Unul dintre avantajele încălzirii cu lemne este că se poate folosi o singură sobă pentru fiecare nevoie. Pe lângă faptul că ne țin de cald, mașinile de ardere pe lemne pot găti mese, usca haine și prăji picioarele reci. Dar nu ar fi extravagant dacă acea cutie neagră ar putea face și un duș fierbinte?
De fapt, încălzitoarele de apă pe lemne de uz casnic nu sunt nimic nou... în urmă cu peste un secol, multe sobe aveau rezervoare atașate. Cu toate acestea, apariția sobelor pe lemne „închise” și a sistemelor de apă sub presiune a pus majoritatea tehnicilor vechi de încălzire în loturi pe plan secund și au fost dezvoltate noi metode bazate pe cicluri închise.
Majoritatea accesoriilor pentru încălzirea apei utilizează schimbătoare de căldură instalate în focar sau în coșul de fum al echipamentului. Cel mai bun exemplu comercial al acestei abordări funcționează foarte bine. Dacă cuptorul funcționează cea mai mare parte a zilei, acesta poate furniza apă caldă pentru întreaga locuință. Cu toate acestea, din motive de siguranță, aceste dispozitive sunt adesea fabricate din oțel inoxidabil (o marfă scumpă) și trebuie testate la presiune pentru a se asigura că pot rezista la temperaturile foarte ridicate care pot fi întâlnite în sistemul de încălzire. Ca atare, un schimbător de căldură intern bun vine cu un preț destul de mare. Componentele interne fabricate manual, pe de altă parte, sunt cunoscute pentru exploziile de abur opăritor.
De asemenea, extragerea căldurii dintr-un focar sau dintr-un coș de fum al unei sobe pe lemne poate avea un efect secundar nefericit: extragerea Btu direct din foc (folosind un schimbător de căldură la focar) reduce eficiența arderii... dacă produsele combustiei incomplete sunt răcite sub temperatura la care se condensează (fie printr-o cameră de ardere, fie printr-un schimbător de căldură la coș), poate apărea o acumulare mare de creozot. Nu vă înșelați, combinația dintre un foc la coș și un schimbător de căldură umplut cu apă poate duce la un dezastru.
Recunoscând faptul că nu există nicio masă de prânz neplătită, am adoptat o abordare conservatoare în proiectarea propriului accesoriu de încălzire a apei pentru soba pe lemne. În loc să instalăm un schimbător de căldură în interiorul încălzitorului sau al coșului de fum, am atașat unul la exteriorul camerei de foc. Adoptând această strategie, am evitat orice modificări majore ale încălzitorului, ceea ce menține acreditarea Underwriters Laboratories. Mai important, sunt îndeplinite câteva dintre criteriile de siguranță pe care le-am menționat deja: temperatura întâlnită în afara carcasei încălzitorului nu va fierbe apa (atâta timp cât lichidul continuă să circule), căldura utilizată pentru încălzirea apei este oricum radiată de încălzitor, astfel încât niciun exces de căldură nu scapă din camera de foc.
Accesoriul nostru pentru încălzirea apei constă din doar aproximativ 15 metri de țeavă de cupru de 6 mm, înfășurată într-un gips-carton umplut cu Paris. Materialul pe bază de gips ajută la distribuirea uniformă a căldurii către serpentine și permite schimbătorului să fie în contact direct cu corpul cuptorului fără a se supraîncălzi. (Dorim să-i mulțumim lui Ed Walkinstik pentru sugestie.) Ansamblul se fixează cu șuruburi pe o parte a încălzitorului și se conectează la un încălzitor de apă reciclat de 180 litri (am folosit un încălzitor de apă cu element de ardere, dar cu o cutie izolată fonic). La fel ca un preîncălzitor solar.
O pompă de 10 galoane pe minut, montată pe scurgerea încălzitorului, circulă apa prin serpentina și înapoi la „T”, chiar sub supapa de siguranță din partea superioară a rezervorului (această supapă este rezervată ca măsură de siguranță). Apa rece intră în vas prin admisia normală, iar apa încălzită cu lemne intră în încălzitorul electric convențional prin ieșirea standard a căldurii. Toate cablurile sunt bine izolate cu spumă de înaltă densitate, cu grosimea de 2,5 cm.
Desigur, dacă apa circulă constant, căldura se poate pierde în sobă atunci când nu există foc. Pentru a preveni acest lucru, cercetătorul Dennis Burkholder a instalat comenzi automate de pornire/oprire pe un termostat de aer condiționat cu tensiune de linie, conectat la cablul de alimentare al pompei. (Puteți utiliza și combinația mai comună de încălzire/aer condiționat, setată pe modul răcire.) Termostatul este montat pe un perete la un metru distanță de încălzitor, la aproximativ 30 de centimetri de partea superioară a acestuia. Când temperatura aerului atinge 27°C, regulatorul de 120 de volți pornește pompa și apa începe să se încălzească. Când temperatura scade la 25°C, comutatorul diferențial încorporat oprește din nou circulatorul.
