Jednou z výhod kúrenia drevom je, že na každú potrebu stačí použiť len jednu pec. Okrem toho, že nás udržiavajú v teple, stroje na spaľovanie dreva dokážu variť jedlá, sušiť oblečenie a opekať studené nohy. Nebolo by však skvelé, keby sa do tej čiernej skrinky dala aj horúca sprcha?
V skutočnosti nie sú domáce ohrievače vody na palivové drevo ničím novým... pred viac ako storočím malo mnoho pecí nádržové nadstavce. Príchod „uzavretých“ horákov na drevo a systémov s tlakovou vodou však odsunul väčšinu starých techník dávkového ohrevu na vedľajšiu koľaj a vyvinuli sa nové metódy založené na uzavretých cykloch.
Väčšina príslušenstva na ohrev vody používa výmenníky tepla inštalované v ohnisku alebo v komíne zariadenia. Najlepší komerčný príklad tohto prístupu funguje naozaj dobre. Ak je pec v prevádzke väčšinu dňa, môže zabezpečiť teplú vodu pre celú domácnosť. Z bezpečnostných dôvodov sú však tieto zariadenia často vyrobené z nehrdzavejúcej ocele (drahý tovar) a musia byť tlakovo testované, aby sa zabezpečilo, že odolávajú veľmi vysokým teplotám, ktoré sa môžu vyskytnúť vo vykurovacom systéme. Preto má dobrý vnútorný výmenník tepla pomerne vysokú cenu. Domáce vnútorné výmenníky sú na druhej strane známe explóziami obarenia parou.
Odber tepla z ohniska alebo komína pece na drevo môže mať aj nepríjemný vedľajší účinok: priamy odber tepla z ohňa (pomocou výmenníka v ohnisku) znižuje účinnosť spaľovania... ak sa produkty nedokonalého spaľovania ochladia pod teplotu, pri ktorej kondenzujú (buď cez spaľovaciu komoru, alebo výmenník tepla v komíne), môže dôjsť k veľkému nahromadeniu kreozotu. Nenechajte sa mýliť, kombinácia požiaru v komíne a výmenníka tepla naplneného vodou môže znamenať katastrofu.
Keďže sme si uvedomili, že neexistuje žiadne neplatené obedňajšie jedlo, zvolili sme konzervatívny prístup k návrhu vlastného príslušenstva pre ohrev vody v peci na drevo. Namiesto umiestnenia výmenníka do ohrievača alebo komína sme ho pripevnili na vonkajšiu stranu ohniska. Prijatím tejto stratégie sme sa vyhli akýmkoľvek väčším úpravám ohrievača, čím si zachovávame akreditáciu Underwriters Laboratories. A čo je dôležitejšie, spĺňame niekoľko bezpečnostných kritérií, ktoré sme už spomenuli: teplota mimo krytu ohrievača nespôsobí varenie vody (pokiaľ kvapalina cirkuluje), teplo použité na ohrev vody je aj tak vyžarované ohrievačom, takže z ohniska neuniká žiadne prebytočné teplo.
Náš ohrievač vody pozostáva iba z približne 15 metrov medených rúrok s priemerom 6 mm, ktoré sú stočené do sadrokartónu s prídavkom parížskej zmesi. Materiál na báze sadry pomáha rovnomerne rozdeľovať teplo do cievok a umožňuje, aby výmenník bol v priamom kontakte s telesom pece bez prehrievania. (Chceli by sme poďakovať Edovi Walkinstikovi za návrh.) Zostava sa priskrutkuje k jednej strane ohrievača a zapojí sa do recyklovaného 180-litrového ohrievača vody (použili sme ohrievač vody s vyhorovacím prvkom, ale so zvukotesnou skrinkou). Rovnako ako solárny predohrievač.
Čerpadlo s výkonom 10 galónov za minútu namontované na odtoku ohrievača cirkuluje vodu cez cievku a späť do tvaru „T“ tesne pod poistným ventilom v hornej časti nádrže (tento ventil je vyhradený ako bezpečnostné opatrenie). Studená voda vstupuje do nádoby cez bežný vstup a voda ohriata drevom vstupuje do konvenčného elektrického ohrievača cez štandardný výstup tepla. Všetky káble sú dobre izolované 2,5 cm hrubou penou s vysokou hustotou.
Samozrejme, ak voda neustále cirkuluje, teplo sa môže strácať v sporáku, keď nehoří oheň. Aby sa tomu zabránilo, výskumník Dennis Burkholder nainštaloval automatické ovládanie zapnutia/vypnutia na termostat klimatizácie s napätím od siete, ktorý je pripojený k napájaciemu káblu čerpadla. (Môžete tiež použiť bežnejší kombinovaný ovládač kúrenia/klimatizácie, nastavený na režim chladenia.) Termostat je namontovaný na stene meter od ohrievača, asi 30 centimetrov od jeho vrchu. Keď teplota vzduchu dosiahne 27 °C, 120-voltový ovládač zapne čerpadlo a voda sa začne ohrievať. Keď teplota klesne na 24 °C, vstavaný diferenciálny spínač opäť vypne obehové čerpadlo.
