ข้อดีอย่างหนึ่งของการทำความร้อนด้วยไม้คือสามารถใช้เตาเพียงเตาเดียวเพื่อตอบสนองความต้องการทุกอย่าง นอกจากจะทำให้เราอบอุ่นแล้ว เครื่องเผาไม้ยังสามารถทำอาหาร ตากผ้า และปิ้งนิ้วเท้าที่เย็นได้อีกด้วย แต่คงจะดีไม่น้อยหากกล่องดำนั้นสามารถอาบน้ำอุ่นได้ด้วยใช่หรือไม่?
อันที่จริง เครื่องทำน้ำอุ่นที่ใช้ฟืนในครัวเรือนนั้นไม่ใช่เรื่องใหม่ เมื่อกว่าศตวรรษที่ผ่านมา เตาหลายๆ ประเภทมีการติดตั้งถังไว้ อย่างไรก็ตาม การถือกำเนิดของเตาเผาไม้แบบ "ปิด" และระบบน้ำแรงดันได้ทำให้เทคนิคการทำน้ำอุ่นแบบแบตช์เก่าๆ ส่วนใหญ่ถูกละเลยไป และได้มีการพัฒนาวิธีการใหม่ๆ ที่ใช้รอบการปิดขึ้นมา
อุปกรณ์ทำน้ำอุ่นส่วนใหญ่ใช้ตัวแลกเปลี่ยนความร้อนที่ติดตั้งอยู่ในเตาผิงหรือปล่องไฟของอุปกรณ์ ตัวอย่างเชิงพาณิชย์ที่ดีที่สุดของแนวทางนี้ใช้ได้ผลดีจริงๆ หากเตาเผาทำงานเกือบทั้งวัน ก็สามารถให้ความร้อนแก่ทั้งบ้านได้ อย่างไรก็ตาม เพื่อความปลอดภัย อุปกรณ์เหล่านี้มักทำจากสเตนเลส (สินค้าราคาแพง) และต้องทดสอบแรงดันเพื่อให้แน่ใจว่าสามารถทนต่ออุณหภูมิที่สูงมากซึ่งอาจพบได้ภายในระบบทำความร้อนได้ ดังนั้น ตัวแลกเปลี่ยนความร้อนภายในที่ดีจึงมีราคาแพงพอสมควร ในทางกลับกัน อุปกรณ์ภายในที่ทำเองมักจะระเบิดไอน้ำร้อนจัดได้
นอกจากนี้ การสกัดความร้อนจากปล่องไฟหรือเตาไม้สามารถส่งผลข้างเคียงที่ไม่ดีได้: การสกัด Btu โดยตรงจากไฟ (โดยใช้เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบปล่องไฟ) ทำให้ประสิทธิภาพการเผาไหม้ลดลง...หากผลิตภัณฑ์จากการเผาไหม้ที่ไม่สมบูรณ์ถูกทำให้เย็นลงต่ำกว่าอุณหภูมิที่ควบแน่น (ไม่ว่าจะผ่านห้องเผาไหม้หรือเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบปล่องไฟ) อาจทำให้เกิดครีโอโซตสะสมจำนวนมากได้ อย่าเข้าใจผิดว่าไฟในปล่องไฟร่วมกับเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนที่เต็มไปด้วยน้ำอาจนำไปสู่หายนะได้
