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Aug 08, 2023

Plans de chauffe-eau pour poêle à bois bricolage

Suivez ces conseils pour construire un kit de chauffage à serpentin à eau chaude pour poêle à bois et économiser

Suivez ces conseils pour construire un kit de chauffage à serpentin à eau chaude pour poêle à bois et économiser sur les factures de services publics. Comprend un schéma et des plans de chauffe-eau pour poêle à bois que vous pouvez installer dans votre propre maison.

L'un des avantages du chauffage au bois est la diversité des besoins qu'un seul poêle peut satisfaire. En plus de nous garder au chaud, un poêle à bois peut préparer le dîner, sécher les vêtements et griller les orteils froids. Mais ne serait-ce pas juste dandy si cette boîte noire dessinait aussi un bon bain chaud ?

En fait, le chauffage de l'eau domestique par un poêle à bois n'a rien de nouveau. . . il y a plus d'un siècle, de nombreuses cuisinières avaient des réservoirs d'eau. L'avènement du poêle à bois "étanche" et des systèmes d'eau sous pression a cependant laissé de côté la plupart de ces anciennes techniques de chauffage par lots, et de nouvelles méthodes basées sur la circulation fermée ont été développées.

La majorité des chauffe-eau utilisent des échangeurs de chaleur qui sont installés à l'intérieur du foyer ou de la cheminée de l'appareil. Les meilleurs exemples commerciaux de cette approche fonctionnent très bien. Si le poêle fonctionne presque toute la journée, il peut fournir de l'eau chaude à toute une famille. Pour des raisons de sécurité, cependant, ces appareils sont généralement fabriqués en acier inoxydable (un produit coûteux) et doivent être testés sous pression pour s'assurer qu'ils sont capables de résister aux températures très élevées qu'ils peuvent rencontrer à l'intérieur du système de chauffage. En conséquence, les échangeurs de chaleur internes de qualité ont des prix assez élevés. Les dispositifs internes faits maison, en revanche, ont acquis une mauvaise réputation pour les explosions de vapeur brûlantes.

De plus, extraire la chaleur du foyer ou de la cheminée d'un poêle à bois peut avoir des effets secondaires fâcheux : Tirer des Btu directement du feu (avec un échangeur de foyer) peut réduire l'efficacité de la combustion . . . et si les produits d'une combustion incomplète sont refroidis en dessous de la température à laquelle ils se condensent (par une chambre de combustion ou un échangeur de chaleur de cheminée), une forte accumulation de créosote peut se produire. Inutile de mentionner que la combinaison d'un feu de cheminée et d'un échangeur de chaleur interne rempli d'eau peut être catastrophique.

Reconnaissant le fait qu'il n'y a pas de repas de midi sans compensation, nous avons adopté une approche conservatrice pour concevoir notre propre accessoire de chauffage de l'eau pour un poêle à bois. Plutôt que de placer par hasard un échangeur à l'intérieur de l'appareil de chauffage ou de la cheminée, nous en avons attaché un à l'extérieur de la chambre de combustion. En adoptant cette approche, nous avons évité d'apporter des modifications majeures à l'appareil de chauffage, qui maintient la certification Underwriters' Laboratory. De plus, quelques critères de sécurité que nous avons déjà mentionnés sont respectés : les températures rencontrées à l'extérieur de la peau du réchauffeur ne font pas bouillir l'eau (tant que ce liquide continue de circuler), et la chaleur utilisée pour réchauffer l'eau est celle qui aurait été rayonné par le radiateur de toute façon, donc aucune chaleur supplémentaire n'est retirée de la chambre de combustion.

Notre accessoire de chauffe-eau se compose simplement d'environ 50 pieds de tubes en cuivre de 1/4″ enroulés dans un panneau rempli de plâtre de Paris. Le matériau à base de gypse aide à répartir uniformément la chaleur sur les serpentins et permet à l'échangeur d'être en contact direct avec le corps du poêle sans risque de surchauffe. (Nous aimerions remercier Ed Walkinstik pour cette suggestion.) L'assemblage se boulonne sur le côté du chauffe-eau et est raccordé à un chauffe-eau récupéré de 42 gallons (nous en avons utilisé un avec un élément brûlé mais un réservoir sain) dans à peu près de la même manière que le serait un préchauffeur solaire.

Une pompe de 10 gallons par minute installée sur le drain du réchauffeur fait circuler l'eau à travers le serpentin et vers un "T" juste en dessous de la soupape de surpression au sommet du réservoir (la soupape a été conservée par mesure de sécurité). L'eau froide entre dans le récipient par l'entrée normale et l'eau chauffée au bois passe à un radiateur électrique conventionnel par la sortie chaude standard. Toutes les lignes sont bien isolées avec de la mousse haute densité de 1″ d'épaisseur.