Componentele sistemului schimbător de căldură sunt prezentate în desenele atașate, dar, bineînțeles, fiecare instalare necesită unele modificări ale dimensiunilor de bază. De exemplu, dacă cuptorul dumneavoastră este mai mare decât al nostru, puteți extinde panoul suficient pentru a obține o serpentina completă de 60 de picioare (18 metri) dintr-o țeavă de cupru moale de 1/4″ (6 mm) în cadrul mai mare al schimbătorului. Cu toate acestea, cei cu încălzitoare mai mici vor trebui să utilizeze o cantitate mai mică de cabluri.
În orice caz, cel mai ușor este să folosiți tubul, deoarece este înfășurat pentru transport. Pur și simplu introducem sârma sertizată în cadru și îndoim ușor țeava pentru a umple dreptunghiul. Materialul flexibil poate fi îndoit la o rază de aproximativ 3,8 cm fără a se îndoi, deci nu este dificil să-l forțăm în orice potențiale „puncte fierbinți”. Lucrăm de la marginea exterioară spre interior, atașând bobinele la placa din spate pe măsură ce avansăm. (Fără fire care să fixeze inelul exterior al tubului, întregul ansamblu voia să sară din cadru.)
După ce țevile de cupru sunt distribuite uniform în cadrul cadrului, amestecați un strat subțire de ipsos și turnați amestecul în cadru. Nivelați suprafața trecând o riglă peste fierul de colț și lăsați materialul să se usuce câteva zile. Panoul poate fi apoi atașat la partea laterală a cuptorului, iar conducta de 6 mm poate fi conectată la conducta de 12 mm a rezervorului de preîncălzire.
Am efectuat teste extinse pentru a determina cea mai eficientă configurație a comutatorului și pentru a ne asigura că echipamentul va funcționa în siguranță. De exemplu, pentru a vedea ce s-ar întâmpla dacă o pană de curent ar opri pompa noastră, am etanșat conducta care ieșea din rezervorul de preîncălzire și am instalat un manometru pe supapa de siguranță. Cea mai mare presiune pe care am reușit să o dezvoltăm în sistem a fost de 3 PSI... asta după ce instalația noastră catalitică de la Atlanta Stove Works a blocat debitul timp de 8 ore la cea mai mare rată de ardere posibilă!
În plus, pentru a determina dacă schimbul de căldură prin conducție prin pereții cuptorului era încurajat la niveluri nesănătoase, am examinat zilnic interiorul camerei de ardere a sobei pe lemne pentru a depista acumularea de creozot. Nu am găsit diferențe în ceea ce privește aspectul sau adâncimea depunerilor pe niciunul dintre cei patru pereți, ceea ce sugerează că schimbătoarele primeau în principal energie radiantă de la pereții exteriori ai cuptorului. (Ceramica ar fi putut juca un rol izolator, compensând conductivitatea crescută.)
Câtă apă caldă va produce schimbătorul? Ei bine, într-un ciclu tipic de 7 ore, am încărca între 25 și 27 kg de lemne în catalizatorul Atlanta, ceea ce ar ridica conținutul rezervorului de 180 de litri la aproape 60°C. Această rată de ardere de 3,6 kg pe oră este probabil puțin mai mare decât cea folosită de majoritatea oamenilor, așa că este posibil să obțineți puțin mai puțină apă caldă de la un dispozitiv similar. Desigur, dacă continuați să ardeți intens pe tot parcursul zilei, totalul de 24 de ore ar trebui să fie suficient pentru peste 37 de litri pe zi. Chiar dacă folosiți frecvent soba „stinguită”, acest sistem vă va reduce semnificativ facturile la utilități.
În funcție de mărimea gospodăriei și de consumul de apă al fiecăruia, acest sistem poate elimina facturile de apă caldă pe timp de iarnă. Așadar, dacă puteți obține lemne pentru mult mai puțin decât cantitatea echivalentă de electricitate sau gaz, energia pe care o utilizați pentru a încălzi apa din soba pe lemne (minus spațiul, desigur, căldura pe care o va oferi aparatul) va merita investiția. În plus, veți fi bucuroși să știți că ați făcut încă un pas către înlocuirea surselor de energie neregenerabilă.
De 50 de ani, la MOTHER EARTH NEWS, ne-am străduit să protejăm resursele naturale ale planetei, ajutându-vă în același timp să economisiți resurse financiare. Veți găsi sfaturi despre cum să reduceți facturile la încălzire, să cultivați produse proaspete și naturale acasă și multe altele. De aceea, dorim să economisiți bani și copaci abonându-vă la planul nostru de economii ecologic cu reînnoire automată. Când plătiți cu cardul de credit, puteți economisi încă 5 USD și puteți primi 6 numere din MOTHER EARTH NEWS pentru doar 12,95 USD (doar în SUA). De asemenea, puteți utiliza opțiunea „Factură” și puteți plăti 17,95 USD pentru 6 rate.