KalyhaEpites

A kereskedelemben kapható sparhertek a fa elégetésével nyert energia nagy részét a kéményen küldik ki. 70-80%-os égetési hatásfok, és 60%-os hőcsere hatásfok mellett nem szokatlan a 40-45% körüli összhatásfok.

 A saját készítésű "rocket stove mass heater" (RMHS) az egyik legjobb egyszerűen elkészíthető tüzelőberendezés.

A 4-5kW-os sparhert a hő jelentős részét a füstben hagyja. Különben csak 1-1.3 kg/óra lenne a (száraz-) fafogyasztása4-5kW hőteljesítmény mellett !

Milyen technikákkal lehet a hatásfokot javítani ?

• Fontos alapelv, hogy az oxidációs részt jól kell hőszigetelni, nem szabad hűteni (a szekunder levegővel sem: nem szabad túl sokat adagolni, és azt is előmelegítve). Ezért jó kályhánál az oxidációhoz egy forró kamra áll rendelkezésre: a hő kivétele csak ezután következhet.
• Az üstház, a szokásos vegyestüzelésű kazán és a legtöbb kapható tüzelőberendezés felrúgja ezt a fontos alapelvet.
• aztán ha a füstgázban levő vizet kikondenzáljuk, ezzel adott üzemanyagból kivett hőt szuperszáraz üzemanyag esetén +15%-al, nedvesebb üzemanyag esetén akár +70%-al is megnövelhetjük. Márpedig gyakori, hogy a szárítás nem kielégítő (pl. górét, színt, egyéb szárítót már alig látni)

Huzat - Kéményhatás ("Stack effect")

Gondolatkísérlet, ami segíti a huzat megértését és számítását:

A kémény tetejénél az abszolút nyomás mondjuk 100kPa. A kéményen kívül a nagyobb (kb 1.2 kg/m3) sűrűségű gázoknál, lefelé integrálva 

• kívül g*int( suruseg  * dh) nagyobb, mint a kémény belsejében, mondjuk  9.81m/ss * 1.2 kg/m3 * 10m
• a kémény belsejében mondjuk 9.81m/ss * 1.0 kg/m3 * 10m (lehet, hogy a hűléstől változik, pl. 0.9 kg/m3 -ről 1.1 kg/m3-re)
• ebből számítható, mennyivel nagyobb a nyomás kívül. A példában 0.2 kg/m3 * 10m * 9.81 m/ss = 19.6 kg/m/ss / m2 azaz 19.6 Pa
• Ne felejtsük el, hogy a gáz összetétele más a kéményben. Akkor a legnagyobb a különbség, ha 1.0 lambda közelében égetünk, és a vizet kikondenzáljuk (ekkor az N2 és CO2 keverék a CO2 44g-os moltömegével - azonos hőmérséklet és nyomás mellett - nehezebb, mint a levegő)

Különösen a Rocket Stove esetén fontos (és gyakran félreértett) a huzat kialakulásának becslése. Igenis sokkal erősebb a huzat, ha felfelé (a "heat riser" -ben) jóval forróbb gáz áramlik, mint utána lefelé (vagyis ha a rocket-stove-nál szokásos hordó hősugárzóként üzemel, nincs hőszigetelve).

A számításból azt is láthatjuk, hogy nem szükséges forró gázokat kiengedni a szabadba. Elég, ha a forró gázokat felvisszük pár méterrel (ez a titka a Rocket Stove-nak is). Aztán pedig egy közel vízszintes szakaszban kihűthetjük a gázokat (akár egy vizes statikus keverős csőben ki is kondenzáltatva), ez a huzatnyomást lényegében nem befolyásolja (sok könyök, lépcső, vagy szűk keresztmetszet persze csökkenti az áramlást, ezek kerülendők).

A széles, sütővel rendelkező kályha a füstelvezetése miatt kicsivel több energiát hasznosít, mert hidegebb füstöt okád ki. Általában 6kW-os, ugyanannyi fával. Ennek viszont égetési hatásfoka nagyon rossz, mert túl korán elkezdi kihűteni a gázokat, nem tud a reakció végbemenni. Néhány ügyesen elhelyezett cserépdarabbal a távozó forró gázok egy torokba terelhetők, ami az égetési hatásfokot javítja (pláne közepes-kis tűz esetén). Mindenesetre a cipősdoboz méretű üzemanyagadagolója kényelmetlenné teszi.

