UWAGA!
Jak ekonomicznie palić gazem
7-9 razy taniej zachowując klimat, styl i elegancję kominków.
Czasem wystarczy zmiana przyzwyczajeń.
Wybierając dla siebie źródło
ogrzewania przejrzałem dostępne rozwiązania na rynku, przeglądając różne fora oraz czytając opinie użytkowników przeanalizowałem
procesy, jakie zachodzą podczas spalania paliw, ceny, dostępność,
problemy związane z obsługą itd...
Biorąc pod uwagę, że jestem
przedsiębiorcą, kieruję się kryteriami takimi, jak:
- najmniej zaangażowanego czasu,
- prostota obsługi,
- szybki zwrot z inwestycji,
- niskie koszty utrzymania,
- wpływ na środowisko,
- estetyka.
Pisząc ten artykuł chcę cię wprowadzić na wyższy poziom świadomości mogłem przy okazji użyć skrótów myślowych. Jeśli takie zauważysz lub stwierdzisz, że niektóre kwestie trzeba rozwinąć, proszę napisz mi o tym w mejlu lub komentarzu. Chętnie to poprawię i skorzystam z Twojej sugestii, włożyłem wiele serca w ten artykuł i chciałbym, aby był on jasny i czytelny dla Ciebie. Jeśli uważasz, że treści w nim zawarte nie wymagają poprawy i mogą pomóc innym zrozumieć pewne sprawy lepiej, udostępnij go na swoich portalach klikając na dole artykułu w ulubiony znaczek.
Najważniejszą zmianę jaką chcemy
zrobić to zmienić źródło gazu, nie będziemy się teraz
zagłębiać w szczegółach, wystarczy nam informacja że 80%
cennego GAZU można uzyskać spalając w odpowiednich warunkach
biomasę. Reszta po spalaniu to węgiel drzewny i 0,5% popiołów.
Każdy kto rozpalał grilla może
sobie przypomnieć jak on wygląda , zwrócić uwagę na to jaki jest
lekki w stosunku do swojej objętości, można o nim powiedzieć,
"jest jak gąbka", gąbka, która w swojej przestrzeni
zawiera gaz.
Wiemy, żeby wycisnąć z gąbki wodę
wystarczy ją ścisnąć,
A jak wycisnąć cenny gaz z drzewa?
Na końcu artykułu pokaże jak samemu
wycisnąć gaz z drzewa.
Ludzie kochają palić drewnem w
kominku mogą delektować się trzaskiem pękającego drewna i
niepowtarzalnym widokiem płomieni zamkniętych w przepięknych
obudowach, które często są centralnym punktem w salonach ich domów
gdzie spędzają czas z rodziną i przyjaciółmi.
To wiele mówi o naszym przywiązaniu
do ognia.
Aby wycisnąć gaz z drzewa wystarczy je podgrzać do temperatury 200*C do 400*C.
( używając słowa gaz myślmy o wszystkich cząsteczkach w spalinach, które mogą się spalić do CO2 i H2O, bo jeżeli efektem spalania ma być ciepło to można pominąć to co tak naprawdę się spala) Większość ludzi tak robi spalając drewno w kominkach lub piecach.
Cóż, ta metoda spalania nie działa
wcale tak dobrze, ponieważ wyniki badań przeprowadzonych przez
naukowców pokazują, że spora część gazów nie ulega spaleniu.
Aby spalić gazy dobrze trzeba zadbać
o odpowiednie warunki.
Są to:
- wilgotność paliwa( w
przypadku drzewa 100% różnicy)
- ilość powietrza (tlenu)
- temperatura (spalania)
- czas spalania( im dłużej tym lepiej)
Woda jest w każdym paliwie nawet
węglu kamiennym, wiemy że aby ją odparować potrzeba energii,
w warunkach paleniska panuje
temperatura powyżej 100*C, powoduje to szybkie odparowanie wody,
wody która zabiera ze sobą sporo energii. Z paliwa uzyskamy pełną
moc dopiero po jego wysuszeniu.
