Ena od prednosti ogrevanja na drva je, da lahko za vsako potrebo uporabimo samo eno peč. Poleg tega, da nas grejejo, lahko peči na drva kuhajo obroke, sušijo oblačila in popečejo mrzle prste. Ampak ali ne bi bilo super, če bi se ta črna škatla lahko tudi vroče tuširala?
Pravzaprav domači grelniki vode na drva niso nič novega ... pred več kot stoletjem so imele številne peči priključke za rezervoar. Vendar pa je pojav "zaprtih" gorilnikov na drva in sistemov z vodo pod pritiskom večino starih tehnik segrevanja potisnil v ozadje, razvile pa so se nove metode, ki temeljijo na zaprtih ciklih.
Večina dodatkov za ogrevanje vode uporablja toplotne izmenjevalnike, nameščene v kurišču ali dimniku opreme. Najboljši komercialni primer tega pristopa deluje zelo dobro. Če peč deluje večino dneva, lahko zagotavljajo toplo vodo za celoten dom. Vendar pa so te naprave zaradi varnosti pogosto izdelane iz nerjavečega jekla (drago blago) in jih je treba preizkusiti pod tlakom, da se zagotovi, da prenesejo zelo visoke temperature, ki se lahko pojavijo v ogrevalnem sistemu. Zato ima dober notranji toplotni izmenjevalnik precej visoko ceno. Doma narejeni notranji izmenjevalniki pa so znani po eksplozijah opeklin pare.
Tudi odvzem toplote iz dimnika kurišča ali peči na drva ima lahko neprijeten stranski učinek: odvzem Btu neposredno iz ognja (z uporabo izmenjevalnika kurišča) zmanjša učinkovitost zgorevanja ... če se produkti nepopolnega zgorevanja ohladijo pod temperaturo, pri kateri kondenzirajo (bodisi skozi zgorevalno komoro bodisi skozi izmenjevalnik toplote dimnika), lahko pride do velikega kopičenja kreozota. Ne delajte si utvar, kombinacija požara v dimniku in izmenjevalnika toplote, napolnjenega z vodo, lahko pomeni katastrofo.
Ker smo se zavedali dejstva, da ni neplačanega opoldanskega obroka, smo pri načrtovanju lastnega nastavka za ogrevanje vode za peč na drva uporabili konzervativen pristop. Namesto da bi izmenjevalnik namestili v grelnik ali dimnik, smo ga namestili na zunanjo stran kurišča. S to strategijo smo se izognili večjim spremembam grelnika, kar ohranja akreditacijo Underwriters Laboratories. Še pomembneje pa je, da je izpolnjenih več varnostnih meril, ki smo jih že omenili: temperatura zunaj ohišja grelnika ne bo zavrela vode (dokler tekočina kroži), toploto, ki se uporablja za ogrevanje vode, grelnik vseeno oddaja, zato iz kurišča ne uhaja odvečna toplota.
Naš nastavek za ogrevanje vode je sestavljen iz le približno 15 metrov bakrenih cevi s premerom 6 mm, zvitih v mavčno ploščo, napolnjeno s pariško tekočino. Material na osnovi mavca pomaga enakomerno porazdeliti toploto po tuljavah in omogoča, da je izmenjevalec v neposrednem stiku s telesom peči, ne da bi se pregrel. (Za predlog se zahvaljujemo Edu Walkinstiku.) Sklop se privije na eno stran grelnika in priključi na recikliran 180-litrski grelnik vode (uporabili smo grelnik vode z izgorevalnim elementom, vendar z zvočno izolirano ohišjem). Tako kot sončni predgrelnik.
Črpalka s pretokom 10 galon na minuto, nameščena na odtoku grelnika, kroži vodo skozi tuljavo in nazaj do "T" tik pod varnostnim ventilom na vrhu rezervoarja (ta ventil je rezerviran kot varnostni ukrep). Hladna voda vstopi v posodo skozi običajni dovod, voda, ogreta z lesom, pa vstopi v običajni električni grelnik skozi standardni izhod toplote. Vse napeljave so dobro izolirane z 2,5 cm debelo peno visoke gostote.
Seveda, če voda nenehno kroži, se lahko toplota izgubi v peči, ko ogenj ne gori. Da bi to preprečil, je raziskovalec Dennis Burkholder na termostat klimatske naprave z omrežno napetostjo, priključen na napajalni kabel črpalke, namestil samodejne krmilnike za vklop/izklop. (Uporabite lahko tudi bolj običajno kombinacijo ogrevanja/klimatizacije, nastavljeno na način hlajenja.) Termostat je nameščen na steni, približno meter stran od grelnika, približno 30 centimetrov od njegovega vrha. Ko temperatura zraka doseže 27 °C, 120-voltni krmilnik vklopi črpalko in voda se začne segrevati. Ko temperatura pade na 24 °C, vgrajeno diferencialno stikalo ponovno izklopi obtočno črpalko.
