A fatüzelésrôl körültekintôen: Az energiatakarékosság, a megújuló energiaforrások minél szélesebb körű alkalmazása mindennapi életünk meghatározó részévé vált. Magyarország sajátos földrajzi adottságainak köszönhetően jó feltételekkel rendelkezik a biomassza energetikai célú hasznosításához. A biomassza energetikai hasznosításának legegyszerűbb módja a fa tüzelése. A fa a legrégibb tüzelőanyag, ennek ellenére a fa újkori, célszerű használatához az eddigi tapasztalatok, ismeretek rendszerezésére, néha a korábbiaknál tudatosabb mérlegelésre van szükség. Nem engedhető meg, hogy a fát ne hatékonyan vagy a környezet követelményeit figyelmen kívül használjuk.
A fatüzelés alapösszefüggései:
A fa energetikai hasznosításánál a legfontosabb jellemző a fa égéshője. A fa égéshőjében meghatározó, hogy a fotoszintézis során létrejövő szerves anyag 40–45%-a karbon, és ennek megfelelően a fa égéshője 18 MJ/kg.
A különböző fafajokban a karbonon kívül még kismértékben található cellulóz (4,8 kWh/kg = 17,28 MJ/kg), lignin (7,5 kWh/kg = 27 MJ/kg), poliszacharidok (4,5 kWh/kg = 16,2 MJ/kg) és gyanták, viaszok (10 kWh/kg = 36 MJ/kg). A fa fűtőértékét az éghető komponenseken kívül a nedvességtartalom befolyásolja. Általában elmondható, hogy 10% felett minden 10% nedvességtartalom kb. 9% fűtőérték-csökkenést okoz. A légszáraz állapot kb. 15–20% nedvességtartalmat jelent. A légszáraz állapotú fára jellemző fűtőértékek: • keményfa 4,2 kWh/kg = 15,2 MJ/kg, • fenyőfa 4,4 kWh/kg = 15,8 MJ/kg, • kéreg 4,1 kWh/kg = 15 MJ/kg, • búzaszalma 4,0kWh/kg = 14,8 MJ/kg. A légszáraz fa kis (0,5...0,7 Wh/kg) fajhőjének köszönhető, hogy már kevés hő közlése is elegendő a mintegy 230 °C gyulladási hőmérséklet túllépésére. A fa gyulladási hőmérséklete 500 °C. A fa különféle összetevőinek nemcsak a fűtőértéke eltérő, égési tulajdonságaik is különböznek. A fa égésénél a fűtőértékből a hasznosítható hőenergiát az égés során szükséges, illetve megvalósított légfelesleg határozza meg. A fa tüzeléséhez (természetesen a tüzelőanyag-formától és a tüzelőberendezéstől függően eltérően) a légfeleslegtényezők: • begyújtási fázisban 2,5–7, • égési főfázisában 1,5–2,5, • leégés fázisában 2,5–5. A nagy légfelesleg-tényezők egyúttal azt is jelentik, hogy a hatásfok értéke kb. 65–85% körüli, és ezzel a hasznosítás főbb paraméterei is becsülhetők. Lakások fűtése esetén a tüzelőanyag mennyisége az előző adatok alapján számolható. A jobb érzékelhetőség érdekében fűtött alapterület egységre vonatkozó éves famennyiséget határozzuk meg. A tüzelőanyag mennyiségét a fűtendő létesítmény éves hőszükséglete és a tüzelőanyag fűtőértéke alapján lehet meghatározni:
ebből az éves tüzelőanyag-mennyiség:
ahol: Ha a tüzelőanyag fűtőértéke (kJ/kg), η átl :átlagos hatásfok. Két hazai jellemző épülethőszigetelés-érték esetén a fontosabb tüzelőanyaggal kapcsolatos átlagos számadatok:
1. az épület fajlagos fűtési teljesítményigénye 80–150 W/m2
• éves fűtési energiaszükséglet: 60–80 kWh/m2,év, • éves hozam energiaerdőknél: 5m3/ha,év, 12,5–14 kWh/ha, • éves famennyiség: 14–18 kg/m2,év, • max. teljesítményhez tartozó tüzelőanyag: 0,02-0,03 kg/m2,h. 2. az épület fajlagos fűtési teljesítményigénye 150–180 W/m2 • átlagos hatásfok: 60–65%, • éves fűtési energiaszükséglet: 120–150 kWh/m2, év, • éves szükséges famennyiség: 46–60 kg/m2, év. A számadatokból jól érzékelhető: nem mindegy, hogy milyen hőszigetelésű épületről/lakásról van szó. Egy jobb hőszigetelésű kb. 100 m2 fűtött alapterületű háznál 14–18 q fa elegendő évente, míg egy rosszabb hőszigetelésű, azonos méretű háznál 46–60 q fára van szükség évente.
|