장작 난방의 장점 중 하나는 모든 필요에 하나의 스토브만 사용할 수 있다는 것입니다. 장작 기계는 우리를 따뜻하게 하는 것 외에도 식사를 요리하고, 옷을 말리고, 차가운 발가락을 구울 수 있습니다. 하지만 그 블랙 박스가 뜨거운 샤워도 할 수 있다면 멋지지 않을까요?
사실, 가정용 장작 온수기는 새로운 것이 아닙니다. 100년 전에는 많은 스토브에 탱크 부착물이 있었습니다. 그러나 "폐쇄형" 장작 버너와 가압 수 시스템의 출현으로 대부분의 오래된 일괄 가열 기술은 백 버너에 놓이게 되었으며 폐쇄 사이클을 기반으로 하는 새로운 방법이 개발되었습니다.
대부분의 물 가열 액세서리는 화실이나 장비 굴뚝에 설치된 열교환기를 사용합니다.이 접근 방식의 가장 좋은 상업적 예는 정말 잘 작동합니다.로가 하루 종일 가동되는 경우 가정 전체에 온수를 공급할 수 있습니다.그러나 안전을 위해 이러한 장치는 종종 스테인리스 스틸(고가의 상품)로 만들어지며 난방 시스템 내에서 발생할 수 있는 매우 높은 온도를 견딜 수 있는지 확인하기 위해 압력 테스트를 거쳐야 합니다.따라서 우수한 내부 열교환기는 상당한 가격표가 붙습니다.반면에 집에서 만든 내부는 다음과 같습니다. 끓는 증기 폭발로 악명이 높습니다.
또한 화실이나 장작 난로의 굴뚝에서 열을 추출하는 것은 불행한 부작용이 있을 수 있습니다. 불에서 직접 Btu를 추출하면(화실 교환기를 사용하여) 연소 효율이 감소합니다. 불완전 연소 생성물이 응축되는 온도 아래로 냉각되면(연소실 또는 굴뚝 열 교환기를 통해) 크레오소트가 많이 축적될 수 있습니다.
무급 정오 식사가 없다는 사실을 인식하고 우리는 장작 난로 온수 난방 장치를 설계하는 데 보수적인 접근 방식을 취했습니다. 교환기를 히터나 굴뚝 내부에 두는 대신 화실 외부에 하나를 부착했습니다. 이 전략을 채택함으로써 우리는 히터에 대한 주요 수정을 피했고 Underwriters Laboratories 인증을 유지했습니다. 더 중요한 것은 우리가 이미 언급한 몇 가지 안전 기준이 충족된다는 것입니다. 히터 인클로저 외부에서 만나는 온도는 물을 끓이지 않습니다. 액체는 순환 상태로 유지됨) 물을 가열하는 데 사용되는 열은 어쨌든 히터에 의해 복사되므로 화실에서 과도한 열이 빠져나가지 않습니다.
당사의 물 가열 부착물은 약 50피트의 1/4인치 구리 튜브가 파리로 채워진 건식 벽체에 감겨져 구성되어 있습니다. 석고 기반 재료는 열을 코일에 고르게 분배하는 데 도움이 되며 교환기가 과열 없이 용광로 본체와 직접 접촉할 수 있도록 합니다. ).태양열 예열기처럼.
히터 드레인에 장착된 분당 10갤런의 펌프는 코일을 통해 물을 순환시키고 탱크 상단의 릴리프 밸브 바로 아래에 있는 "T"로 다시 돌아갑니다(이 밸브는 안전 예방 조치로 예약됨). 냉수는 일반 입구를 통해 용기로 들어가고 나무로 가열된 물은 표준 열 콘센트를 통해 기존 전기 히터로 들어갑니다. 모든 배선은 1인치 두께의 고밀도 폼으로 잘 절연되어 있습니다.
물론 물이 계속 순환하는 경우 화재가 발생하지 않을 때 스토브에서 열이 손실될 수 있습니다. 이를 방지하기 위해 연구원 Dennis Burkholder는 펌프의 전원 코드에 연결된 라인 전압 에어컨 온도 조절 장치에 자동 켜짐/꺼짐 제어 장치를 설치했습니다.(냉방 모드로 설정된 더 일반적인 난방/에어컨 제어 조합을 사용할 수도 있습니다.) 온도 조절 장치는 히터에서 3피트 떨어진 벽, 상단에서 약 1피트 떨어진 벽에 장착됩니다. 공기 온도가 80°F에 도달하면 120 -볼트 컨트롤러가 펌프를 켜고 물이 가열되기 시작합니다. 온도가 76°F로 떨어지면 내장된 차동 스위치가 순환기를 다시 끕니다.
