Jak palić drewnem

Drewno jest paliwem odnawialnym, nieuciążliwym dla ludzi i środowiska, dostępnym lokalnie oraz niezwykle tanim – pod warunkiem, że jest należycie przygotowane i poprawnie spalane. Do tego nie jest niezbędna wysoka technika z jej drogimi wynalazkami, ale po prostu: elementarna wiedza o obchodzeniu się z drewnem, którą tutaj staram się streścić.

Paliwo "ekologiczne"?

Przymiotnik "ekologiczny" jest już tak wyświechtany, że znaczy wszystko i nic. Proste nazywanie drewna paliwem "ekologicznym" demaskuje w mig ignorantów. Albo nie rozumieją tacy różnicy między "ekologicznym" a "odnawialnym", albo co gorsza bazują na błędnej w tym przypadku chłopskiej intuicji: węgiel – fuj, śmierdzi; drewno – ładnie pachnie, jak dziadkowa kiełbasa, więc jest dobre. Wbrew tej intuicji złe efekty kiepskiego spalania potrafią być nawet gorsze w przypadku drewna.

Dostępne lokalnie, tanie, czysto spalone – drewno może być świetnym źródłem ciepła.

Podstawowa różnica między węglem i drewnem to nieodnawialność tego pierwszego. Las odrasta, pokłady węgla – (w rozsądnym czasie) nie. To jest istotne, ale kompletnie nie ma wpływu na emisję zanieczyszczeń ze spalania. O tym decyduje skład chemiczny obu paliw oraz kultura spalania. Co do składu to różnice nie są tak wielkie. Piętą achillesową węgla jest zawartość siarki, zaś w drewnie (a tym bardziej w biomasie typu słoma) zamiast siarki problemem jest chlor. Tylko że dym i smród z domowych kominów to ani siarka, ani chlor czy inne niepalne dodatki, lecz niedopalone lotne smoły – wina kiepskiej techniki spalania.

Smolista breja

Smoła drzewna zaklejająca komin – efekt kiepskiego spalania drewna, często także niedosuszonego. Szkodliwością i łatwopalnością niczym nie ustępuje smole węglowej.

Węgiel i drewno bardzo różnią się w odbiorze: jedno brudzi i śmierdzi, drugie jest ładne i przyjemnie pachnie – stąd wydaje się takie grzeczne i nieszkodliwe. Tymczasem z kiepskiego spalania drewna powstają takie same trujące substancje i to w ilościach nawet większych niż z kiepskiego spalania węgla. To dlatego, że drewno aż w 2/3 składa się z substancji lotnych, więc więcej go ucieka kominem. Niedowiarków odsyłam do raportu IChPW nt. emisji z różnych rodzajów kotłów i pieców zasilanych tak węglem jak i drewnem). To, że dym z drewna ładniej pachnie i wędzimy nim kiełbasy nie oznacza bynajmniej, że jest zdrowszy.

Nie robię w tym momencie drewnu czarnego PR-u, bo tak po prostu jest. Raczej wnoszę kaganek oświaty, by nikomu nie wydawało się, że kopcenie drewnem jest zdrowsze od kopcenia węglem. Żaden dym nie jest zdrowy, każdy powinien być spalany, a nie fruwać w powietrzu.

Sezonowanie drewna to podstawa

Świeżo ścięte drewno składa się aż w połowie z wody. Aby nadawało się do spalenia, wilgotność trzeba obniżyć do 20%. Z różnych względów ludzie tego nie robią – dlatego wędzą swoją okolicę kłębami dymu i smrodu, przerzucają przez piec nawet dwa razy więcej opału niż powinni, walczą ze smołą i śmierdzącą wodą lejącymi się z komina – problemami, które sami sprokurowali.

Jak długo sezonować drewno

Standardowo mówi się, że sezonowanie drewna polega na trzymaniu go pod dachem przez około dwa lata – co jest przesadą, bo poprawnie przygotowane i składowane drewno wyschnie w kilka miesięcy. Z kolei drewno trzymane w nieprzewiewnym miejscu lub co gorsza w zamkniętych pomieszczeniach nie wyschnie nigdy a nawet zapleśnieje i dodatkowo straci na wartości opałowej.

Kiedy ściąć drzewo

Norweska książka "Porąb i spal" jako najlepszą porę na ścięcie drzewa na opał wskazuje końcówkę zimy. Wynikać to ma stąd, że wtedy drzewo zawiera najmniej wilgoci (na zimę jest odprowadzana do korzeni) a ponadto powietrze wiosną jest najsuchsze, co sprzyja szybkiemu schnięciu drewna.

