
Ogrzewanie domu podczas chłodnych miesięcy oraz przygotowanie odpowiedniej ilości ciepłej wody użytkowej wymaga zastosowania zewnętrznego źródła ciepła. Różne konstrukcje urządzeń grzewczych opierają się na korzystaniu z energii pobieranej z rozmaitych źródeł. Najczęściej jest wykorzystywany proces spalania substancji zwierających węglowodory.
Rodzaje materiałów opałowych
Jakie rodzaje materiałów opałowych mogą być najefektywniej wykorzystywane do zapewniania ciepła? Sprawdźmy! Wśród najpopularniejszych typów opału znajdują się przede wszystkim te, które oferują rozsądny koszt wytwarzania ciepła, przy dużej dostępności.
W składach opału można znaleźć różne gatunki węgla, w tym modny ekogroszek, a także drewno w postaci pelletu czy brykietów. Znaczna część wolnostojących budynków mieszkalnych oraz użytkowych nie jest podłączona do sieci ciepłowniczej, co oznacza, że ich właściciele muszą zadbać o ogrzewanie we własnym zakresie. Najpopularniejszym, a zarazem korzystnym cenowo sposobem produkcji ciepła jest spalanie różnych typów paliw stałych. Do materiałów opałowych tego rodzaju zaliczamy przede wszystkim rozmaite typy węgla kamiennego, a także paliwa drewnopochodne. Są one stosunkowo łatwo dostępne oraz niezbyt drogie, jeśli wziąć pod uwagę ilość energii, jaką można z nich uzyskać.
Węgiel kamienny
Jednym z najpopularniejszych rodzajów opału pozostaje w naszym kraju węgiel kamienny. Może on dostarczyć dużej ilości energii, jednak przy jego spalaniu może uwalniać się sporo szkodliwych substancji. Rozwiązaniem tego problemu jest korzystanie z najnowszych pieców węglowych spełniających normy Ekoprojektu lub zapewnienie właściwej temperatury spalania w piecach o starszej konstrukcji. Istotny jest również wybór węgla dobrej jakości, tzn. niezasiarczonego. Węgiel kamienny jest dostępny w różnej granulacji. Bardzo popularny jest tzw.
Węgiel kamienny to materiał opałowy, który charakteryzuje się wysoką kalorycznością, a także tym, że można go stosunkowo łatwo transportować i przechowywać. Duża wartość energetyczna węgla kamiennego wynika z zawartości atomów czystego węgla, które waha się w zależności od jego typu. W najlepszych węglach zaliczanych do antracytów sięga ona nawet 97%. Przy wyborze węgla opałowego do pieca, kuchni węglowej czy kotła centralnego ogrzewania istotnym parametrem będzie kaloryczność, która dla 100-procentowo czystego węgla przekracza nieco 33 MJ/kg i jest górną granicą możliwej do uzyskania wartości opałowej.
Przeczytaj także: Poradnik: walka z wilgocią w mieszkaniu
Węgle przeznaczone do użytku „domowego” to typy 31, czyli tzw. węgiel płomienny oraz typ 32, zwany płomienno-gazowym, a także niekiedy typ 33, tj. węgiel gazowy. Węgiel typu 31 osiąga zwykle kaloryczność na poziomie 20 do 28 MJ/kg, typ 32 to najczęściej między 26 a 29 MJ/kg, a węgiel typu 33 to przeważnie od 29 do 31 MJ/kg.
Podstawową charakterystykę węgla można poznać na podstawie jego klasy. Jest ona oznaczana symbolem liczbowym składającym się z trzech pozycji. Pierwsza z nich zawiera informację na temat kaloryczności podawanej w MJ/kg. Druga informuje o procentowym udziale popiołu, a trzecia wskazuje na zawartość siarki i jest podawana w zapisie dwucyfrowym z dokładnością do jednego miejsca po przecinku. Klasa węgla 29/06/05 będzie oznaczała węgiel o średniej wartości opałowej 29 MJ/kg, zawartości popiołu wynoszącej 6% oraz siarki na poziomie 0,5%.