Komponenty systému výmenníka tepla sú zobrazené na priložených výkresoch, ale samozrejme každá inštalácia vyžaduje určité zmeny základných rozmerov. Napríklad, ak je vaša pec väčšia ako naša, môžete panel dostatočne rozšíriť, aby ste do rámu väčšieho výmenníka vložili celú 18-metrovú špirálu z mäkkej medenej rúrky s priemerom 1/4″. Avšak tí, ktorí majú menšie ohrievače, budú musieť použiť menšie množstvo kabeláže.
V každom prípade je najjednoduchšie použiť trubicu, pretože je na prepravu zvinutá. Krimpovací drôt jednoducho vložíme do rámu a jemne ohneme trubicu tak, aby vyplnila obdĺžnik. Flexibilný materiál sa dá ohnúť na polomer približne 3,8 cm bez zalomenia, takže nie je ťažké ho vtlačiť do potenciálnych „horúcich miest“. Pracujeme od vonkajšieho okraja smerom dovnútra a cievky pripevňujeme k základnej doske postupne. (Bez drôtov na upevnenie vonkajšieho krúžku trubice by celá vec chcela z rámu vyskočiť.)
Po rovnomernom rozložení medených rúrok v ráme naneste tenkú vrstvu sadry a zmes nalejte do rámu. Povrch vyrovnajte prejdením pravítka po uhlovej liatine a nechajte materiál niekoľko dní schnúť. Panel sa potom môže pripevniť na bok pece a 1/4 palcové potrubie sa môže pripojiť k 1/2 palcovému potrubiu predhrievacej nádrže.
Vykonali sme rozsiahle testovanie, aby sme určili najefektívnejšiu konfiguráciu spínača a aby sme si boli istí, že zariadenie bude fungovať bezpečne. Napríklad, aby sme zistili, čo sa stane, ak výpadok prúdu vypne naše čerpadlo, utesnili sme potrubie vychádzajúce z nádrže predhrievača a nainštalovali sme tlakomer na poistný ventil. Najvyšší tlak, ktorý sme dokázali v systéme vyvinúť, bol 3 PSI... to bolo po tom, čo náš katalyzátor Atlanta Stove Works zastavil prietok na 8 hodín pri najvyššej možnej rýchlosti horenia!
Okrem toho, aby sme zistili, či je výmena tepla vedením cez steny pece podporovaná na nezdravú úroveň, denne sme skúmali vnútro ohniska dreveného kachle, či sa v ňom nenahromadí zvýšené množstvo kreozotu. Na žiadnej zo štyroch stien sme nezistili žiadne rozdiely vo vzhľade ani hĺbke usadenín, čo naznačuje, že výmenníky primárne prijímali sálavú energiu z vonkajších stien pece. (Keramika mohla zohrávať určitú izolačnú úlohu, ktorá kompenzovala zvýšenú vodivosť.)
Koľko teplej vody výmenník vyprodukuje? Pri typickom 7-hodinovom cykle by sme do katalyzátora Atlanta naložili 24 až 27 kilogramov dreva, čo by zvýšilo obsah 17-litrovej nádrže na takmer 63 °C. Táto rýchlosť spaľovania 3,7 kilogramu za hodinu je pravdepodobne o niečo vyššia ako to, čo používa väčšina ľudí, takže z podobného zariadenia môžete získať o niečo menej teplej vody. Samozrejme, ak budete intenzívne spaľovať počas celého dňa, 24-hodinový súčet by mal stále stačiť na viac ako 360 litrov teplej vody za deň. Aj keď často prevádzkujete kachle „vypnuté“, tento systém výrazne zníži vaše účty za energie.
V závislosti od veľkosti vašej domácnosti a spotreby vody každého z vás vám tento systém môže v zime eliminovať účty za teplú vodu. Ak teda dokážete zohnať drevo za oveľa menej, ako je ekvivalentné množstvo elektriny alebo plynu, energia, ktorú použijete na ohrev vody z pece na drevo (samozrejme bez priestoru, teda tepla, ktoré spotrebič poskytne), sa vám určite oplatí investovať. Navyše vás poteší, že ste urobili ďalší krok k nahradeniu neobnoviteľných zdrojov energie.
V MOTHER EARTH NEWS už 50 rokov pracujeme na ochrane prírodných zdrojov planéty a zároveň vám pomáhame šetriť finančné prostriedky. Nájdete tu tipy na zníženie účtov za kúrenie, pestovanie čerstvých, prírodných produktov doma a ďalšie. Preto chceme, aby ste ušetrili peniaze a stromy prihlásením sa na odber nášho ekologického automaticky obnovovateľného sporiaceho plánu. Pri platbe kreditnou kartou môžete ušetriť ďalších 5 dolárov a získať 6 vydaní MOTHER EARTH NEWS len za 12,95 dolárov (iba v USA). Môžete tiež použiť možnosť Vystaviť mi faktúru a zaplatiť 17,95 dolárov za 6 splátok.