Raketenmassenheizung - Rocket mass heater
Ein Raketenheizer ( RMH ), auch bekannt als Raketenofen-Massenheizer , ist eine Form eines Strahlungsheizsystems mit langsamer Freisetzung , das hauptsächlich dazu dient, Menschen zu erwärmen und sekundär Bereiche in Sichtlinie um ihn herum zu erwärmen . Variationen von RMH können auch für die Funktionen Kochen , Erhitzen von Wasser und Erzeugen von warmer Luft zur Verteilung erweitert werden.
Raketenheizgeräte werden aus Raketenöfen , einer Art Holzofen und gemauerten Heizgeräten entwickelt . Eine primäre Konstruktion eines Raketenmassenheizers besteht aus einer isolierten Brennkammer, in der Kraftstoff mit hoher Effizienz bei hoher Temperatur verbrannt wird, und einer großen thermischen Masse in Kontakt mit den Abgasen, die den größten Teil der erzeugten Wärme absorbiert, bevor die Gase an die Gase abgegeben werden Atmosphäre . Anekdoten zufolge könnte eine Raketenheizung den Kraftstoffverbrauch im Vergleich zu „herkömmlichen“ Öfen um 80–90% senken.
Im Gegensatz zu herkömmlichen Holzöfen und Kaminen ist die Verbrennung bei einem Raketenofen fast vollständig. In einer Rakete Massen Erhitzer, Nebenprodukte der Verbrennung, wie zum Beispiel Rauch , Ruß , Kreosot sind Verbindungen in den isolierten Tunnel der Einheit gesaugt , wo einiger Anspruch sie weiter combust, die Freigabe noch mehr Wärmeenergie , um die Rakete Prozess zu fahren, im Gegensatz zu einem normalen Feuer, wo sie aus dem Schornstein geblasen werden .
Geschichte
Das Wort Rakete wurde von dem 1982 beschriebenen Raketenofen von Aprovecho zum Kochen übernommen. Masse bezeichnet die Masse des Mauerwerks, in der es Wärme speichert. Mauerwerksheizungen werden seit prähistorischer Zeit verwendet und haben sich in Europa, Russland und China zu verschiedenen Designs entwickelt. Das Schlüsselprinzip ist der Einbau einer großen thermischen Masse aus Mauerwerk, die Wärme von austretenden Verbrennungsprodukten absorbiert, die in einem gewundenen Weg durch im Mauerwerk eingebettete Kanäle geleitet werden.
Der erste Prototyp wurde in den 1980er Jahren gebaut. Obwohl sie in gewisser Weise einfach eine Variation eines Mauerwerksheizers sind, zeichnen sich die meisten Raketenmassenheizer dadurch aus, dass sie unmittelbare Strahlungswärme (aus dem "brennenden" Metallrohr) erzeugen und aus viel billigeren Materialien bestehen (normalerweise eine Kolbenmasse, 55-Gallonen-Stahltrommel). und eine kleine Feuerbüchse aus Ziegelsteinen) und dass eine weniger robuste Basis benötigt wird, auf der aufgebaut werden muss, da das Gewicht eines Raketenmassenheizers über eine größere Fläche verteilt wird.
Verschiedene Arten von Raketenmassenheizungen
Es gibt verschiedene Arten von Raketenmassenheizungen, je nachdem, wie sie konstruiert sind. Bei allen Konstruktionen erzeugt ein interner isolierter Schornstein, der als "Heat Riser" bezeichnet wird, eine effiziente Hochtemperaturverbrennung, die einen ausreichenden Zug erzeugt, um die Abgase durch den Rest des Systems zu drücken . Die Rauchgase werden innerhalb des Wärmespeichers auf eine relativ niedrige Temperatur von etwa 50 °C (122 °F) abgekühlt. In einigen Ausführungen kondensiert Dampf in diesen Gasen zu Flüssigkeit , wobei die damit verbundene latente Kondensationswärme freigesetzt wird, was den Wirkungsgrad in der Art eines Brennwertkessels (Gaskessels) weiter erhöht .
J-Rohr-Stil
In der frühesten und beliebtesten Form wird Holz durch Schwerkraft in ein "J-förmiges" Verbrennungsrohr eingespeist, von wo aus die heißen Gase in eine gut isolierte vertikale Sekundärbrennkammer aus Schamottesteinen oder keramischen feuerfesten Materialien eintreten , deren Abgas dann horizontal strömt Metallführung innerhalb eines massiven eingebetteten Wärmespeicher . Der Wärmespeicher ist groß genug, um die Wärme über viele Stunden zu speichern und kann Teil der Gebäudestruktur sein. Sie können mit natürlichen Gebäuden und in Permakultur- Designs verwendet werden; wo sie normalerweise selbst gebaut werden und von vielen (aber nicht allen) Bauvorschriften anerkannt werden , die die Planung und den Bau von Heizungsanlagen in Gebäuden regeln .
