Uvod
V tem poglavju bom opisal kaj vse še sestavlja peč, ki ga poganja opisano zgorevalno jedro. Koncepte delovanja bom razložil ob posameznih primerih, vendar pri nekaterih ne boste našli slikovnega gradiva zaradi omejitev, ki so določene v atorskih pravicah vsebine izvirnika. Podane dimenzije in skice lahko uporabite za izris 3D risb v SketchUp programu, nekatere 3D risbe pa so že objavljene, ali pa jih bom v prihodnje objavil še sam. Na tak način bo zbrano zadosti informacij za ljudi, ki bi želeli graditi tak grelnik.
Pravi čar te tehnologije nam postane razumljiv, ko povežemo skoraj popolno zgorevanje jedrne enote z učinkovitim načinom zajemanja dobljene toplote brez dima. To ahko izvedemo na mnogo različnih načinov. Izdelamo lahko grelnik prostorov, ki nam daje takojšnjo toploto - na primer v delavnici, kjer je važno, da je toplo samo tekom delovnega časa. Ta tip uporabe zahteva zelo malo mase in zelo močno sevanje toplote. Drugačen primer je uporaba v stanovanju, kjer potrebujemo dolgotrajno konstantno ogrevanje - tu pride v poštev mnogo večja masa, ki zagotavlja zadostno toplotno shrambo. V tem poglavju bom opisal oba pristopa.
Vse opisane variante je dizajniral Peter van den Berg, razen kjer je navedeno drugače.
Na tej strani bodo vključeni samo odportokodni dizajni in opisi, ki jih lahko uporabljate v zasebne ali komercialne namene. Licenca Creative Commons vam omogoča širjenje vsebine pod pogoji, da: navedete prvotni vir in avtorja, da dodate povezavo do navedene licence in da označite morebitne spremembe vsebine. V primeru spremembe ali nadgradnje vsebine z vaše strani ste dolžni deliti novo vsebino pod enakimi licenčnimi pogoji, kot jih uporablja ta original.
Alternativno lahko svojo različico vsebine delite pod GPLv3 javno licenco, ki je enosmerno združljiva s prej omenjeno CC licenco.
Peč za delavnico
Sestavljajo jo trije kovinski sodi in vlito jedro intervalne raketne peči. Samo jedro tehta 60 kilogramov, ker pa trije jekleni sodi nimajo kaj dosti mase, je praktični rezultat takojšnje ogrevanje prostora.
(preberi več)
Zvon z dvema klopema
Peč smo izdelali skupaj v delavnici, ki je trajala le 3 dni. Gradnja je bila začasna, zanimiva in je potrdila izjemno zmogljivost intervalnih raketnih peči.
(preberi več)
Peč z zvonom, gradnja z odlitki
Dizajn in gradnja iz leta 2015. Celotna peč je sestavljena iz predhodno narejenih odlitkov.
(preberi več)
Centralno gretje z bojlerjem
Dizajn iz leta 2015, izdelana iz nerjavnega jekla, šamotnih plošč in opek raznih dimenzij. Gorenje je čisto in vroče, zalogovnik se ogreva brez pritiska, topla voda pa je povezana s talnim gretjem.
(preberi več)
Peč za peko pic / ogrevanje bazena
Tretji dizajn iz leta 2015 je intervalna raketna peč za peko pic, ki poleg tega ogreva še prostor na terasi in plavalni bazen. Projekt za pogumnejše, a zelo nagrajujoč rezultat, ki ga je zgradil Tom De Smedt.
(preberi več)
Odprti sistemi intervalnih raketnih peči
Zgrajeni so za delovanje brez vrat in sekundarnega zajema zraka.
(preberi več)
Intervalna raketna peč s tremi sodi
Ta peč je bila v moji delavnici med kurilno sezono 2013/2014 ves čas v središču pozornosti. Velikost sistema je 15cm, priklopljena na dimnik z enakim premerom. Za odvzem toplote so zadolženi trije sodi, ki stojijo en na drugemu in tvorijo en sam prazen valj. Zgornja in spodnja ploskev srednjega sta odstranjeni. Zgornjemu sem odstranil samo spodnjo, spodnjemu pa samo zgornjo ploskev. Da se sodi ne bi preveč deformirali, sem pri odstranitvi vseh teh ploskev pustil približno 2,5cm širok kolobar na obrobju. Zgorevalno jedro je vlito, sprednji del gleda ven iz stene valja. Oglejte si spodnji diagram.