Rocket Stove

• Vavrek elmondja, hogyan lehet ilyet készíteni - video
• 120-as zománcozott-vas füstcsőből (legalábbis a legforrób résznél, utána Al is lehet) is készíthető. Ha nem szállítható kályha kell, pár samottból nagyobb (kényelmesebb) tűzteret rakhatunk, mint ha csak a 120-as csövet használnánk. A hamu igen jó hőszigetelő, használható az égéstér és kivezetőcső körül
  • TODO: fénykép és video
• erős pozitív visszacsatolása van: ha begerjed, akkor erős huzatot és nagy hőteljesítményt tart fenn. Viszont ha lehalkul (szó szerint!), akkor az égés is romlik. Cell 120 mm-es csőből készült kályhájába a tapasztalat szerint legalább 6-10 pálcika kell egyszerre, vastagabb fából sem elég kevesebb. Ha már forró az egész, végül egy rönk is elég benne, de ez a takarék mód nem tekinthető üzemszerűnek (a rossz hatásfok miatt nem is gazdaságos). Lobogjon ! 6-10kW között jól működik (1.5-2.5 kg/óra fa)
• szinte mindig üzemanyagkorlátos (lambda>1.3, szekunder levegő jut bőven elég).
• ...

Improvizált Rocket Stove Kísérlet (video ~1perc)

Bármelyikre szerelhető "dob"

Zolta (Magfalva tanya "őslakosa", Gomba mellett) szerint az első dob legalább 1.5-2kW -ot jelent, neki kettő van, a második nyilván csak kb 1kW-ot.

Egyébként a kéménye szándékosan kicsit ferde, nem teljesen egyenes. Ez csökkenti a huzatot. Túl nagy huzatnál gyulladásveszélyt jelentő parázs szállhatna ki a kéményből.

Hol is lehet ilyet kapni ?

Épített kályha

Ilyet nem lehet a bricostore-ból hazavinni. Sokkal nagyobb hőtárolású.

Kiválót lehet készíteni sárból is (csak homogén legyen. munkaigényes. szalmát szoktak beledolgozni), samottból sokkal könnyebb.

Általában:

• nagy tűztere van. Nagy fák is betehetők gond nélkül.
  • vagy önetetős "rocket stove"
• nagy a főzőlapja is, egy enyhén bordázott vaslemez (kb. amivel a vízóraaknát szokás lefedni)
• kupolája, dómja van
  • ebben a füst kanyarog, megkerüli a sütőrészt, miközben felfele távozik.
  • a kupola jelentős energiát szed ki a füstből

Sajnos nem készítettem felvételeket Zolta + Fruzsina kályhájáról. Egészen fantasztikus, hogy egy fahasábból mennyi energiát kiszed a kályhájuk. Inkább túl meleg volt a jurtában szerintem. Kb 26C lent, 33C fent. Nem kell annyi fát rátenni :-)

Vigyázat!

Szénmonoxid mérgezés kialakulása: Az égéstermék része a CO2. Ha a füstgáz visszajut a még parázsló szénhez, elszenesedett fához, akkor a C+Co2-->2db CO folyamat játszódik le. Szabvány írja elő a minimális kéményátmérőt, kéménycső dőlésszög tartományt, min. huzatigényt (nyomás különbség), ill. a min. füstgáz hőmérsékletet. Világos, hogy minél kisebb a távozó füstgáz hőmérséklete, annál jobb a fűtés hatásfoka, de ez nem mehet a biztonság rovására.

Gáz-víz Hõcserélõ

Vettem köpenyes gáz-víz hõcserélõt ( kazán / vízmelegítõ betétet ), 7-10 bar nyomást biztos tud, sikeres nyomáspróba után akár egy kisebb GozTurbina -hoz is jó lehet.

Hasonlókat lehet itt is venni: pl. nagyobb a "17. Hőcserélő kazántest C-40" Rhttp://langor.addel.hu/products.php?prcategory=12017 

Akár egy épített búbos kemencébe is be lehet tenni. Az élettartama nagyobb, ha víz kering benne. 230V-os 3-fokozatú (35W/45W/60W) Grundfos keringtetõ szivattyút vettem (ez inkább kisebbnek számít, nagyobb családi házra nem is elég).

A GozTurbina meghajtása során használt víz/gőzcsövek is csökkentik a kéményfüst hőmérsékletét.