Verstehen, wie Brennholz brennt, die technischen Details
Stufe 1: Die Verdunstung von Feuchtigkeit-auch bekannt als „getting the d@mn thing going“
Wenn Sie jemals versucht haben, nasses oder ungesüßtes Holz in Ihrem Kamin zu verbrennen, werden Sie wissen, wie sehr frustrierend diese Phase sein kann., Wenn Sie zerknittertes Papier sammeln, anzünden, einen Arm voll kleinerer Äste und eine Art Beschleuniger zum Starten eines Feuers wie Startersteine oder Feuerzeuge ( und NIEMALS eine Dose Benzin oder Diesel-im Ernst), treffen Sie ein Streichholz (oder wahrscheinlich mehr wie 5 oder 10, wenn wir ehrlich sind!) und los geht ‚ s!, Leider bewegt sich dieser anfängliche Ausbruch von Petroleum-induzierten Flammen normalerweise in die Phase“ Es gibt keinen Rauch ohne Feuer“, in der wir die Finger kreuzen, blasen, bis wir mit den Augen sehen und verzweifelt hoffen, dass es Licht fangen wird-ständig mit Kamindämpfern und Lufteinlässen herumspielen, weil seien wir ehrlich – haben wir diese Anweisungen tatsächlich gelesen? Echt?? (Ok, es ist nur mir.,)
Jedenfalls, wenn alles gut geht, kommen wir bis zur Feuchtigkeitsverdampfungsstufe der Holzverbrennung, wo statt Wärme erzeugt wird, Wärme absorbiert wird, wenn Wasser, das im Inneren des Holzes eingeschlossen ist, in Dampf umgewandelt und aus dem Holz entfernt wird abgekocht. Am häufigsten werden die aufmerksamen pyromaniacs unter uns dieses Phänomen bemerkt haben, geschieht auf den kleineren Zweig Enden, wo das Wasser knapp unter der Rinde kocht und tropft dämpfen in den Herd., Um technisch zu sein, beruht diese erste Stufe der Holzverbrennung darauf, die Holztemperatur auf 212 Grad Fahrenheit zu bringen, wenn das Wasser im Holz zu kochen beginnt und dann verdunstet. Wie wir in unserem Leitfaden zur effizienten Beheizung von Schwimmbädern erklärt haben, benötigt die Verdampfung viel Energie – was gegen den Strich geht, wenn Holz für Wärme verbrannt wird, also erste Regel der Holzverbrennung in Öfen oder Kaminen ist; Trockenes Holz verbrennen! Maximaler Feuchtigkeitsgehalt sollte im Bereich von 15-20% berücksichtigt werden, also bei der Auswahl von Brennholz, machen Sie die Feuchtigkeit eine Überlegung sowie welche Art von Holz.,
Im Gegensatz zur Feuchtigkeit in matschigen oder ungesäumten Baumstämmen sind flüchtige Gase brennbar. Sie verbrennen und geben Wärme ab, was wir anstreben, es sei denn, wir haben ein paar Lachse, die hoch im Kamin baumeln, oder Sie feuern den Raucher an. Wenn also die Holzoberflächentemperatur über 212° F auf etwa 450° F ansteigt, werden Gase freigesetzt, die reich an Kreosot sind: Kohlendioxid, Kohlenmonoxid sowie Essigsäure und Ameisensäure., Da sich diese Gase, die in der ersten Verbrennungsstufe erzeugt werden, jedoch erst entzünden, wenn die gesamte Feuchtigkeit verdunstet ist und die Anzündungstemperatur heiß genug ist, um sie zu entzünden, führt dies zu erhöhten Emissionen, mit denen wir den Schornstein und das Gas nicht wirklich abschießen möchten Vögel mit. Wir haben es vorher gesagt, aber wir werden es noch einmal sagen – erste Regel der Holzverbrennung? Trockenes Holz verbrennen! (Oh, und das richtige Holz für maximale Wärmeabgabe auch, wenn Sie toasty bekommen wollen.,)
Sobald dieser Prozess der Verdampfung überschüssiger Feuchtigkeit abgeschlossen ist und die Temperatur in unserem Ofen oder Kamin ansteigt, führt dies zu einer Holzverbrennungsstufe 2.