Zidani steber v sodu je zaradi stabilnosti postavljen direktno na tla in ne na dno soda - vanj sem izrezal kvadratno luknjo, ki ustreza velikosti stebra. Povsod sem pustil dodaten rob in ga zakrivil navzgor. Ta omogoča, zatesnitev špranje med stebrom in dnom z izolacijo, ki je odporna na visoke temperature (npr. rockwool ali superwool). Na ta način valj iz sodov in steber stojita na tleh popolnoma samostojno. V steno soda sem izrezal še eno odprtino in robove zavihal navznoter - tukaj zgorevalno jedro gleda iz sodov.
Vlito jedro se ne dotika roba soda. Notranji in zunanji steber iz opek ga podpirata tako, da leži cca. 8mm nad njim. Tu sem spet prilepil temperaturno obstojno izolacijo, ki zatesni vrzel. Toplotna vertikala ni čisto na sredini soda, ampak bolj zadaj, da je kurišče lahko bolj skrito v sodu.
Tudi stranske vrzeli med kuriščem in sodom so zatesnjene z omenjeno izolacijo. V drugem sodu je prav tako izrez za zgornjo polovico kurišča in za P-kanal. Kovinski rob je povsod naokoli zakrivljen navznoter in zatesnjen z izolacijo, to se na slikah dobro vidi.
Naslednji korak je nameščanje toplotne vertikale, česar žal nisem slikal. Uporabil sem vakuumsko oblikovano cev iz superwool izolacije, ki se pogosto uporablja v metalurgiji - tam jo uporabljajo kot cev po katerem vlijejo staljeno kovino v modele za vlivanje. Pogooglajte "riser sleeve" ali uporabite to povezavo.
Postavljanje tretjega soda je zadnji korak. Stiki so zatesnjeni z aluminij lepilnim trakom - ta spoj ne bo večen, ampak ker je ves čas viden, ga lahko kadarkoli preverimo in zamenjamo. Vroči tok plinov v sodih nekoliko obide njihove stike, ker jim puščeni kolobar (ki ga nisem odrezal od dna/vrha soda) predstavlja oviro. Posledično spoja zlepljena z lepilnim trakom ostaneta v primerjavi z okoliško površino sodov več deset stopinj hladnejša.
Vroči plini, ki vstopajo v valj iz sodov so najprej usmerjeni na vrh, potem pa se premikajo navzdol po celotnem valju do edinega izhoda, ki je blizu tal. Izpust je tu kar 50cm pod kuriščem. Zaradi te postavitve se stolp iz sodov obnaša kot zvon, ki smo ga opisali v razdelku "Teorija zvona". Velik zvon omogoča dober izkoristek pri odjemanju toplote iz plinov, višje dvignjeno kurišče pa nam omogoča enostavno nalaganje na ogenj, brez potrebe po sklanjanju ali klečanju.
Da se izognemo težavam pri vstopanju plinov v dimnik (zelo pogosta napaka in prva točka pri preverjanju, če grelnik slabo deluje), je cev pritrjena približno 10cm nad tlemi. Težavam bi se lahko tudi izognili, če bi tu uporabili večjo cev premera 20cm. Za izhodom nato lahko uporabimo cevno reducirko iz 20cm na 15cm, da v nadaljevanju ustreza premeru dimniške tuljave.
V vrhuncu gorenja temperatura zgornjega soda lahko zlahka doseže 200ºC. Zato je smotrno, da so gorljivi materiali zadostno odmaknjeni od tega grelnika. Če imamo tako peč, jo moramo sprejemati kot "običajno peč na drva" in se držati vseh veljavnih predpisov, ki narekujejo postavitev in uporabo kovinskih peči.
