Теплоотдача топливных брикетов: Преимущество топливных брикетов перед дровами и углем

Содержание

Длительность горения топливных брикетов | ROADS.RU

Зачастую для топления каминов или печей используются натуральные дрова из сосны, дуба и деревьев других пород. Но всё чаще владельцы частной жилой недвижимости стали использовать для этих целей топливные брикеты, ведь сейчас купить брикеты возможно в любом гипермаркете. Для их изготовления берут древесную стружку или кору деревьев, при этом плотная структура обеспечивает продолжительное горение. Благодаря этому брикеты дают больше жара, чем привычные дровяные поленья.

Теплотворение и теплоотдача брикетов и дров

Главными показателями твёрдого топлива считаются теплотворная способность и степень теплоотдачи. Данные свойства во многом зависят от количества и процентного соотношения содержащихся органических компонентов в древесине и показателей влажности материала. Представим показатели теплотворения распространённых видов твёрдого топлива:

свежеспиленные дрова (с влажностью 40-55%): порядка 1550 ккал/кг;
сухие поленья сосны / берёзы (с влажностью 20-25%): 2180 / 2580 ккал/кг;
выработка бурого / чёрного угля: 3900 / 4850 ккал/кг;
твердотопливные брикеты: 4300-4600 ккал/кг.

Если сравнивать влажность дров и брикетов, то у первых этот параметр в 5-6 раз больше (20% против 3-4%). Получается, что при горении древесины около 1/5 всего количества выделяемой тепловой энергии уходит на выпаривание воды из поленьев, тогда как при использовании сухих брикетов на это уходит 1/28 выделяемой энергии.

Именно по этой причине многие владельцы жилых домов и бань, которые отапливаются твёрдым топливом, раньше впрок запасались дровами, чтобы дать им достаточно времени для естественной сушки и достижения минимально возможной влажности. Благодаря этому удавалось существенно сократить время на растопку печи или камина.

Плотность и продолжительность горения древесного топлива

При изготовлении твердотопливных брикетов используют древесную стружку и отходы деревообрабатывающего производства, которые прессуются под высоким давлением (300 атмосфер), благодаря чему материал обладает очень высокой плотностью. Разницу наглядно можно увидеть, если бросить поленья и евродрова в воду: первые будут плавать на поверхности, тогда как вторые начнут быстро опускаться на дно.

Плотность твёрдого топлива существенно влияет на продолжительность его горения. Если одна закладка древесных поленьев сгорает за 1.5-2 часа, то брикеты будут гореть в течение 6-8 часов (хотя официальной нормой для этого товара считается 3-4 часа). Такая способность особенно важна при топлении печей и каминов, поскольку можно поместить в топку брикеты перед сном и быть уверенным, что тепловая энергия будет выделяться до самого утра.

Кроме того, обычная древесина имеет пористую структуру с большим содержанием кислорода, из-за чего материал сгорает быстро, в то время как при использовании прессованных брикетов обеспечивается медленное горение при высокой теплоотдаче.

Дополнительные плюсы брикетов

Топливные брикеты имеют компактную форму, благодаря чему их очень удобно хранить и транспортировать. В процессе их горения не выделяется гарь, чад или копоть, что повышает безопасность для людей и окружающей среды. Ещё евродрова выигрывают на фоне привычных древесных поленьев за счёт небольшого количества золы после полного сгорания. Так, зольность брикетов составляет меньше процента от общего объёма твёрдого топлива.

Многие люди считают, что для склеивания опилок и древесной стружки используются клеящие вещества, но это мнение ошибочное. На самом деле за скрепление брикетов отвечает лигнин – натуральный компонент, содержащийся в древесине, который при воздействии повышенной температуры становится экологически чистым связующим веществом.

5 видов эффективных топливных брикетов для отопления

Владельцы загородных домов и коттеджей без доступа к центральному отоплению, либо жилья, где отсутствует автономная отопительная система, работающая от газа или электричества, вынуждены искать другие пути решения проблемы поддержания тепла в холодное время года. Котельным в населенных пунктах, удаленных от крупных городов, промышленным зданиям складского назначения или фермерским хозяйствам, так же не имеющим доступа к газоснабжению, приходится пользоваться иными способами отопления помещений.

До недавних пор в деревнях и селах использовались для этих целей дрова, иногда – уголь. Но сравнительно недавно в продаже появился новый тип топлива, который позволяет значительно сократить масштабы вырубки леса – топливные брикеты. Несмотря на цену, превышающую стоимость древесины, такое топливо имеет большой список преимуществ, которые влияют на значительную экономию расхода топлива, и в результате дает более эффективную отдачу тепла.

