Подогреватель ракетной массы - Rocket mass heater - Wikipedia
А нагреватель массы ракеты (RMH), также известный как нагреватель массы ракетной печи, это форма медленного высвобождения система лучистого отопления, предназначенные в первую очередь для обогрева людей, а также для обогрева помещений в Поле зрения вокруг него. Варианты RMH также могут быть расширены на функции Готовка, отопительная вода, и производство теплого воздуха для распределения.[1]
Подогреватели ракетной массы разработаны из ракетные печи, тип дровяные печи, и каменные обогреватели. Первичная конструкция нагревателя ракетной массы состоит из изолированный камера сгорания, в которой топливо сжигается с высокой эффективностью при высоких температурах, и большой термическая масса в контакте с выхлопные газы который поглощает большую часть выделяемого тепла до того, как газы попадут в атмосфера.[2] По разным данным, подогреватель ракетной массы позволяет снизить расход топлива на 80–90% по сравнению с «обычными» печами.[3][4]
В отличие от обычных дровяных печей и камины, в нагревателе ракетной массы сгорание близко к полному. В нагревателе ракетной массы побочные продукты сгорания, такие как курить, сажа, креозот Соединения всасываются в изолированный туннель блока, где они далее сгорают, выделяя еще больше тепловой энергии для запуска ракетного процесса, в отличие от обычного пожара, когда они выдуваются дымовая труба.[5]
История
Слово ракета Название происходит от линейки кухонных плит чистого горения, разработанных в 1970-х годах, в которых использовался изолированный стояк тепла для получения чистого и эффективного огня. Масса относится к массе кладки, в которой хранится тепло.[1]
Первый прототип был построен в 1980-х годах. Хотя в некотором смысле это просто разновидность каменного обогревателя, большинство обогревателей ракетной массы отличаются тем, что производят мгновенное лучистое тепло (от металлического «горящего» ствола), так как изготовлены из гораздо более дешевых материалов (обычно из глины, стальной бочки на 55 галлонов). , и небольшая кирпичная топка), и требует менее прочного основания для строительства, поскольку вес нагревателя ракетной массы распределяется по большей площади. Более того, каменные обогреватели использовались с доисторических времен и превратились в различные конструкции в Европе, России и Китае. Ключевым принципом является включение большой тепловой массы, построенной из кирпичной кладки, которая поглощает тепло от выхлопных продуктов сгорания, направленных извилистым путем через каналы, встроенные в кладку.[6]
В ракетная (кухонная) плита был разработан Институт Апровечо, и описан в 1982 г.[7] Ракетная печь - это кухонный прибор, оптимизированный для обеспечения относительно высокого использования тепла и низкого выбросы.
Различные типы подогревателей ракетной массы
В зависимости от конструкции нагревателей ракетной массы существует несколько типов. Во всех вариантах исполнения внутренний изолированный дымовая труба называется «стояк тепла», производит эффективный высокотемпературный ожог, создавая достаточную тягу для выталкивания выхлопные газы через остальную часть системы. Дымовые газы охлаждаются до относительно низкой температуры в тепловом аккумуляторе, примерно до 50 ° C (122 ° F). В некоторых конструкциях пар в этих газах конденсируется в жидкость, освобождая связанные скрытая теплота конденсации, что еще больше увеличивает эффективность в виде конденсационный (газовый) котел.
J-образный стиль
В самой ранней и наиболее популярной форме древесина под действием силы тяжести подается в «J-образную» трубу сгорания, откуда горячие газы попадают в хорошо изолированный огнеупорный кирпич или же керамика огнеупорная вертикальная камера вторичного сгорания, выхлоп из которой затем проходит по горизонтальному металлу воздуховод встроен в массивный термальный магазин. Теплоаккумулятор достаточно велик, чтобы удерживать тепло в течение многих часов, и может быть частью конструкции здания. Их можно использовать с естественные постройки и внутри пермакультура конструкции; где они обычно строятся самостоятельно и не признаются всеми строительные нормы которые регулируют дизайн и строительство системы отопления внутри зданий.[5]
Пакетный стиль
Более поздние альтернативные разработки предусматривают создание горизонтальной топки периодического действия, называемой «коробкой дозирования», которая питается в вертикальном стояке тепла или вторичной камере сгорания. По сравнению с обычным RMH с J-образной трубкой, RMH с пакетной коробкой может быть загружен большим количеством древесины за один раз, так что он может работать самостоятельно в течение более длительного периода времени. Горизонтальный канал, протекающий через массу, может быть заменен тяжелым «колоколом» большего поперечного сечения, где горячие газы замедляются и расслаиваются, а охлажденные газы выходят около дна, как в некоторых каменных обогревателях.[8] Для обеспечения надлежащего воздушного потока ни в коем случае нельзя блокировать вертикальный порт в задней части коробки. По сравнению с RMH в стиле j-tube, создание RMH в стиле пакетной коробки может занять больше времени.[9]