Izdelava vrat za to peč ni prišla na vrsto. Zasilno sem uporabljal temperaturno obstojno keramično steklo in nekaj šamotnih opek za regulacijo dovoda zraka. Seveda bi lahko uporabil tudi vrata. Dimnik je navpičen, zidan, neizoliran in od vhoda iz peči v višino meri 8.5 metrov. Tu je video slabše kvalitete, ki v nekaj korakih prikazuje napredovanje gorenja.
In nenazadnje: opis napredovanja in delovanja tega grelnika na spletni strani Rocket Stoves Forum iz leta 2013. Se opravičujem, a za celotno peč nisem izdelal 3D risbe.
Zvon z dvema klopema
To peč smo sezidali leta 2015 med letnim srečanjem članov in simpatizerjev Združenja pečarjev Severne Amerike (Masonry Heater Association of North America) Organizacija veliko vlaga v prikaz vladnim organizacijam, da so masivne peči lahko ene najčistejših zgorevalnikov v Severni Ameriki in Kanadi. Spodbujajo tudi izobraževanje med člani in širjenje standardnih dizajnov in pozdravljajo ideal odprtokodnega širjenja, ki ga uporabljam na tej strani.
V risbi je glavni zvon dvoslojni, vendar se je izkazalo, da se med (šestimi!) delavnicami, nekaj mini-nesrečami in predstavitvenimi projekti ni našlo zadosti šamotnih opek. Da sem lahko nadaljeval z delom, sem rahlo spremenil dizajn in celotno peč izdelal v enem sloju. Iz šamotnih opek je zgrajena le zgornja polovica zvona, ki je izpostavljena najvišjim temperaturam. V Severni Ameriki ponavadi zidajo dvoslojne peči, notranji sloj popolnoma iz šamotnih opek. To smernico smo ignorirali, cilj je bila le prikaz praktičnega dokaza koncepta vsem obiskovalcem - zvon za odvzemanjem toplote skupaj z jedrom intervalne raketne peči. Peč je bila zelo uspešna, zelo čisto gorenje in klopi so se ogrevale brez kakršnekoli težave od vsega začetka.
Toplotna vertikala je vakuumsko oblikovan valj iz superwool izolacije premera 20cm. Klopi so enoslojne, glavni zvon pa dvoslojen. Mnogim MHA članom se je zdelo nenavadno, da sta klopi izdelani na nasprotnih konceh in, da sta pravzaprav mrtva rokava, slepi ulici. Taka izdelava bi onemogočala tok plinov v klop, kaj šele v obe klopi, ena nasproti drugi. Naslednja slika prikazuje peč med fazo sušenja, vidijo se leni, dvigajoči oblaki pare. Vrh klopi že kaže svetlejša mesta. Konec peči je še vedno vlažen, ker je bil zgrajen nazadnje, manj kot uro pred prvim kurjenjem.
Gradnja se razlikuje od običajnih peči, kar omogoča, da vroči plini vstopajo v klopi, se širijo po vrhu klopi in ohlajajo in se na koncu vrnejo v glavni zvon do izhoda na dnu. Ta princip temelji na zakonih fizike, na dejstvu, da so vroči plini lažji zaradi ekspanzije. To je plovnost plinov, ki se pojavi zaradi gravitacije in na ta način deluje zvon. Vroči plini se raje dvigajo, hladnejši pa spuščajo proti izhodu. Preberite si še članek Teorija zvona.
Iz prečnega prereza 3D risbe vidimo, da je prehod med glavnim zvonom in klopema popolnoma odprt. Ves prostor je popolnoma povezan. Pravzaprav so klopi samo nadaljevanje zvona. Ves prostor deluje kot en sam zvon in odvzem toplote zadovolji še dodatne zahteve. Tu se kaže vsestranskost zvonov. Tako, kot smo že omenili pri "Teoriji zvona", vidimo tudi tu: ko plini prehajajo iz zvona v klopi, vstopijo v *mnogo večji prostor*, se posledično še bolj upočasnijo, oddajajo toploto in se bližajo izhodu.
Za oddajanje toplote je tu zadosti časa. V praksi glavni zvon prvi prejme pline, ki so najbolj vroči in se posledično tudi prvi segreje. Plini se ohlajajo in se bližajo klopem. Zato je pričakovano, da se klopi segrejejo z zakasnitvijo. V tem primeru je bil zamik samo 20 minut. Če bi bil glavni zvon izdelan v dveh slojih, tako, kot je bil prikazan v prvotnem načrtu, bi bile klopi segrete prve.
