Сколько калорий в древесине

Древесина является довольно сложным материалом по своему химическому составу.

Почему нас интересует химический состав? Да ведь горение (в том числе и горение дрова в печи) представляет собой химическую реакцию материалов дерева с кислородом из окружающего воздуха. Именно от химического состава той или иной породы древесины и зависит теплотворная способность дров.

Основными связующими химическими материалами в древесине являются лигнин и целлюлоза. Они образуют клетки – своеобразные емкости, внутри которых находится влага и воздух. Также в древесине присутствуют смола, белки, дубильные вещества и другие химические ингредиенты.

От чего зависит теплотворная способность дров?

Химический состав подавляющего большинства пород дерева практически одинаковый. Небольшие колебания химического состава различных пород и определяют различия в теплотворной способности различных пород дерева. Теплотворная способность измеряется в килокалориях – то есть вычисляется количество тепла, получаемое при сжигание одного килограмма дерева той или иной породы. Принципиальных различий между теплотворными способностями различных пород древесины нет. И для бытовых целей достаточно знать усредненные значения.

Различия между породами в теплотворной способности выглядят минимально. Стоит отметить, что исходя из таблицы может показаться, что выгоднее покупать дрова, заготовленные из древесины хвойных пород, ведь их теплотворность больше. Однако, на рынке дрова поставляются по объему, а не по массе, так что в одном кубометре дров, заготовленных из древесины лиственных пород дерева их будет просто больше.

Вредные примеси в древесине

В ходе химической реакции горения древесина сгорает не полностью. После сгорания остается зола – то есть не сгоревшая часть древесины, а в процессе горения из древесины испаряется влага.

Меньше влияет на качество горения и теплотворность дров зола. Ее количество в любой древесине одинаково и составляет около 1 процента.

А вот влага, находящаяся в древесине может доставить немало проблем при их сжигании. Так, сразу после рубки древесина может содержать до 50 процентов влаги. Соответственно при горении таких дров – львиная доля энергии, выделяющейся с пламенем может уходить просто на испарение самой древесной влаги, не совершая при этом никакой полезной работы.

Влага, имеющаяся в древесине резко снижает теплотворную способность любых дров. Сгорающие дрова не просто не выполняют свою функцию, но и становятся неспособными поддерживать необходимую температуру при горении. При этом органика, находящаяся в дровах сгорает не полностью, при горении таких дров выделяется повешенное количество дыма, который загрязняет как дымоход, так и топочное пространство.

Что такое влажность древесины, на что она влияет?

Физическая величина, описывающая относительное количество воды, содержащееся в древесине называется влажностью. Измеряют влажность древесины в процентах.

При измерениях может учитываться два вида влажности:

• Влажность абсолютная – это количество влаги, которое содержится в древесине на текущий момент по отношению к полностью высушенному дереву. Такие измерения проводятся обычно в строительных целях.
• Влажность относительная – это количество влаги, которое содержится в древесине на текущий момент по отношению к ее собственному весу. Такие расчеты производятся для древесины, используемой в качестве топлива.

Так, если написано, что древесина имеет относительную влажность в 60%, то её абсолютная влажность выразится в показателе 150%.

Чтобы рассчитать теплотворную способность дров при известной влажности – вы можете использовать следующую формулу:

Анализируя эту формулу можно установить, что дрова, заготовленные из хвойных пород дерева с показателем относительной влажности в 12 процентов при сжигании 1 килограмма выделят 3940 килокалории, а дрова, заготовленные из лиственных пород при сопоставимой влажности выделят уже 3852 килокалории.

Чтобы понять, что представляет собой относительная влажность в 12 процентов – поясним, что такую влажность приобретают дрова, которое длительное время сушатся на улице.

Плотность древесины и ее влияние на теплотворность

Кроме содержания влаги, на теплотворную способность дров влияет и другой фактор, а именно – плотность. Это обычная физическая величина, показывающая, какой вес вещества приходится на стандартный объем (обычно на один кубометр).

Чтобы оценить теплотворность, нужно использовать немного другую характеристику, а именно удельную теплотворность, представляющую собой величину, производную от плотности и теплотворности.

Экспериментальным путем были получены сведения об удельной теплотворности тех или иных пород древесины. Сведения даны для одинакового показателя влажности в 12 процентов. По результатам эксперимента была составлена вот такая таблица:

Используя данные из этой таблицы вы легко сможете сравнить теплотворную способность различных пород древесины.