Oczywiście nie jest to jedyny możliwy termin, drzewo równie dobrze można ściąć "na zielono". Jednak wtedy powinno ono poleżeć w całości dopóki liście nie uschną – w ten sposób wydobywa się z drewna sporą część wilgoci.

Cięcie i składowanie drewna

Tuż po ścięciu (albo po zgubieniu liści gdy drzewo cięte było "na zielono") drewno powinno być pocięte na krótsze odcinki i porąbane. Dużo dobrego o obsłudze siekiery mówi ten artykuł.

Gotowe szczapy nie powinny być grubsze w przekroju niż 6-12cm i o kilka centymetrów krótsze od paleniska, by nie wchodziły do niego niemal na wcisk. Cieńsze gałęzie powinno się rozszczepić jeśli tylko przekraczają średnicę ~8cm, ponieważ nierozszczepione trudniej schną.
Takie zalecenia podaje niemiecki Instytut TFZ Straubing w swoim świetnym poradniku o drewnie i jego spalaniu (niestety tylko po niemiecku) na podstawie własnych wszechstronnych badań, które także publikuje.

Przykład poprawnego stosu drewna – z poradnika Instytutu TFZ Straubing

Stosy drewna nie muszą być dokładnie osłonięte od deszczu – wystarczy nakrycie od góry. Najważniejszy jest przewiew i do tego najlepiej miejsce nasłonecznione. W ten sposób utrata większej części wilgoci nastąpi już w pierwszych paru miesiącach i drewno tak przygotowane na wiosnę może się bez problemu nadać do spalenia najbliższej zimy. I tutaj Instytut TFZ Straubing potwierdza norweską mądrość ludową: drewno ścięte w grudniu osiąga przydatność do spalenia już w okolicach czerwca czyli po około pół roku.

Z badań TFZ Straubing: przebieg zmian wilgotności poprawnie sezonowanego drewna opałowego ściętego w grudniu

Kiedy drewno nadaje się do spalenia

Odpowiednia wilgotność drewna do spalania to 10-20%. To mądrze zwany stan powietrznosuchy, wilgotność jaką osiąga drewno na wolnym powietrzu. Źle pali się drewno mokre, ale też nadmiernie przesuszone, np. odpady tartaczne – takie drewno powinno przeleżeć jakiś czas nim zostanie spalone, aby nabrało nieco wilgoci z powietrza.

Jak wilgotność drewna odbija się na sprawności spalania. Wnioski z badań w ramach kampanii "Nie rób dymu"

Drewno w trakcie schnięcia pęka wzdłuż włókien. Stąd po spękanym przekroju można rozpoznać sezonowane drewno (aczkolwiek bez pewności, czy jest dostatecznie suche).

Są pewne poszlaki pozwalające rozpoznać, czy drewno jest mokre, czy suche:

  • waga – drewno mokre jest dużo cięższe od suchego
  • dotyk – drewno mokre w dotyku jest zimniejsze niż drewno suche
  • spękania w przekroju – drewno suche jest spękane wzdłuż włókien, co powinno być widoczne w przekroju.
  • przepuszczalność powietrza – nawet jeśli nie widać wyraźnych pęknięć w przekroju, włókna w trakcie schnięcia drewna się rozchodzą i drewno staje się "dziurawe". Stąd jeśli własnymi ustami spróbować dmuchnąć w jedną końcówkę szczapy, to przez drewno suche powietrze daje się przedmuchać.

Najpewniejsze stwierdzenie suchości drewna daje wilgotnościomierzprzyrząd w cenie ok. 100zł, będzie dostatecznie dokładny jak na domowe potrzeby.

Palenie mokrym drewnem to jeden wielki dramat. Ani to przyjemne, ani efektywne, ani bezpieczne, ani tanie. Mokrego drewna zużywasz około dwa razy więcej niż faktycznie potrzebujesz, bo mnóstwo ciepła ze spalania zostaje zmarnowane na odparowanie wody. Jednocześnie zalepiasz sobie komin łatwopalną smołą, która w każdej chwili może się zapalić i obrócić budynek w zgliszcza.