Dla przykładu spalając 1 kg drewna
zyskamy:
- mokrego (50% wilgotności
świeżo ścięte drzewo) da nam ok 2,5 kwh
- sezonowanego(20% wilgotności 2 lata sezonowania) da nam ok 4,5 kwh
- suchego( 8-10% wilgotności mają brykiety pakowane) da nam do 5,5 kwh( na początku kupowałem brykiet luzem, ale w trakcie leżenia pod dachem chłonął wilgoć z powietrza i puchł w oczach i rozsypywał się na trociny).Węgiel kamienny może mieć do 15% wody,miał węglowy przyjmie jeszcze więcej wody,z węgla brunatnego zawierający nawet 70% wody która leje się z niego, jak z cieknącego kranu).Bardziej szczegółowo jest to opisane na ( będą linki z grafiką czekam na zgodę)
Jeżeli chodzi o ilość powietrza to
problemem są przeważnie przewymiarowane (za duże) i źle
obsługiwane kotły (bo sprzedawca zapewniał że można palić w
nim wszystkim,
przywołując tu wypowiedz rzecznika
jednego z producentów
"aby być konkurencyjnym musimy
robić piece uniwersalne włącznie z instalacją rusztu awaryjnego
tzw. śmieciowego(ciekawe skąd ta nazwa i do czego służy) i nie
możemy sobie pozwolić na produkcję specjalistycznego pieca
przeznaczonego do konkretnego paliwa"
jakoś tak to brzmiało).
Te przewymiarowane kotły dość
szybko zapewniają użytkownikowi potrzebne ciepło w
pomieszczeniach, a że są zasypane do pełna bo "nie chce się
ciągle chodzić do pieca" trzeba kocioł dusić zbyt małą
ilością powietrza i później mamy efekty takie jak:
-przekroczenia norm jakości
powietrza,
-alarmy smogowe
-włącznie z mało efektywnymi
próbami uregulowania tego problemu ustawami.
Brak powietrza wtórnego (ale o tym
później) niezbędnego do spalania wytworzonych gazów sprawia, że
cenne gazy wylatują kominem, a można je spalić, zobacz na filmie.
Rozsądnym ratunkiem jest instalacja akumulatora ciepła, który przyjmie całe ciepło wytworzone podczas "czystego" spalania, a później pozwoli to ciepło wykorzystać (ale o tym później).
Co powiedziałbyś o kimś kto odkręca
kuchenkę gazową i idzie sobie nie zapalając gazu?
Zapamiętaj, jeżeli widzisz biały dym
z komina to jest ok, ale każdy odcień w stronę szarości oznacza ,
że w dymie są cząstki gazu, które jeszcze nie uległy spaleniu.
Jeżeli to czarny kolor dymu to oznacza, że ludziom kominem ucieka
węgiel (a myślą że właśnie oszczędzają w momencie jak mają największe straty).
Następną ważną kwestia jest czas i
temperatura spalania. Jeżeli do rozpoczęcia procesu zgazowania
potrzebujemy temperatury 200*C (pomijając pierwszy etap suszenia) to
aby ten proces zaszedł całkowicie należy podnieść temperaturę,
bo te pierwsze gazy zapalają się dopiero od 400*C i to bez obecności
wody. Powyżej 1000*C większość rozbudowanych cząsteczek rozpada
się do najprostszych łatwopalnych związków chemicznych lub
pierwiastków.
Jeżeli będzie woda (para wodna) w
gazie palnym to w temperaturach powyżej 400*C z niedoborem powietrza
zaczną pojawiać się procesy związane z reformingiem np.
C + H20 --> + temperatura--->
CO + H2 ( to gazy palne ale o tym później).
Aby w prosty sposób zrozumieć
powyższy opis to sytuacje tą można przedstawić w 2 przykładach.
Pomijając 2 powyższe problemy związane z niedoborem powietrza(
związek z brakiem akumulatora ciepła) i nadmiarem wilgoci(tanie
paliwo)
- przypomnij sobie sylwestrową noc i serię strzałów z fajerwerków witających nowy rok, mamy okazje przyjrzeć się ich pozostałościom. Można stwierdzić, że materiał z którego były wykonane pozostał. Jeżeli fajerwerk wystrzelił to interesuje nas proces który zaszedł w nim.Możemy stwierdzić że paliwo było suche, była odpowiednia ilość tlenu oraz temperatura.Spalanie czyli strzał odbyło się w mgnieniu oka i pomimo, że zapewniliśmy odpowiednie warunki to jednak została zwykła papierowa tekturka, którą z łatwością możemy spalić.Oto efekt krótkiego intensywnego spalania.
- Następnym przykładem z zapewnieniem wszystkich wymienionych parametrów jest dobrze zaprojektowany i obsługiwany kocioł dolnego spalania(w przypadku paliw stałych) ( będą linki z grafiką czekam na zgodę) lub nowoczesny piecyk gazowy np. Kondensacyjny ( będą linki z grafiką czekam na zgodę). Możemy tu powiedzieć wiele dobrego o takich firmach jak ( będą linki z grafiką czekam na zgodę)
Patrząc na piecyk gazowy, to ktoś
wszystko policzył, skonstruował, wyprodukował i działa.
