Salah satu keuntungan dari pemanas dengan kayu adalah hanya perlu menggunakan satu tungku untuk tiap kebutuhan. Selain membuat kita tetap hangat, mesin pembakar kayu dapat memasak makanan, mengeringkan pakaian, dan menghangatkan kaki yang dingin. Namun, bukankah akan lebih hebat jika kotak hitam itu juga bisa digunakan untuk mandi air panas?
Faktanya, pemanas air berbahan bakar kayu bakar rumah tangga bukanlah hal baru...lebih dari seabad yang lalu, banyak kompor yang dilengkapi tangki. Akan tetapi, munculnya pembakar kayu "tertutup" dan sistem air bertekanan telah mengesampingkan sebagian besar teknik pemanasan lama dan mengembangkan metode baru berdasarkan siklus tertutup.
Kebanyakan aksesori pemanas air menggunakan penukar kalor yang dipasang di kotak api atau cerobong peralatan. Contoh komersial terbaik dari pendekatan ini bekerja dengan sangat baik. Jika tungku menyala hampir sepanjang hari, mereka dapat menyediakan air panas untuk seluruh rumah. Namun, demi keselamatan, perangkat ini sering kali terbuat dari baja tahan karat (komoditas mahal) dan harus diuji tekanan untuk memastikannya dapat menahan suhu yang sangat tinggi yang mungkin terjadi di dalam sistem pemanas. Karena itu, penukar kalor internal yang bagus harganya cukup mahal. Di sisi lain, penukar kalor internal buatan sendiri terkenal karena ledakan uap panas yang membakar.
Selain itu, mengekstraksi panas dari kotak api atau cerobong tungku kayu dapat memiliki efek samping yang tidak diharapkan: mengekstraksi Btu langsung dari api (menggunakan penukar kotak api) mengurangi efisiensi pembakaran... jika produk dari pembakaran yang tidak sempurna didinginkan di bawah suhu di mana mereka mengembun (baik melalui ruang pembakaran atau penukar panas cerobong), akumulasi kreosot dalam jumlah besar dapat terjadi. Jangan salah, kombinasi dari kebakaran cerobong dan penukar panas berisi air dapat menimbulkan bencana.
Menyadari fakta bahwa tidak ada makan siang yang tidak dibayar, kami mengambil pendekatan konservatif untuk mendesain pemanas air tungku kayu kami sendiri. Alih-alih menempatkan penukar panas di dalam pemanas atau cerobong asap, kami memasangnya di luar kotak api. Dengan mengadopsi strategi ini, kami menghindari modifikasi besar apa pun pada pemanas, yang mempertahankan akreditasi Underwriters Laboratories. Yang lebih penting, beberapa kriteria keselamatan yang telah kami sebutkan terpenuhi: suhu yang ditemui di luar penutup pemanas tidak akan merebus air (selama cairan tetap bersirkulasi), panas yang digunakan untuk memanaskan air tetap diradiasikan oleh pemanas, jadi tidak ada panas berlebih yang keluar dari kotak api.
Peralatan pemanas air kami hanya terdiri dari sekitar 50 kaki pipa tembaga 1/4 inci yang dililitkan pada dinding gipsum yang diisi dengan Paris. Material berbasis gipsum membantu mendistribusikan panas secara merata ke kumparan dan memungkinkan penukar panas bersentuhan langsung dengan badan tungku tanpa terlalu panas. (Kami ingin mengucapkan terima kasih kepada Ed Walkinstik atas sarannya.) Rakitan tersebut dibaut ke satu sisi pemanas dan dicolokkan ke pemanas air daur ulang berkapasitas 42 galon (kami menggunakan pemanas air dengan elemen burnout tetapi kotaknya kedap suara). Sama seperti pemanas awal tenaga surya.
Pompa berkapasitas 10 galon per menit yang dipasang pada saluran pembuangan pemanas mengalirkan air melalui kumparan dan kembali ke "T" tepat di bawah katup pengaman di bagian atas tangki (katup ini disediakan sebagai tindakan pencegahan keselamatan). Air dingin masuk ke dalam bejana melalui saluran masuk normal, dan air yang dipanaskan dengan kayu bakar masuk ke pemanas listrik konvensional melalui saluran keluar panas standar. Semua kabel terisolasi dengan baik dengan busa kepadatan tinggi setebal 1 inci.
Tentu saja, jika air terus menerus bersirkulasi, panas dapat hilang ke kompor saat tidak ada api yang menyala. Untuk mencegah hal ini, peneliti Dennis Burkholder memasang kontrol on/off otomatis pada termostat AC tegangan-jaringan yang terhubung ke kabel daya pompa. (Anda juga dapat menggunakan kontrol kombinasi pemanas/AC yang lebih umum, yang diatur ke mode pendinginan.) Termostat dipasang di dinding tiga kaki dari pemanas, sekitar satu kaki dari atasnya. Saat suhu udara mencapai 80°F, pengontrol 120 volt menyalakan pompa dan air mulai memanas. Saat suhu turun ke 76°F, sakelar diferensial internal mematikan sirkulator lagi.