Namestitev izhoda v dimnik je v tem dizajnu, tako, kot pri vseh zvonih, zelo pomembna. Ker so v tem primeru prisotne tudi klopi (ki jih v prejšnjih primerih ni bilo), moramo premisliti kako "prisiliti" vroče pline, da se razširijo po klopeh, da ne bi po bližnici ušli v dimnik. Spodnja slika kaže rešitev. Na zadnjem delu stene glavnega zvona smo postavili ognjeodporno ploščo (v tem primeru kalcijev silikat) in nastalo vrzel od zgoraj zaprli - 3D risba jasno prikazuje implementacijo. Na sliki pa ni razvidna izhodna luknja v dimnik, ki se "skriva" za prepreko iz teh plošč. Obseg plošče pomnožen z razdaljo med ploščo in zadnjo steno zvona mora biti dosti večji, kot presek izhodne cevi. S tem zagotovimo, da je tok plinov v dimno cev neomejen. Tudi izrezi v tej plošči so po skupnem preseku dosti večji od preseka dimnika. Nikakor ne želimo narediti omejitve pri toku plinov. Na zgornjem delu plošče ni nobenih odprtin - od plinov želimo, da se najprej razlijejo po notranjosti klopi in šele nato zapustijo peč. Višina izrezov mora biti dosti nižja od višine klopi.
Ta dodatna plošča nam je omogočila, da smo z zvonom dosegli vse naše želje. Ker plini lahko dosežejo izhodno cev ŠELE, ko vstopijo v prostor za prepreko iz plošče in to popolnoma na dnu, zagotovimo, da gredo v izpust samo najhladnejši. Prej morajo prepotovati prostor v klopeh, kar jih močno ohladi. Sedaj lahko vidimo kako so klopi, ki so sprva obiskovalce begale zaradi mrtvega prostora, učinkovite. Prepreka iz plošče ni edina rešitev, vendar je bila v danih okoliščinah najhitrejše in najlažje izvedljiva v že tako prekratkem vikendu. Vse, kar je potrebno je, da plini dosežejo klopi in oddajo vanje toploto, preden dosežejo izhod v dimnik. Na dnu zadnje stene bi lahko izdelali tudi lijakasto odprtino iz opek, ki bi vodila do vhoda v dimnik.
Velike severnoameriške zidane peči ponavadi uporabljajo "bypas ventil". To je kovinska plošča nameščena v notranjosti peči. Kadar je odprta, omogoči plinom krajšo pot do dimnika. To je način, da na hitro ogrejemo dimnik, kar vzpostavi ugoden vlek za dobro delovanje peči. Slaba stran tega je, da se gradnja zaplete in, da predstavlja šibek člen v peči, ki ga po mojem mnenju ne bi smelo biti.
A v določenih primerih je bypass zelo priročen. Na primer, ko želimo zakuriti popolnoma shlajeno peč v neogrevani hiši v zimskem obdobju. Če kdo meni, da je bypass v dizajnu zaželjen, ga lahko v našem primeru doda v prepreko iz plošče pred izhodom. Bypass v zgornjem delu zvona je slaba ideja, saj je tam najbolj vroče področje in se kovinska loputa lahko deformira in sčasoma uniči. Tega ventila ne zamenjujte s 100% zaporo dimne tuljave. Uporaba te je lahko lahko zelo nevarna, kadar je v ognjišču še prisotna žerjavica. Ogljikovega monoksida ne moremo videti, niti zavohati, in nas, če je prisoten, lahko ubije med med spanjem. Boljša alternativa so vrata peči, ki jih lahko 100% zapremo. Vseeno je CO detektor nepogrešljiv dodatek za varnost.
Srečanje MHA je bil zame nepozaben dogodek, v skupini Raketnih Peči je sodelovalo še nekaj zvenečih imen. Lasse Holmes, avtor ideje intervalne raketne peči, Leslie Jackson, soavtor knjige "Rocket Mass Heaters" in Kirk "Donkey" Mobert, začetnik Rocket Mass Heater foruma. Na spodnji fotografiji vidite Lasse in Leslie, ki plešeta pred pečjo (ali okoli ognja?). Naj še dodam, da intervalna raketna peč povzroča manj dima, kot ga je videti na fotografiji.
