Предложенное 68-летним жителем Екатеринбурга Владимиром Чекашевым решение по новому топливному элементу для бытовых твердотопливных котельных гениально в своей простоте: оказывается, березовое полено гораздо эффективнее не рубить вдоль на привычные дрова, а распиливать поперек на небольшие цилиндры, так называемые чурки.
Но за простотой решения – солидная теоретическая база, череда сравнительных испытаний и разработанная технология промышленного производства. В леспроме Владимир Чекашев почти полвека, он закончил Уральский лесотехнический институт, много лет работал на лесозаготовительных предприятиях Свердловской области, позже курировал работу лесного комплекса в региональных органах власти, сейчас возглавляет научно-производственное объединение Свердлесэкология.
В апреле 2018 года он получил российский патент на полезную модель под названием «Топливный элемент для твердотопливного бытового котла». В свидетельстве Роспатента написано: «Топливный элемент имеет вид отрезка дерева, полученного при условно параллельном распиле ствола дерева диаметром 6-16 см через каждые 6-14 см в направлении, условно перпендикулярном оси ствола (…) Укладка элементов в топке котла позволяет значительно уменьшить суммарную площадь всех элементов. Скорость горения топлива снижается, топливо сгорает полностью, теплоотдача увеличивается. Частота загрузок топки меньше, чем при использовании традиционных дров, обогрев помещения более экономный. Элемент имеет малую себестоимость, изготовление простое и дешевое, без использования дорогостоящего оборудования. Элемент можно изготавливать из древесины, полученной при вырубке лесосек в экологических целях».
Конечно, в условиях применения ручного труда рубить полено на продольные дрова удобнее, чем распиливать поперек на короткие чурки. Собственно под традиционные дрова и строились длинные русские печи. Но в конце ХХ века им на смену пришли твердотопливные бытовые котлы. Они короткие, длинные дрова в них не помещаются. В качестве топлива для современных котлов применяют различные пеллеты и брикеты, которые делают из прессованных опилок, но об этом чуть ниже.
Казалось бы, дрова, полученные при разделении березового полена вдоль или поперек, имеют одинаковые свойства. Но это заблуждение.
- Кубометр березовых дров, приготовленных из свежесрубленной древесины, весит 950 кг. А хорошо высушенные дрова весят 600 кг. Значит, чтобы получить качественные дрова, нужно выпарить с каждого куба 350 кг воды. Это необходимо сделать, поскольку сырые дрова плохо прогорают, что приводит к повышенной зольности и загрязнению атмосферы. То есть это и экономическая, и экологическая проблема, - рассуждает Владимир Чекашев. - У каждого в доме есть электрочайник. Чтобы вскипятить всего лишь литр воды, нужно затратить много электроэнергии. А при просушке кубометра дров надо не просто вскипятить, а полностью выпарить 350 литров воды. Это огромные энергозатраты!
По заказу Чекашева ФБУ «Уралтест» (Уральский государственный региональный центр стандартизации, метрологии и испытаний) провело эксперимент. Было взято полуметровое полено диаметром 12 см и заложено в сушку. Полное высыхание произошло примерно через 100 часов. Такое же полено, разрубленное на продольные дрова, сохло немногим меньше. Зато чурки длиной примерно 12 см, полученные при поперечной распилке такого же полена, высохли за 31 час. Соответственно, и энергии на их сушку было потрачено в три раза меньше. В чем секрет?
- Внутри дерева вода (березовый сок) идет только по вертикальным каналам, а по горизонтальным — практически не идет. Соотношение пропускной способности 18 к одному. То есть если даже ты разрубил березовое полено вдоль, у тебя процесс сушки древесины чуть ускорится, но не принципиально, - объясняет рационализатор.
Это означает, что в условиях промышленного производства себестоимость изготовления высушенных чурок будет гораздо ниже, чем традиционных дров. Кроме того, как уже было отмечено, длинные дрова по размерам не годятся для бытовых котлов, а чурки подходят идеально.