เมื่อตระหนักถึงความจริงที่ว่าไม่มีอาหารกลางวันที่ไม่ได้รับการชำระเงิน เราจึงใช้แนวทางอนุรักษ์นิยมในการออกแบบอุปกรณ์ทำน้ำอุ่นสำหรับเตาไม้ของเราเอง แทนที่จะใส่ตัวแลกเปลี่ยนความร้อนไว้ในเครื่องทำความร้อนหรือปล่องไฟ เรากลับติดตัวหนึ่งไว้ด้านนอกเตาผิง ด้วยการใช้กลยุทธ์นี้ เราหลีกเลี่ยงการดัดแปลงเครื่องทำความร้อนสำคัญๆ ใดๆ ทั้งสิ้น ซึ่งช่วยรักษาการรับรองของ Underwriters Laboratories ไว้ได้ ที่สำคัญกว่านั้น เรายังได้ปฏิบัติตามเกณฑ์ความปลอดภัยหลายประการที่เราได้กล่าวไปแล้ว ได้แก่ อุณหภูมิที่พบภายนอกตู้เครื่องทำความร้อนจะไม่ทำให้น้ำเดือด (ตราบใดที่ของเหลวยังคงหมุนเวียนอยู่) ความร้อนที่ใช้ในการทำน้ำร้อนจะแผ่ออกมาจากเครื่องทำความร้อนอยู่ดี ดังนั้นจึงไม่มีความร้อนส่วนเกินรั่วไหลออกจากเตาผิง
อุปกรณ์ทำน้ำอุ่นของเรามีท่อทองแดงขนาด 1/4 นิ้วยาวประมาณ 50 ฟุตที่ขดอยู่ในแผ่นยิปซัมบอร์ดที่อุดผนัง วัสดุที่ทำจากยิปซัมจะช่วยกระจายความร้อนไปยังคอยล์อย่างสม่ำเสมอ และทำให้ตัวแลกเปลี่ยนความร้อนสามารถสัมผัสโดยตรงกับตัวเตาได้โดยไม่เกิดความร้อนมากเกินไป (เราขอขอบคุณ Ed Walkinstik สำหรับข้อเสนอแนะนี้) ชุดประกอบนี้ยึดกับด้านหนึ่งของเครื่องทำน้ำอุ่นและเสียบเข้ากับเครื่องทำน้ำอุ่นขนาด 42 แกลลอนที่นำกลับมาใช้ใหม่ (เราใช้เครื่องทำน้ำอุ่นที่มีแผ่นเบิร์นเอาต์แต่มีกล่องกันเสียง) เช่นเดียวกับเครื่องอุ่นล่วงหน้าด้วยพลังงานแสงอาทิตย์
ปั๊มขนาด 10 แกลลอนต่อนาทีที่ติดตั้งอยู่บนท่อระบายน้ำของเครื่องทำความร้อนจะหมุนเวียนน้ำผ่านคอยล์และกลับไปที่ "T" ซึ่งอยู่ใต้วาล์วระบายที่ด้านบนของถัง (วาล์วนี้สงวนไว้เป็นมาตรการป้องกันความปลอดภัย) น้ำเย็นจะเข้าสู่ภาชนะผ่านทางทางเข้าปกติ และน้ำที่อุ่นด้วยไม้จะเข้าสู่เครื่องทำความร้อนไฟฟ้าแบบธรรมดาผ่านทางช่องระบายความร้อนมาตรฐาน สายไฟทั้งหมดได้รับการหุ้มฉนวนอย่างดีด้วยโฟมความหนาแน่นสูงหนา 1 นิ้ว
แน่นอนว่าหากน้ำหมุนเวียนอยู่ตลอดเวลา ความร้อนอาจสูญเสียไปที่เตาเมื่อไม่มีไฟกำลังลุกไหม้ เพื่อป้องกันปัญหานี้ นักวิจัย Dennis Burkholder จึงได้ติดตั้งระบบควบคุมเปิด/ปิดอัตโนมัติบนเทอร์โมสตัทเครื่องปรับอากาศแบบแรงดันไฟหลักที่เชื่อมต่อกับสายไฟของปั๊ม (คุณสามารถใช้ระบบควบคุมเครื่องทำความร้อน/เครื่องปรับอากาศแบบผสมผสานทั่วไปได้ โดยตั้งเป็นโหมดทำความเย็น) เทอร์โมสตัทจะติดตั้งบนผนังห่างจากเครื่องทำความร้อน 3 ฟุต ห่างจากด้านบนเครื่องประมาณ 1 ฟุต เมื่ออุณหภูมิของอากาศถึง 80°F ตัวควบคุม 120 โวลต์จะเปิดปั๊มและน้ำก็จะเริ่มร้อนขึ้น เมื่ออุณหภูมิลดลงเหลือ 76°F สวิตช์ดิฟเฟอเรนเชียลในตัวจะปิดเครื่องหมุนเวียนอีกครั้ง