Положительные стороны использования топлива в брикетах

Изготавливаются такие брикеты в основном из отходов отраслей лесообрабатывающих, сельскохозяйственных производств. Поэтому считаются экологически чистыми и энергосберегающими материалами. Получают топливо в брикетах в результате прессования различных природных материалов. Что обеспечивает увеличение времени горения и отдачи тепла за счет более плотной структуры, чем у дров. Благодаря минимальному содержанию сажи, которая засоряет дымоходы, использование брикетов позволяет бережней относиться к оборудованию отопительной системы.

При соблюдении технологии производства, одним из этапов которого является сушка, и правильном хранении, брикеты имеют незначительную влажность. Это способствует эффективному горению и большей теплоотдачи. Рекомендуется не допускать превышение допустимой влажности. Это может сказаться на качестве продуктивного горения брикета. При значительном намокании он может сильно расслоиться и будет бесполезным для использования.

Формы и виды топливных брикетов

У топливных брикетов, продающихся в России, одинаковое назначение – обогревать помещения с помощью камина, печи, котла. Это своеобразная альтернатива дровам или углю. Но отдельные брикеты могут отличаться по своему составу, длительности горения и объему отдачи тепла, степени остатка зольности, количеству, выделяемой сажи, и других важных факторов, от которых зависит цена на него.

Брикеты выпускаются в трех основных формах:

цилиндр с отверстием и без него;
прямоугольник в виде кирпича;
квадрат или шестигранник с отверстием по длине брикета.

Такие формы способствуют сокращению занимаемой площади при хранении или транспортировке.

Для того чтобы выбрать наиболее качественное и доступное топливо, рассмотрим несколько видов популярных в народе брикетов, их основные достоинства и недостатки.

Торф

Для изготовления топлива используется низовой торф. Выпускается в форме высушенных и спрессованных кирпичиков. Высокая плотность обеспечивает горение в течение 12 часов. Экологичность природного состава не допускает попадание в воздух токсичных и вредных веществ при сгорании. Для предотвращения возгорания брикетов, места для хранения необходимо организовывать на удаление от источников огня.

Уголь

Цена таких брикетов относительно невысокая благодаря несложному процессу производства. Для формирования брикетов используется бурый, древесный уголь и антрацит. В качестве связующего компонента служит смола, сода, глина, известь. Имеют обычно цилиндрическую форму с одним или несколькими сквозными отверстиями. Топливо, в зависимости от вида угля, отдает тепло с различной интенсивностью, при этом более эффективным считаются брикеты из антрацита. При сгорании выделяется незначительное количество сажи. Угольное топливо находит свое применение и в частных домовладениях, и в печах, котлах промышленных предприятий. Данный вид топлива не рекомендуется для розжига мангалов и барбекю.

Опилки

Такие брикеты обладают почти одинаковыми свойствами с обычными дровами, так как состоят из опилок различной древесины. Однако продолжительность горения, за счет высокой плотности, увеличивается в два раза. Выпускаются в разнообразных формах. Чаще используется для отопления жилых частных домов и для приготовления пищи. Брикеты из опилок боятся влажности, поэтому при покупке важно наличие полиэтиленовой обертки.

Солома

Солома, оставшаяся после переработки сельскохозяйственных культур, подвергается тщательной очистке от мусора и почвы, просушивается, измельчается и формируется в брикеты. Выпускается в виде кирпичика, цилиндра, многогранника с отверстием. Имеет степень теплоотдачи идентичную топливу из опилок. Изготовление брикетов из соломы позволяет без вреда для экологии утилизировать отходы сельского хозяйства. «Соломенные дрова» абсолютно безопасны для приготовления пищи и отопления частной недвижимости.

Лузга подсолнечника

Брикеты из шелухи семян подсолнечника способны обогревать жилое помещение до восьми часов. По сравнению с торфяными, они не такие эффективные, но для использования в домашнем хозяйстве и отопления небольшого дома подойдут. Продаются в форме цилиндров, шестигранников с отверстием и без них, кирпичиков. Основное достоинство топлива из лузги – совсем небольшой процент зольности (около 7%). Топливо из подсолнечника сильно боится влаги, крошится при длительном воздействии. Поэтому при хранении соблюдайте герметичность упаковки.

Проектирование и анализ теплообменника из древесно-угольных брикетов для сушки фруктов

Введение в сушку фруктов

По данным Организации Объединенных Наций, одна треть пищевых продуктов в мире ежегодно выбрасывается. Большая часть плодов теряется во время хранения или сразу после сбора урожая. Сушка фруктов предотвращает пищевые отходы. Сушка фруктов имеет массу преимуществ. Это может уменьшить послеуборочные отходы, повысить коммерческую ценность фруктов, добавить рабочие места в местную экономику и обеспечить большую питательную ценность.

Наш партнер по сообществу

Мы разработали доступную систему сушки, которая пытается оптимизировать время сушки и сократить расходы на топливо, чтобы позволить нашему партнеру по сообществу, Инициативе по развитию женщин Teso (TEWDI, Уганда), производить привлекательные фрукты с чистым вкусом. на прибыль. TEWDI базируется в Сороти, Уганда, и имеет несколько малых предприятий по производству древесноугольных брикетов, древесноугольных кухонных плит Makaa и производству сушки фруктов.