Коб стиль
Тепловой стояк нагревателя ракетной массы в виде глыбы изготовлен из Початок, представляющий собой смесь глины и песка, армированную соломой.[10] Из-за относительно низкой теплопроводность Масса, состоящая из початков, может поглощать тепло и дольше сохранять его. Это позволяет нагревателям ракетной массы в виде глыбы согревать пространство в течение нескольких дней после прекращения огня, тем самым уменьшая количество необходимой древесины.[11]
Галечный стиль
Изобретенный Пол Уитон в 2010 году нагреватель ракетной массы в виде гальки использует камешки и горные породы чтобы облегчить его тепловую массу.[12] По сравнению с нагревателями ракетной массы из гальки, нагреватели из гальки весят меньше, что позволяет легко перемещать и модифицировать их. Легкая конструкция также делает их более подходящими для установки в местах, где есть деревянный пол. Сердцевина из гальки также имеет другой эстетический вид по сравнению с Cob.[13]
Составные части
Различные типы нагревателей ракетной массы изготавливаются из разных компонентов и из разных материалов для конкретных целей. Все типы нагревателей ракетной массы состоят из трех основных компонентов, называемых древесный корм, а стояк и масса теплообмена. В зависимости от конструкции нагреватель массы ракеты может иметь различную архитектуру внутри этих компонентов, а также может содержать несколько других компонентов, предназначенных для разных целей.[1]
Корм для древесины
Подача древесины - это отверстие, через которое древесина и воздух попадают в систему. В конструкции с J-образной трубкой подача древесины представляет собой небольшое и узкое отверстие, через которое древесина поступает в вертикальном положении.[1] Дровяной корм устроен таким образом, что, когда в него вставляются деревянные палки, горит только нижний конец палок. Из-за направления поток воздуха, огонь горит боком, в сторону камеры сгорания и стояка тепла. Горизонтальное направление огня предотвращает выход дыма из древесного корма в окружающую среду. Когда дно деревянных палочек горит, они медленно попадают в корм.[14] Подача древесины в нагревателях ракетной массы типа пакетной коробки позволяет одновременно загружать больше древесины.[8]
Подъемник тепла
Тепловой стояк представляет собой изолированный вертикальный канал, по которому пламя вверх и питает остальную часть топки. Стояк тепла должен быть изолирован, чтобы поддерживать пламя при высоких температурах для полного сгорания.[15] Низкая теплопроводность изоляционного материала способствует повышению температуры внутри теплотрассы до высоких температур. Когда горячие газы достигают закрывающего цилиндра, он выделяет значительно большее количество тепла, что охлаждает горячий воздух до относительно более низкой температуры. Этот поток вызывает сильный конвективное течение внутри нагревательного стояка, который создает прямой воздушный поток, который помогает дереву гореть боком в древесном корме. Газы, выходящие из стояка тепла, просто Углекислый газ и пар.[14]
Бочка
Диаметр ствола, в который помещается стояк, обычно составляет 0,2 м.3 который служит источником радиационного тепла для помещения, а его верхняя часть может также служить варочной поверхностью. Для обеспечения эффективных конвективных потоков ствол должен быть изготовлен из стали или материалов с более высокой теплопроводностью.[6]
Масса теплообмена
Тепловая масса, окружающая выхлоп Воздуховод и поглощает тепло от горячих дымовых газов, является интерфейсом, который излучает тепло в окружающую среду. Это может быть сделано из початок, камни или гальку. Тепловую массу часто лепят в скамейка которые могут стать архитектурной особенностью дома, излучая тепловую энергию в пространство в течение нескольких дней после того, как закончится древесное топливо.[11]
Операция
Нагреватель массы ракеты питается от теплота сгорания из дерева вставлен в деревянные ножки в вертикальном положении.[1] Чтобы начать процесс горения, следует поджечь нижний конец пучка дров. Огонь может гореть только боком в направлении стояка тепла, так как изолированная труба, которая соединяет деревянные ножки с стояком слухового прохода, является единственным доступным путем для потока воздуха.[14]