Batch-Box-Stil
Neuere alternative Entwicklungen haben einen horizontal gespeisten Feuerraum eingeführt, der als "Batch-Box" bezeichnet wird und in den vertikalen Wärmesteigrohr oder die sekundäre Brennkammer einspeist. Im Vergleich zu einem herkömmlichen RMH im J-Tube-Stil kann ein RMH im Batch-Box-Stil mit mehr Holz gleichzeitig beladen werden, so dass er über einen längeren Zeitraum von selbst laufen kann. Die horizontale Kanalströmung durch die Masse kann durch eine schwere "Glocke" mit größerem Querschnitt ersetzt werden, wo die heißen Gase langsamer werden und sich schichten, wo die gekühlten Gase in der Nähe des Bodens austreten, wie bei einigen Mauerwerksheizungen. Um einen ordnungsgemäßen Luftstrom zu ermöglichen, sollte der vertikale Anschluss an der Rückseite der Box niemals blockiert werden. Im Vergleich zu einem RMH im J-Tube-Stil kann es länger dauern, einen RMH im Batch-Box-Stil zu bauen.
Cob-Stil
Der Heat Riser eines Rakete-Massenheizers im Cob-Stil besteht aus Cob , einer mit Stroh verstärkten Ton-Sand-Mischung. Aufgrund der relativ geringen Wärmeleitfähigkeit kann eine aus Kolben bestehende Masse Wärme aufnehmen und über einen längeren Zeitraum speichern. Dies ermöglicht es Raketenheizern im Kolben-Stil, einen Raum mehrere Tage lang zu erwärmen, nachdem das Feuer aufgehört hat, wodurch die benötigte Holzmenge reduziert wird.
Kiesel-Stil
Erfunden von Paul Wheaton im Jahr 2010, verwendet ein kieselartiger Raketenmassenheizer Kieselsteine und Gesteine , um seine thermische Masse zu erleichtern. Im Vergleich zu Raketenheizern im Kolben-Stil wiegen Kieselstein-Heizungen weniger, sodass sie leicht bewegt und modifiziert werden können. Das leichte Design macht sie auch besser geeignet für die an Orten installieren, haben Holzboden . Ein Kieselkern bietet auch ein anderes ästhetisches Aussehen als ein Kolben.
Komponenten
Verschiedene Arten von Raketenmassenheizungen werden mit unterschiedlichen Komponenten und unterschiedlichen Materialien für bestimmte Zwecke hergestellt. Alle Arten von Raketenmassenheizungen haben drei Hauptkomponenten, die als Holzzufuhr , Wärmesteigleitung und Wärmeaustauschmasse bezeichnet werden . Je nach Konstruktion kann ein Raketenmassenheizer innerhalb dieser Komponenten eine unterschiedliche Architektur aufweisen und kann auch mehrere andere Komponenten enthalten, die für unterschiedliche Zwecke ausgelegt sind.
Holzfutter
Die Holzzufuhr ist die Öffnung, durch die Holz und Luft in das System gelangen. Bei einem J-Tube-Design ist die Holzzufuhr eine kleine und schmale Öffnung, die Holz in vertikaler Ausrichtung aufnimmt. Ein Holzfutter ist so konstruiert, dass beim Einführen von Holzstäbchen in das Futter nur das untere Ende der Holzstäbchen brennt. Durch die Richtung des Luftstroms brennt das Feuer seitwärts, in Richtung der Brennkammer und des Wärmeanstiegs. Die horizontale Richtung des Feuers verhindert, dass Rauch aus dem zugeführten Holz in die Umgebung entweicht. Wenn die Unterseite der Holzstäbchen brennt, werden sie langsam in das Futter geschoben. Die Holzzufuhr in Raketenmassenheizungen im Batch-Box-Stil ermöglicht die gleichzeitige Beladung von mehr Holz.