Komponen sistem penukar panas ditunjukkan pada gambar terlampir, tetapi tentu saja setiap pemasangan memerlukan beberapa perubahan pada dimensi dasar. Misalnya, jika tungku Anda lebih besar dari tungku kami, Anda dapat memperluas panel secukupnya untuk mendapatkan kumparan penuh sepanjang 60 kaki dari pipa tembaga lunak 1/4″ di dalam rangka penukar panas yang lebih besar. Namun, pemanas yang lebih kecil harus menggunakan kabel yang lebih sedikit.
Bagaimanapun, paling mudah menggunakan pipa karena dililitkan untuk pengangkutan. Kita tinggal meletakkan kawat yang dikerutkan ke dalam rangka dan dengan hati-hati membengkokkan pipa untuk mengisi persegi panjang. Bahan yang fleksibel dapat ditekuk hingga radius sekitar 1-1/2 inci tanpa tertekuk, jadi tidak sulit untuk memaksanya masuk ke "titik panas" yang potensial. Kita bekerja dari tepi luar ke dalam, sambil memasang lilitan ke bidang belakang. (Tanpa kawat untuk mengamankan cincin luar pipa, keseluruhan benda itu ingin melompat keluar dari rangka.)
Setelah pipa tembaga terdistribusi secara merata di dalam rangka, aduk lapisan tipis plester Paris dan tuangkan campuran tersebut ke dalam rangka. Ratakan permukaan dengan menjalankan penggaris di atas besi siku dan biarkan material mengering selama beberapa hari. Panel kemudian dapat dipasang ke sisi tungku dan saluran 1/4 inci dapat dihubungkan ke pipa 1/2 inci dari tangki pemanas awal.
Kami melakukan pengujian lanjutan untuk menentukan konfigurasi sakelar yang paling efisien dan untuk memberi kami keyakinan bahwa peralatan akan beroperasi dengan aman. Misalnya, untuk melihat apa yang akan terjadi jika listrik mati dan pompa kami mati, kami menyegel pipa yang keluar dari tangki pemanas awal dan memasang pengukur tekanan pada katup pelepas. Tekanan tertinggi yang dapat kami kembangkan dalam sistem adalah 3 PSI...itu setelah Atlanta Stove Works Catalytic menghentikan aliran selama 8 jam pada laju pembakaran tertinggi yang memungkinkan!
Selain itu, untuk memastikan apakah pertukaran panas konduksi melalui dinding tungku didorong ke tingkat yang tidak sehat, kami memeriksa bagian dalam kotak api pembakar kayu setiap hari untuk melihat peningkatan penumpukan kreosot. Kami tidak menemukan perbedaan dalam tampilan atau kedalaman endapan pada keempat dinding, yang menunjukkan bahwa penukar terutama menerima energi radiasi dari dinding tungku luar. (Keramik mungkin memainkan peran isolasi, yang mengimbangi peningkatan konduktivitas.)
Berapa banyak air panas yang akan dihasilkan oleh penukar panas? Nah, pada siklus 7 jam yang umum, kita akan memuat 55 hingga 60 pon kayu ke dalam katalis Atlanta, yang akan menaikkan isi tangki 42 galon hingga hampir 140°F. Tingkat pembakaran 8 pon per jam ini mungkin sedikit lebih tinggi daripada yang digunakan kebanyakan orang, jadi Anda mungkin mendapatkan air panas yang sedikit lebih sedikit dari perangkat yang serupa. Tentu saja, jika Anda terus membakar dengan intens sepanjang hari, total 24 jam seharusnya masih cukup air panas lebih dari 100 galon per hari. Bahkan jika Anda sering mengoperasikan kompor Anda "mati," sistem ini akan secara signifikan mengurangi tagihan listrik Anda.
Bergantung pada ukuran rumah tangga Anda dan konsumsi air setiap orang, sistem ini dapat menghilangkan tagihan air panas musim dingin Anda. Jadi, jika Anda bisa mendapatkan kayu dengan harga yang jauh lebih murah daripada jumlah listrik atau gas yang sama, energi yang Anda gunakan untuk memanaskan air dari tungku kayu Anda (dikurangi ruang, tentu saja, panas yang akan disediakan alat tersebut) akan sangat berharga untuk diinvestasikan. Ditambah lagi, Anda akan senang mengetahui bahwa Anda telah mengambil langkah lain untuk mengganti sumber energi yang tidak terbarukan.
Selama 50 tahun di MOTHER EARTH NEWS, kami telah berupaya melindungi sumber daya alam planet ini sekaligus membantu Anda menghemat sumber daya finansial. Anda akan menemukan kiat-kiat untuk memangkas tagihan pemanas, menanam hasil bumi segar dan alami di rumah, dan masih banyak lagi. Itulah sebabnya kami ingin Anda menghemat uang dan pohon dengan berlangganan rencana penghematan yang diperbarui secara otomatis dan ramah lingkungan. Jika Anda membayar dengan kartu kredit, Anda dapat menghemat tambahan $5 dan mendapatkan 6 edisi MOTHER EARTH NEWS hanya dengan $12,95 (hanya AS). Anda juga dapat menggunakan opsi Tagih Saya dan membayar $17,95 untuk 6 kali cicilan.