Puulämmitystekniikka

Puulämmitystekniikka jolla saavutetaa
TÄYDELLINEN PALAMINEN
käyttäen Warmax 300 L keraamista etupesäpoltinta

Mikä oikeastaan on kuiva puu ?
Puu koostu seuraavista aineista:

• 50% puhdasta hiiltä
• 41% happea
• 6% vetyä
• muutamia muita aneita jotka eivät vaikuta palamiseen

Analysoidaan puun lämpöarvo:

• 67% lämmöstä tulee puun sisältämästä hiilestä
• 33% lämmöstä tulee puun sisältämästä vedystä
• 0% lämmöstä tulee puun sisältämästä hapesta

Puun sisältämä vety on se ainesosa joka palaa tavanomaisessa puunpoltossa.

Jotta hiili saataisiin palamaan, tarvitaan korkeata lämpötilaa. Voit kokeilla ilmiötä sytyttämällä tulitikun. Kun rikki syttyy ja kuumentaa tulitikussa oleva vetyä palaa tulitikun puuaineen erilaiset helposti syttyvät hiilivedyt tyypillisellä kirkkaankeltaisella liekillä. Musta pätkä jonka puhallat sammuksiin ettei sormet palaa on puhdasta hiiltä. Miksei se hiili syttynyt? Sen takia että lämpötila ei koskaan saavuttanut 800 °C.

Hiilen syttymislämpötila on 800 °C

Miten voit polttaa sitä hiiltä jotta saisit puuklapien kaikki energiat käyttöösi?

Polton on tapahduttava kahdessa jaksossa (vaiheessa) näin:

1- ensimmäisessä vaiheessa hiileen sekoittuu happea josta muodostuu hiilimonoxiidi = CO (kutsutaan tavallisesti häkäksi). Häkä on se energiapitoinen kaasu jota me ikävä kyllä päästetään savupiipusta ulos näkyvänä savuna tavanomaisen puupolton yhteydessä.

Tämän ensimmäisen polttovaiheen jälkeen on 28 % puun energiasta muutettu lämmöksi.

Hiilimonoxiidi on palaava kaasu joka tarvitsee 850 °C palaakseen. Polttoprosessiin lisätään happea (= ilmaa).

2- toisessa vaiheessa syttyy hiilimonoxiidi (CO) palaen lisäilmasyötön (happi = O2) avulla muuttuen hiilidioksiidiksi (= CO2), jollon puun jäljellä oleva 72 % kokonaisenergia-määrä muuttuu lämmöksi.

Oikein suunnitellussa puunpolttopolttimessa ensiöilma syötetään puiden alle, ja kutsutaan "vedoksi" (Onko nyt hyvä veto?) = polttoilma.

Tämän ensiöilman lisäksi syötetään tähän puupolttimeen toinen ilma liekkien yläpuolelle = toisioilma. Toisioilma kuuluu olla esilämmitettynä. "Toisioilma" joka polttaa puukaasut kutsutaan "lisäilmaksi.

Lisäilma antaa sinulle mahdollisuuden lisätä palotapahtuman lämpötilaa yli 850 °C jotta pystyt polttamaan CO-kaasut. TÄLLÄ TAVALLA POLTTAEN SAAT TALTEEN LOPUT 72% PUUN LÄMPÖENERGIASTA.

Häkäpönttökuvia opetusvideosta

Polttoilma ohjataan polttopuiden alle tavanomaiseen tapaan.

Palaminen tuottaa häkää (CO) = epätäydellinen palaminen

Tätä "tavanomaista" polttotapa näet talvisin joka suunnassa.

Käyttämällä toisioilmaa saadaan lämpötila nostettu niin että puukaasu CO syttyy.

Esilämmitetty toisioilma ohjataan puupolttimeen liekkien päälle. Se kuuma ilma saa häkäkaasun palamaan = täydellinen palaminen!

Tällä polttotekniikalla voit heittää vanha sanonta "ei tulta ilman savua" suoraan roskakoriin.

Villa HöyryLinnan keraaminen häkäkaasupoltin automatisoidaan ja optimoidaan käyttämällä lambdatunnistinta (samanlainen joka ohjaa bensiinimoottorin toimintaa) savukanavassa joka säätää toisioilman peltiä. Paloteho ohjataan ensiöilman pellillä. Savukaasut puhdistetaan 98 %:sen puhtauteen kaatalysaattorilla.

Puun energiasisältö

33 kg kuivaa puuta sisältää 100 kWh (kiloWatti tunteja) energiaa.
No mitä sitten on 100 kWh?
Lämmittääksesi 860 litraa vettä 0-asteesta°C 100 asteeseen tarvitaan 100 kWh energiamäärä.
Lämmittääksesi vaikkapa energiasäiliösi 2500 litraa nostaen lämpötilaa 33°C tarvitaan 100 kWh.

Tämä tarkoittaa esim. että 1 m3 koivupuuta jossa 23%:in kosteus painaa 390 kg. Tämä kuutiometri (motti) koivupuuta antaa täydellisellä polttotekniikalla 1695 kWh energiaa.

Vastaava energiamäärä saadaan puhtaasta öljykattilasta polttamalla 170 litraa lämmitysöljyä.

Jokainen kotiin kuljetettu koivukuutio maksaa meille 27 - 30 €uroa
Vastaava öljymäärä maksaa kotiinkuljetettuna (20.5.2004.) 420 €uroa x 0,17 = 71,4 €uroa
(Öljyn hinta kysytty 11.5.2005 Turussa.)

Puupolton jätetuote on tuhka. Määrä on tosi minimaalinen täydellisen polton ansiosta. Tuhka on hyvä maanparannusaine. Voidaan viedä takaisin metsään tai kierrätyslaitokselle. Jätepuun poltossa tulleet naulat voidaan poista tuhkasta sihtaamalla tuhkan teräsverkon läpi.

Villa Höyrylinnan laskettu energiantarve

Energialaitoksen sydän, patentoitu höyrymoottori saavuttaa 51 %:in hyötysuhteen. Tähän saakka parasta hyötysuhdetta joka ihminen on aikaansaanut on turbodiesel jossa intercooler (ahtoilman välijäähdytin) joka on saavuttanut parhaimmillaan 45 %:sen hyötysuhteen. Toisin sanoen Villa HöyryLinnassa 50% puun lämpöenergiasta muutetaan höyryksi ja taas pyöriväksi liike-energiaksi joka pyörittää generaattoria joka taas vuorostaan lataa akustot.

Loput 50% höyryn energiasta muutetaan lämmöksi kun höyry muuttuu takaisin vedeksi energiatankissa. Lauhtumisen jälkeen vesi on valmis syötettäväksi takaisin syöttövesitankista kattilaan. Tämä tapahtuu täysin suljetussa, happivapaassa järjestelmässä jottei korroosio esiintyisi.

Villa HöyryLinnan kokonaishyötysuhde tulee lähelle 100 %. Ehkä luokka 96 -98 % riippuen siitä miten tehokkaasti voidaan siirtää palokaasujen ylijäämälämpö energiatankkiin.

Epäpuhtaiden savukaasujen määrä vähennetään noin 95 % lambdatunnistinohjauksella ja lopuksi savukaasujen katalysaattoripuhdistuksella.