Selecția Wikipedia școli 2007. Subiecte conexe: Mediu

pentru

Arderea lemnului este cea mai mare utilizare actuală a energiei derivate din biomasă. Lemnul poate fi folosit ca combustibil solid pentru gătit sau încălzire, sau ocazional pentru motoarele cu aburi.

Utilizarea lemnului ca sursă de combustibil pentru căldura din casă este la fel de veche ca civilizația însăși. Din punct de vedere istoric, utilizarea era limitată doar de distribuția tehnologiei necesare pentru a face scânteie. Căldura lemnului este încă obișnuit în toată lumea, deși a fost înlocuit în principal cu încălzire cu cărbune, petrol sau gaz natural. Încălzirea lemnului a fost identificată ca un pericol grav pentru sănătate în multe regiuni ale lumii.

Exemplele timpurii includ utilizarea căldurii lemnului în corturi. Au fost construite focuri pe sol, iar o gaură de fum în partea de sus a cortului a permis fumului să scape prin convecție.

În structurile permanente, s-au construit vetre - suprafețe de piatră sau alt material necombustibil pe care putea fi construit un foc. Fumul a scăpat printr-o gaură de fum din acoperiș.

Dezvoltarea coșului și a șemineului a permis o epuizare mai eficientă a fumului. Încălzitoarele sau sobele din zidărie au făcut un pas mai departe captând o mare parte din căldura focului și a evacuării într-o masă termică mare, devenind mult mai eficiente decât un șemineu singur.

Soba metalică a fost o dezvoltare tehnologică concomitentă cu revoluția industrială. Sobe erau fabricate sau construite piese de echipament care conțineau focul pe toate părțile și furnizau un mijloc de control al tirajului - cantitatea de aer permisă să ajungă la foc. Sobe au fost realizate dintr-o varietate de materiale. Fonta este printre cele mai frecvente. Piatra de sapun (talc), tigla si otel au fost toate folosite. Sobe metalice sunt adesea căptușite cu materiale refractare, cum ar fi cărămida, deoarece cea mai fierbinte parte a unui foc de ardere a lemnului va arde oțelul pe parcursul mai multor ani de utilizare.

Soba Franklin a fost dezvoltată în Statele Unite de către Benjamin Franklin. Mai mult un șemineu fabricat decât un aragaz, avea o față deschisă și un schimbător de căldură în spate, care a fost conceput pentru a extrage aerul din pivniță și a-l încălzi înainte de a-l elibera din părți. Schimbătorul de căldură nu a fost niciodată o caracteristică populară și a fost permis în versiunile ulterioare. Așa-numitele sobe „Franklin” sunt fabricate astăzi într-o mare varietate de stiluri, deși niciuna nu seamănă cu designul original.

Soba etanșă, inițial din oțel, permitea un control mai mare al arderii, fiind mai bine montată decât alte sobe ale zilei. Sobe etanșe au devenit comune în secolul al XIX-lea.

Conținut energetic

„Conținutul caloric” (ardere cu conținut energetic) al lemnului de foc depinde în principal de cât de uscat este. Lemnul „verde” este de aproximativ 10 MJ/kg (megajuli pe kilogram), lemnul condimentat în aer aproximativ 16 MJ/kg, în timp ce lemnul uscat la cuptor este de aproximativ 19 până la 20 MJ/kg. Conținutul de căldură potențial pe kilogram de lemn este aproximativ egal pentru toate soiurile de lemn.

Cu toate acestea, potențialul de încălzire al lemnului de foc pe metru cub sau pe butuc variază foarte mult, în funcție de specia de copac din care este tăiat lemnul și, prin urmare, de densitatea buștenilor. În Statele Unite, lemnul de foc este de obicei clasificat în două categorii: „lemn de esență tare” (orice copac cu frunze late) și „lemn de esență moale” (orice specie de conifere). Aceste etichete sunt adesea înșelătoare, deoarece unele specii de conifere au lemn mai dur decât unele specii de arbori cu frunze late. În general, cu cât lemnul este mai dur (care rezultă din creșterea mai lentă), cu atât este mai dens și cu atât este mai mare cantitatea de biomasă pe unitate de volum. Astfel de păduri, atunci când sunt bine condimentate, produc focuri fierbinți, cu ardere îndelungată, cu emisii relativ mici de particule. Soiurile de lemn, cum ar fi stejarul, arțarul dur, Hickory și majoritatea pădurilor fructifere (măr, cireș etc.) au lemnul cel mai dur și cel mai dens și sunt cele mai de dorit pentru lemnul de foc. Soiurile cu frunze largi, cum ar fi salcie, aspen sau plop, au lemn mai puțin dens și necesită un volum mai mare de lemn pentru a produce aceeași cantitate de căldură. În zonele în care copacii cu frunze largi nu cresc, soiuri precum pinul slash, zada de vest și tisa sunt soiuri de lemn de foc de dorit.

