Tűzifa szárítás gyorsan: hogyan?
Sokan újra felfedezzük egy nagyszerű, megújuló energiaforrás otthoni hasznosítását. Ez a tűzifa. Tudunk vele táplálni kiskályhát, cserépkályhát, vízteres- vagy légfűtéses kandallót, faelgázosító kazánt és természetesen a "hagyományos" vegyes tüzelésű kazánt is.
A megfelelően megtervezett, szakszerűen kivitelezett rendszer probléma mentes működtetésének egyik legfontosabb feltétele a megfelelő tüzelőanyag beszerzése.
A fa, amelyet később tűzifaként használunk fel, általában él, mielőtt azt kivágják és darabolják. Ezért - fafajtától függően - elég magas nedvességtartalommal rendelkezik.
A kivágáskor meglévő nedvességtartalomnak a nagy része egyenesen akadályozza a fával tüzelés optimális körülményeinek kialakulását, hiszen a víz nem éghető, ezért el kell párologtatni a fából, mielőtt a fa éghető részét el tudnánk tüzelni. Ez hatalmas energiákat emészt fel.
Mennyit?
Az egyes fafajok fűtőértéke (légszáraz fa) térfogat és tömeg függvényében:
kWh/m3 kWh/kg
-bükk 2.100 4,2
-tölgy 2.100 4,2
-akác 2.100 4,1
-erdei fenyő 1.700 4,4
-lucfenyő 1.600 4,4
A légszáraz tűzifa energiatartalma tehát átlagosan 4,3kWh/kg. A friss vágású ezzel szemben csak 2,3kWh/kg. Majdnem fele! Elég nagy a veszteség!
Grafikon:
A fa nedvességtartalma. Egy kis elmélet.
A faipari szakma leginkább a nettó nedvességtartalmat használja (mennyi benne a víz a teljesen száraz fához képest), amely fafajtánként változó u=(mu-mo)/mo*100, ahol mu a nedves fatömeg, mo a teljesen száraz fa tömege
-bükk, tölgy: 110%
-fenyő félék: 150%
-szil, nyár : 220%
-balsa : 600%
A "köznép" (mi) kicsit másképp gondolkodik és ún. bruttó nedvességtartalommal jellemzi a fákat (mennyi benne a víz az össztömeghez képest), amely szintén fafajtánként változó q=(mu-mo)/mu*100, ahol mu a nedves fatömeg, mo a teljesen száraz fa tömege
-bükk, tölgy: szárazanyag 47,62%, víz 52,38%
-fenyő félék: szárazanyag 40%, víz 60%
-szil, nyár : szárazanyag 31,25%, víz 68,75%
-balsa : szárazanyag 14,28%, víz 85,7%
Ez a rengeteg víz a fa sejtes szerkezetében kétféle módon található meg: szabad vízként és kötött vízként.
-Szabad víz: a fa sejtek üregeiben
-Kötött víz: a sejtfalakban, kémiai kötésekben (a víz (H2O) hidroxil (OH-) és hidrogén (H+) hidak mentén kötődik a fában lévő szerves anyagokkal)
A szabad víz eltávolítása: a természetes vizeink párolgásának törvényszerűségei alapján távozik a fából. Jellegzetes tulajdonsága, hogy viszonylag alacsony hőmennyiség közlése esetén is intenzív vízvesztés állhat elő.
A kötött víz eltávolítása: mivel a kötött víz a cellulóz molekula hidroxil csoportjaihoz és a hemicellulózok ún. hidrogén hídjaihoz szorpció útján (kémialilag) kötött dipól molekulák összessége, ezért az eltávolításához a nedvességtartalom csökkenésével egyre növekvő energiaszintre van szükség.