Avtorstvo dveh slik iz dogodka je last MHA, več slik s komentarji člana MHA Norbert Senf-a in mene najdete na MHA fotoreportaži dogodka. 3D risba celotne peči je na voljo na tej povezavi.
Peč z zvonom z vlitimi sestavnimi deli
To intervalno peč so načrtovali in izdelali leta 2015. Vsi sestavni deli so vliti iz termobetona. Denarna investicija pri takem projektu je zelo visoka zaradi izdelave modelov za vlivanje. Močno vodilo pri načrtovanju je bilo izdelati peč iz čim manj različnih delov, kar bi posledično zmanjšalo število potrebnih modelov za vlivanje. Kot vidimo, peč setavlja le nekaj delov, ki se mnogokrat ponovijo - za enake oblike so potrebovali le en model. Končne zunanje dimenzije so 98 x 98 x 210cm, skupna teža je blizu 2000kg.
Zunanja plast je izdelana iz terracotta barvne mešanice termobetona po narčilu. Zgrajena je iz 28 enakih delov (7 delov na vsaki steni peči), ki se med sabo dobro prilegajo in križno povezujejo. Detajle, ki posamezne dele povezujejo v celoto, vidimo na robovih - dva nasprotno obrnjena dela se zagozdita na robovih - podobno, kot rogličeni spoji pri mizarstvu.
Dodatna prednost take samozagozdne oblike je v enostavnosti gradnje. Natančen pregled zgloba na robovih pokaže, da so zagozde rahlo poševne - to je pomembno, saj v veliki meri pomagajo pri enostavnosti gradnje. Poleg teh zglobov je na spodnjih in zgornjih ploskvah vsakega dela tudi jamica in žogica, ki omogoča natančno naleganje delov med gradnjo. Vse te podrobnosti pripomorejo, da se gradniki med sabo dobro povežejo - za gradnjo ne potrebujemo nobenega lepila ali malte. Kompleten pregled detajlov si oglejte v SketchUp risbi projekta, povezavo najdete na koncu tega prispevka.
Vrata so izdelana iz jeklenih T-profilov in pantov (tečajev) v okvirju iz U-profilov. Odprta stranica U-profila gleda vedno stran od vratne odprtine. Vratni okvir je vstavljen v steno med samo gradnjo in se trdno zasidra na mesto. Enostaven ventil "na kip" je pritrjen na vrata za dovod primarnega in sekundarnega zraka.
Kurišče je identično opisu pod "4:Vlito jedro" v poglavju "Oblike". Sestavljajo ga trije različni deli. Spodnja stranska dela skupaj tvorita režo in tla toplotne vertikale, tretji del pa kurišče zaključi kot strop. Sestavljeno kurišče vidite na naslednji sliki. Vrhnji del se zasidra v nižja dva elementa pri zadnjem delu sten.
Jedro grelnika je postavljeno na zvarjeno jekleno konstrukcijo, ki ima tri vijake za fino nastavitev lokacije znotraj zvona. Jekleni okvir spet s pomočjo gravitacije drži stranici jedra skupaj - Obe sta podprti na straneh, ne pa na sredini. Posledično se naslanjata ena ob drugo, to pa povzroča dober stik med njima. Kurišče pri vratnem delu ni podprto - ta detajl bom razložil kasneje.
Za zgornji del vertikale so izbrali vakuumsko modelirano okroglo cev iz superwool izolacije, ki svobodno počiva na vlitem jedru. Skupaj se drži samo z nekaj centrirnimi špicami - nekaj luknjic zvrtanih v termobeton, vanje so vstavljeni skrajšani žeblji.
Notranje stene zvona sestavljajo drugi bloki, skupaj jih je 24. Vsi so ponavljajočih oblik, le nekaj jih je rahlo spremenjenih: pri izhodu v dimnik in pri odprtini za kurišče. Na sliki vidite pero in utor, tudi na vogalih, torej na vseh ploskvah, kjer se stikajo drug z drugim.