Niestety nie jest łatwo kupić sezonowane drewno jeśli o opale na najbliższą zimę zaczniesz myśleć w październiku. Nawet sprzedawane w marketach drewno rozpałkowe potrafi być totalnie mokre. Dlatego najpewniejsza opcja na zabezpieczenie sobie sezonowanego opału to zakup drewna surowego i samodzielne przesezonowanie.

Jak efektywnie spalać drewno

Drewno zaliczane jest do paliw stałych - w końcu w temperaturze pokojowej jest to twardy klocek. Ale po podgrzaniu w trakcie spalania wychodzi na jaw, że 70% jego składu stanowią substancje lotne. Z tego powodu drewno spala się błyskawicznie i bardzo intensywnie, a żaru pozostaje dużo mniej niż z tej samej objętości węgla.

Aby spalić drewno bez przykrych skutków ubocznych i dostać z niego maksimum ciepła, wystarczy:

  • palić wyłącznie sezonowanym drewnem
  • nie zamykać całkowicie dopływu powietrza do kotła
  • utrzymywać temperaturę wody wychodzącej z kotła powyżej ~60st.C
  • zadbać, aby temperatura spalin na wylocie z kotła nie spadała poniżej 150st.C

Tylko tyle i aż tyle. Niestety warunki te kolidują z wygodą obsługi kotła i wymaganiami budynku. Przymykanie dopływu powietrza jest przecież typowym sposobem ograniczenia intensywności grzania. Niestety w przypadku drewna prowadzi to do przykrych skutków ubocznych.

Są dwa sposoby spalania drewna:

  • ostro, ze swobodnym dopływem powietrza - co daje dużo ciepła w krótkim czasie a spalanie jest czyste, jednak trzeba stosunkowo często być w kotłowni albo stosować drewno w większych kawałkach
  • kiszenie z niedoborem powietrza - co wydłuży nieco czas spalania, ale sumarycznie da mniej ciepła a dodatkowo pojawią się problemy: dym, smoła i kondensat - które prowadzą do powolnego niszczenia komina i kotła oraz zagrożenia pożarem domu!

Dlatego najlepszym sposobem efektywnego spalania drewna bez urządzania w domu sauny jest zastosowanie bufora ciepła. Pozwoli on spalić drewno szybko i czysto a wyprodukowany nadmiar ciepła spożytkować później.

Kotły na drewno

Kocioł, który będzie spalał drewno bez dymu i smoły, wcale nie musi być zaawansowany technicznie jak rakieta NASA. Nawet prosty kocioł górnego spalania rozpalony od góry da przyzwoity efekt o ile zapewni mu się odbiór produkowanego ciepła np. przez podpięcie go pod bufor ciepła. Działa to też w drugą stronę: nawet najlepszy i drogi kocioł zgnije rychło we własnej smole i kondensacie jeśli będzie non stop kiszony na niskich temperaturach.

Minimum przyzwoitości w kotle na drewno to:

  • naturalny ciąg - samoczynnie dostosowuje ilość powietrza doprowadzanego do kotła do warunków panujących w palenisku. Lepiej nie robi tego żaden sterownik i nadmuch, bo kierują się one jedynie temperaturą wody w kotle, o sytuacji w palenisku nie mając pojęcia.
  • ruszt żeliwny - nie wychładza nadmiernie zasypu, a ponieważ żar z drewna nie wytwarza takich temperatur jak koks węglowy, to nie grozi mu szybkie zniszczenie.
  • powietrze wtórne - umożliwia dopalenie gazów uchodzących z paleniska dla których zabrakło już tlenu do spalenia. Dla spalania drewna jest szczególnie istotne przez jego mocno "gazowy" skład.
  • jak największa powierzchnia wymiennika - skoro drewno to w 70% substancje lotne, to ciepło z jego spalania oddawane jest głównie w spalinach. Aby je odebrać, potrzebna jest większa powierzchnia wymiennika niż w kotle na koks czy węgiel, gdzie gros ciepła oddawane jest przez żar do ścian wodnych paleniska.

Niestety lwia część sklepowego asortymentu z plakietką "kocioł na drewno" to ordynarne kopciuchy gwałcące podstawowe wymogi efektywnego spalania drewna.

