Một trong những ưu điểm của việc sưởi ấm bằng củi là chỉ cần một bếp có thể được sử dụng cho mọi nhu cầu. Ngoài việc giữ ấm cho chúng ta, máy đốt củi còn có thể nấu ăn, sấy khô quần áo và nướng những ngón chân bị lạnh. Nhưng sẽ không lạ nếu chiếc hộp đen đó cũng có thể tắm nước nóng?
Trên thực tế, máy đun nước nóng bằng củi gia đình không có gì mới… hơn một thế kỷ trước, nhiều bếp lò có bình chứa đi kèm. Tuy nhiên, sự ra đời của lò đốt củi “khép kín” và hệ thống nước áp lực đã đặt hầu hết các kỹ thuật đun nóng theo mẻ cũ vào vị trí đốt sau và các phương pháp mới dựa trên chu trình khép kín đã được phát triển.
Hầu hết các phụ kiện đun nước nóng sử dụng bộ trao đổi nhiệt được lắp đặt trong hộp lửa hoặc ống khói của thiết bị. Ví dụ thương mại tốt nhất của phương pháp này hoạt động rất tốt. Nếu lò hoạt động gần như cả ngày, chúng có thể cung cấp nước nóng cho cả nhà. Tuy nhiên, để đảm bảo an toàn, các thiết bị này thường được làm bằng thép không gỉ (một mặt hàng đắt tiền) và phải được kiểm tra áp suất để đảm bảo chúng có thể chịu được nhiệt độ rất cao có thể gặp phải trong hệ thống sưởi. vụ nổ hơi nước.
Ngoài ra, chiết xuất nhiệt từ hộp lửa hoặc ống khói của bếp củi có thể có một tác dụng phụ đáng tiếc: chiết xuất Btu trực tiếp từ ngọn lửa (sử dụng bộ trao đổi hộp lửa) làm giảm hiệu quả đốt cháy… nếu các sản phẩm của quá trình đốt cháy không hoàn toàn được làm mát dưới nhiệt độ mà chúng ngưng tụ (thông qua buồng đốt hoặc bộ trao đổi nhiệt ống khói), thì sự tích tụ lớn creosote có thể xảy ra. Đừng nhầm lẫn, sự kết hợp giữa ngọn lửa ống khói và bộ trao đổi nhiệt chứa đầy nước có thể gây ra thảm họa.
Nhận thức được thực tế rằng không có bữa ăn trưa nào không được trả công, chúng tôi đã thực hiện một cách tiếp cận thận trọng để thiết kế phụ kiện đun nước bằng bếp củi của riêng mình. Thay vì đặt một bộ trao đổi nhiệt bên trong lò sưởi hoặc ống khói, chúng tôi gắn một bộ trao đổi nhiệt bên ngoài lò sưởi. Bằng cách áp dụng chiến lược này, chúng tôi đã tránh được bất kỳ sửa đổi lớn nào đối với lò sưởi, vốn vẫn được công nhận bởi Phòng thí nghiệm Underwriters. Quan trọng hơn, một số tiêu chí an toàn mà chúng tôi đã đề cập đã được đáp ứng: nhiệt độ bên ngoài vỏ lò sưởi sẽ không đun sôi nước (miễn là chất lỏng vẫn lưu thông), nhiệt được sử dụng dù sao thì để đun nóng nước cũng được tỏa ra bởi lò sưởi, vì vậy không có nhiệt dư thừa thoát ra khỏi hộp cứu hỏa.
Phụ kiện sưởi ấm nước của chúng tôi bao gồm chỉ khoảng 50 feet ống đồng 1/4 inch được cuộn trong một bức tường thạch cao đầy chất liệu Paris. Vật liệu làm từ thạch cao giúp phân phối nhiệt đều đến các cuộn dây và cho phép bộ trao đổi nhiệt tiếp xúc trực tiếp với thân lò mà không bị quá nóng. (Chúng tôi xin cảm ơn Ed Walkinstik về đề xuất này). .
Một máy bơm 10 gallon mỗi phút được gắn trên ống xả của lò sưởi sẽ luân chuyển nước qua cuộn dây và quay trở lại chữ “T” ngay bên dưới van xả ở trên cùng của bể (van này được dành riêng để đề phòng an toàn). Nước lạnh đi vào bình qua cửa vào thông thường và nước đun nóng bằng gỗ đi vào lò sưởi điện thông thường qua ổ cắm nhiệt tiêu chuẩn. Tất cả hệ thống dây điện đều được cách nhiệt tốt bằng bọt mật độ cao dày 1 inch.
Tất nhiên, nếu nước liên tục lưu thông, nhiệt có thể bị thất thoát vào bếp khi không có lửa cháy. Để ngăn chặn điều này, nhà nghiên cứu Dennis Burkholder đã đặt bộ điều khiển bật/tắt tự động trên bộ điều nhiệt điều hòa không khí bằng điện áp đường dây được kết nối với dây nguồn của máy bơm. (Bạn cũng có thể sử dụng bộ điều khiển điều hòa không khí/sưởi ấm kết hợp phổ biến hơn, được đặt ở chế độ làm mát). máy bơm và nước bắt đầu nóng lên. Khi nhiệt độ giảm xuống 76°F, công tắc vi sai tích hợp sẽ tắt bộ tuần hoàn một lần nữa.
