लकड़ी से हीटिंग करने का एक फायदा यह है कि हर जरूरत के लिए सिर्फ एक ही स्टोव का इस्तेमाल किया जा सकता है। हमें गर्म रखने के अलावा, लकड़ी से चलने वाली मशीनें खाना पका सकती हैं, कपड़े सुखा सकती हैं और ठंडे पैरों को गर्म कर सकती हैं। लेकिन अगर वह काली मशीन गर्म पानी से नहाने की सुविधा भी दे सके तो कितना अच्छा होगा!
दरअसल, घरेलू लकड़ी से चलने वाले जल तापक कोई नई बात नहीं हैं... एक सदी पहले, कई चूल्हों में टैंक लगे होते थे। हालांकि, "बंद" लकड़ी जलाने वाले यंत्रों और दबावयुक्त जल प्रणालियों के आगमन ने पुरानी बैच हीटिंग तकनीकों को काफी हद तक अप्रचलित कर दिया है और बंद चक्रों पर आधारित नई विधियां विकसित की गई हैं।
अधिकांश जल तापन उपकरणों में फायरबॉक्स या चिमनी में हीट एक्सचेंजर लगाए जाते हैं। इस पद्धति का सबसे अच्छा व्यावसायिक उदाहरण वास्तव में कारगर है। यदि भट्टी दिन भर चलती रहती है, तो यह पूरे घर के लिए गर्म पानी उपलब्ध करा सकती है। हालांकि, सुरक्षा कारणों से, ये उपकरण अक्सर स्टेनलेस स्टील (एक महंगी सामग्री) से बने होते हैं और इनका दबाव परीक्षण किया जाना आवश्यक है ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि ये हीटिंग सिस्टम के भीतर उत्पन्न होने वाले अत्यधिक तापमान को सहन कर सकें। इसलिए, एक अच्छे आंतरिक हीट एक्सचेंजर की कीमत काफी अधिक होती है। दूसरी ओर, घर पर निर्मित आंतरिक हीट एक्सचेंजर भाप विस्फोट के लिए कुख्यात हैं।
इसके अलावा, फायरबॉक्स या लकड़ी के चूल्हे की चिमनी से ऊष्मा निकालने का एक दुर्भाग्यपूर्ण दुष्प्रभाव हो सकता है: आग से सीधे ऊष्मा (Btu) निकालना (फायरबॉक्स हीट एक्सचेंजर का उपयोग करके) दहन दक्षता को कम कर देता है... यदि अपूर्ण दहन के उत्पाद उस तापमान से नीचे ठंडे हो जाते हैं जिस पर वे संघनित होते हैं (या तो दहन कक्ष या चिमनी हीट एक्सचेंजर के माध्यम से), तो बड़ी मात्रा में क्रेओसोट जमा हो सकता है। यह मत भूलिए कि चिमनी में आग लगना और पानी से भरे हीट एक्सचेंजर का संयोजन विनाशकारी हो सकता है।
यह जानते हुए कि दोपहर का भोजन निःशुल्क नहीं होता, हमने अपने लकड़ी के चूल्हे के जल तापन उपकरण को डिजाइन करने में सावधानी बरती। हीटर या चिमनी के अंदर ऊष्मा विनिमय यंत्र लगाने के बजाय, हमने इसे फायरबॉक्स के बाहर लगाया। इस रणनीति को अपनाकर, हमने हीटर में कोई बड़ा बदलाव नहीं किया, जिससे अंडरराइटर्स लेबोरेटरीज की मान्यता बरकरार रही। इससे भी महत्वपूर्ण बात यह है कि हमने जिन सुरक्षा मानदंडों का पहले ही उल्लेख किया है, उनमें से कई पूरे होते हैं: हीटर के बाहरी आवरण का तापमान पानी को नहीं उबालेगा (जब तक तरल पदार्थ का प्रवाह जारी रहता है), पानी को गर्म करने के लिए उपयोग की जाने वाली ऊष्मा वैसे भी हीटर द्वारा विकीर्ण होती है, इसलिए फायरबॉक्स से कोई अतिरिक्त ऊष्मा बाहर नहीं निकलती।