Jedyne co musimy zrobić to odkręcić
zawór z gazem i pozwolić piecykowi działać,
a i najważniejsze płacić rachunki. (
będą linki z grafiką czekam na zgodę)
W Polsce od 2015/2016 r nasiliła
się "kampania antysmogowa" i jest nagonka na wszystkie inne
paliwa niż gazowe, mało tego, chcą dopłacać do wymiany obecnej
instalacji grzewczej na gazową. Cóż, najbliższe lata pokażą czy
to było słuszne, czy po prostu jest to kolejny sposób nabijania
ludzi w butelkę.
Znając prawa popytu i podaży nie
trzeba wielkiej wyobraźni, aby domyślić się, co się stanie,
kiedy wszyscy korzystający z instalacji gazowej CO będą chcieli
kupić gaz, a jego dostawy będą ograniczone.
Wszyscy "gazowicze" śmiejący
się z pozostałych na początku tej "kampanii antysmogowej"
będą musieli zapłacić odpowiednią kwotę za tzw "wygodę"
i ciepło.
Oby się nie okazało, że "gazowicze"
będzie oznaczać to samo co "frankowicze".
Teraz już wiemy, że tym źródełkiem
płynących oszczędności jest wszelkiego typu biomasa.
Skupmy się na najbardziej popularnych,
to jest:
- pellet, ( będą linki z grafiką czekam na zgodę)
- brykiet, ( będą linki z grafiką czekam na zgodę)
- drewno. ( będą linki z grafiką czekam na zgodę)
Aby się nie narażać na ewentualne
przykre konsekwencje wybierając rodzaj instalacji do CO pomyślmy o
paliwie dzięki któremu będziemy niezależni od sytuacji rynkowych,
politycznych i ekonomicznych decyzji, wpływów zagranicznych
potentatów rynków paliw.
Tym paliwem jest wszelkiego rodzaju
biomasa np. popularny pellet, brykiet i drewno.
Lokalnych dostawców jest mnóstwo.
Biorąc pod uwagę warunki spalania,
komfort, niezawodność oraz dostęp do paliwa jednym z
rozsądniejszych rozwiązań jest instalacja kotła zgazowującego
biomasę.
Różni się on tym od tradycyjnego
kotła, że mamy 2 komory spalania, pierwszą komorę, gdzie spalamy
biomasę w odpowiednich warunkach (izolowana komora spalania) z
niedoborem tlenu dzięki czemu wytwarzają się palne gazy.
Brzmi to dość przerażająco, ale
spójrzmy na przykłady (obiecałem o tym napisać):
- sadza i smoła nie występują, bo cała się spaliła lub przereagowała z wodą powstałą podczas spalania lub z podsuszania drewnaC+H20 -> + temperatura-> CO +H2CO2+C-> + temperatura--->2 COCO+H2O->- temperatura->CO2+H2
- z powyższych reakcji wyciągamy wnioski, że nie odbierając temperatury od płomieni możemy z dużą wydajnością zyskać sporo gazów łatwopalnych, które spalają się w następnej komorze tak, jak w piecyku gazowym, czyli czysto, łatwo, bez sadzy i smoły
- Powstałe ciepło gromadzimy w akumulatorach ciepła, a później korzystamy kiedy chcemy i ile chcemy
- znikoma obsługa w czyszczeniu wymiennika
- załadunek zazwyczaj 2x dzienniedobrym przykładem może być firma (będzie link czekam na zgodę i zdjęcia)
- wersje domowe, jednorodzinne
spalają (gaz drzewny z biomasy) z wydajnością sięgającą ponad
90%, porównując taki kocioł do tradycyjnego otwartego kominka
którego zdolność spalania gazów sięga zaledwie 10%
Schemat działania wersji przemysłowej.
oznacza to że wytworzone ciepło może
wystarczyć dla małego osiedla 5-8 domów lub mieszkań. Potrafią
zgazować biomasę i spalić gaz drzewny z wydajnością sięgającą
99%.
Chętnie są stosowane do ogrzewania
suszarni np drzewa bądź zboża.
Kolejną ich zaletą jest to że
wytworzony gaz( z 1 komory) może zostać użyty jako paliwo w
silniku spalinowym który zasila generator prądu, dzięki czemu
dodatkowo zyskujemy energię elektryczną.
W tym przypadku będziemy korzystać
raczej z nieprzetworzonych biopaliw np zrębki lub trociny
Teraz dochodzimy do sedna tego
artykułu, wiemy już jak spalać gaz który jest 7-9x tańszy bo
pochodzi z biomasy lecz co zrobić aby zachować klimat, styl i
elegancję kominków.