Kolejną ważną cechą węgla jest jego uziarnienie, czyli przedział wielkości, w jakim mieszczą się rozmiary poszczególnych bryłek. Największe będą oczywiście węgle grube. Sortyment kęsy to pojedyncze kawałki przekraczające 200 mm. Kostka I i kostka II to odpowiednio 120-200 mm oraz 60-120 mm. Orzech I ma od 40 do 80 mm, a orzech II między 50 a 25 mm.
Węgle zaliczane do średnich to groszek I 16-30 mm, a także groszek II, który ma od 20 do 8 mm. Drobniejszy od nich jest tzw. grysik, który może mieć 5-10 mm. Najmniejszym użytecznym sortymentem, który może być używany w domowych urządzeniach grzewczych, jest tzw. miał. Wielkość uziarnienia to w tym przypadku do 6 mm. Warto pamiętać, że miały węglowe są w większości pełnoprawnym paliwem, choć niektóre lokalne uchwały antysmogowe mogą nakładać ograniczenia co do uziarnienia węgla dopuszczonego do stosowania w celach grzewczych, a także jego pozostałych cech, to większość miałów spełnia je z powodzeniem. Zakazane jest natomiast używanie pyłu i tzw. mułu oraz mieszanek, które je zawierają.
Specyficzną odmianą węgla kamiennego jest niezwykle popularny ekogroszek. Powstaje on zwykle z gatunków węgla o znakomitych parametrach opałowych. Charakteryzuje się wysoką kalorycznością, niską zawartością siarki i bardzo małą zawartością popiołu. Węgiel, z którego jest pozyskiwany ekogroszek, ma najczęściej znikomą wartość tzw. liczby Rogi, która oznacza spiekalność, czyli tendencję do zbrylania się płonącego węgla, w wyniku czego powstają trudne do usunięcia spieki i żużle, a także spore straty w postaci tzw. niedopałów, czyli kawałków, które nie zostały w pełni zużyte. Poza kwestiami związanymi z parametrami jakościowymi największą zaletą ekogroszku jest to, że znakomicie nadaje się on do użytku kotłach i piecach z zasobnikami oraz podajnikami automatycznymi. Niewielkie i wystandaryzowane bryłki ekogroszku mogą być bez problemu przenoszone do palników bez ryzyka blokowania ślimaka. Workowanym ekogroszkiem o wiele łatwiej też uzupełnić zbiornik, a opakowanie zabezpiecza węgiel przed warunkami zewnętrznymi w tym wilgocią.
Przeczytaj także: Wakacje w Bodrum
Drewno i paliwa drewnopochodne
Tradycyjnie używanym źródłem opału od lat pozostaje drewno. Dawniej jego największą zaletą była duża dostępność i stosunkowo niski koszt pozyskania. Dziś drewno straciło palmę pierwszeństwa na rzecz innych materiałów opałowych, jednak jest używane coraz częściej. Drewno może być spalane zarówno w postaci szczap i polan, jak i po przetworzeniu jako pellet drzewny. Ze względu na dużą zawartość gazu drzewnego najefektywniejszym rodzajem spalania drewna jest jego gazyfikacja. Taki proces wymaga jednak stosowania pieców o specjalnej budowie. W przypadku spalania drewna w zwykłym piecu lub kominku najważniejsze jest zapewnienie materiału opałowego o niskiej wilgotności.
Drewno i materiały powstające w wyniku jego przetworzenia są od dawna stosowane jako bardzo wydajne i tanie źródło ciepła. Szczególnie dużą popularnością cieszą się różne rodzaje brykietów oraz pellet drzewny. Mają one dobrą kaloryczność, która może sięgać nawet niemal 20 MJ/kg, a dzięki niewielkiej wilgotności i niedużej zawartości popiołu spalają się bardzo dokładnie i pozwalają na uzyskanie wyższej temperatury, niż w przypadku palenia zwykłym drewnem. Zarówno pellet, jak i brykiety są wytwarzane z rozdrobnionego drewna, które w większej części pochodzi ze specjalnych upraw - plantacji leśnych oraz sadzonych specjalnie roślin energetycznych, np. wierzby czy topoli. Do ich produkcji wykorzystuje się również pełnowartościowe pozostałości po przemysłowej obróbce drewna w tartakach i stolarniach. Kawałeczki drewna, z których powstają brykiety lub pellet są prasowane i za sprawą wysokiego ciśnienia zyskują dużą spoistość.