Hitzesteig
Der Hitzesteig ist ein isolierter, vertikaler Kanal, der Flammen nach oben zieht und den Rest der Feuerkammer mit Strom versorgt. Der Hitzesteig sollte isoliert sein, um die Flammen für eine vollständige Verbrennung auf hohen Temperaturen zu halten. Die geringe Wärmeleitfähigkeit des Isolationsmaterials ermöglicht einen Temperaturaufbau innerhalb der Heizleitung auf hohe Temperaturen. Wenn die heißen Gase das umschließende Fass erreichen, gibt es eine deutlich höhere Wärmemenge ab, die die heiße Luft auf eine relativ niedrigere Temperatur abkühlt. Diese Strömung verursacht eine starke Konvektionsströmung innerhalb des Heizsteigrohrs, die einen Vorwärtsluftstrom erzeugt, der das Holz in der Holzzufuhr seitlich verbrennen lässt.
Fass
Die Tonne, die den Hitzesteig umschließt, hat typischerweise eine Größe von 0,2 m 3 , die als Strahlungswärmequelle für den Raum dient und deren Oberseite auch als Kochfläche dienen kann. Um effiziente Konvektionsströme zu ermöglichen, sollte die Trommel aus Stahl oder Materialien mit höherer Wärmeleitfähigkeit bestehen.
Wärmeaustauschmasse
Die thermische Masse, die den Abgaskanal umschließt und Wärme aus den heißen Verbrennungsgasen aufnimmt, ist die Schnittstelle, die Wärme an die Umgebung abstrahlt. Es kann aus Pfeilern , Steinen oder Kieselsteinen bestehen. Die thermische Masse wird oft zu einer Bank geformt, die zu einem architektonischen Merkmal des Hauses werden kann.
Betrieb
Ein Raketenmassenheizer wird durch die Verbrennungswärme von Holz angetrieben, das in vertikaler Ausrichtung in die Holzfüße eingeführt wird. Um den Verbrennungsprozess zu starten, sollte das untere Ende des Holzbündels angezündet werden. Das Feuer kann nur seitlich in Richtung Heizleiter brennen, da das isolierte Rohr, das die Holzfüße mit dem Heizrohr verbindet, der einzige verfügbare Weg für den Luftstrom ist.
Wenn das Feuer den Hitzesteig erreicht, lenkt das J-Rohr-Design die Flammen nach oben in die hochisolierte Brennkammer, wodurch sich Wärmeenergie ansammeln und Hochtemperaturgase erzeugen können. Die höhere Temperatur ermöglicht auch eine vollständige Verbrennung des Holzbrennstoffs. Wenn die heiße Luft mit dem umschließenden Fass in Kontakt kommt, entzieht die hohe Wärmeleitfähigkeit des Fasses dem Gas eine beträchtliche Wärmemenge. Da das Fass einen hohen Wärmeverlust hat, erwärmt es den Raum schnell.
Die restlichen Abgase, die hauptsächlich aus Kohlendioxid und Wasserdampf bestehen, treten seitlich durch einen Serpentinenkanal durch die Wärmetauschermasse aus und geben dabei einen Großteil ihrer Wärme ab. Die von der Wärmeaustauschmasse aufgenommene Wärme speichert diese Energie und strahlt sie langsam an die Umgebung ab.
Leistungen
- Einige Leute behaupten, dass er im Vergleich zu einem herkömmlichen Holzofen 10 % Holz verbraucht. Da die Wärmeaustauschmasse den größten Teil der Verbrennungswärme absorbiert und an die Umgebung abgibt , bietet sie auch einen höheren thermischen Wirkungsgrad . Infolgedessen kann die Abgastemperatur eines funktionierenden Raketenmassenheizers durchschnittlich etwa 60–90 °C (140–194 °F) betragen, was niedriger ist als die eines herkömmlichen Holzofens, der durchschnittlich etwa 400–600 °C beträgt ( 752–1112 °F).
- Befürworter behaupten, dass das Abgas hauptsächlich aus Kohlendioxid und Dampf besteht , da ein Raketenofen im Allgemeinen effizienter bei der Verbrennung von Kraftstoff ist.
- Die geringe Wärmedurchlässigkeit des Wärmeaustauschmasse ermöglicht eine langsame Freisetzung von Wärme , nachdem das Feuer gelöscht ist. Einige Leute behaupten, dass ihre Raketenmassenheizungen in der Lage sind, ihr Zuhause mehrere Tage lang ausreichend zu heizen, nachdem das gesamte Holz aufgebraucht und das Feuer aus ist.
Nachteile
- Der Bau einer Raketenmasseheizung kann eine massive Konstruktion sein, die in einem kleinen Haus viel Platz einnehmen könnte.
Siehe auch
Verweise
Externe Links
- Website von Ernie und Erica Wisner
- Rocket Stove Mass Heater Tour und How-To - enthält Videobeispiele von 12 Heizungen und eine 10-minütige Anleitung