열교환기 시스템의 구성요소는 첨부된 도면에 표시되어 있지만, 물론 모든 설치에는 기본 치수에 약간의 변경이 필요합니다. 예를 들어, 용광로가 우리 것보다 큰 경우 더 큰 교환기 프레임 내에 1/4″ 연질 구리 파이프의 전체 60피트 코일을 얻을 수 있도록 패널을 충분히 확장할 수 있습니다. 그러나 더 작은 히터를 사용하는 히터는 더 적은 양의 배선을 사용해야 합니다.
어떤 경우든 튜빙은 운송을 위해 감겨 있기 때문에 사용하는 것이 가장 쉽습니다. 우리는 압착된 와이어를 프레임에 넣고 파이프를 부드럽게 구부려 사각형을 채웁니다. 유연한 재료는 꼬임 없이 약 1-1/2인치의 반경으로 구부릴 수 있으므로 잠재적인 "핫스팟"에 밀어넣는 것은 어렵지 않습니다. 우리는 바깥쪽 가장자리에서 안쪽으로 작업하면서 코일을 백플레인에 부착합니다.(튜브의 외부 링을 고정하는 와이어 없이 모든 것이 원하는 틀 밖으로 뛰어내려라.)
구리 파이프가 프레임 내에 고르게 분포된 후, 파리 석고의 얇은 층을 휘젓고 혼합물을 프레임에 붓습니다. 각도 철 위에 눈금자를 실행하여 표면을 평평하게 하고 재료를 며칠 동안 건조시킵니다. 그런 다음 패널을 용광로 측면에 부착하고 1/4인치 라인을 예열기 탱크의 1/2인치 파이프에 연결할 수 있습니다.
우리는 스위치의 가장 효율적인 구성을 결정하고 장비가 안전하게 작동할 것이라는 확신을 주기 위해 확장 테스트를 수행했습니다. 예를 들어, 정전으로 펌프가 중단되면 어떤 일이 발생하는지 확인하기 위해 예열기 탱크에서 나오는 파이프를 밀봉하고 릴리프 밸브에 압력 게이지를 설치했습니다. 시스템에서 개발할 수 있었던 최고 압력은 3 PSI였습니다. 이는 Atlanta Stove Works Catalytic이 가장 높은 연소율로 8시간 동안 흐름을 정지시킨 후입니다!
또한 용광로 벽을 통한 전도 열 교환이 건강에 좋지 않은 수준으로 장려되고 있는지 확인하기 위해 우리는 장작 버너의 화실 내부를 매일 조사하여 크레오소트 축적이 증가했는지 확인했습니다. 우리는 4개의 벽에서 퇴적물의 모양이나 깊이에서 차이를 발견하지 못했습니다. 이는 교환기가 주로 외부 용광로 벽에서 복사 에너지를 받고 있음을 시사합니다.
교환기는 얼마나 많은 뜨거운 물을 생산합니까?일반적인 7시간 주기에서 우리는 55~60파운드의 목재를 애틀랜타 촉매에 적재하여 42갤런 탱크의 내용물을 거의 140°F로 올릴 것입니다.시간당 8파운드의 연소 속도는 대부분의 사람들이 사용하는 것보다 약간 높을 수 있으므로 유사한 장치에서 뜨거운 물을 약간 적게 얻을 수 있습니다.물론 하루 종일 계속 강렬하게 태우면 총 24시간이면 여전히 10도 이상의 뜨거운 물이 충분합니다. 하루에 0갤런. 스토브를 자주 "끄고" 작동하더라도 이 시스템은 공과금을 크게 줄여줍니다.
가족 규모와 모든 사람의 물 소비량에 따라 이 시스템은 겨울철 온수 ​​요금을 없앨 수 있습니다. 따라서 동등한 양의 전기나 가스보다 훨씬 적은 비용으로 장작을 구할 수 있다면 장작 난로에서 물을 데우기 위해 사용하는 에너지(물론 공간은 빼고 기기가 제공하는 열)는 투자할 가치가 충분할 것입니다.또한 재생 불가능한 에너지원을 대체하기 위한 또 다른 조치를 취했다는 사실에 기뻐할 것입니다.
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