Turbokopciuchy na drewno

Większość rodzimych wyrobów nazywanych 'kotłami na drewno' to pudła do smrodliwej utylizacji hurtowych ilości tego paliwa. Ich znaki szczególne to:

  • wielgachna komora i drzwiczki zasypowe - aby mieściły się długie i grube polana, co jest akurat zaletą, bo gruby kloc nawet ordynarnie kopcony pali się mniej gwałtownie i nie kopci tak mocno jak drobne kawałki.
  • ruszt wodny - nie tylko zbyteczny lecz nawet szkodliwy ponieważ niepotrzebnie ochładza palenisko utrudniając dopalanie substancji lotnych z drewna
  • nadmuch - ponieważ zwykle działa "na pałę", bez pojęcia o sytuacji w kotle, powoduje przyspieszone wydmuchiwanie palnych substancji w komin, zanim miałyby szansę się spalić
  • brak powietrza wtórnego - powietrze wtórne służy do dopalania substancji lotnych tuż nad żarem. Szczególnie dużo jest ich w drewnie a brak możliwości ich dopalenia to duża strata.
  • zapewnienie o sprawności powyżej 86% - jak wszędzie, ale tutaj szczególnie, wyssane z palca

Niestety tak podła technika wynika po części z dopasowania do przyzwyczajeń klientów. Często gość szukający kotła na drewno ma dostęp do tego paliwa po taniości i w dużych ilościach, dlatego nawet marna efektywność spalania go nie razi, do walki ze smołą w kominie przywykł, a wściekle kopcący co godzinę przy każdym dokładaniu komin uważa za rzecz tak naturalną, że nawet nad tym nie myśli. Interesuje go jedynie, aby kocioł przepchnął przez komin wszystko, co dostanie na ruszt. Dzięki nadmuchowi uda się to nawet z niesezonowanym drewnem.

Jednocześnie zwalanie winy tylko na klienta jest nieuprawnione. Nie działa tu argument ceny - kotły tego typu są przeważnie dość drogie z racji sporych wymiarów i obecności nadmuchu oraz sterownika. Trudno też wymagać od ludzi, by znali i chcieli kupować kotły bardziej zaawansowane, których nigdy nie widzieli na oczy a zobaczywszy kocioł dolnego spalania będą się bali kupić takie dziwactwo.

Jedno jest pewne: turbokopciucha "na drewno" unikaj jak ognia. Nawet jeśli drewno masz za darmo, szkoda życia na zwalczanie problemów nieznanych w innych kotłowniach.

Kocioł górnego spalania rozpalony od góry

Olbrzymi skok jakościowy na plus w spalaniu drewna nawet w prostym kotle górnego spalania daje po prostu rozpalenie go od góry. W ten sposób ogranicza się podstawowe bolączki związane z tym paliwem:

  • znika dym, a więc nie będzie smoły
  • spalanie jest wydłużone, ale bez konieczności kiszenia drewna (po prostu zasyp rozpala się stopniowo)

Do kompletu idealnie nadaje się kierownica powietrza wtórnego. Pozwala ona rozprowadzić powietrze wtórne nad paleniskiem, co daje efekty dźwiękowe jak w palniku na propan-butan: spalane gazy z drewna huczą jakby kocioł miał za chwilę wystartować na orbitę.

Kocioł dolnego spalania

Mimo wszystko kocioł górnego spalania jest kiepskim narzędziem do spalania drewna. Jest ułomny jeśli chodzi o możliwość dopalania gazów (choć rozpalanie od góry i kierownica powietrza wtórnego sporo w tej materii poprawiają). Dlatego już ponad wiek temu poszukiwano sposobu, by dopalić substancje lotne z drewna w sposób zorganizowany.

Tak wymyślono kocioł dolnego spalania. Jest on najlepszym rozwiązaniem dla spalania drewna, ponieważ pozwala na spalenie substancji lotnych w wysokich temperaturach, po zmieszaniu z powietrzem wtórnym.

Niestety oferta kotłów dolnego spalania przystosowanych do spalania drewna jest bardzo skromna. Oczywiście drewno można spalić w dowolnym kotle DS, ale większość z nich opracowana została z myślą o spalaniu węgla, stąd przeważnie nie posiadają ceramicznego palnika a ich komory zasypowe są bardzo małe i przy paleniu drewnem wymagałyby częstego załadunku paliwa.