Nie znam nikogo kto chciałby postawić
sobie w salonie nawet najlepiej działający, z najwyższą
sprawnością kocioł zgazowujący biomasę z oczywistych względów
estetycznych.
Jest to sprzeczne z naszymi
wyobrażeniami i oczekiwaniami na temat wyglądu kominka w salonie.
Z pomocą przychodzi Pan Artur który
zebrał informację z światowych źródeł i przedstawił temat po
polsku.
Na podstawie parametrów i sposobów
spalania oraz korzystając z ogólnie dostępnej wiedzy zostały
zaprojektowane wysokowydajne piece rakietowe do spalania drewna.
Podstawy konstrukcyjne znajdziemy pod
tym linkiem Piec rakietowy - podstawy
Artur wykonał fantastyczną robotę podając:
- parametry,
- materiały,
- sposób wykonania
Jeżeli chodzi o wnętrze pieca rakietowego to najważniejszym kryterium jest odpowiednia izolacja termiczna, aby spaliny spędzały, jak najdłuższy czas w możliwie, jak najwyższej temperaturze.
Odpowiedzią technologii na ten problem są popularne cegły szamotowe i nowe zastępujące cegły płyty krzemianowo-wapienne, które mają odporność termiczną ciągłą w zakresie 1000*C pozwalające zmniejszyć przekrój ścian konstrukcyjnych o połowę zachowując te same parametry.
Na powyższych zdjęciach i filmie serce
pieca rakietowego pełniące rolę "wkładu kominkowego" -
najważniejszy element zapewniający wysoką wydajność, wygląd
zewnętrzny to kwestia naszego gustu i portfela, i tu nie ma tzw.
"sufitu" zobacz sam (będzie link do obudów czekam na
zgodę)- Poziomej komory zgazowującej (duża pojemność)
- Pionowej komory spalającej gazy
- Piekarnika ( żeliwny- długo trzyma ciepło)
- Systemu podgrzewania powietrza - centralny nawiew (opcja w budowie)
- Pionowego kanału opadowego podgrzewającego wodę( w przeciwprądzie- wysoka sprawność)
- Wędzarni ( trzeba palić wilgotnym drzewem lub korzystać z etapu rozgrzewania pieca)
- Suszarni drzewa (drzewo traci całkowicie wilgoć wykorzystując ciepło spalin)
- Kanał doprowadzający powietrze z zewnątrz podgrzewany przez spaliny.
Poniżej projekt pieca, a w zasadzie
kotła, bo pełni rolę głównego źródła ciepła dla domu
podgrzewając wodę do akumulacyjnego ogrzewania podłogowego.
Akumulacyjne ogrzewanie podłogowe, zastępuje zbiornik z
zapasem wody.
Piec będzie pokryty płytami
krzemianowo-wapiennymi lub steatytowymi przypominającymi wyglądem piaskowiec,
marmur, granit – właściwie to wzór dowolny ponieważ odlewa się
je w formach na zamówienie, widziałem formy w kształcie mozaiki
składającej się z iguany (egzotyczna jaszczurka) - będzie link,
czekam na zgodę.
Piec składa się z:
Elementy żeliwne zamontowane w piecu zostały zakupione u znanego i cenionego w świecie polskiego producenta dostępne tutaj
Po lewej pozioma komora zgazowująca zapewnia
dużą pojemność, co znacznie ułatwia obsługę pieca. Przy
temperaturach w okolicy 0*C na zewnątrz wystarczyła 2-krotna
obsługa pieca tj rano i po południu spalając po koszu drewna (w
przypadku brykietu pojemność komory obliczona jest na 50 kg przy
średnim zapotrzebowaniu domu na zużycie 10-12 kg brykietu na dobę
dla temperatur w okolicy 0*C, w przypadku temperatur poniżej -15*C
-20*C piec wymagał 3 krotnej obsługi.).
Po prawej w trakcie prac komora odprowadzająca spaliny do komina - pełni role suszarni drewna wykorzystując temperaturę spalin z których normalnie już nic nie da się "wycisnąć". Dzięki temu trikowi mamy dostępne drewno maksymalnie suche co daje maksimum oszczędności bo z 1 kg zyskamy 5,5kw mocy. Suszenie drzewa zapewnia ok 30% oszczędność w jego zużyciu w stosunku do sezonowanego lub ponad 100% oszczędności w stosunku do mokrego.
Rano wyjmując drewno z suszarni czuję że jest jeszcze ciepłe.
