Minél nedvesebb a fa , annál kisebb a fűtőértéke. A fában található nedvességnek az elégés alatt el kell párolognia. Mivel a víz elpárologtatásához jelentős mennyiségű energia szükséges, ezért minél nagyobb a tűzifa víztartalma, annál több energia vész kárba a fűtés folyamán.
Jól látható, hogy a nedves fa 50%-os víztartalommal csak fele annyi fűtőértékkel rendelkezik, mint egy jól kiszárított 10%-os fa.
Nedves fát eltüzelni nem csak gazdaságtalan, hanem környezetkárosító is. A nagy nedvességtartalom miatt az égési hőmérséklet kisebb, növekszik a korom és káros anyag kibocsátás, megnő a kémény eltömődésének a veszélye. Csak száraz, legfeljebb 20% nedvességtartalmú fával szabad fűteni. A fának időre van szüksége a száradáshoz, mely minimum 2 év.
A fa gyulladási hőmérséklete csak fele akkora mint a tojásbriketté, az ugyanis csak 500 celsius fokon gyullad meg. Minél nagyobb a fadarab térfogathoz viszonyított felülete, annál könnyebben gyullad meg.
Az égési folyamatot három fázisra lehet osztani:
- Száradási folyamat
Ebben a szakaszban a fa összezsugorodik, repedések keletkeznek, ami meggyorsítja a száradási folyamatot. - Nyugalmi fázis
A száradás után kb. 100-300 celsius fok között megindul a fa elgázosodása. Bár a fa szilárd tüzelőanyag, meggyújtva mégis túlnyomórészt fagázként ég el. Éghető összetevőinek tömeg szerint kereken 83%-a ég el gázalakban. A fűtőanyagok közül a fa ezért a szalma mellett a gázokban leggazdagabb tüzelőanyagnak számít. Ez a gázalakban elégő 83% adja a fa fűtőértékének 70%-át. Mivel a fa túlnyomórészt a fagáz nagy lángjaival ég el, jó elégéshez nagy égéstérre van szüksége. A gázláng köré felhevített, oxigénben gazdag friss többletlevegőt is kell juttatni. Erre az előmelegített, “másodlagos” (szekunder) levegőre azért van szükség, mert a képződött, energiában gazdag fagáz csak így ég el maradéktalanul. A fában lévő fűtőenergiát csak akkor hasznosíthatjuk maradéktalanul, ha a fagáz oxigénnel keveredve magas hőmérsékleten éghet el. Csak ekkor nem szállnak tökéletlenül hasadt szénhidrogén-(oxid-)vegyületek a kéményen át a légkörbe. A fagázok tökéletes elégésekor széndioxid (CO2) és víz (H2O) keletkezik, mindkettő természetes, a környezetet nem szennyező anyag. - Kiégési folyamat
Hő hatására a fa szénhidrogén-vegyületeinek hidrogéntartalmú összetevői lehasadnak és gáz formájában elégnek. A gyorsan távozó fagáz miatt nem jut elegendő oxigén a fadarab felületére, ezért ez egyre inkább faszénné alakul át. A gázok eltávozása után a faszén 500-800 celsius fok hőmérsékleten elizzik. A tiszta faszén ugyanis jóformán láng nélkül ég el, ezért a faszén kandallóba nem való.
Egy darab fában, egy időben mind a három folyamat lejátszódhat.
Égéstermékek
Az égési levegő 80%-át elsődleges (primer) levegőként kell a fatűzhöz juttatni. Ez a “primer levegő nélkülözhetetlen a fa összetevőinek bomlásához és a fagáz képződéséhez, de a faszén sem ég el nélküle. Az égési levegő 20%-át másodlevegőként kell a fagázlángok térségébe juttatni. A “szekunder levegő” a fagáz tökéletes elégéséhez kell.
Jó tűzterekben örvényszakaszok vagy szűk fúvónyílások segítik elő a jobb keveredést annak érdekében, hogy a fagáz elegendő oxigénhez jutva, lehetőleg még a hőcserélők elérése előtt tökéletesen elégjen, ehhez legalább egy percnyi kiégési időre lenne szüksége.
