En av fördelarna med att värma med ved är att bara en kamin kan användas för alla behov. Förutom att hålla oss varma kan vedeldade maskiner laga mat, torka kläder och rosta kalla tår. Men vore det inte snyggt om den där svarta lådan också kunde ta en varm dusch?
Faktum är att vedeldade varmvattenberedare för hushållsbruk inte är något nytt ... för över ett sekel sedan hade många kaminer tankmonterade tillbehör. Tillkomsten av "slutna" vedbrännare och tryckvattensystem har dock lagt de flesta av de gamla satsvisa uppvärmningsteknikerna på is och nya metoder baserade på slutna cykler har utvecklats.
De flesta varmvattenberedare använder värmeväxlare installerade i eldstaden eller skorstenen. Det bästa kommersiella exemplet på denna metod fungerar riktigt bra. Om värmepannan är igång större delen av dagen kan de ge varmvatten till hela hemmet. Av säkerhetsskäl är dessa apparater dock ofta tillverkade av rostfritt stål (en dyr vara) och måste trycktestas för att säkerställa att de tål de mycket höga temperaturer som kan uppstå i värmesystemet. Därför har en bra intern värmeväxlare en ganska rejäl prislapp. Hemgjorda interna delar är å andra sidan ökända för skållningsinducerade ångexplosioner.
Att utvinna värme från en eldstads- eller vedspisskorsten kan också ha en olycklig bieffekt: att utvinna Btu direkt från elden (med hjälp av en eldstadsvärmeväxlare) minskar förbränningseffektiviteten ... om produkterna från ofullständig förbränning kyls under den temperatur vid vilken de kondenserar (antingen genom en förbränningskammare eller en skorstensvärmeväxlare) kan en stor ansamling av kreosot uppstå. Missförstå mig inte, kombinationen av en skorstensbrand och en vattenfylld värmeväxlare kan innebära katastrof.
Eftersom det inte finns någon obetald middagsmåltid, tog vi en konservativ strategi för att designa vår egen vattenvärmare för vedspisen. Istället för att placera en värmeväxlare inuti värmaren eller skorstenen, fäste vi en på utsidan av eldstaden. Genom att använda denna strategi undvek vi större modifieringar av värmaren, som bibehåller Underwriters Laboratories-ackreditering. Ännu viktigare är att flera av de säkerhetskriterier vi redan nämnt uppfylls: temperaturen utanför värmarens hölje kommer inte att koka vattnet (så länge vätskan cirkulerar), värmen som används för att värma vattnet utstrålas ändå av värmaren, så ingen överskottsvärme slipper ut från eldstaden.
Vårt vattenvärmartillbehör består av endast cirka 15 meter kopparrör på 6 mm (6 mm) som är lindat in i en gipsskiva fylld med Paris-plast. Det gipsbaserade materialet hjälper till att fördela värme jämnt till spolarna och gör att värmeväxlaren kan vara i direkt kontakt med ugnshuset utan att överhettas. (Vi vill tacka Ed Walkinstik för förslaget.) Enheten bultas fast på ena sidan av värmaren och ansluts till en återvunnen varmvattenberedare på 180 liter (vi använde en varmvattenberedare med ett utbränningselement men en ljudisolerad låda). Precis som en solförvärmare.
En pump på 4,5 liter per minut, monterad på värmarens avlopp cirkulerar vatten genom spolen och tillbaka till "T"-et strax under säkerhetsventilen högst upp i tanken (denna ventil är reserverad som en säkerhetsåtgärd). Kallt vatten kommer in i kärlet genom det vanliga inloppet, och veduppvärmt vatten kommer in i den konventionella elvärmaren genom standardvärmeutloppet. All kabeldragning är välisolerad med 2,5 cm tjockt högdensitetsskum.
Om vattnet cirkulerar konstant kan värme naturligtvis gå förlorad till spisen när det inte brinner någon eld. För att förhindra detta installerade forskaren Dennis Burkholder automatiska på/av-kontroller på en nätspänningstermostat för luftkonditionering som är ansluten till pumpens nätsladd. (Du kan också använda den vanligare kombinerade värme-/luftkonditioneringskontrollen, inställd på kylläge.) Termostaten är monterad på en vägg en meter från värmaren, ungefär 30 cm från dess ovansida. När lufttemperaturen når 27°C slår 120-voltsregulatorn på pumpen och vattnet börjar värmas upp. När temperaturen sjunker till 24°C stänger den inbyggda differentialbrytaren av cirkulationspumpen igen.