Stufe 2: Die Verdampfung von Kohlenwasserstoffverbindungen,“ Primärverbrennung „oder“ Ja, ich denke, es leuchtet “ Stufe
In Stufe 2 der Verbrennung von Holz sind wir immer noch nicht in der Wärme erzeugenden Phase (vielleicht ein kleines bisschen), aber wir kommen näher! An diesem Punkt sind wir über fünfhundert Grad und die Temperaturen steigen. Die chemische Struktur des Holzes beginnt zu brechen und der Prozess der Pyrolyse beginnt., Pyrolyse „befreit organische Gase und hinterlässt kohlenstoffreiche Holzkohle“. Dieser Prozess erzeugt auch ein Gemisch aus Kohlenwasserstoffen in Form von flüssigen Teertröpfchen und brennbaren Gasen und das Graben in diesen Teil ist sehr komplex. An dieser Stelle haben wir Kohlenwasserstoffdämpfe, Kohlenmonoxid, Methan, Wasserdampf, Kohlendioxid und eine schöne Mischung aus anderen Dämpfen. Dies ist ein wichtiger Wendepunkt für die Effizienz von Holzofen oder Kaminen, da die Temperaturen weiter steigen.,
Nachdem Feuchtigkeit aus dem Holz getrieben wird und die Wärme die Temperatur des Holzes über 540° F erhöht, findet die zweite Verbrennungsstufe statt. Dies ist die Wärme erzeugende Phase. Es tritt auf zwei verschiedenen Temperaturstufen auf: Primär-und Sekundärverbrennung.
Primärverbrennung:
Der Prozess, bei dem Gase aus Holz freigesetzt und verbrannt werden, wird als Primärverbrennung bezeichnet. Die Primärverbrennung beginnt bei etwa 540° F, setzt sich in Richtung 900° F fort und führt zur Freisetzung einer großen Energiemenge., Bei der Primärverbrennung werden auch große Mengen unverbrannter brennbarer Gase freigesetzt, darunter Methan und Methanol sowie mehr Säure, Wasserdampf und Kohlendioxide – was das potenzielle „Yuck“ – Ende der Gleichung darstellt.
Sekundärverbrennung:
Zeit, Leute zu konzentrieren, diese Gase, genannt Sekundärgase, enthalten bis zu 60 Prozent der potentiellen Wärme im Holz, so dass ihre effiziente und optimierte Verbrennung wirklich wichtig ist, um eine hohe Gesamtverbrennungseffizienz in einem Holzofen oder Kamin zu erreichen., Die Sekundärgase werden aufgrund des Sauerstoffmangels (Sauerstoff wird durch Primärverbrennung verbraucht) oder der unzureichenden Temperatur nicht in der Nähe des Holzes verbrannt.
Die Bedingungen für die Verbrennung von Sekundärgasen sind ausreichend Sauerstoff und Temperaturen von mindestens 1100° F. Die Luftzufuhr ist hier ein kritisches Element im Verbrennungsprozess – weshalb eine hocheffiziente Wartung von Holzofen, Kaminen oder Holzofen unerlässlich ist, da Luftlecks durch schlecht montierte oder komprimierte Türdichtungen eine genaue Luftkontrolle verhindern., Einfach ausgedrückt, zu wenig Luft unterstützt keine Sekundärgasverbrennung und zu viel kühlt die Temperatur bis zu einem Punkt ab, an dem diese Sekundärverbrennung nicht auftreten kann.