Pentru cei care ard lemne de foc într-un șemineu sau aragaz cu lemne vechi, următoarea listă poate fi utilă. Pentru producerea căldurii și arborii cu cea mai bună ardere atunci când se usucă la aer, luați în considerare următoarele, care sunt listate în ordine de la cel mai bun la cel mai mic - Rock Elm, Shagbark Hickory, Stejar alb (uscat cel puțin 24 de luni), Bitternut Hickory, Sugar Maple (numit și arțar tare), Fag, Stejar roșu (uscat cel puțin 24 de luni), Mesteacăn galben, Ulm roșu, Frasin alb, Arțar roșu, Tamarac, Cireș negru, Mesteacăn alb, Frasin negru, Frasin verde, Arțar argintiu. Toate cele de mai sus sunt lemne de foc excelente, cu peste 20.000 BTU de căldură produsă când sunt uscate.

Tehnicile de creștere a densității lemnului (cum ar fi peletizarea sau comprimarea pastei de lemn în „bușteni” mulati pot crește dramatic conținutul de căldură (pe metru cub). În același timp, dacă conținutul de umiditate al acestui tip de combustibil din lemn fabricat este menținut la un nivel constant scăzut (de obicei 8-10%), valoarea de încălzire este maximizată și sunt posibile eficiențe de ardere foarte mari. Acest lucru la rândul său asigură o ardere foarte curată: emisii reduse, producție redusă de cenușă și un minim de funingine și depozite în camera de ardere și coș de fum.

Subproduse de ardere

Un produs secundar al arderii lemnului este cenușa de lemn, care în cantități moderate este un îngrășământ, contribuind la minerale, dar este puternic alcalin. Cenușa de lemn poate fi folosită și pentru fabricarea săpunului.

Impact asupra mediului

În funcție de densitatea populației, topografie, condițiile climatice și echipamentele de ardere utilizate, încălzirea lemnului poate cauza probleme grave de poluare a aerului, în special a particulelor. De asemenea, se știe că arderea lemnului eliberează diferite cantități de substanțe toxice și cancerigene. Condițiile în care lemnul este ars va influența foarte mult conținutul emisiilor, dar, în general, oficialii din domeniul sănătății din majoritatea țărilor au susținut că încălzirea lemnului nu este o soluție sănătoasă pentru încălzirea rezidențială.

„Sobe cu ardere lentă” sporesc eficiența încălzitoarelor de lemn care ard bușteni, dar cresc și producția de particule. Sobe cu ardere lentă cu poluare scăzută sunt un domeniu actual de cercetare. O abordare alternativă este utilizarea pirolizei pentru a produce mai mulți subproduse biochimice utile și a curăța cărbunele care arde sau pentru a arde combustibil extrem de repede în interiorul unei mase termice mari, cum ar fi un încălzitor de zidărie. Acest lucru are efectul de a permite combustibilului să ardă complet fără a produce particule, menținând în același timp eficiența sistemului.

Se spune că lemnul este o formă de încălzire slabă cu gaze cu efect de seră, deoarece arderea unui copac eliberează aceeași cantitate de dioxid de carbon pe care o leagă un copac în creștere. Prin urmare, pentru ca acest lucru să fie adevărat, resursa trebuie gestionată corespunzător.

Tehnica comprimării pastei de lemn în pelete sau bușteni artificiali oferă un mijloc excelent de reducere a emisiilor: nu numai că arderea este foarte curată (aceasta depinde, desigur, de o cameră de combustie bine concepută și de un sistem de alimentare), ci din cauza densității crescute a lemnului și conținut redus de apă, volumul de transport este redus cu 30 până la 70%. Astfel, energia fosilă consumată în transport este redusă (și reprezintă, de fapt, o mică parte din combustibilul fosil consumat la producerea și distribuirea combustibilului sau a gazului pentru încălzire).