Zaletą pelletu drzewnego i brykietów jest to, że są łatwe w obsłudze i niebrudzące. Zapakowane w wygodne worki mogą być bez problemu przewożone, a przy uzupełnianiu opału w urządzeniu grzewczym nie ma ryzyka zapylenia i zanieczyszczenia pomieszczenia, w którym są składowane czy samej kotłowni. Pellet i brykiety w workach to jednocześnie gwarancja braku uszkodzeń mechanicznych, a także utrzymania odpowiedniej wilgotności. Korzystanie z tak przetworzonego drewna to również spora oszczędność czasu. Nie trzeba tak jak przy szczapach, tracić czasu na ich przygotowanie, układanie oraz suszenie. Drewno w postaci brykietów nadaje się dobrze do pieców, a także do kominków, choć można z niego korzystać również w wielu kotłach centralnego ogrzewania. Pellet sprawdza się zarówno w przystosowanych do niego piecach wolnostojących, jak i w kotłach z podajnikami automatycznymi. Pellet i brykiety to jednocześnie paliwa, które można zaliczyć do odnawialnych źródeł energii. Ich spalanie nie wiąże się z emisją dużej ilości zanieczyszczeń, a w trakcie całego procesu powstaje niewiele odpadów w postaci popiołu.
Inne paliwa stałe
Na początek zastanówmy się, co to jest paliwo stałe w domu. Pod tym tajemniczo brzmiącym pojęciem kryje się dość proste wytłumaczenie. Paliwa stałe to nic innego jak rodzaj paliw, które spala się bez efektu popiołu, płomienia bądź dymu. Od paliw ciekłych - olej opałowy czy nafta i gazowych - gaz płynny, ziemny lub biogaz. Paliwo stałe zwykle produkowane jest z palet drzewnych, czyli odpadów sprasowanych pod dużym ciśnieniem, a następnie suszonych. Mogę być pozyskiwane naturalnie, jak i sztucznie - przykładem tego rodzaju paliwa stałego jest np.
Paliwa stałe zwykle stosowane są jako forma energii w domowych systemach grzewczych, ale i w przemyśle czy gospodarstwach rolnych. Za ich użyciem przemawia wiele zalet. Przede wszystkim są łatwe w użyciu oraz przechowywaniu - możesz trzymać je w pojemniku o dowolnych wymiarach. Paliwo stałe jest także oszczędną opcją. W porównaniu np. z ogrzewaniem gazowym rachunek może okazać się nawet dwukrotnie niższy. To też propozycja dla osób, które dbają o środowisko. W ciągu ostatnich lat klasy kotłów na paliwo stałe znacznie ewoluowały - spełniają wiele rygorystycznych norm dotyczących ekologii.
Przeczytaj także: Poradnik pomiaru wilgotności
Czy paliwa stałe mają wady? Niestety tak. Przede wszystkim wymagają odpowiedniego transportu oraz miejsca na przetrzymywanie, np. kotłowni.
Trzeci rodzaj paliwa stałego to tzw. węgiel biomasa. Aby nadawał się do ogrzewania, produkowany jest m.in. z drewna odpadowego, przetworzonych odpadów rolniczych, odchodów zwierząt oraz szybko rosnących gatunków roślin. Jego zaletą jest z pewnością aspekt ekologiczny - to rozwiązanie bezpieczne dla środowiska. Biomasa ma także wady - przede wszystkim, w porównaniu z węglami kopalnymi, ma małą wartość energetyczną. Z kolei przez niską gęstość jest trudniejsza w transporcie i przechowywaniu.