हमारे जल तापन उपकरण में लगभग 50 फीट लंबा 1/4 इंच का तांबे का पाइप लगा है, जिसे जिप्सम से भरी ड्राईवॉल में कुंडलित किया गया है। जिप्सम-आधारित सामग्री कॉइल्स में ऊष्मा को समान रूप से वितरित करने में मदद करती है और एक्सचेंजर को अधिक गरम हुए बिना भट्टी के मुख्य भाग के सीधे संपर्क में रहने देती है। (सुझाव के लिए हम एड वॉकिनस्टिक को धन्यवाद देना चाहेंगे।) यह असेंबली हीटर के एक तरफ बोल्ट से कस दी जाती है और एक पुनर्चक्रित 42 गैलन वाले वॉटर हीटर में प्लग की जाती है (हमने एक जले हुए एलिमेंट वाले वॉटर हीटर का उपयोग किया, लेकिन उसका बॉक्स ध्वनिरोधक था)। बिल्कुल सोलर प्रीहीटर की तरह।
हीटर के ड्रेन पर लगा 10 गैलन प्रति मिनट का पंप कॉइल के माध्यम से पानी को प्रसारित करता है और टैंक के शीर्ष पर स्थित रिलीफ वाल्व के ठीक नीचे "T" तक वापस पहुंचाता है (यह वाल्व सुरक्षा के लिए आरक्षित है)। ठंडा पानी सामान्य इनलेट से बर्तन में प्रवेश करता है, और लकड़ी से गर्म किया हुआ पानी मानक हीट आउटलेट से पारंपरिक इलेक्ट्रिक हीटर में प्रवेश करता है। सभी वायरिंग 1 इंच मोटे उच्च घनत्व वाले फोम से अच्छी तरह से इंसुलेटेड हैं।
बेशक, अगर पानी लगातार बहता रहे, तो आग न जलने पर भी स्टोव से गर्मी निकल सकती है। इसे रोकने के लिए, शोधकर्ता डेनिस बर्कहोल्डर ने पंप के पावर कॉर्ड से जुड़े लाइन-वोल्टेज एयर कंडीशनर थर्मोस्टेट पर ऑटोमैटिक ऑन/ऑफ कंट्रोल लगाए। (आप कूलिंग मोड पर सेट किए गए अधिक सामान्य हीटिंग/एयर कंडीशनिंग कंट्रोल का भी उपयोग कर सकते हैं।) थर्मोस्टेट को हीटर से तीन फीट दूर, उसके ऊपरी हिस्से से लगभग एक फीट की दूरी पर दीवार पर लगाया गया है। जब हवा का तापमान 80°F तक पहुँच जाता है, तो 120-वोल्ट कंट्रोलर पंप को चालू कर देता है और पानी गर्म होना शुरू हो जाता है। जब तापमान 76°F तक गिर जाता है, तो बिल्ट-इन डिफरेंशियल स्विच सर्कुलेटर को फिर से बंद कर देता है।
संलग्न चित्रों में हीट एक्सचेंजर सिस्टम के घटक दिखाए गए हैं, लेकिन निश्चित रूप से प्रत्येक इंस्टॉलेशन के लिए मूल आयामों में कुछ बदलाव आवश्यक होते हैं। उदाहरण के लिए, यदि आपका फर्नेस हमारे फर्नेस से बड़ा है, तो आप पैनल को इतना विस्तारित कर सकते हैं कि बड़े एक्सचेंजर फ्रेम के भीतर 1/4″ सॉफ्ट कॉपर पाइप का पूरा 60 फुट का कॉइल फिट हो जाए। हालांकि, छोटे हीटर वाले लोगों को कम वायरिंग का उपयोग करना होगा।
किसी भी स्थिति में, परिवहन के लिए कुंडलित ट्यूबिंग का उपयोग करना सबसे आसान होता है। हम बस मुड़े हुए तार को फ्रेम में डालते हैं और आयत को भरने के लिए पाइप को धीरे से मोड़ते हैं। लचीली सामग्री को बिना मुड़े लगभग 1-1/2 इंच की त्रिज्या तक मोड़ा जा सकता है, इसलिए इसे किसी भी संभावित "गर्म स्थान" में डालना मुश्किल नहीं है। हम बाहरी किनारे से अंदर की ओर काम करते हैं, और साथ ही कुंडलियों को बैकप्लेन से जोड़ते जाते हैं। (ट्यूब के बाहरी वलय को सुरक्षित करने के लिए तारों के बिना, पूरी चीज़ फ्रेम से बाहर कूदने वाली थी।)