Eno vrsto sestavljajo 4 elementi. Visoka je 15cm in 12cm debela. Vsaka naslednja vrsta je za četrtino obrata zamaknjena, da se na vogalih doseže dobra vezava. Med sabo so zatesnjene s samolepilno pletenico iz steklenih vlaken velikosti 10 x 4mm. Ta je prilepljena na vsak utor. Masa gradnikov pletenico stisne na polovično debelino. Enako se zgodi z navpičnimi stičišči ob straneh - pletenico stisnemo z daljšo spono in namestimo na spodnji utor. Ker je globina utorov za 2mm večja od višine peres, gradniki počivajo samo na stranskih robovih.
Izhod v dimnik je na levi steni zadaj, blizu tal. Zahvaljujoč zvonu, ne igra nobene vloge na kateri steni je izhod - važno, da je nameščen pri tleh. Za ohranjanje nemotenega pretoka plinov je vhod v luknjo lijakast. Premer notranje odprtine je 25cm proti zunanji ploskvi pa se zmanjša na 15cm. Na tak način je prehod speljan tako, da tok plinov zlahka prilagodi smer in nadaljuje pot v dimnik brez večjih turbolenc.
Velikost odprtine za kurišče na zunanjem sloju je določena z notanjimi merami kurišča. Sprednji del kurišča se prilega utoru notanjega sloja, kamor je tud naslonjen. Zadnji del pa je fino nastavljiv z zvarjenim kovinskim okvirjem. Stik med kuriščem in notranjo steno je zatesnjen s superwool izolacijo.
Robovi na notranji steni se okoli kurišča nadaljujejo poševno (pod kotom 45°) navzven, da omogočajo uporabo širših vrat in lepši pogled na ogenj. Detajl povezovanja jeklenega U-profila in zunanjega sloja peči dobro vidimo na risbi zgoraj in na spodnji sliki. Slednja tudi prikazuje gradnjo zunanjega sloja peči. Tudi vrzel med vratnim okvirom in notranjo steno je zatesnjena s superwool izolacijo - na sliki se vidi bela izolacija med črnim okvirom in sivo notranjo steno.
Obliko dovoda sekundarnega zraka, ki je na testiranjih dajala najboljše rezultate, sem izbral preko mnogih preizkusov. Testiral sem dvanajst različnih kombinacij - izbiral sem različne velikosti vodoravnih in navpičnih cevi, dolžine, oblike in višine izhodov za zrak. Spodnja slika kaže pet teh kombinacij. Pri nekaterih je prisotna močnejša, pri drugih šibkejša korozija. Model, ki ga uporablja ta peč je drugi iz desne, vendar z nekoliko krajšim navpičnim delom. Sredinski model ima okroglo navpično cev in je podoben Matt Wallker-jevi predrežni cevi.
Dovod sekundarnega zraka (talni kanal) leži v poglobitvi na dnu kurišča, ogenj gori neposredno nad njim. Oglejte si fotografijo dokončanega jedra za lažjo predstavo. Odprtina za primarni dovod (nameščena na vratih) poleg dovajanja zraka do ognja v kurišču, tudi omogoča prihod zraka v kanal za sekundarni zrak. Ta odprtina je na spodnjem delu vrat (vidno na sliki). Ker je temperatura vstopajočega zraka precej nižja od okolja v kurišču, bo ta ostajal v nižjih predelih kurišča (mrzel zrak "pada", v tem primeru pa "ostaja spodaj"). Zaradi tega bo v spodnji cevi vedno le svež zrak od zunaj.
Bolj, kot se okolje segreva, hitreje zrak teče skozi talni kanal - ta se segreva zaradi ognja in posledično se dovedeni zrak ogreje. Trikotno oblikovana odprtina na vrhu navpičnega dela talnega kanala spušča zrak nekje na sredini višine reže.
Na sprednji strani zgorevalne komore preostanek zraka preusmeri navzgor jeklena ploščica. Zaradi tega dodatka ogenj gori nekoliko mirneje in možnost nastopa močne CO-špice je zamnjšana. Za razjasnitev lokacije ploščice si oglejte ustrezno sliko v poglavju "Oblike".