Dobre kotły na drewno potrafią produkować Czesi oraz Litwini (Kalvis, Vienybe). Niestety ich ceny są wysokie jak na polskie realia (ok. 6000zł). Jaskółką zmian na polskim rynku wydaje się być MPM DS - nowy dolniak w cenie ok. 3000zł, który jest wyraźnie przystosowany do spalania drewna. Nie tylko nie ma sobie równych wśród dotychczasowej oferty polskich firm, ale jest porównywalny z kotłami litewskimi przy znacząco niższej cenie.

mpm-ds-przekroj

Kocioł zgazowujący

Rozwinięciem kotła dolnego spalania są kotły zgazowujące drewno (zwane też kotłami na holzgas). Kocioł tego typu został przestawiony na spalanie gazu. Odbywa się ono w szczodrze wyłożonej ceramiką komorze spalania, która rozgrzewa się do czerwoności umożliwiając spalenie wszelkich składników drewna.

Kocioł zgazowujący drewno, mat. schreiber-hsm.com

Kocioł zgazowujący drewno, mat. schreiber-hsm.com

W komorze zasypowej nie zachodzi pełne spalanie, lecz proces, który w kotle górnego spalania nazwać by można kiszeniem drewna (ale tutaj jest on zamierzony). Drewno jest tam pomału podgrzewane przy ograniczonym dostępie powietrza przez co stopniowo uwalnia substancje lotne. Są one zasysane w dół do gorącej komory spalania, z której wychodzą do wymiennika jako krystalicznie czyste spaliny.

Kotły zgazowujące zapewniają najefektywniejsze spalanie drewna. To chyba jedyne ze wszystkich kotłów zasypowych, które w normalnym użytkowaniu są w stanie osiągać niemalże katalogową sprawność. Wszystko dzięki idealnie czystej technice spalania.

Ten rodzaj kotłów ma też niestety minusy:

  • wymaga dobrego drewna - sezonowanych, zdrowych polan najlepiej drewna liściastego
  • musi zawsze pracować na pełnej mocy - dlatego bufor ciepła w przypadku innych kotłów to bardzo korzystna opcja, ale tutaj to mus. Kocioł zgazowujący bez bufora ciepła nie pociągnie długo. Oczywiście Polakowi nikt nie będzie dyktował, co ma kupić, dlatego znajdą się osobnicy, którzy palą w takim kotle bez bufora. Zwykle radość z oszukania systemu nie trwa dłużej jak 2-3 sezony po czym kocioł gnije.
  • instalacja trochę kosztuje - koszt kompletnej instalacji to okolice 10-15 tys. zł, jednak zwrot tego wydatku następuje w kilka lat dzięki bardzo niskiemu zużyciu opału (nawet droższy rodzaj drewna spalony ze sprawnością 80-90% daje cenę ciepła o ok. 50% niższą niż z węgla spalanego w kotle zasypowym).

Kominki i piece na drewno

Kominek to z jednej strony symbol dobrobytu, ale i ostatnia deska ratunku. Każdej zimy kominki ratują przed zamarznięciem tysiące ogrzewających gazem, którym rachunek za ogrzewanie zbliżył się właśnie do pułapu miesięcznych zarobków.

Są "kominki" i kominki. Pod tą obiegową nazwą kryć się mogą zarówno zwykłe murowane obudowy dla prymitywnego ogniska, tanie marketowe pudełka z blachy czasem obłożone wodą, ale i efektywne oraz czyste nowoczesne urządzenia do spalania drewna – im bliżej tych ostatnich, tym niestety drożej.

Niezależnie od rodzaju kominka czy pieca na drewno o kulturze pracy urządzenia decyduje kultura obsługi. W Europie oczywistością jest rozpalanie w kominkach od góry a potem, jeśli trzeba, dokładanie małymi porcjami, by uzyskać jak najczystsze i najefektywniejsze spalanie. Taką poprawną technikę palenia zaleca wielu zachodnich producentów kominków. Również w Polsce w branży kominkowej bardzo szybko zdano sobie sprawę, że tylko palenie bez dymu ma przyszłość – stąd kampania "Nie rób dymu".

Podsumowując

  • drewno jest zwykle tańsze niż węgiel, tak że nawet kopcenie nim do pewnego momentu się opłaca.
  • jeśli masz miejsce i nieco wolnych środków, to montaż bufora ciepła do kotła na drewno jest baaardzo opłacalnym pomysłem
  • jeśli nie planujesz bufora ciepła, to licz się z koniecznością częstego rozpalania/dokładania, obojętnie czy wybierzesz górne czy dolne spalanie
  • w kotle dolnego spalania łatwiej o czystsze, efektywniejsze spalenie drewna, ale większość ma małe komory zasypowe, więc zwykle bez kombinacji się nie obejdzie