W zależności od środowiska, w jakim się wytworzył, torf zawiera różną ilość węgla, który nie przekracza 60% jego objętości. Jeśli jednak wybierzesz go do ogrzewania domu, dostrzeżesz kilka zalet. Torf wyróżnia się wysoką, podobną do węgla kalorycznością. Jest jednak od niego nieco tańszy.
Gaz i olej opałowy
Do ogrzewania wykorzystywany jest również gaz i olej opałowy. Oba te paliwa pozwalają na uzyskanie dobrych parametrów spalania i dużej ilości ciepła, a ich obsługa jest mało kłopotliwa. Jednak ich poważnym mankamentem jest wysoka cena opału.
Wilgotność drewna opałowego
Wilgotność drewna odgrywa kluczową rolę w jego wydajności podczas palenia. Drewno o wysokiej wilgotności (powyżej 20%) może przynieść szereg niekorzystnych skutków, zarówno dla efektywności spalania, jak i dla zdrowia użytkowników. Kiedy palimy wilgotne drewno, nie spalają się one w pełni, co prowadzi do produkcji szkodliwych substancji.
Oto kilka aspektów, na które należy zwrócić uwagę:
- Niska efektywność energetyczna: Wilgotne drewno dostarcza mniej energii cieplnej. Część energii jest wykorzystywana do odparowania wody, co sprawia, że nie uzyskujemy pełnej mocy grzewczej.
- Większa emisja dymu: Paląc drewno o wysokiej wilgotności, wytwarzamy znacznie więcej dymu, który zawiera toksyczne substancje, takie jak tlenek węgla i węglowodory aromatyczne.
- Osadzanie się sadzy: Wilgoć w drewnie sprzyja gromadzeniu się sadzy w kominie i piecu. To nie tylko obniża wydajność systemu grzewczego, ale również zwiększa ryzyko pożaru.
- Nieprzyjemny zapach: Palenie wilgotnego drewna często powoduje wydzielanie nieprzyjemnych zapachów, które mogą wpływać na komfort użytkowników oraz mieszkańców budynku.
Warto również zwrócić uwagę na wpływ wilgotności na jakość powietrza. Zwiększona ilość emitowanego dymu w wyniku palenia mokrego drewna przekłada się na zanieczyszczenie atmosfery oraz wpływa negatywnie na zdrowie ludzi. Osoby z problemami układu oddechowego, a także alergicy, mogą odczuwać zaostrzenie swoich objawów w wyniku wyższej emisji substancji szkodliwych.
Aby ograniczyć wspomniane problemy, zaleca się korzystanie z drewna o wilgotności poniżej 20%. Drewno należy przechowywać w suchych, dobrze wentylowanych miejscach, aby zapewnić jego odpowiednie wysuszenie.
Skutki palenia mokrym drewnem
Paląc drewno mokre, możemy napotkać wiele negatywnych skutków, które wpływają zarówno na nasze zdrowie, jak i na środowisko. Wilgotne drewno zawiera znacznie więcej wody niż jego suche odpowiedniki, co prowadzi do mniej efektywnego spalania.
Oto kluczowe konsekwencje palenia mokrego drewna:
- Obniżona efektywność energetyczna: Mokre drewno spala się trudniej i wydziela mniej ciepła, przez co nasze pieczenie staje się mniej efektywne, co w rezultacie prowadzi do większego zużycia paliwa.
- Wzrost emisji zanieczyszczeń: Palenie mokrego drewna generuje więcej dymu i zanieczyszczeń powietrza. W dymie tym znajdują się szkodliwe substancje, takie jak tlenki azotu i węglowodory aromatyczne, które są niezwykle szkodliwe dla zdrowia.
- Problem z sadzą: Mniejsza wydajność spalania oraz obecność wody w drewnie prowadzą do wytwarzania większej ilości sadzy i kompozytów smołowych, które mogą zatykać komin i stwarzać zagrożenie pożarowe.
