Особенности горения различных видов топлива

Современные отопительные системы можно топить не только древесным, каменным углем или дровами, как старые печки. Кроме этих основных видов топлива для котлов, печей, каминов можно использовать жидкие или газообразные горючие вещества, а также электроэнергию. От источника тепла зависит конструкция не только отопительного прибора, топки, но и дымохода, который должен выводить токсичные продукты сгорания, не допуская их попадания в помещение. 

Что касается выбора самого источника тепла, будь то газ или древесина, здесь решающую роль играет его удельная теплота сгорания, проще говоря – выделяемое в процессе горения количество тепла (теплотворная способность). На процесс горения влияют:

• состав;
• физические, химические свойства;
• способ, особенности сжигания;
• содержание углерода;
• влажность;
• зольность и пр.

Этими характеристиками различные виды топлива и отличаются.

Твердое топливо: виды, теплота сгорания

Самые часто используемые виды твердого топлива:

• древесина;
• торф;
• каменный уголь;
• древесные, торфяные брикеты;
• пеллеты (топливные гранулы);
• опилки, щепа.

Горение твердого топлива проходит в несколько стадий:

• загрузка;
• подсушка;
• разогрев;
• сжигание;
• догорание;
• образование шлака.

Деление на стадии условно, так как некоторые этапы проходят не строго последовательно, а одновременно, например, догорание может продолжаться и после образования шлака. Продолжительность каждой стадии в сумме определяет скорость горения топлива, которая зависит, в том числе и от его качества. Так, при высоком содержании влаги стадии подсушки и разогрева будут длиться дольше. В это время тепло не выделяется. Обычно это происходит с торфом, влажным бурым углем или дровами. Допустимая влажность угля – 8%, древесины – менее 20%. Также ухудшает процесс нагрева помещения высокая зольность из-за того, что зольная масса препятствует проникновению кислорода в зону горения.

Теплотворная способность угля очень высокая (при допустимой влажности), а дров – зависит от типа древесины. Для котлов отопления, печей, каминов лучше всего подходят лиственница и береза. Лиственница – экономнее. Она выделяет больше тепла, быстрее прогревая помещение, но при ее горении образуется значительное количество угарного газа. Береза же выделяет меньше СО2.

Особенности горения газообразного топлива

Используемый для работы отопительной системы газ может быть:

• природным;
• искусственным;
• сжиженным.

В качестве топлива используется метан, бутан, пропан либо их смесь. Отличается и теплотворность газа, для природного, к примеру, этот показатель составляет около 8500 ккал/м3 или 33,50 МДж/м3. Полное сгорание газа зависит от достаточного доступа кислорода к топке, который обеспечивает дымоход.

Какие виды топлива (жидкого) могут использоваться для частного дома?

Чаще всего это:

• солярка (дизельное);
• керосин;
• мазут.

Процессу выделения тепла из них тоже предшествует несколько стадий:

• распыление;
• смешивание с кислородом;
• воспламенение;
• испарение.

Время сгорания зависит от начального размера капли, поэтому первой идет стадия распыления. На этот показатель также влияет скорость диффузии кислорода в топливные пары. Тонкость распыления зависит от вязкости. Наиболее вязким считается мазут.

Сравнение видов топлива

В таблице приведены данные о наиболее часто используемых видах топлива (твердого, жидкого и газообразного) для отопления дома.

Удельная теплота сгорания топлива – это количество теплоты, выделяемое при полном сгорании единицы массы вещества. Она измеряется в МДж/кг или м куб. для газообразных веществ.

Температура горения топлива и выбор дымохода

При использовании дров температура в топке и дымоходе очень высокая, но на стадии догорания она снижается со 100 до 30%. Такие температурные перепады выдержит не каждый дымоходный канал. Вдобавок его разрушению будет способствовать конденсат. Повышенное конденсатообразование характерно также для газовых котлов, так как они работают циклично. Сохранять стабильную температуру и минимизировать образование конденсата позволяет особая двухконтурная конструкция дымоходов – сэндвич. Две трубы из нержавеющей стали помещены одна в другую, а между ними находится слой изоляции из минерального волокна. Преимуществами данной модели дымоходов также являются:

• возможность подключения к любым отопительным приборам;
• обеспечение качественной тяги;
• простота монтажа, обслуживания;
• устойчивость к образованию сажевых отложений, воздействию кислот;
• легкий вес;
• высокая степень пожаробезопасности;
• долговечность.

Диаметр, толщина стенок, тип утеплителя подбираются в зависимости от нескольких параметров, в частности какое топливо используется, будет устанавливаться дымоходный канал для котла в частном доме или для котельной предприятия, многоквартирного здания. 

При изготовлении дымоходов-сэндвичей компания «Феникс» использует аустенитные и более бюджетные ферритные марки стали. Герметичность труб обеспечивается высокоточной TIG-сваркой швов. Гарантия на продукцию – до 15 лет в зависимости от марки стали.

Кроме двухконтурных на заводе изготавливаются также одноконтурные и коаксиальные дымоходы. Первые можно использовать, например, для гильзовки кирпичных дымоходных каналов, а вторые нужны для подключения к котлам с закрытой камерой сгорания. Все модели имеют модульную конструкцию. Комплект включает трубы, а также необходимые фасонные детали.