Các thành phần của hệ thống trao đổi nhiệt được thể hiện trong các bản vẽ đính kèm, nhưng tất nhiên mọi cài đặt đều yêu cầu một số thay đổi đối với kích thước cơ bản. Ví dụ: nếu lò của bạn lớn hơn của chúng tôi, bạn có thể mở rộng bảng điều khiển đủ để có được một cuộn dây đồng mềm 1/4″ dài 60 foot bên trong khung trao đổi nhiệt lớn hơn. Tuy nhiên, những lò có bộ tản nhiệt nhỏ hơn sẽ phải sử dụng một lượng dây nhỏ hơn.
Trong mọi trường hợp, cách dễ nhất là sử dụng ống vì nó được cuộn lại để vận chuyển. Chúng tôi chỉ cần đặt dây đã uốn vào khung và nhẹ nhàng uốn ống để lấp đầy hình chữ nhật. Vật liệu dẻo có thể uốn cong đến bán kính khoảng 1-1/2 inch mà không bị xoắn, vì vậy không khó để buộc nó vào bất kỳ "điểm nóng" tiềm năng nào. của khung.)
Sau khi các ống đồng được phân bố đều trong khung, khuấy một lớp thạch cao paris mỏng và đổ hỗn hợp vào khung. Làm phẳng bề mặt bằng cách chạy thước trên bàn ủi góc và để vật liệu khô trong vài ngày. Sau đó, bảng điều khiển có thể được gắn vào bên cạnh lò và đường 1/4 inch có thể được nối với ống 1/2 inch của bể sấy sơ bộ.
Chúng tôi đã thực hiện thử nghiệm mở rộng để xác định cấu hình hiệu quả nhất của công tắc và để tự tin rằng thiết bị sẽ hoạt động an toàn. Ví dụ: để xem điều gì sẽ xảy ra nếu mất điện làm tắt máy bơm của chúng tôi, chúng tôi đã bịt kín đường ống dẫn ra khỏi bể sấy sơ bộ và lắp đặt một đồng hồ đo áp suất trên van giảm áp. Áp suất cao nhất mà chúng tôi có thể phát triển trong hệ thống là 3 PSI...đó là sau khi Chất xúc tác Atlanta Stove Works của chúng tôi làm ngừng dòng chảy trong 8 giờ ở tốc độ cháy cao nhất có thể!
Ngoài ra, để xác định xem sự trao đổi nhiệt dẫn truyền qua các bức tường lò có được khuyến khích đến mức không tốt cho sức khỏe hay không, chúng tôi đã kiểm tra bên trong hộp cứu hỏa của lò đốt củi hàng ngày để tìm sự tích tụ creosote tăng lên. Chúng tôi không tìm thấy sự khác biệt nào về bề ngoài hoặc độ sâu của lớp lắng đọng trên bất kỳ bức tường nào trong số bốn bức tường, cho thấy rằng các bộ trao đổi chủ yếu nhận năng lượng bức xạ từ các bức tường lò bên ngoài. (Gốm có thể đã đóng một số vai trò cách nhiệt, bù đắp cho độ dẫn điện tăng lên.)
Bộ trao đổi sẽ tạo ra bao nhiêu nước nóng? Chà, theo chu kỳ 7 giờ điển hình, chúng tôi sẽ nạp 55 đến 60 pound gỗ vào chất xúc tác Atlanta, điều này sẽ làm tăng nhiệt độ trong bình 42 gallon lên gần 140°F. Tốc độ đốt cháy 8 pound mỗi giờ này có thể cao hơn một chút so với mức mà hầu hết mọi người sử dụng, vì vậy bạn có thể nhận được ít nước nóng hơn một chút từ một thiết bị tương tự. Tất nhiên, nếu bạn tiếp tục đốt cháy dữ dội suốt cả ngày, thì tổng số 24 giờ vẫn đủ nước nóng trên 100 gallon mỗi ngày. Ngay cả khi bạn thường xuyên tắt bếp, hệ thống này sẽ giảm đáng kể hóa đơn tiện ích của bạn.
Tùy thuộc vào quy mô hộ gia đình của bạn và mức tiêu thụ nước của mọi người, hệ thống này có thể loại bỏ hóa đơn nước nóng mùa đông của bạn. Vì vậy, nếu bạn có thể mua củi với giá thấp hơn nhiều so với lượng điện hoặc gas tương đương, thì năng lượng bạn sử dụng để đun nóng nước từ bếp củi (tất nhiên là trừ đi không gian, nhiệt mà thiết bị sẽ cung cấp) sẽ rất đáng để đầu tư. Ngoài ra, bạn sẽ rất vui khi biết mình đã tiến thêm một bước trong việc thay thế các nguồn năng lượng không thể tái tạo.
Trong 50 năm tại MOTHER EARTH NEWS, chúng tôi đã làm việc để bảo vệ các nguồn tài nguyên thiên nhiên của hành tinh đồng thời giúp bạn tiết kiệm các nguồn tài chính. Bạn sẽ tìm thấy các mẹo để cắt giảm hóa đơn sưởi ấm, trồng các sản phẩm tự nhiên, tươi tại nhà, v.v. Đó là lý do tại sao chúng tôi muốn bạn tiết kiệm tiền và cây xanh bằng cách đăng ký gói tiết kiệm tự động gia hạn thân thiện với trái đất của chúng tôi. Khi thanh toán bằng thẻ tín dụng, bạn có thể tiết kiệm thêm $5 và nhận được 6 số MOTHER EARTH NEWS chỉ với $12,95 (chỉ ở Hoa Kỳ). Bạn cũng có thể sử dụng tùy chọn Bill Me và trả $17,95 cho 6 đợt.