फ्रेम के अंदर तांबे के पाइपों को समान रूप से बिछाने के बाद, प्लास्टर ऑफ पेरिस की एक पतली परत को घोलकर मिश्रण को फ्रेम में डालें। एंगल आयरन पर स्केल चलाकर सतह को समतल करें और सामग्री को कुछ दिनों तक सूखने दें। इसके बाद पैनल को भट्टी के किनारे से जोड़ा जा सकता है और 1/4 इंच की लाइन को प्रीहीटर टैंक के 1/2 इंच के पाइप से जोड़ा जा सकता है।
हमने स्विच के सबसे कुशल कॉन्फ़िगरेशन को निर्धारित करने और यह सुनिश्चित करने के लिए विस्तृत परीक्षण किए कि उपकरण सुरक्षित रूप से काम करेगा। उदाहरण के लिए, यह देखने के लिए कि बिजली गुल होने पर हमारा पंप बंद हो जाए तो क्या होगा, हमने प्रीहीटर टैंक से निकलने वाले पाइप को सील कर दिया और रिलीफ वाल्व पर एक प्रेशर गेज लगाया। सिस्टम में हम अधिकतम 3 PSI का दबाव ही उत्पन्न कर पाए... यह तब था जब हमारे अटलांटा स्टोव वर्क्स कैटेलिटिक ने उच्चतम संभव दहन दर पर 8 घंटे तक प्रवाह को रोक रखा था!
इसके अतिरिक्त, यह निर्धारित करने के लिए कि क्या भट्टी की दीवारों के माध्यम से चालन ऊष्मा विनिमय अस्वास्थ्यकर स्तर तक बढ़ रहा था, हमने लकड़ी जलाने वाले चूल्हे के फायरबॉक्स के अंदरूनी हिस्से की प्रतिदिन जांच की ताकि उसमें जमा क्रेओसोट की मात्रा में वृद्धि का पता लगाया जा सके। हमें चारों दीवारों पर जमाव की उपस्थिति या गहराई में कोई अंतर नहीं मिला, जिससे पता चलता है कि ऊष्मा विनिमय करने वाले मुख्य रूप से भट्टी की बाहरी दीवारों से विकिरण ऊर्जा प्राप्त कर रहे थे। (सिरेमिक ने कुछ हद तक इन्सुलेटिंग भूमिका निभाई होगी, जिससे बढ़ी हुई चालकता संतुलित हो गई होगी।)
यह एक्सचेंजर कितना गर्म पानी उत्पन्न करेगा? सामान्य तौर पर, 7 घंटे के चक्र में, हम अटलांटा कैटलिस्ट में 55 से 60 पाउंड लकड़ी डालते हैं, जिससे 42 गैलन के टैंक का तापमान लगभग 140°F तक बढ़ जाता है। 8 पाउंड प्रति घंटे की यह जलने की दर शायद अधिकांश लोगों द्वारा उपयोग की जाने वाली दर से थोड़ी अधिक है, इसलिए आपको इसी तरह के उपकरण से थोड़ा कम गर्म पानी मिल सकता है। बेशक, यदि आप पूरे दिन लगातार लकड़ी जलाते रहते हैं, तो 24 घंटे में कुल मिलाकर प्रतिदिन 100 गैलन से अधिक गर्म पानी मिल जाना चाहिए। यहां तक ​​कि अगर आप अपने स्टोव को अक्सर बंद रखते हैं, तब भी यह सिस्टम आपके बिजली के बिलों को काफी कम कर देगा।
आपके परिवार के आकार और सभी सदस्यों द्वारा पानी की खपत के आधार पर, यह प्रणाली आपके सर्दियों के गर्म पानी के बिल को पूरी तरह से खत्म कर सकती है। इसलिए, यदि आपको बिजली या गैस की समान मात्रा की तुलना में लकड़ी बहुत कम कीमत पर मिल सकती है, तो लकड़ी के चूल्हे से पानी गर्म करने में लगने वाली ऊर्जा (उपकरण द्वारा प्रदान की जाने वाली जगह और गर्मी को छोड़कर) निवेश के लायक होगी। साथ ही, आपको यह जानकर खुशी होगी कि आपने गैर-नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों को बदलने की दिशा में एक और कदम उठाया है।
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