Za milo obmorsko klimo je to velika peč s presenetljivo majhno zgorevano enoto. V tem dizajnu ni potrebe po križ-kraž nalaganju ali po stožčasto zloženih polenih (metoda s katero zmanjšamo dimljenje in izboljšamo gorenje v običajnih pečeh, ker omogočimo večjo količino zraka med kurivom). To je tu nepotrebno, poleg tega pa se s tem tudi zmanjša kapaciteta kurišča za sprejem kuriva. Potrebno je samo vzdolžno naložiti drva in zaradi nepravilnosti oblik bo med njimi čisto dovolj zračnih prehodov.
Eno polno nalaganje v tem sistemu (velikost 15cm) znaša približno 6kg dobro posušenih srednje velikih brezovih polen. Najboljše rezultate dobimo zgorenjem od zgoraj navzdol. Kadar polno naloženo kurišče zakurimo od zgoraj in čim bolj zadaj (v smeri reže), se bo majhen začetni ogenj postopoma sam razširil preko vsega kuriva.
Glede na velikost drv in vlek dimnika, eno gorenje traja nekje med 55 in 90 minut. Temperatura dimnih plinov, merjena v sredini tuljave, ne preseže 80ºC, kadar zakurimo v popolnoma shlajeni peči. Če kurimo več dni zapored, bo dosežena temperatura v tuljavi približno 120ºC. V slednjem primeru je bolje, da uporabljamo debelejše kurivo, saj ogret sistem prispeva k močnejšemu vleku v dimniku.
Vsi modeli in odlitki, z izjemo vlitega jedra, je po naročilu izdelalo podjetje Bergkachel v.o.f iz mesta Hauge, Nizozemske. 3D risbe celotne peči v formatu SketchUp2016 lahko prenesete iz te povezave.
Na vrh strani
Risba je posodobljena dne 5. oktober, 2016.
Intervalna raketna peč za centralno ogrevanje
Opisani dizajn je delo Rémy Bakker-ja, ki živi na Nizozemskem v Limburgu. To je blizu Reichswalda, ob meji z Nemčijo. Na spletu uporablja vzdevek "Holtere", kar je star izraz za privatni gozdiček, ki se uporablja za vir kurjave, kolov ipd.V Ecologieforumu pod naslovom "Update bouw houtkachel" je opisal svoje peči. Tekst je v nizozemščini, vendar množica slik tudi veliko pove.
Opozorilo: ta opis je samo predstavitev zmožnosti teh peči - tako kompleksnega sistema se naj lotijo le tisti, ki so prepričani v svoje sposobnosti in znanje.
"Naša peč ni v središču hiše. Poleg tega potrebujemo še toploto za talno ogrevanje vseh površin izven bivalnega prostora, kamor sem postavil peč. Ta prostor je dobro izoliran in je nov prizidek k hiši iz leta 1920. Toplovodni sistem je že implementiran v hišo, zato smo rešitev iskali v centralnem ogrevanju. Ogrevanje je povezano s parom velikih sončnih kolektorjev in s 1000 litrskim zalogovnikom. Črpalka se vklopi, kadar se temperatura medija dvignje nad 75°C."
Nekaj podatkov:
Intervalna raketna peč za breztlačni centralni sistem.
Dimenzije peči: Š x G x V = 48 x 75 x 157cm
Velikost sistema IRP (intervalne raketne peči) je 150 kv. centimetrov, kar ustreza premeru 138mm, povezava s 150mm dimniško tuljavo.
Notranje dimenzije kurišča: Š x V x G = 20 x 30 x 50cm.
Maksimalna masa enkratnega nalaganja: 6 kg bukovega lesa na 45 minut.
Ocena oddajanja toplote v prostor je 2 do maksimalno 4kWh.
Temperatura zunanje površine ob straneh je med 60 in 75 ºC (enako, kot temperatura vode), zadnja stran je nekoliko toplejša. Sprednja stena, skupaj z vrati je najbolj vroča, še posebej zgornja polovica (do 180 ºC). To temperaturo bi lahko znižali z izoliranjem notranjosti.