Komponente sistema toplotnega izmenjevalnika so prikazane na priloženih risbah, seveda pa vsaka namestitev zahteva nekaj sprememb osnovnih dimenzij. Če je na primer vaša peč večja od naše, lahko ploščo dovolj razširite, da v večji okvir izmenjevalnika vstavite celotno 18-metrsko tuljavo mehke bakrene cevi s premerom 1/4″. Vendar pa bodo morali tisti z manjšimi grelniki uporabiti manjše ožičenje.
V vsakem primeru je cev najlažje uporabiti, saj je za transport zvita. Stisnjeno žico preprosto vstavimo v okvir in cev nežno upognemo, da zapolni pravokotnik. Fleksibilen material se lahko upogne v polmeru približno 3,8 cm, ne da bi se prepognil, zato ga ni težko vstaviti v morebitne "vroče točke". Delamo od zunanjega roba navznoter in sproti pritrjujemo tuljave na zadnjo ploščo. (Brez žic za pritrditev zunanjega obroča cevi bi celotna stvar hotela skočiti iz okvirja.)
Ko so bakrene cevi enakomerno porazdeljene po okvirju, nanesite tanko plast mavca in mešanico vlijte v okvir. Površino poravnajte tako, da z ravnilom potegnete čez kotno železo in pustite, da se material nekaj dni suši. Ploščo lahko nato pritrdite na stran peči, 1/4-palčno cev pa priključite na 1/2-palčno cev predgrelnika.
Izvedli smo obsežno testiranje, da bi določili najučinkovitejšo konfiguracijo stikala in si zagotovili varno delovanje opreme. Na primer, da bi videli, kaj bi se zgodilo, če bi izpad električne energije izklopil našo črpalko, smo zatesnili cev, ki prihaja iz rezervoarja predgrelnika, in na varnostni ventil namestili manometer. Najvišji tlak, ki smo ga lahko razvili v sistemu, je bil 3 PSI ... to je bilo potem, ko je naš katalizator Atlanta Stove Works ustavil pretok za 8 ur pri najvišji možni hitrosti gorenja!
Poleg tega smo, da bi ugotovili, ali je bila izmenjava toplote s prevodnostjo skozi stene peči spodbujana do nezdravih ravni, dnevno pregledovali notranjost kurišča na drva glede povečanega kopičenja kreozota. Na nobeni od štirih sten nismo našli razlik v videzu ali globini usedlin, kar kaže na to, da so izmenjevalci primarno prejemali sevalno energijo iz zunanjih sten peči. (Keramika je morda igrala določeno izolacijsko vlogo, ki je izravnala povečano prevodnost.)
Koliko tople vode bo proizvedel izmenjevalec? No, v tipičnem 7-urnem ciklu bi v katalizator Atlanta naložili 22 do 27 kilogramov drv, kar bi vsebino 17-litrske posode segrelo na skoraj 63 °C. Ta hitrost gorenja 3,7 kilograma na uro je verjetno nekoliko višja od tiste, ki jo uporablja večina ljudi, zato boste morda s podobno napravo dobili nekoliko manj tople vode. Seveda, če boste čez dan intenzivno kurili, bi moral 24-urni skupni čas še vedno zadostovati za več kot 360 litrov tople vode na dan. Tudi če peč pogosto uporabljate "izklopljeno", bo ta sistem znatno zmanjšal vaše stroške za komunalne storitve.
Glede na velikost vašega gospodinjstva in porabo vode vseh vas lahko ta sistem odpravi stroške za toplo vodo pozimi. Če torej lahko dobite drva za veliko manj kot enakovredno količino elektrike ali plina, se bo energija, ki jo porabite za ogrevanje vode v peči na drva (seveda brez prostora, toplote, ki jo bo naprava zagotavljala), vsekakor splačala. Poleg tega boste veseli, da ste naredili še en korak k zamenjavi neobnovljivih virov energije.
Pri MOTHER EARTH NEWS si že 50 let prizadevamo za zaščito naravnih virov planeta, hkrati pa vam pomagamo prihraniti finančna sredstva. Našli boste nasvete za zmanjšanje stroškov ogrevanja, gojenje svežih, naravnih pridelkov doma in še več. Zato želimo, da prihranite denar in drevesa, tako da se naročite na naš okolju prijazen varčevalni načrt s samodejnim obnavljanjem. Ko plačate s kreditno kartico, lahko prihranite dodatnih 5 $ in dobite 6 izvodov MOTHER EARTH NEWS za samo 12,95 $ (samo ZDA). Uporabite lahko tudi možnost Izdaj mi račun in plačate 17,95 $ za 6 obrokov.