Проведенные мероприятия

Мы оценили несколько конструкций из двух потенциальных источников топлива: брикетов древесного угля и скорлупы арахиса. Проведя целостный анализ различных критериев дизайна, мы пришли к выводу, что теплообменник для кухонной плиты Makaa (HEX), работающий на угле, был лучшим вариантом. Он использует легкодоступные материалы и имеет знакомый пользовательский интерфейс. Затем мы разработали HEX с учетом размеров и тепловой мощности кухонной плиты Makaa. В нашей конструкции мы уделяли приоритетное внимание максимизации теплопередачи излучением и минимизации термодинамических потерь. Затем HEX был испытан на термодинамическую эффективность.

Эскиз нашего теплообменника на кухонной плите Makaa в сравнении с нашим реальным физическим прототипом, готовым к тестированию.
Три прототипа слева направо: 1. теплообменник без изоляции на кухонной плите Makaa в лаборатории; 2. теплообменник с изоляцией Rockwool внутри; 3. двухходовой теплообменник с вермикулитовой изоляцией внутри. Фото: MIT D-Lab

Обсуждение собранных данных

Из обзора литературы было установлено, что тепловой КПД кухонной плиты Makaa составляет 35%. Используя данные, полученные в результате нашего теста, и две разные аналитические модели, наша команда смогла рассчитать тепловую эффективность HEX (59%) и общий КПД системы (20,6%).

Наши дальнейшие действия

В настоящее время наша команда работает над улучшением интерфейса кухонной плиты HEX и Makaa. Мы перешли на другой изоляционный материал, более доступный. Кроме того, мы начали анализировать доминирующий фактор при сушке фруктов — скорость воздуха над фруктами и рассматриваем различные варианты вентиляторов. Совсем недавно наша команда разработала и построила двухходовой HEX, который должен повысить тепловую эффективность HEX на 50%. Мы надеемся, что это не повлияет на выходную скорость HEX более чем на 50%. В дальнейшем наша команда планирует провести полное тестирование системы, которое будет включать сушку фруктов в течение нескольких часов и рекомендации по параметрическим экспериментам. Это поможет будущим командам оптимизировать выбор вентиляторов и расход топлива, что приведет к сокращению времени сушки фруктов.

Сушка джекфрута, бананов и манго в нашей солнечной сушилке с использованием нашего теплообменника с двойным проходом на кухонной плите Makaa во дворе возле D-Lab, MIT Building N51. Фото: MIT D-Lab

MIT D-Lab class

Applications of Energy in Global Development

Студенческая группа

Студенты MIT, если не указано иное.

Джоушуа Падилья, Г., машиностроение
Конни Ли 24 года, Машиностроение
Логан Вотер ‘ Машиностроение
Бриттни Чонг, G, Слоанская школа менеджмента

Партнер сообщества

TEWDI Уганда

Бетти Икалани, исполнительный директор
Акуку Хелен Эколу, координатор программ

Программа MIT D-Lab

Топливо из биомассы и исследования кухонных плит

Контактный телефон

Дэн Суини, научный сотрудник MIT D-Lab; Топливо из биомассы и свинец для кухонных плит; Преподаватель

SCIRP Открытый доступ

Издательство научных исследований

Журналы от A до Z

Журналы по темам

Биомедицинские и медико-биологические науки.

Бизнес и экономика
Химия и материаловедение.
Информатика. и общ.
Науки о Земле и окружающей среде.
Машиностроение
Медицина и здравоохранение
Физика и математика
Социальные науки. и гуманитарные науки

Журналы по теме

Биомедицина и науки о жизни
Бизнес и экономика
Химия и материаловедение
Информатика и связь
Науки о Земле и окружающей среде
Машиностроение
Медицина и здравоохранение
Физика и математика
Социальные и гуманитарные науки

Опубликуйте у нас

Подача документов
Информация для авторов
Ресурсы для экспертной оценки
Открытые специальные выпуски
Заявление об открытом доступе
Часто задаваемые вопросы

Публикуйте у нас

Представление статьи
Информация для авторов
Ресурсы для экспертной оценки
Открытые специальные выпуски
Заявление об открытом доступе
Часто задаваемые вопросы

Подпишитесь на SCIRP

Свяжитесь с нами

	клиент@scirp. org
	+86 18163351462 (WhatsApp)
	1655362766

	Публикация бумаги WeChat

Недавно опубликованные статьи

Подпишитесь на SCIRP

Свяжитесь с нами

клиент@scirp.

Промышленная вентиляция в Москве строительство монтаж в Подольске

Промышленная вентиляция в Москве строительство монтаж в Подольске