ส่วนประกอบของระบบตัวแลกเปลี่ยนความร้อนแสดงไว้ในภาพวาดที่แนบมา แต่แน่นอนว่าการติดตั้งแต่ละครั้งจำเป็นต้องมีการเปลี่ยนแปลงขนาดพื้นฐานบ้าง ตัวอย่างเช่น หากเตาเผาของคุณมีขนาดใหญ่กว่าของเรา คุณสามารถขยายแผงให้ยาวพอที่จะใส่ท่อทองแดงอ่อนขนาด 1/4 นิ้ว ยาว 60 ฟุต ภายในโครงตัวแลกเปลี่ยนความร้อนที่ใหญ่กว่าได้ อย่างไรก็ตาม เครื่องทำความร้อนที่มีขนาดเล็กกว่าจะต้องใช้สายไฟน้อยกว่า
ไม่ว่าจะอย่างไรก็ตาม การใช้ท่อแบบขดเพื่อการขนส่งนั้นง่ายที่สุด เพียงแค่ใส่ลวดที่จีบแล้วลงในกรอบแล้วค่อยๆ งอท่อให้เต็มสี่เหลี่ยมผืนผ้า วัสดุที่มีความยืดหยุ่นสามารถงอได้เป็นรัศมีประมาณ 1-1/2 นิ้วโดยไม่งอ ดังนั้นการจะดันเข้าไปใน “จุดร้อน” ที่อาจเกิดขึ้นจึงไม่ใช่เรื่องยาก เราทำงานจากขอบด้านนอกเข้าด้านใน โดยยึดขดลวดเข้ากับแผงด้านหลังในขณะที่ทำงาน (หากไม่มีลวดมายึดวงแหวนด้านนอกของท่อ ทุกอย่างจะหลุดออกจากกรอบ)
หลังจากที่ท่อทองแดงกระจายทั่วกรอบอย่างสม่ำเสมอแล้ว ให้คนปูนปลาสเตอร์เป็นชั้นบางๆ แล้วเทส่วนผสมลงในกรอบ ปรับระดับพื้นผิวโดยเลื่อนไม้บรรทัดไปบนเหล็กฉาก และปล่อยให้วัสดุแห้งประมาณสองสามวัน จากนั้นจึงติดแผงเข้ากับด้านข้างของเตา และต่อท่อขนาด 1/4 นิ้วเข้ากับท่อขนาด 1/2 นิ้วของถังอุ่นล่วงหน้าได้
เราได้ทำการทดสอบแบบขยายเพื่อกำหนดการกำหนดค่าสวิตช์ที่มีประสิทธิภาพสูงสุดและเพื่อสร้างความมั่นใจให้กับเราว่าอุปกรณ์จะทำงานได้อย่างปลอดภัย ตัวอย่างเช่น เพื่อดูว่าจะเกิดอะไรขึ้นหากไฟฟ้าดับทำให้ปั๊มของเราปิดลง เราจึงปิดท่อที่ออกมาจากถังอุ่นล่วงหน้า และติดตั้งมาตรวัดแรงดันบนวาล์วระบาย แรงดันสูงสุดที่เราสามารถสร้างขึ้นในระบบได้คือ 3 PSI…นั่นหลังจากที่ Atlanta Stove Works Catalytic ของเราได้หยุดการไหลเป็นเวลา 8 ชั่วโมงด้วยอัตราการเผาไหม้ที่สูงที่สุดเท่าที่เป็นไปได้!