Какие дрова можно использовать в России

Традиционно, самой любимой породой дров для сжигания в кирпичных печах в России является береза. Хотя по сути береза представляет собой сорняк, семена которого легко зацепляются за любую почву – оно чрезвычайно широко используется в быту. Неприхотливое и быстро растущее дерево верой и правдой служило нашим предкам уже множество веков.

Березовые дрова имеют сравнительно хорошую теплотворность и горят достаточно медленно, ровно, не накаляя чрезмерно печь. Кром того, даже сажа, получаемая при сгорании березовых дров идет в дело – она включает в себя деготь, который используется как в бытовых, так и в лечебных целях.

Кроме березы, из лиственных пород дерева в качестве дров используется древесина осины, тополя и липы. Качество их по сравнению с березой, конечно же не очень, но при неимении других вполне можно пользоваться и такими дровами. Кроме того, липовые дрова при сгорании выделяют особый аромат, который считается полезным.

Дрова из осины дают высокое пламя. Их можно использовать на заключительном этапе топки, чтобы выжечь сажу, образовавшуюся при сжигании других дров.

Также довольно ровно горит ольха, и после сгорания она оставляет небольшое количество золы и сажи. Но опять же по сумме всех качество ольховые дрова не могут составить конкуренцию березовым. Но с другой стороны – при использовании не в бане, а для приготовления пищи – ольховые дрова очень даже неплохи. Их ровное горение помогает качественно готовить пищу, особенно выпечку.

Дрова, заготовленные из плодовых деревьев встречаются довольно редко. Такие дрова, а особенно клен горят очень быстро и пламя при горении достигает очень высокой температуры, что может негативно сказаться на состоянии печи. К тому же вам всего лишь нужно нагреть в бане воздух и воду, а не плавить в ней металл. При использовании таких дров их необходимо перемешивать с дровами с низкой теплотворной способностью.

Дрова из хвойных пород дерева используются довольно редко. Во-первых, такая древесина очень часто используется в строительных целях, а во-вторых – наличие большого количества смолы в хвойных деревьях загрязняет топки и дымоходы. Топить печку хвойными дровами имеет смысл только после длительной сушки.

Как заготавливать дрова

Заготовка дров начинается обычно в конце осени или в начале зимы, до установления постоянного снежного покрова. Срубленные стволы оставляются на делянах для первичной сушки. По прошествии некоторого времени, обычно зимой или в начале весны дрова вывозятся из леса. Это связано с тем, что в этот период не проводится аграрных работ и замерзшая земля позволяет нагружать больший вес на транспортное средство.

Но это традиционный порядок. Сейчас, в связи с большим уровнем развития техники дрова можно заготовлять круглый год. Предприимчивые люди могут привести вам уже попиленные и поколотые дрова в любой день за разумную плату.

Как пилить и колоть дрова

Распилите привезенное бревно на отрезки, подходящие по размеру вашей топки. После полученные колоды раскалываются на поленья. Колоды с сечением более 200 сантиметров колются колуном, остальные – обычным топором.

Колоды колются на поленья так, чтобы сечение получившегося полена составляло около 80 кв.см. Такие дрова будут довольно долго гореть в банной печи и выделять больше жара. Поленья меньшего сечения используются для растопки.

Нарубленные поленья складываются в поленницу. Она предназначается не просто для накопления топлива, но и для просушки дров. Хорошая поленница будет располагаться на открытом пространстве, продуваемом ветром, но под навесом, защищающим дрова от атмосферных осадков.

Нижний ряд бревен поленницы укладывается на лаги – длинные жерди, которые предотвращают контакт дров с влажной почвой.

Сушка дров до приемлемого значения влажности происходит примерно за год. К тому же древесина в поленьях сохнет гораздо быстрее, чем в бревнах. Нарубленные дрова достигают приемлемого значения влажности уже за три месяца лета. При годовой сушке дрова в поленнице получат влажность в 15 процентов, которая идеально подходит для сгорания.

Теплотворная способность дров: видео

Что лучше для отопления — дрова или топливные брикеты? Чтобы помочь вам разобраться в этом вопросе приведем несколько таблиц: влажности, плотности и калорийности древесины, а также аналогичные характеристики торфяных топливных брикет.

Какие дрова выбрать для отопления

Во-первых, дрова должны быть сухими.