- Wpływ na jakość powietrza wewnętrznego: Spalanie mokrego drewna w piecach powoduje wałki z dymu, które mogą przenikać do wnętrza domu, co prowadzi do złej jakości powietrza, co jest szczególnie niebezpieczne dla alergików i osób z chorobami układu oddechowego.
W obliczu tych wszystkich skutków, warto zainwestować w suche drewno, które pozwoli na bardziej efektywne i bezpieczne palenie. Niezależnie od tego, czy korzystamy z kominka, pieca czy grillujemy na świeżym powietrzu, suchy materiał ma kluczowe znaczenie dla zdrowia oraz ochrony środowiska.
Wartość opałowa paliw
Określenie kosztów ogrzewania domu i podjęcie decyzji o zakupie wystarczającej ilości opału wymaga znajomości pewnych ważnych terminów: ciepła spalania oraz wartości opałowej. Te dwa najważniejsze wskaźniki techniczne każdego paliwa pozwalają podjąć właściwą decyzję. Przeglądając tabele i zestawienia trzeba zwracać uwagę na to, która wartość jest podawana. Nowoczesne kotły kondensacyjne potrafią wykorzystać prawie całe ciepło spalania, natomiast dla tradycyjnych kotłów grzewczych wciąż aktualna jest wartość opałowa paliwa.
Ciepło spalania a wartość opałowa
W każdym procesie spalania węglowodorów (jak gaz ziemny, ropa naftowa, węgiel czy drewno) powstaje z połączenia tlenu z powietrza i wodoru zawartego w paliwie para wodna. Ciepło spalania oznacza ilość ciepła, jaka wydziela się podczas procesu spalania z uwzględnieniem ciepła kondensacji pary wodnej. Wyznaczając tę wartość przyjmuje się idealne warunki, w których zachodzi spalanie całkowite i zupełne.
Wartość opałowa oznacza ilość ciepła, która powstaje w procesie całkowitego spalania paliwa, ale bez ciepła kondensacji pary wodnej i spalin. Wynika z tego, że ciepło spalania przewyższa wartość opałową. Im większa jest różnica między wartościami tych dwóch parametrów, tym więcej ciepła można odzyskać w trakcie kondensacji pary wodnej. Ogólnie można przyjąć, że ciepło spalania jest o 10% wyższe od wartości opałowej.
Podczas gdy stare, tradycyjne urządzenia grzewcze bazują na wartości opałowej, zakładając ulatnianie się przez komin części wytworzonej energii cieplnej wraz ze spalinami i parą wodną, nowoczesne piece potrafią temu zaradzić. W nowoczesnych systemach grzewczych umieszcza się wtórny proces spalania oraz odzyskuje ciepło kondensacji pary wodnej.
Wartości opałowe różnych paliw
Analizując wartości opałowe paliw stałych, płynnych i gazowych dobrze jest posługiwać się konkretną jednostką miary. Widać wtedy, że wartość opałowa oleju opałowego przewyższa kaloryczność ekogroszku, a wartość opałowa węgla kamiennego przewyższa prawie dwukrotnie kaloryczność drewna. Najniższa jest wartość opałowa węgla brunatnego, dorównująca w najlepszym razie drewnu. Wartość energetyczna miału węglowego odpowiada dolnemu zakresowi węgla kamiennego.
Dla porównania, kaloryczność ekogroszku w ilościach mierzonych w kilogramach jest mniej więcej taka, jak wartość energetyczna mieszanki LPG mierzonej w litrach. Z kolei wartość opałowa oleju opałowego ma się do kaloryczności LPG jak 1:1,5. Kaloryczność koksu przewyższa o jedną trzecią kaloryczność miału węglowego i prawie dwukrotnie drewna.
Zrębki drewniane jako paliwo alternatywne
Rynek biopaliw wciąż się rozwija, a wraz z nim poszerza się dostępność ekologicznych paliw. Jednym z najpopularniejszych surowców odnawialnych, służących do wytwarzania energii cieplnej w domach i innych obiektach są drewniane zrębki. Paliwo to można stosować zarówno w piecach typu CO, jak i w modelach na pellet.