Lemn de foc

Unele lemne de foc sunt recoltate în „loturi de lemn” cultivate special, dar în zonele împădurite cu greutate se recoltează mai mult din pădurile naturale. Este preferată moartea care nu a început să putrezească, deoarece este deja parțial condimentată. Lemnul moart în picioare este considerat mai bun, deoarece este atât condimentat, cât și mai puțin putrezit. Recoltarea acestei forme de cherestea reduce viteza și intensitatea incendiilor. Recoltarea lemnului pentru lemn de foc se efectuează în mod manual cu ferăstraie cu lanț. Astfel, piesele mai lungi - care necesită mai puțină muncă manuală și mai puțin combustibil pentru ferăstrău cu lanț - sunt mai puțin costisitoare (dar utilizatorul trebuie să se asigure că lungimile se vor potrivi în focar!) Prețurile variază, de asemenea, considerabil în funcție de distanța de la loturile de lemn și de calitatea lemnului.

Lemn de foc - de obicei se referă la cherestea sau copaci nepotrivite pentru construcții sau construcții, lemnul de foc este o resursă regenerabilă cu condiția ca rata de consum să fie controlată la niveluri durabile. Lipsa de lemn de foc adecvat în unele locuri a văzut populațiile locale deteriorând suprafețe uriașe de tufiș, ducând astfel la o deșertificare suplimentară.

Măsurarea lemnului de foc

În sistemul metric, lemnul de foc este vândut în mod normal de stere (1 m³ =

În Statele Unite, lemnul de foc este de obicei vândut de cablu, 128 ft³ (3,62 m³), ​​corespunzând unui stalp de 8 ft lățime × 4 ft înălțime de bușteni de 4 ft lungime. Cablul este definit legal prin lege în majoritatea statelor. De asemenea, este obișnuit să vezi lemnul vândut de „cablul feței”, care este de obicei nu legal definit și variază de la o zonă la alta. De exemplu, într-o stare, o grămadă de lemn de 8 picioare lățime × 4 picioare înălțime de 16 "busteni lungi va fi adesea vândută sub formă de" cablu de față ", deși volumul său este doar o treime dintr-un cablu. În alt stat, sau chiar într-o altă zonă din aceeași stare, volumul unui cablu facial poate fi considerabil diferit. Prin urmare, este riscant să cumpărați lemn vândut în acest mod, deoarece tranzacția nu se bazează pe o unitate de măsură legală.

În Australia, este vândut în mod normal pe tonă.

Utilizarea europeană a combustibilului pentru lemn

Unele țări produc o fracțiune semnificativă din necesarul lor de energie electrică din lemn sau deșeuri din lemn. Suedia, de exemplu, produce 1490 megawatt de energie electrică în acest fel, iar Austria produce 747 megawatt. În Finlanda, există un interes tot mai mare în utilizarea deșeurilor de lemn ca combustibil pentru încălzirea locuințelor și a industriei, sub formă de pelete compactate.

În țările scandinave, costurile lucrării manuale pentru prelucrarea lemnului de foc sunt foarte mari. Prin urmare, este comun să importăm lemne de foc din țări cu forță de muncă ieftină și resurse naturale. Principalii exportatori către Scandinavia sunt țările baltice (Estonia, Lituania, Letonia).

Statele Unite folosesc căldura lemnului

Folosirea căldurii pe lemn a scăzut în popularitate odată cu disponibilitatea tot mai mare a altor combustibili mai puțini cu forță de muncă. Căldura lemnului a fost înlocuită treptat de cărbune și mai târziu de păcură, gaze naturale și încălzire cu propan, cu excepția zonelor rurale cu păduri disponibile.

Criza energetică din 1973

O scurtă reapariție a popularității a avut loc în timpul și după criza energetică din 1973, când unii credeau că combustibilii fosili vor deveni atât de scumpi încât să împiedice utilizarea lor. A urmat o perioadă de inovație, mulți producători mici producând sobe bazate pe modele vechi și noi. Inovațiile notabile din acea epocă includ încălzitorul Ashley, o sobă controlată termostatic cu o carcasă opțională din oțel perforată care a împiedicat contactul accidental cu suprafețe fierbinți.

Au fost realizate o serie de cuptoare și cazane cu combustibil dual, care au folosit conducte și conducte pentru a furniza căldură în întreaga casă sau altă clădire.

Creșterea popularității căldurii lemnului a dus, de asemenea, la dezvoltarea și comercializarea unei mai mari varietăți de echipamente pentru tăierea și despicarea lemnului. Separatoarele hidraulice pentru consumatori au fost dezvoltate pentru a fi alimentate cu electricitate, benzină sau priza de putere a tractoarelor agricole.

Revista „Wood Burning Quarterly” a fost publicată câțiva ani înainte de a-și schimba numele în „Home Energy Digest” și, ulterior, a dispărut.