A szabad víz és kötött víz átmeneti tartományát rosttelítettségi határnak nevezzük, amely szintén egy fafajra jellemző érték q ill. u:
-akác: q=16-18% (u=20-22%)
-tölgy, kőris, dió, cseresznye, szelídgesztenye: q=18-19% (u=22-24%)
-erdei fenyő, vörös fenyő: q=20-22% (u=25-28%)
-lucfenyő, jegenye fenyő: q=23-25% (u=30-34%)
-bükk, nyír, nyár, hárs, gyertyán, fűz, mahagóni: q=24-26% (u=32-35%)
Tehát ez az a határ, ami felett a szabad víz távozik a fából, ez alatt a kötött víz. A szabad víz eltávolítása nem kíván különleges erőfeszítést, felkészültséget. Lényegében magától megtörténik ha hagyunk rá elég időt (1,5-2 év). A kötött víz esete már nem ilyen egyszerű. A faipar számára a kötött víz nagy (a felhasználástól függő, de lehetőleg minél nagyobb) részének az eltávolítása is cél. Ehhez különleges technikákat, eljárásokat dolgoztak ki, amelyek azon túlmenően, hogy jelentős energiaigénnyel bírnak még arra is tekintettel kell lenniük, hogy közben a faanyag ne váljon használhatatlanná pl. ne repedezzen meg vagy ne színeződjön el a nem várt módon. Nekünk, akik "csak" száraz tűzifát szeretnénk a fűtőeszközünk számára biztosítani, a legtöbb fa esetén majdnem elég, ha a rosttelítettségi határig el tudjuk vinni a fát. Ezzel a víztelenítés nagyobb részét már letudtuk, aztán jön a neheze, a kötött víz eltávolítása. Nem mindet (ez szinte lehetetlen), de egy részét igyekeznünk kell eltávolítani a kötött víznek. Bennünket szépészeti ill. a későbbieket akadályozó használhatósági korlátok nem kötnek, mint a faipart, hiszen akármilyen csúnya, foltos, repedezett, hasadt fadarabjaink lesznek, azok vígan táplálják majd a tüzet.
Ennek érdekében a fa kitermelése és az eltüzelése közötti időben módot kell arra találni és időt kell arra hagyni, hogy a tűzifánk az optimális 15-20%-os nedvességtartalmat az ún. légnedves állapotot elérje.
Ennek alapvető feltétele, hogy az eltüzelni kívánt fát minél előbb a végfelhasználásnak megfelelő méretűre vágjuk fel (más méret kell egy kiskályhához, más egy nagy bendőjű faelgázosító kazánhoz). Következő lépésként a fát pihentetni kell, meg kell várni, míg a benne lévő nedvesség nagy része eltávozik. Ez minden különösebb hókuszpókusz nélkül 1,5-2 év alatt megtörténik a szabad levegőn, jól szellőző, esőtől védett helyen tárolva a fát.
Mi van akkor, ha nincs 2 évünk, hogy előkészítsük a tűzrevalót? Szükségünk van valami plusszra, amivel a szárítás folyamata jelentősen felgyorsítható, az időszükséglet évek helyett hónapokra (akár 3-4) leszorítható. Így a tavasszal vásárolt tüzelőnk őszre már tüzelésre kész lesz.
Mindezt úgy kell elérnünk, hogy családokról, magánszemélyekről beszélünk és nem ipari felhasználásról, tehát házilagosan (is) kivitelezhető módszerekre van szükségünk. Persze vannak komoly ipari módszerek is erre, azokról is ejthetünk szót, hátha találunk olyan elemet, amelyet alkalmazni tudunk a gyakorlatban (pl. NASA->teflonsütő).
Indulhat az ötletelés!
Gondolatébresztőnek egy ötlet:- Fém szerszámos tároló házikó, amelyet süt a nap. Megtöltve fával, ügyelve a szellőzésre a száradás gyors (1 nyári)
Íme:
Források:
http://tuzimado.hu/futes/futes-a-fa-egesenek-folyamata/
http://www.terrasoft.hu/mikolap/barkacs/szaritas.pdf
http://www.kemenyjobbitok.hu/konferencia-2010_eloadas/nyarady_b_gyozo_-_fatuzeleses_es_faelgazosito_kazanok_legellatasa_es_fustgaz_elvezetese.pdf