( suszarnię czasem traktuję jako wędzarnię, to miało być jej główne przeznaczenie lecz okazało się że brakuje mi dymu i pojawia się on tylko przy rozpalaniu w zimnym piecu lub potrzeba dokładać do 1 komory zgazowującej mokre wilgotne drewno żeby pojawił się jakikolwiek dym do wędzenia)
Parametry spalania zmienią się ponieważ akumulacyjne ogrzewanie podłogowe jest wykonane w 2/5 prac a po zakończeniu tego etapu obsługa pieca będzie się odbywać raz na dobę do raz na 5 dni (sam jestem ciekawy efektu końcowego, w jakim stopniu założenia pokryją się z rzeczywistością).
Dodam, że do ogrzania jest dom drewniany, jednorodzinny, nieocieplony o powierzchni ok 120 m2.
Więcej o akumulatorach ciepła już wkrótce więc zapraszam ponownie.
Po prawej w trakcie prac komora odprowadzająca spaliny do komina - pełni role suszarni drewna wykorzystując temperaturę spalin z których normalnie już nic nie da się "wycisnąć". Dzięki temu trikowi mamy dostępne drewno maksymalnie suche co daje maksimum oszczędności bo z 1 kg zyskamy 5,5kw mocy. Suszenie drzewa zapewnia ok 30% oszczędność w jego zużyciu w stosunku do sezonowanego lub ponad 100% oszczędności w stosunku do mokrego.
Rano wyjmując drewno z suszarni czuję że jest jeszcze ciepłe.
( suszarnię czasem traktuję jako wędzarnię, to miało być jej główne przeznaczenie lecz okazało się że brakuje mi dymu i pojawia się on tylko przy rozpalaniu w zimnym piecu lub potrzeba dokładać do 1 komory zgazowującej mokre wilgotne drewno żeby pojawił się jakikolwiek dym do wędzenia)
Parametry spalania zmienią się ponieważ akumulacyjne ogrzewanie podłogowe jest wykonane w 2/5 prac a po zakończeniu tego etapu obsługa pieca będzie się odbywać raz na dobę do raz na 5 dni (sam jestem ciekawy efektu końcowego, w jakim stopniu założenia pokryją się z rzeczywistością).
Dodam, że do ogrzania jest dom drewniany, jednorodzinny, nieocieplony o powierzchni ok 120 m2.
Więcej o akumulatorach ciepła już wkrótce więc zapraszam ponownie.
Pionowa komora spalania łączy się
bezpośrednio z poziomą komorą zgazowującą i kanałami
dostarczającymi gorące powietrze wtórne rozgrzewane do ponad
100*C. Połączenie obydwu komór oraz kanału z powietrzem wtórnym
działa na zasadzie dyszy Venturiego (patrz zdjęcia) to znaczy, że
gorące gazy wylatujące z komory zgazowującej przechodzą przez
przewężenie, w które doprowadzone jest powietrze wtórne, różnica
ciśnień sprawia, że powietrze jest zasysane (zawsze tyle ile
trzeba niezależnie od ilości gazów i tempa spalania) do komory pionowej, w której
spotykają się gorące gazy palne z gorącym powietrzem, co w efekcie
doprowadza do ich zapłonu. Pionowy kanał wytwarza dzięki temu
olbrzymi ciąg, ponieważ powstaje duża różnica temperatur
pomiędzy dołem, a górą kanału. Aby ograniczyć ten ciąg spaliny
w pionowej komorze wprawiane są w ruch wirowy co sprawia, że w
kanale o wysokości ok 1 m, spaliny mają do pokonania odcinek ok 3-4 m
(patrz na film powyżej) zapewnia to optymalny czas reakcji i mieszanie
pomiędzy gazami palnymi i tlenem w powietrzu jednocześnie
minimalizując wymiary całej konstrukcji.
W piec został wbudowany piekarnik, co
pozwala cieszyć się w okresie grzewczym codziennie świeżym,
ciepłym, niewymagającym nakładów czasu, i pracy jedzeniem.
Potrawy wychodzą kruche i soczyste.
Gotowanie odbywa się na zasadzie "przy okazji", więc nie wymaga dodatkowych kosztów tzn. jak się pali, to się
piecze lub dusi nie odwrotnie. Jestem zachwycony tym efektem, więc
już myślę o projekcie wersji letniej pieca rakietowego
połączonego z kociołkiem, grillem i wędzarnią na ryby (ach
świeża ryba prosto z wędzarni..... będzie warto). Temperatury w
piekarniku:
- na drzwiczkach termometr pokazywał najwięcej 150*C
- w
środku 2x więcej....w zupełności wystarcza by upiec mięso, placek, pizze itd.