Una de las ventajas de calentar con leña es que se puede usar una sola estufa para cada necesidad. Además de mantenernos calientes, las máquinas de leña pueden cocinar, secar la ropa y tostar los dedos de los pies fríos. Pero, ¿no sería genial si esa caja negra también pudiera tomar una ducha caliente?
De hecho, los calentadores domésticos de agua a leña no son nada nuevo... Hace más de un siglo, muchas estufas tenían accesorios para tanques. Sin embargo, la llegada de los quemadores de leña "cerrados" y los sistemas de agua a presión ha puesto la mayoría de las viejas técnicas de calentamiento por lotes en un segundo plano y se han desarrollado nuevos métodos basados ​​en ciclos cerrados.
La mayoría de los accesorios para calentar agua usan intercambiadores de calor instalados en la cámara de combustión o en la chimenea del equipo. El mejor ejemplo comercial de este enfoque funciona realmente bien. Si el horno está funcionando la mayor parte del día, puede proporcionar agua caliente para toda la casa. Sin embargo, por seguridad, estos dispositivos a menudo están hechos de acero inoxidable (un producto costoso) y deben someterse a pruebas de presión para garantizar que puedan soportar las temperaturas muy altas que se pueden encontrar dentro del sistema de calefacción. Como tal, un buen intercambiador de calor interno tiene un precio bastante alto. lado, son conocidos por las explosiones de vapor hirviendo.
Además, extraer calor de la chimenea de una caja de fuego o de una estufa de leña puede tener un efecto secundario desafortunado: extraer Btu directamente del fuego (usando un intercambiador de caja de fuego) reduce la eficiencia de la combustión... si los productos de la combustión incompleta se enfrían por debajo de la temperatura a la que se condensan (ya sea a través de una cámara de combustión o un intercambiador de calor de chimenea), puede ocurrir una gran acumulación de creosota. No se equivoque, la combinación de un fuego de chimenea y un intercambiador de calor lleno de agua puede significar un desastre.
Reconociendo el hecho de que no hay comida del mediodía no pagada, adoptamos un enfoque conservador para diseñar nuestro propio accesorio para calentar el agua de la estufa de leña. En lugar de colocar un intercambiador dentro del calentador o la chimenea, colocamos uno en el exterior de la cámara de combustión. Al adoptar esta estrategia, evitamos modificaciones importantes en el calentador, que mantiene la acreditación de Underwriters Laboratories. ), el calentador irradia el calor utilizado para calentar el agua de todos modos, por lo que no se escapa un exceso de calor de la cámara de combustión.
Nuestro accesorio para calentar agua consta de solo unos 50 pies de tubería de cobre de 1/4 de pulgada enrollada en un panel de yeso relleno de París. El material a base de yeso ayuda a distribuir el calor de manera uniforme a las bobinas y permite que el intercambiador esté en contacto directo con el cuerpo del horno sin sobrecalentarse. (Queremos agradecer a Ed Walkinstik por la sugerencia). Como un precalentador solar.
Una bomba de 10 galones por minuto montada en el drenaje del calentador hace circular el agua a través del serpentín y de regreso a la "T" justo debajo de la válvula de alivio en la parte superior del tanque (esta válvula está reservada como precaución de seguridad). El agua fría ingresa al recipiente a través de la entrada normal y el agua calentada con madera ingresa al calentador eléctrico convencional a través de la salida de calor estándar. Todo el cableado está bien aislado con espuma de alta densidad de 1 pulgada de espesor.
Por supuesto, si el agua circula constantemente, la estufa puede perder calor cuando no hay fuego encendido. Para evitar esto, el investigador Dennis Burkholder colocó controles automáticos de encendido/apagado en un termostato de aire acondicionado de voltaje de línea conectado al cable de alimentación de la bomba. (También puede usar la combinación más común de control de calefacción/aire acondicionado, configurado en modo de enfriamiento). El controlador enciende la bomba y el agua comienza a calentarse. Cuando la temperatura desciende a 76 °F, el interruptor diferencial incorporado apaga el circulador nuevamente.
Los componentes del sistema del intercambiador de calor se muestran en los dibujos adjuntos, pero, por supuesto, cada instalación requiere algunos cambios en las dimensiones básicas. Por ejemplo, si su calefactor es más grande que el nuestro, puede expandir el panel lo suficiente para obtener una bobina completa de 60 pies de tubería de cobre suave de 1/4″ dentro del marco del intercambiador más grande. Sin embargo, aquellos con calentadores más pequeños tendrán que usar una cantidad menor de cableado.
En cualquier caso, es más fácil usar la tubería ya que está enrollada para el transporte. Simplemente colocamos el cable engarzado en el marco y doblamos suavemente la tubería para llenar el rectángulo. El material flexible se puede doblar en un radio de aproximadamente 1-1/2 pulgadas sin torcerse, por lo que no es difícil forzarlo en cualquier "punto caliente". saltar fuera del marco.)
Después de que los tubos de cobre estén distribuidos uniformemente dentro del marco, revuelva una capa delgada de yeso de París y vierta la mezcla en el marco. Nivele la superficie pasando una regla sobre el ángulo de hierro y deje que el material se seque durante unos días. Luego, el panel se puede unir al costado del horno y la línea de 1/4 de pulgada se puede conectar a la tubería de 1/2 pulgada del tanque del precalentador.
Realizamos pruebas extensas para determinar la configuración más eficiente del interruptor y para darnos la confianza de que el equipo operaría de manera segura. Por ejemplo, para ver qué sucedería si una falla eléctrica apaga nuestra bomba, sellamos la tubería que sale del tanque del precalentador e instalamos un manómetro en la válvula de alivio. La presión más alta que pudimos desarrollar en el sistema fue de 3 PSI... ¡eso fue después de que nuestro Atlanta Stove Works Catalytic detuvo el flujo durante 8 horas a la velocidad de combustión más alta posible!
Además, para determinar si el intercambio de calor por conducción a través de las paredes del horno estaba llegando a niveles nocivos para la salud, examinamos diariamente el interior de la cámara de combustión de la estufa de leña en busca de una mayor acumulación de creosota. No encontramos diferencias en la apariencia o la profundidad de los depósitos en ninguna de las cuatro paredes, lo que sugiere que los intercambiadores recibían principalmente energía radiante de las paredes exteriores del horno. (La cerámica puede haber jugado algún papel aislante, compensando el aumento de la conductividad).
¿Cuánta agua caliente producirá el intercambiador? Bueno, en un ciclo típico de 7 horas, cargaríamos de 55 a 60 libras de madera en el catalizador Atlanta, lo que elevaría el contenido del tanque de 42 galones a casi 140 °F. Esta tasa de combustión de 8 libras por hora es probablemente un poco más alta que la que usa la mayoría de la gente, por lo que puede obtener un poco menos de agua caliente de un dispositivo similar. 0 galones por día. Incluso si con frecuencia hace funcionar su estufa "apagada", este sistema reducirá significativamente sus facturas de servicios públicos.
Dependiendo del tamaño de su hogar y del consumo de agua de todos, este sistema puede eliminar sus facturas de agua caliente en invierno. Por lo tanto, si puede obtener leña por mucho menos que la cantidad equivalente de electricidad o gas, la energía que usa para calentar el agua de su estufa de leña (menos el espacio, por supuesto, el calor que proporcionará el electrodoméstico) valdrá la pena. Invierta. Además, se alegrará de saber que ha dado otro paso hacia la sustitución de fuentes de energía no renovables.
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