Когда огонь достигает стояка тепла, конструкция J-образной трубы направляет пламя вверх в камеру сгорания с высокой степенью изоляции, что позволяет аккумулировать тепловую энергию и создавать высокотемпературные газы. Более высокая температура также обеспечивает полное сгорание древесного топлива.[6] Когда горячий воздух входит в контакт с закрывающим стволом, высокая теплопроводность ствола поглощает значительное количество тепловой энергии, которая переносится конвекцией в ствол, отводя тепло от газа. Поскольку ствол теряет тепло из-за теплового излучения, он может поддерживать высокую скорость конвективной теплопередачи.[6]
Остальные выхлопные газы, которые в основном состоят из углекислого газа и пара, выходят сбоку через змеевидный канал через теплообменную массу, отдавая при этом большую часть своего тепла.[3] Тепло, поглощаемое массой теплообмена, сохраняет эту энергию и медленно излучает ее в окружающую среду в течение нескольких дней.[11][16]
Преимущества
Распределение тепла
Гибкость теплообменной массы позволяет эффективно распределять тепло по областям, нуждающимся в обогреве. Его можно создать для утепления от больших утепленных площадей до небольших конструкций, таких как типис которые не имеют достаточной изоляции.[17]
Эффективность топлива
Подъемник тепла обеспечивает полное сгорание древесины при очень высокой температуре, тем самым повышая теплота сгорания на единицу древесины по сравнению с обычными дровяными печами. Некоторые конструкции потребляют 10% древесины по сравнению с обычной дровяной печью для достижения той же комнатной температуры.[3][4] Поскольку теплообменная масса поглощает и доставляет большую часть теплота сгорания окружающей среде, это также обеспечивает более высокую тепловая эффективность. В результате температура выхлопа работающего нагревателя массы ракеты может составлять в среднем около 60–90 ° C (140–194 ° F), что ниже, чем у обычной дровяной печи, которая в среднем составляет около 400–600 ° C ( 752–1112 ° F).[4]
Чистый выхлоп
Изолированный дымоход теплой трубы поглощает тепло от выхлопных газов, которое затем излучается обратно в тепловую массу. Когда выхлопные газы в конечном итоге покидают нагреватель массы ракеты, они в основном состоят из углекислый газ и пар.[14][16]
Отопление в течение длительного времени
Низкий коэффициент теплопередачи теплообменной массы позволяет медленное выделение тепла после тушения пожара. В большинстве конструкций нагревателей ракетной массы теплообменная масса способна в достаточной степени нагревать окружающую среду в течение нескольких дней после того, как вся древесина исчерпана и огонь погас.[11]
Смотрите также
Рекомендации
- ^ а б c d е Виснер, Эрика; Визнер, Эрни. Руководство изготовителя ракетного массонагревателя. Издатели нового общества. ISBN 978-0865718234. Получено 3 августа 2020.
- ^ Эванс и Джексон, Подогреватели ракетной массы, стр.5, 20
- ^ а б c Приложения, Рози (20 февраля 2015 г.). «Журнал пермакультуры». Журнал пермакультуры. Получено 19 августа 2020.
- ^ а б c Чимасаки (23 марта 2019 г.). "Каков наиболее экологически безопасный способ обогрева дома?". дзидзоку. Получено 19 августа 2020.
- ^ а б Медоуз, Джоэл; Палмер, Дэн (14 ноября 2016 г.). «Основы ракетных печей». Принципы пермакультуры. Принципы пермакультуры. Получено 3 августа 2020.
- ^ а б c d Шумак, Марк (25 января 2016). «Расчетная модель нагревателя ракетной массы». Прикладная теплотехника. 93: 763–778. Дои:10.1016 / j.applthermaleng.2015.10.035. ISSN 1359-4311.
- ^ Апровечо, «Печи целые»
- ^ а б ван ден Берг, Питер. «Результаты работы с коробками на 8 партий на Собрании новаторов (форум по нагревателям ракетных масс в Перми)». permies.com. Получено 4 августа 2020.
- ^ ван ден Берг, Питер. "Batchrocket.eu - Строительство". batchrocket.eu. Получено 21 августа 2020.
- ^ Приложения, Рози (20 февраля 2015 г.). "Журнал пермакультуры". Журнал пермакультуры. Получено 6 августа 2020.
- ^ а б c d «8 вещей, которые нужно знать о нагревателях ракетной массы». commonsensehome.com. Здравый смысл дома. Получено 6 августа 2020.
- ^ Уитон, Пол. "галечный стиль rmh - в доме цены рыбака". permies.com. перми. Получено 6 августа 2020.
- ^ Виснер, Эрика; Визнер, Эрни. "Нагреватели ракетной массы: создайте свою собственную энергоэффективную печь для подогрева ракетной массы". www.dirtcheapbuilder.com. DirtCheapBuilder. Получено 6 августа 2020.
- ^ а б c d "подогреватель массы ракетной печи". richsoil.com. Плодородная земля. Получено 7 августа 2020.
- ^ Виснер, Эрика; Визнер, Эрни. Руководство изготовителя ракетного массонагревателя. Издатели нового общества. п. 8. ISBN 978-0865718234. Получено 7 августа 2020.
- ^ а б Робертс, Тобиас; Писатель, Rise (2 января 2019 г.). «Руководство по ракетному массонагревателю: вариант энергоэффективного обогрева». Подъем. Получено 19 августа 2020.
- ^ Фелпс, Брайс. «Ракетные обогреватели». Здоровый урожай. Получено 19 августа 2020.
внешняя ссылка
- Сайт Эрни и Эрики Виснер
- Тур по массовому нагревателю с ракетной печью и инструкции - включает в себя видео-образцы 12 обогревателей и 10-минутное практическое руководство.