Komponenterna i värmeväxlarsystemet visas i de bifogade ritningarna, men naturligtvis kräver varje installation vissa ändringar av de grundläggande måtten. Om din ugn till exempel är större än vår kan du utöka panelen tillräckligt för att få en hel 60-fots spole av 1/4″ mjukt kopparrör inuti den större växlarramen. De med mindre värmare måste dock använda en mindre mängd kablage.
I vilket fall som helst är det enklast att använda slangen eftersom den är lindad för transport. Vi sätter bara den krympta tråden i ramen och böjer försiktigt röret för att fylla rektangeln. Det flexibla materialet kan böjas till en radie på cirka 3,5 cm utan att böjas, så det är inte svårt att tvinga in det i potentiella "heta punkter". Vi arbetar från ytterkanten inåt och fäster spolarna på bakplanet allt eftersom. (Utan trådar för att fästa rörets yttre ring ville hela saken hoppa ut ur ramen.)
När kopparrören är jämnt fördelade i ramen, rör om ett tunt lager gips och häll blandningen i ramen. Jämna till ytan genom att dra en linjal över vinkeljärnet och låt materialet torka i några dagar. Panelen kan sedan fästas på sidan av ugnen och 6 mm-ledningen kan anslutas till 1,2 mm-röret på förvärmartanken.
Vi utförde omfattande tester för att fastställa den mest effektiva konfigurationen av brytaren och för att ge oss själva förtroende för att utrustningen skulle fungera säkert. För att till exempel se vad som skulle hända om ett strömavbrott stänger av vår pump, tätade vi röret som kommer ut ur förvärmartanken och installerade en tryckmätare på säkerhetsventilen. Det högsta trycket vi kunde utveckla i systemet var 3 PSI ... det var efter att vår Atlanta Stove Works Catalytic stoppade flödet i 8 timmar med högsta möjliga förbränningshastighet!
För att avgöra om ledningsvärmeutbyte genom ugnsväggarna uppmuntrades till ohälsosamma nivåer undersökte vi dessutom dagligen insidan av vedeldarens eldstad för ökad kreosotuppbyggnad. Vi fann inga skillnader i utseendet eller djupet av avlagringarna på någon av de fyra väggarna, vilket tyder på att värmeväxlarna huvudsakligen mottog strålningsenergi från ugnens yttre väggar. (Keramiken kan ha spelat en viss isolerande roll, vilket motverkade den ökade konduktiviteten.)
Hur mycket varmvatten kommer värmeväxlaren att producera? Tja, under en typisk 7-timmarscykel skulle vi ladda 22 till 27 kg ved i Atlanta-katalysatorn, vilket skulle höja innehållet i den 18-liters tanken till nästan 60 °C. Denna förbränningshastighet på 3,4 kg per timme är förmodligen lite högre än vad de flesta använder, så du kan få något mindre varmvatten från en liknande enhet. Naturligtvis, om du fortsätter att elda intensivt under hela dagen, bör den totala 24-timmarsförbrukningen fortfarande räcka till över 47 liter per dag. Även om du ofta använder din kamin "avstängd", kommer detta system att minska dina elräkningar avsevärt.
Beroende på hushållets storlek och allas vattenförbrukning kan det här systemet eliminera dina varmvattenräkningar under vintern. Så om du kan få ved för mycket mindre än motsvarande mängd el eller gas, kommer den energi du använder för att värma vattnet från din vedspis (minus utrymmet, naturligtvis, värmen som apparaten kommer att ge) att vara väl värd att investera i. Dessutom kommer du att bli glad att veta att du har tagit ytterligare ett steg mot att ersätta icke-förnybara energikällor.
I 50 år har vi på MOTHER EARTH NEWS arbetat för att skydda planetens naturresurser samtidigt som vi hjälper dig att spara ekonomiska resurser. Du hittar tips om hur du minskar dina värmekostnader, odlar färska, naturliga produkter hemma och mer. Därför vill vi att du ska spara pengar och träd genom att prenumerera på vår miljövänliga automatiskt förnyande sparplan. När du betalar med kreditkort kan du spara ytterligare 5 dollar och få 6 nummer av MOTHER EARTH NEWS för endast 12,95 dollar (endast USA). Du kan också använda alternativet "Billiga mig" och betala 17,95 dollar för 6 delbetalningar.