Un dels avantatges de la calefacció amb llenya és que només es pot utilitzar una estufa per a cada necessitat. A més de mantenir-nos calents, les màquines de llenya poden cuinar àpats, assecar roba i torrar els peus freds. Però, no seria elegant que aquesta caixa negra també pogués dutxar-se amb aigua calenta?
De fet, els escalfadors d'aigua de llenya domèstics no són res de nou... fa més d'un segle, moltes estufes tenien accessoris per a dipòsits. Tanmateix, l'arribada de les estufes de llenya "tancades" i els sistemes d'aigua a pressió ha posat en segon pla la majoria de les antigues tècniques d'escalfament per lots i s'han desenvolupat nous mètodes basats en cicles tancats.
La majoria dels accessoris per a l'escalfament d'aigua utilitzen intercanviadors de calor instal·lats a la caixa de foc o a la xemeneia de l'equip. El millor exemple comercial d'aquest enfocament funciona molt bé. Si la caldera funciona la major part del dia, pot proporcionar aigua calenta per a tota la casa. Tanmateix, per seguretat, aquests dispositius sovint estan fets d'acer inoxidable (un producte car) i s'han de provar a pressió per garantir que poden suportar les temperatures molt altes que es poden trobar dins del sistema de calefacció. Per tant, un bon intercanviador de calor intern té un preu força elevat. Els components interns casolans, en canvi, són coneguts per les explosions de vapor cremant.
A més, extreure calor d'una caixa de combustió o d'una estufa de llenya pot tenir un efecte secundari desafortunat: extreure Btu directament del foc (mitjançant un intercanviador de caixa de combustió) redueix l'eficiència de la combustió... si els productes de la combustió incompleta es refreden per sota de la temperatura a la qual es condensen (ja sigui a través d'una cambra de combustió o d'un intercanviador de calor de la xemeneia), es pot produir una gran acumulació de creosota. No us equivoqueu, la combinació d'un foc de xemeneia i un intercanviador de calor ple d'aigua pot ser un desastre.
Reconeixent el fet que no hi ha cap àpat del migdia no remunerat, vam adoptar un enfocament conservador a l'hora de dissenyar el nostre propi accessori per escalfar aigua a l'estufa de llenya. En lloc de posar un intercanviador dins de l'escalfador o la xemeneia, en vam fixar un a l'exterior de la caixa de foc. En adoptar aquesta estratègia, vam evitar modificacions importants a l'escalfador, cosa que manté l'acreditació d'Underwriters Laboratories. Més important encara, es compleixen diversos dels criteris de seguretat que ja hem esmentat: la temperatura que es troba fora de la carcassa de l'escalfador no farà bullir l'aigua (sempre que el líquid continuï circulant), la calor utilitzada per escalfar l'aigua és irradiada per l'escalfador de totes maneres, de manera que no s'escapa cap excés de calor de la caixa de foc.
El nostre accessori per escalfar aigua consisteix en només uns 15 metres de tub de coure de 0,6 cm enrotllat en una placa de guix plena de plaques de guix. El material a base de guix ajuda a distribuir la calor uniformement a les serpentines i permet que l'intercanviador estigui en contacte directe amb el cos del forn sense sobreescalfar-se. (Volem agrair a Ed Walkinstik el suggeriment). El conjunt es cargola a un costat de l'escalfador i es connecta a un escalfador d'aigua reciclat de 180 litres (vam utilitzar un escalfador d'aigua amb un element de combustió però una caixa insonoritzada). Igual que un preescalfador solar.
Una bomba de 10 galons per minut muntada al desguàs de l'escalfador fa circular l'aigua a través de la serpentina i torna a la "T" just a sota de la vàlvula de seguretat a la part superior del dipòsit (aquesta vàlvula es reserva com a mesura de seguretat). L'aigua freda entra al recipient a través de l'entrada normal i l'aigua escalfada amb llenya entra a l'escalfador elèctric convencional a través de la sortida de calor estàndard. Tot el cablejat està ben aïllat amb escuma d'alta densitat d'1 polzada de gruix.
Per descomptat, si l'aigua circula constantment, es pot perdre calor a l'estufa quan no hi ha foc encès. Per evitar-ho, l'investigador Dennis Burkholder va posar controls automàtics d'encesa/apagada en un termòstat d'aire condicionat de voltatge de línia connectat al cable d'alimentació de la bomba. (També podeu utilitzar el control combinat de calefacció/aire condicionat més comú, configurat en mode de refrigeració.) El termòstat està muntat en una paret a un metre de distància de l'escalfador, a aproximadament un peu de la part superior. Quan la temperatura de l'aire arriba als 80 °F, el controlador de 120 volts encén la bomba i l'aigua comença a escalfar-se. Quan la temperatura baixa a 76 °F, l'interruptor diferencial integrat torna a apagar el circulador.