Следующий важный момент — частота закладки дров в топку.
- Предположим, вы живете в частном доме или коттедже. Используете для отопления твердотопливный бытовой котел. Вечером вы загрузили топливо в топку, а ночью надо снова вставать, потому что это нужно делать каждые три-четыре часа, - рассказывает Владимир Чекашев. - Скорость сгорания топлива напрямую зависит от его площади контакта с кислородом воздуха. Чурка сгорает в два-три раза медленнее чем полено такого же веса и влажности, потому что имеет в разы меньшую площадь поверхности. То есть ночью вы можете спокойно спать. К тому же, налицо экономия топлива.
Теперь сравним чурку с топливными элементами, изготавливаемыми из прессованных опилок. Чтобы произвести пеллеты или брикеты, необходимо выполнить множество энергоемких технологических операций, причем на весьма дорогостоящем оборудовании: получить сами отходы (опилки и древесную пыль), измолоть их несколько раз, высушить, спрессовать, упаковать.
- Все эти операции для получения килограмма пеллет в сумме требуют энергии как минимум 7 киловатт. А при сжигании этот же килограмм пеллет выделяет энергии максимум 5,5 киловатта. Не идиотизм ли? - Возмущается уральский пенсионер. - При этом килограмм чурок при сжигании выделяет также примерно 5,5 киловатта, но на его производство требуется не больше одного киловатта энергии.
Добавим, что пеллеты, как правило, делаются из отходов фанерных комбинатов, где используются различные смолы, выделяющие при сжигании вредные вещества.
В то же время производство чурок способно решить важную экологическую проблему.
- Расчетная лесосека в Свердловской области состоит примерно из трети хвойных деревьев и двух третей лиственных. Вырубаются в основном хвойные деревья. А что происходит с березой? Она живет в три раза меньше сосны, около ста лет. Потом умирает, падает и начинает гнить. И тут происходит интересный момент: мертвое дерево выделяет столько же углекислого газа, сколько поглотило за всю свою жизнь. В одной только Свердловской области ежегодно умирает лиственных деревьев в объеме нескольких миллионов кубометров. Вот почему важно вовремя рубить березу. Да, ее используют в промышленных целях, но в недостаточных объемах и только в основном диаметром от 18 см и толще. А как поступают с тонкомером? Сезон подходит, лесосеки надо сдать чистыми, поэтому тонкомерную березу собирают в кучи и сжигают. Или закапывают бульдозером в траншеи, - рассказывает Чекашев.
Между тем, такой никому не нужный тонкомер диаметром 12-18 см идеально подходит для производства чурок. И Чекашев сам перешел от теории к практике. На собственные средства он организовал в поселке Юшала Свердловской области небольшое производство, торжественно открыв его в присутствии представителей областного правительства и местной администрации в декабре 2018 года. Пока здесь трудится три человека. Есть склад сырья из тонкомерной березы, грузоподъемный механизм, транспортер. Особая гордость Чекашева — автоматический распиловочный станок, изготовленный по его техзаданию на одном из уральских оборонных заводов. Каждые 6 секунд станок выдает новую чурочку. Готовые чурки складываются в двухкубовый контейнер, который затем направляется в сушильную камеру. Финальная операция — расфасовка чурок в сетки по 10 кг.
Для Чекашева это уже не просто чурки. Своему товару он присвоил бренд «ТЭК-18» (топливный элемент кусковой для котельных) и готов предложить всем желающим франшизу на его производство в других лесных регионах страны. Как показали исследования в лаборатории ФБУ «Уралтест», качество «ТЭК-18» очень высокое: теплотворная способность 19500 Дж/гр, влажность - 7,2%, зольнось — всего 1%.
- Этим патентом решена многоплановая задача - начиная с обеспечения населения качественным сухим и калорийным топливом и заканчивая рациональным использованием лесного фонда и снижением выбросов углекислого газа в атмосферу, делает вывод рационализатор.