Bien sûr, si l'eau circulait constamment, la chaleur pourrait être perdue dans le poêle lorsqu'aucun feu ne brûlait. Pour éviter que cela ne se produise, le chercheur Dennis Burkholder a créé une commande marche/arrêt automatique à partir d'un thermostat de climatiseur à tension secteur câblé dans la ligne d'alimentation électrique de la pompe. (Vous pouvez également utiliser une combinaison de commande de chauffage/climatisation plus courante, réglée sur le mode de refroidissement.) Le thermostat est fixé au mur à trois pieds du radiateur et à environ un pied au-dessus de son sommet. Lorsque la température de l'air atteint 80 °F, la commande de 120 volts met la pompe en marche et l'eau commence à se réchauffer. L'interrupteur différentiel intégré éteint à nouveau le circulateur lorsque la température chute à 76 °F.

Les composants du système d'échangeur de chaleur sont illustrés dans l'illustration ci-jointe, mais bien sûr, chaque installation nécessitera une modification des dimensions de base. Par exemple, si votre poêle est plus grand que le nôtre, vous pourrez peut-être agrandir suffisamment le panneau pour obtenir une bobine complète de 60 pieds du tube en cuivre souple de 1/4″ à l'intérieur du cadre de l'échangeur de taille supérieure. Cependant, ceux d'entre vous qui ont des appareils de chauffage plus petits devront utiliser une plus petite quantité de ligne.

Dans tous les cas, il est plus facile de travailler avec le tube car il a été enroulé pour l'expédition. Nous venons de poser la ligne recourbée dans le cadre et de plier doucement le tube pour remplir la forme rectangulaire. Le matériau flexible peut être courbé jusqu'à un rayon d'environ 1-1/2″ sans se tordre, il n'est donc pas difficile de le forcer dans les "points chauds" potentiels. Nous avons travaillé des bords extérieurs vers l'intérieur, en câblant les bobines à la plaque de support au fur et à mesure. (Sans le fil pour maintenir les cercles extérieurs du tube en place, le tout voulait sortir du cadre.)

Une fois que vous obtenez le tube de cuivre uniformément réparti à l'intérieur du cadre, remuez une fine quantité de plâtre de Paris et versez le mélange dans le cadre. Nivelez la surface en passant une règle sur la cornière et laissez sécher le matériau pendant quelques jours. Ensuite, le panneau peut être fixé sur le côté de votre poêle et les conduites de 1/4″ peuvent être raccordées aux tubes de 1/2″ du réservoir de préchauffage.

Nous avons effectué des tests approfondis pour déterminer la configuration la plus efficace pour l'échangeur et nous assurer que l'appareil fonctionnerait en toute sécurité. Par exemple, pour voir ce qui se passerait si une panne de courant arrêtait notre pompe, nous avons scellé les tubes sortant du réservoir du préchauffeur et installé un manomètre sur la soupape de décharge. La pression la plus élevée que nous avons pu développer dans le système était de 3 PSI. . . et c'était après avoir laissé le débit stagner pendant huit heures au taux de combustion le plus élevé possible pour notre catalytique Atlanta Stove Works !

De plus, pour déterminer si l'échange de chaleur conductrice à travers la paroi du poêle était encouragé dans une mesure malsaine, nous avons vérifié l'intérieur de la chambre de combustion du poêle à bois chaque jour pour une accumulation accrue de créosote. Nous n'avons trouvé aucune différence dans l'apparence ou la profondeur des dépôts sur l'un des quatre murs, ce qui suggère que l'échangeur recevait principalement de l'énergie rayonnante de la paroi extérieure du poêle. (La céramique peut avoir exercé un effet isolant, contrebalançant l'augmentation de la conductivité.)

Quelle quantité d'eau chaude l'échangeur produira-t-il ? Eh bien, pendant un cycle typique de sept heures, nous chargerions 55 à 60 livres de bois dans l'Atlanta Catalytic, ce qui augmenterait le contenu du réservoir de 42 gallons à un peu moins de 140 ° F. Ce taux de combustion de huit livres par heure est probablement un peu plus élevé que ce que la plupart des gens utilisent, de sorte que le volume d'eau chaude que vous pourriez obtenir d'une unité similaire pourrait être légèrement inférieur. Bien sûr, si vous maintenez une forte brûlure toute la journée, le total sur une période de 24 heures devrait toujours être supérieur à 100 gallons par jour d'eau très chaude. Et même si vous utilisez souvent votre poêle dans un état "fermé", le système réduira considérablement vos factures d'électricité.

Selon la taille de votre famille et la quantité d'eau que chaque personne utilise, le système pourrait éliminer votre facture d'eau chaude en hiver. Par conséquent, si vous êtes en mesure d'obtenir votre bois à un prix sensiblement inférieur à celui d'une quantité équivalente d'électricité ou de gaz, l'énergie que vous mettez pour chauffer l'eau de votre poêle à bois (qui, bien sûr, sera soustraite de l'espace chaleur que l'appareil aurait fourni) vaudra bien l'investissement. De plus, vous aurez la satisfaction de savoir que vous avez fait un pas de plus vers le remplacement des sources d'énergie non renouvelables.