Els components del sistema d'intercanviador de calor es mostren als dibuixos adjunts, però, per descomptat, cada instal·lació requereix alguns canvis a les dimensions bàsiques. Per exemple, si el vostre forn és més gran que el nostre, podeu ampliar el panell prou per obtenir una bobina completa de 60 peus de tub de coure tou de 1/4″ dins del marc de l'intercanviador més gran. Tanmateix, aquells amb escalfadors més petits hauran d'utilitzar una quantitat menor de cablejat.
En qualsevol cas, el més fàcil és utilitzar el tub, ja que està enrotllat per al transport. Simplement introduïm el cable engarçat al marc i dobleguem suaument el tub per omplir el rectangle. El material flexible es pot doblegar a un radi d'aproximadament 3,8 cm sense doblegar-se, de manera que no és difícil forçar-lo a qualsevol "punt calent" potencial. Treballem des de la vora exterior cap a dins, fixant les bobines a la placa posterior a mesura que avancem. (Sense cables per fixar l'anell exterior del tub, tot volia saltar del marc.)
Després que els tubs de coure estiguin distribuïts uniformement dins del marc, remeneu una capa fina de guix de París i aboqueu la barreja al marc. Aniveu la superfície passant un regle per sobre del ferro angular i deixeu que el material s'assequi durant uns dies. El panell es pot fixar al costat del forn i la línia de 1/4 de polzada es pot connectar al tub de 1/2 polzada del dipòsit del preescalfador.
Vam realitzar proves exhaustives per determinar la configuració més eficient de l'interruptor i per tenir la confiança que l'equip funcionaria amb seguretat. Per exemple, per veure què passaria si una fallada elèctrica aturava la nostra bomba, vam segellar la canonada que sortia del dipòsit del preescalfador i vam instal·lar un manòmetre a la vàlvula de seguretat. La pressió més alta que vam poder desenvolupar al sistema va ser de 3 PSI... això després que el nostre catalític d'Atlanta Stove Works aturés el flux durant 8 hores a la velocitat de combustió més alta possible!
A més, per determinar si l'intercanvi de calor per conducció a través de les parets del forn s'estava afavorint a nivells poc saludables, vam examinar diàriament l'interior de la caixa de foc de la estufa de llenya per detectar una major acumulació de creosota. No vam trobar diferències en l'aspecte o la profunditat dels dipòsits en cap de les quatre parets, cosa que suggereix que els intercanviadors rebien principalment energia radiant de les parets exteriors del forn. (La ceràmica pot haver jugat algun paper aïllant, compensant l'augment de la conductivitat.)
Quanta aigua calenta produirà l'intercanviador? Bé, en un cicle típic de 7 hores, carregaríem de 25 a 27 quilos de llenya al catalitzador Atlanta, cosa que augmentaria el contingut del dipòsit de 180 litres a gairebé 65 °C. Aquesta taxa de combustió de 3,6 kg per hora és probablement una mica més alta que la que utilitza la majoria de la gent, de manera que és possible que obtingueu una mica menys d'aigua calenta d'un dispositiu similar. Per descomptat, si continueu cremant intensament durant tot el dia, el total de 24 hores encara hauria de ser suficient per a més de 360 ​​litres d'aigua calenta per dia. Fins i tot si feu funcionar l'estufa amb freqüència, aquest sistema reduirà significativament les vostres factures de serveis públics.
Depenent de la mida de la vostra llar i del consum d'aigua de tothom, aquest sistema pot eliminar les factures d'aigua calenta a l'hivern. Per tant, si podeu obtenir llenya per molt menys que la quantitat equivalent d'electricitat o gas, l'energia que feu servir per escalfar l'aigua de la vostra estufa de llenya (menys l'espai, és clar, la calor que proporcionarà l'aparell) valdrà la pena la inversió. A més, us alegrarà saber que heu fet un altre pas cap a la substitució de les fonts d'energia no renovables.
Durant 50 anys a MOTHER EARTH NEWS, hem treballat per protegir els recursos naturals del planeta i alhora ajudar-vos a estalviar recursos financers. Hi trobareu consells per reduir les factures de calefacció, cultivar productes frescos i naturals a casa i molt més. Per això volem que estalvieu diners i arbres subscrivint-vos al nostre pla d'estalvi autorenovable respectuós amb el medi ambient. Quan pagueu amb targeta de crèdit, podeu estalviar 5 $ addicionals i obtenir 6 números de MOTHER EARTH NEWS per només 12,95 $ (només als EUA). També podeu utilitzar l'opció Factura'm i pagar 17,95 $ per 6 quotes.