นอกจากนี้ เพื่อตรวจสอบว่าการแลกเปลี่ยนความร้อนโดยการนำความร้อนผ่านผนังเตาได้รับการส่งเสริมให้อยู่ในระดับที่ไม่ดีต่อสุขภาพหรือไม่ เราได้ตรวจสอบภายในเตาผิงของเตาเผาไม้ทุกวันเพื่อดูว่ามีคราบเขม่าสะสมมากขึ้นหรือไม่ เราไม่พบความแตกต่างในลักษณะที่ปรากฏหรือความลึกของคราบเขม่าบนผนังทั้งสี่ด้าน ซึ่งบ่งชี้ว่าตัวแลกเปลี่ยนความร้อนได้รับพลังงานจากการแผ่รังสีเป็นหลักจากผนังเตาเผาภายนอก (เซรามิกอาจมีส่วนในการเป็นฉนวนบางส่วน ซึ่งชดเชยกับสภาพการนำความร้อนที่เพิ่มขึ้น)
เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนจะผลิตน้ำร้อนได้เท่าไร? ในรอบปกติ 7 ชั่วโมง เราจะบรรจุไม้ 55 ถึง 60 ปอนด์เข้าไปในตัวเร่งปฏิกิริยาแอตแลนต้า ซึ่งจะทำให้อุณหภูมิในถังขนาด 42 แกลลอนเพิ่มขึ้นเกือบ 140°F อัตราการเผาไหม้ 8 ปอนด์ต่อชั่วโมงนี้น่าจะสูงกว่าที่คนส่วนใหญ่ใช้เล็กน้อย ดังนั้น คุณอาจได้รับน้ำร้อนน้อยลงเล็กน้อยจากอุปกรณ์ที่คล้ายกัน แน่นอนว่า หากคุณเผาไหม้อย่างหนักตลอดทั้งวัน ปริมาณน้ำร้อนรวม 24 ชั่วโมงก็ยังคงเพียงพอสำหรับมากกว่า 100 แกลลอนต่อวัน แม้ว่าคุณจะปิดเตาบ่อยครั้ง ระบบนี้จะช่วยลดค่าสาธารณูปโภคของคุณได้อย่างมาก
ระบบนี้อาจช่วยลดค่าน้ำร้อนในฤดูหนาวของคุณได้ ขึ้นอยู่กับขนาดครัวเรือนและปริมาณการใช้น้ำของทุกคน ดังนั้น หากคุณสามารถหาไม้ได้ในราคาที่ถูกกว่าค่าไฟฟ้าหรือแก๊สมาก พลังงานที่คุณใช้ในการทำน้ำอุ่นจากเตาไม้ (โดยไม่รวมพื้นที่และความร้อนที่เครื่องใช้จะให้) ก็ถือว่าคุ้มค่าการลงทุน นอกจากนี้ คุณยังจะดีใจที่รู้ว่าคุณได้ก้าวไปอีกขั้นในการเปลี่ยนแหล่งพลังงานที่ไม่สามารถหมุนเวียนได้
ตลอดระยะเวลา 50 ปีที่ MOTHER EARTH NEWS เราได้ทำงานเพื่อปกป้องทรัพยากรธรรมชาติของโลกไปพร้อมกับช่วยให้คุณประหยัดทรัพยากรทางการเงิน คุณจะพบเคล็ดลับในการลดค่าใช้จ่ายในการทำความร้อน การปลูกผักผลไม้สดจากธรรมชาติที่บ้าน และอื่นๆ อีกมากมาย นั่นเป็นเหตุผลที่เราต้องการให้คุณประหยัดเงินและต้นไม้โดยสมัครแผนการออมแบบต่ออายุอัตโนมัติซึ่งเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมของเรา เมื่อคุณชำระเงินด้วยบัตรเครดิต คุณสามารถประหยัดเพิ่มได้ 5 ดอลลาร์ และรับ MOTHER EARTH NEWS 6 ฉบับในราคาเพียง 12.95 ดอลลาร์ (เฉพาะสหรัฐอเมริกา) นอกจากนี้คุณยังสามารถใช้ตัวเลือก Bill Me และชำระเงิน 17.95 ดอลลาร์สำหรับงวดการจ่าย 6 งวดได้อีกด้วย