Denken Sie daran, dass Luft etwa 80 Prozent Inertgas ist und, wenn sie in einen Holzofen eingeführt wird, weit unter den 1100° F liegt, die zur Aufrechterhaltung der Sekundärverbrennung benötigt werden. Je mehr Luft sich mit den Sekundärgasen vermischt, desto größer ist die vom Stickstoff absorbierte Wärmemenge und desto niedriger ist die Temperatur des Sekundärgas-Luft-Gemisches.,
Sekundärverbrennung kann und muss in hocheffizienten Holzöfen und Kaminen auftreten, die die Anforderungen der EPA an saubere Luft erfüllen oder übertreffen, jedoch nur, wenn der Ofen mit korrekt getrocknetem& gewürztem Holz verwendet wird, das in Übereinstimmung mit seiner Konstruktion betrieben wird und mit einem ordnungsgemäß funktionierenden und sauberen Kaminrohr oder-stapel verbunden ist.,
Viele Menschen erkennen nicht, dass der Schornstein der Motor ist, der den Ofen (oder Kamin) antreibt, und dass, wenn der Schornstein oder das Ofenrohr nicht korrekt angegeben und gebaut ist (richtige Größe, ausreichende Höhe oder nicht genügend Wärme), der Luftzug unzureichend ist und der beste Ofen der Welt bestenfalls eine Enttäuschung und möglicherweise sogar eine Gefahr im schlimmsten Fall darstellt. Unvollständige Verbrennung ist verschwenderisch und stoppt den Prozess bei der Kohlenmonoxidproduktion, was insbesondere dann suboptimal ist, wenn der Schornstein nicht ausreichend zieht und CO in das Haus zurückfließen kann., Auch hier ist Balance alles in Holzverbrennung, Wärme und Sauerstoff in Harmonie, um eine optimale Brenneffizienz zu erzielen!
Phase 3: Gas-Dampf-Zündung & Verbrennung – die „Nachbrenner“ – Effekt der sekundären Verbrennung
Jetzt, dass wir alle diese brennbaren Gase produziert wird, für maximale Effizienz der Verbrennung von Holz und minimaler Verschmutzung, was Sie jetzt brauchen, ist die Erreichung und Beibehaltung der minimum-Schwelle Temperatur für gas-Dampf-Verbrennung auftreten. Wir müssen davon ausgehen, dass alle Komponenten des sogenannten „Feuerdreiecks“ während dieses Prozesses vorhanden sind., Das NFI gibt an, dass wir zwischen 540 Grad und 1,225 Grad endlich die volle Verbrennung haben!
In diesem Verbrennungszyklus reagiert Kohlenstoff als erster mit Sauerstoff und produziert potenziell tödliches Kohlenmonoxid, obwohl interessanterweise mehr als die Hälfte der Wärme, die zu diesem Zeitpunkt aus dem Feuer erzeugt wird, aus verbrennung von gasförmigen Kohlenwasserstoffen und Kohlenmonoxid selbst., Damit die Verbrennung fortgesetzt werden kann, sollte die Temperatur typischerweise über 1.100 Grad bleiben, kann aber 2.000 Grad erreichen! Ironischerweise wird in diesem Stadium der Verbrennung auch unser alter Freund Wasser produziert, da sich Wasserstoff-und Sauerstoffmoleküle mit folglich großen Mengen Wasserdampf in den Rauchgasen verbinden. Daher ist es so wichtig, dass das Potenzial für Rauchkondensation minimiert wird und dass Ofenrohrmaterialien für eine lange Lebensdauer rostfrei und korrosionsbeständig sind.
Phase 4: Char Brennen – der gemütliche warme Glanz von Glut – perfekt für smores!,
Dies ist die letzte Stufe der Verbrennung, da die ersten drei Prozesse Kohlenstoff in der Holzkohle als einziges verbliebenes brennbares Material hinterlassen haben. Damit dies weiter brennt, ist eine Temperatur über 950 Grad erforderlich, um diese kohlenstoffreiche Holzkohle zu verbrennen, aber sie kann mit wenig oder gar keiner Flamme brennen. Wenn Sie das Geräusch und die Hitze der Glut bemerken, die am hinteren Ende eines Feuers glüht, ist es tatsächlich die Kohlenstoffverbrennung in der Holzkohle, die die Grundlage der traditionellen Stahlschmelze und-produktion bildet!,
Um die Verbrennungsstufen zusammenzufassen; Der Holzverbrennungsprozess ist komplex, da sich verschiedene Stämme während eines Brandes in verschiedenen Phasen befinden, wobei das Endergebnis darin besteht, dass Sie nach Auswahl des richtigen Holzes die Brenntemperatur und den Sauerstoffgehalt genau steuern müssen, um den Verbrennungsprozess zu optimieren.,
Alternativ, wenn konsistente und zuverlässige wärme ist die primäre entscheidender faktor, betrachten die wahl eine hohe effizienz und strom freies holz pellet herd für maximale wärme leistung und minimale umwelt auswirkungen, siehe hier