Zrębki drewniane to niewielkie, kilkucentymetrowe kawałki drewna, które powstają w wyniku rozdrabniania surowca przy użyciu maszyny zrębkującej. W rębaku następuje obróbka karp, gałęzi lub konarów drzew iglastych i liściastych, a następnie są one poddawane procesowi suszenia. Kaloryczność zrębków zależy od gatunku drewna, jego wilgotności i warunków, w jakich surowiec jest magazynowany. Polska Izba Biomasy podaje, że parametr ten powinien wynosić od 10 do 18 MJ/kg.
W Polsce można nabyć różne rodzaje zrębków drewnianych opałowych, które sprzedawane są jako surowiec świeży lub wysuszony. Można go kupić w różnych rozmiarach - o długości od kilku milimetrów do nawet 8-10 cm, szerokości maksymalnej 2 cm i grubości nieprzekraczającej 1 cm. Zrębki różnią się wilgotnością - surowiec świeży, prosto z rębaka, osiąga wilgotność 70%, bezpośrednio po wysuszeniu zawartość wody spada do około 30-40%. Składowany w nieszczelnych magazynach, surowiec chłonie parę wodną z otoczenia, co sprawia, że wilgotność drewna wzrasta nawet do 50%.
Najlepszym sposobem na efektywne palenie zrębkami jest zastosowanie pieca z podajnikiem, czyli urządzeniem dozującym surowiec w określonych odstępach czasowych. Na rynku dostępne są różne modele pieców na zrębki. Urządzenia te mają duże podajniki z charakterystycznym, stalowym ślimakiem, który sprawnie transportuje biopaliwo o zróżnicowanym, nieregularnym kształcie.
Czy warto palić zrębkami drewnianymi w piecach CO? Tak, ponieważ jest to ekonomiczne i ekologiczne rozwiązanie. Piec na zrębki sprawdzi się w każdym budynku, bez względu na to, czy jest to dom jednorodzinny, warsztat, pomieszczenie gospodarcze lub magazyn. W przeciwieństwie do urządzeń na pellet, kotły i piece CO na zrębki wyróżnia to, że są one wielofunkcyjne - można w nich bowiem spalać różnej wielkości surowiec: granulaty, trociny oraz większe kawałki drewna. Nie każdy piec na pellet nadaje się do palenia zrębków, o czym warto wiedzieć, zanim postanowimy zastosować tego typu biomasę. Pellet ma regularny kształt i szybko, bez problemów przemieszcza się z zasobnika do komory spalania. Jeśli producent pieca na pellet dopuszcza stosowanie zrębków, warto na bieżąco kontrolować stan urządzenia i sprawdzać, czy surowiec prawidłowo się spala.
Tabela porównawcza paliw
Poniższa tabela przedstawia porównanie wartości opałowych różnych rodzajów paliw:
| Paliwo | Wartość opałowa [MJ/kg] | Wartość opałowa [kWh/kg] |
|---|---|---|
| Drewno świeże | 6,8 | 1,9 |
| Drewno suche | 14,4-15,8 | 4-4,4 |
| Słoma | 17,2 | 4,8 |
| Brykiety drzewne | 17,6 | 4,9 |
| Brykiety z biomasy | 16,7 | 4,7 |
| Pellet drzewny | 18 | 4,9 |
| Torf | 15 | 4,2 |
| Węgiel brunatny | 8 | 2,2 |
| Brykiety z węgla brunatnego | 19,6 | 5,6 |
| Koks z węgla brunatnego | 29,9 | 9,3 |
| Węgiel kamienny | 25-32,7 | 7,5-9 |
| Koks z węgla kamiennego | 28,7 | 7,97 |
| Miał węglowy | Około 21 | Około 5,9 |
tags: #wilgotność #materiałów #opałowych #rodzaje #paliw