Таблица процента влажности древесины в зависимости от времени сушки 

Для отопления больше всего подходит древесина твердых пород (бук, дуб, акация, ясень, ольху и все породы фруктовых деревьев), а также клен, каштан. Мягкие породы древесины, такие как липа, береза, осина, тополь, сгорают гораздо быстрее, образуя при этом больше пепла и жар быстро остывает. Дрова из твердых пород выделяют меньше запахов и до образования пепла горят открытым огнем.

Хвойные породы древесины горят ярко и быстро, с частым потрескиванием и шипением (из-за кристаллов смолы). Дрова смолистых пород способствуют образованию большого количества сажи и копоти. Если постоянно использовать дрова с содержимым влаги больше 20%, а также дрова хвойных пород, то возрастает риск воспламенения сажи в дымоходе через образование осадка креозота, который легко загорается. Его стоит удалять. Важным признаком качества дров является их калорийность, то есть приведенное к МДж количество теплоты, которое создается при сжигании 1 кг топлива. Рекомендуется использовать корневища и нижнюю часть ствола, поскольку у них наивысшая калорийность, чем в верхней части, а тем более в ветках. 

В зависимости от породы древесины дрова будут обладать разной калорийность — способность выделять то или иное количество тепла. 

Таблица калорийности разных пород древесины

Из таблицы видно, что плотность древесины разных пород прямо пропорциональна их калорийности. Считается, что 1 кг сухих дров дает в среднем от 3200 до 3600 ккал. После сжигания дров в камерах котла образуется пепел, который является прекрасным удобрением для ваших растений.

Твердотопливные котлы отопления рассчитаны на сжигание древесины с влажностью до 20%. Для котлов оптимальным топливом являются сухие колотые дрова диаметром 120-150 мм, вылежавшие 2 года, с влажностью 12-20%, длиной до 1000 мм, с теплотой сгорания 15-17 МДж/кг. Полезный энергетический объем в древесине значительно уменьшается с увеличением содержимого воды. С увеличением влаги растет нагрузка на дымоход, дымовую трубу, керамическую футеровку котла. При сжигании древесины с высокой влажностью котел может не выходить на заданную мощность, высока вероятность образования конденсата, как в котле так и в дымовой трубе, а также разрушение керамических вставок (футеровку котла).

Сжигание древесины с влажностью выше за 40% и меньше 12% — запрещается

Например:

Древесина с 20% влажности имеет тепловую ценность 4 кВт, час, на 1 кг древесины.

Древесина с 60% влажности имеет тепловую ценность 1,5 кВт, час, на 1 кг древесины

При 50% влажности мощность котла уменьшается в 2-3 раза, а расходы топлива увеличиваются в 2-2,5 разы:

Топливные торфяные брикеты

Торфобрикеты по ДСТУ 2042-92 имеют: стабильную влажность (до 20%), высокую плотность (около 1200 кг/м3) и механическую прочность, потому обеспечивают более длительное, чем дрова, время работы котла на одной загрузке топлива. Недостатком торфобрикетов является высокая, сравнительно с дровами, зольность (до 25%), и следовательно более частая потребность в чистке котла. Топливные брикеты — это обновляемое, экологически чистое, твердое топливо с прекрасными характеристиками сгорания. Как и гранулы, топливные брикеты, изготавливают методом прессования отходов деревообрабатывающей промышленности и отходов сельского хозяйства. В отличие от гранул, топливные брикеты формуются больших габаритов. Толщина 40-70мм и длина к 250 мм.

Таким образом они легко и удобно загружаются в камеру котла и не создают преграды для горения. Самый важный показатель топлива — это его теплотворность. Калорийность топливных брикетов составляет 4000 — 5000 ккал/кг. Таким образом теплотворность брикетов соизмерима с калорийностью каменного угля. Но брикеты отличает еще несколько важных преимуществ: они являются экологически чистым топливом. На практике это значит, что не придется утилизировать пепел и шлак. У самих распространенных сортов угля шлакообразование составляет 30%. Это значит, что сжигая 1 тону угля у вас остается минимум 300 кг шлака. Остаток от сожженных брикетов не превышает 3-5%. Это в десять раз меньше чем от угля.

Кроме того, пепел от брикетов является прекрасным удобрением для ваших растений. Экологичность топливных брикетов значит также, что при сгорании они выделяют в 50 (пятьдесят!) раз меньше вредных выбросов в сравнении с каменным углем.

Если вы не нашли ответа на свой вопрос, пожалуйста, оставьте его в комментариях под статьей — и мы обязательно ответим вам.