Nem csak a túl kevés levegő hátrányos, de a túl sok is ugyan olyan kedvezőtlen. 10kg légszáraz fa elégéséhez 30-40 m3 levegő szükséges. Ha túl sok levegőt adagolunk, a többletet is fel kell melegíteni. A feleslegesen felhevített levegővel energia távozik a kéményen át anélkül, hogy hasznot hozna. Ha a füstgáz hőmérséklete 200 fok, akkor minden feleslegesen adagolt és melegített köbméter levegő kb 70Wh hő veszteséget jelent. Égéskor elsősorban víz H2O (elgőzölögve) és széndioxid CO2 kell, hogy keletkezzen. A tapasztalatok szerint a fa égése során bizonyos körülmények között más anyagok is felszabadulnak, melyet füst és kellemetlen szagok formájában érzékelünk. Ennek oka a fából kiszabaduló gázok nem megfelelő elégése, mely létrejöhet:
- alacsony égéshőmérséklet, nedves fa,
- a teljes égéshez szükséges levegő hiánya,
- nem megfelelő műszaki állapotú, vagy nem megfelelően működtetett tüzelő készülék miatt.
Az így keletkező anyagok sokfélék lehetnek: széndioxid, ecetsav, fenol, metán, formaldehid...
Fabrikett tüzelés
A brikett fűtőanyag ára kicsit magasabb, mint a tűzifáé, de tömörebb anyag, és jobb az égés hatásfoka is, így kevesebbet kell belőle vásárolni. Bármennyire is automata egy fatüzelésű kazán , így több gondoskodást igényel mint egy gázkazán, de a fűtési költségekben jelentkező tetemes különbség mindenképpen megéri a fáradtságot: a brikettel való tüzelés a szokásos fűtési rendszerek (Pb-gáz, elektromos áram, olajfűtés) költségének csupán kb. 60-70%-ába kerül, így a kezdeti beruházás 1-2 fűtési idényen belül megtérülhet. Brikettel való fűtés megvalósítható kandallóval, kályhával, kazánnal. A kazánokról , kandallókról, kályhákról a kandallók menüpont alatt olvashat.
Pellet tüzelés
A pellet olyan, nagy nyomáson préselt szálas, rostos anyag, amelyet vagy saját anyaga, vagy belekevert kötőanyag tart össze. A néhány milliméteres átmérőtől a több centiméteres átmérőjű anyagrudakat alkot az alapanyag és a használt pellettálási technológia függvényében.
Amennyiben teljes kényelemre vágyunk, és nem kívánunk a kazán napi töltésével foglalkozni, választhatjuk a fapellet tüzeléses kazánokat. Ezek a gázkazánokhoz hasonló, rendkívül kényelmes üzemeltetést kínálnak. Sajnos, vannak azonban olyan szempontok is, amelyeket mindenképpen figyelembe kell vennünk.
A pellet hazánkban ugyan már beszerezhető, de még korántsem mondható elterjedtnek. Az épületen belül pedig megfelelő méretű tárolót kell számára kialakítani, amelyet bizonyos időszakonként újra kell tölteni. Ugyancsak fontos szempont – az ár mellett – a pellet minősége.
A nem eléggé szilárd, poros tüzelőanyag komoly működési zavarokat eredményezhet, mind az adagolás, mind pedig a tüzelés során.
A tüzeléstechnikában egyre inkább elterjed a fapelletek, fabrikettek használata, ahol fűrészport préselnek pellet formába, ami így a fűrészpornál könnyebben ég el, ugyanakkor a fánál jóval homogénebb szemcseméretű és emiatt automatizált házi tüzelőrendszerekben a tűzifánál jobban hasznosítható. A fapellet legelterjedtebb mérete a 6 mm-es átmérőjű és 2–5 cm-es hosszúságú.
A pelletfűtés azért környezetbarátabb a fafűtésnél, mert újrahasznosított alapanyagot használ. A pellet nedvességtartalma 10%-nyi a fa 40%-ával szemben. Ezért hatásfoka jobb a tűzifánál. A szabályozott égés miatt a káros anyag kibocsátása is alacsonyabb.