Peč lahko 1000 litrski zalogovnik vode ogreje na 75 ºC. Ko temperatura vode, ki se vrača v izmenjevalnik, preseže 75 ºC, je potrebno zaradi varnosti znižati intenzivnost kurjenja. Tako tudi preprečimo zvoke bližanja vrenja v izmenjevalcih. Druga rešitev za to je, da se velikost toplotnih izmenjevalnikov poveča - večja prostornina vode v izmenjevalnikih pomeni daljši čas za doseganje vrelišča.
To bi lahko dosegli z manjšim številom cevi v izmenjevalniku in/ali s širšim izmenjevalnikom. Lahko bi na primer uporabili 11 namesto 12 cevi. Ploskve izmenjevalcev znotraj peči bi lahko bile tudi izolirane. Tako, kot je sedaj, se voda segreva iz dveh strani: znotraj peči nad kuriščem preko navpičnih ravnih ploskev in znotraj izmenjevalcev skozi stene cevi.
Odprti sistemi, ki delujejo pri nepovišanem tlaku so bolj nagnjeni k zvokom vrenja, kot zaprti sistemi, kjer so zaradi povišanega tlaka lahko temperature vrelišča tudi okoli 125 ºC. Velike stranske ploskve izmenjevalcev niso dizajnirane za povišan pritisk - zato lahko tako peč uporabljamo samo pri običajnem atmosferskem pritisku.
Spodnji del peči je iz nerjavnega jekla, ker je kisla kondenzirana tekočina zelo korozivna. Izpusta za to tekočino ni, vedar se kasneje lahko enostavno doda.
Zgoreni plini se na obeh straneh spuščajo skozi izmenjevalnike, mimo predala za pepel in naprej proti zadnjem delu, kjer je izhod v dimnik. Predal za pepel visi na dveh vodilih in je krajši od dolžine peči. Tako imajo plini zagotovljeno prosto pot v dimnik. Zrakotesen predal za pepel ni potreben, ker je na dnu kurišča dodaten, drugi p-kanal.
Velikost toplotnih izmenjevalcev je 99 x 75 x 7.5 cm. V vsakem je 12 cevi premera 48 mm in debeline 2 mm. Na dnu cevi gledajo nekoliko izven za lažje kapljanje kondenzacijske tekočine. Plini, ki zapuščajo toplotno vertikalo, so segreti na 900 ºC in potujejo skozi cevi navzdol. Voda v izmenjevalcih potuje od spodaj navzgor. Znotraj izmenjevalcev je nekaj preprek, ki prisilijo, da naredi daljšo pot.
Vrhnji del peči je dvoslojen, ob poševnih straneh debel 20 mm in na vrhu 30 mm. Ta prostor je zapoljnen s superwool izolacijo, ki zavaruje bivalni prostor pred zelo vročo notranjostjo peči.
Direktno nad toplotno vertikalo so nameščeni kosi vermikulitne plošče, ki preprečijo pregrevanje jeklenega ohišja. Temperatura stropa na zunanju strani je nekje od 50 do 80 ºC, v enakem rangu, kot stranske ploskve izmenjevalnika.
Toplotno vertikalo sestavljajo šamotne opeke debeline 3cm. Ob daljših stranicah so vse odrezane pod kotom 67,5 stopinj - ko so zložene skupaj, sestavljajo osemkotno vertikalo.
Opeke so med sabo zlepljene s pečarsko tesnilno maso in od zunaj povezane z varilno žico. Postavljene so tako, da so vodoravni spoji zamaknjeni - s tem se izognemo šibkim linijam v gradnji.
Celotna vertikala je za dodatno trdnost in izolacijo obsuta z mešanico vermikulita in gline.
Kurišče sestavljajo šamotne plošče dimenzije 30 x 30 x 4 cm.
Stranske stene kurišča so tudi izolirane s slojem superwool izolacije. To preprečuje prekomerno oddajanje toplote iz kurišča v izmenjevalce. Kot je navada pri raketnih pečeh, se potrudimo, da pri zgorevalni enoti izgubimo čim manj toplote, kar je zelo pomembno za doseg učinkovitega delovanja.
Zgornja slika natančno prikazuje lokacijo drugega P-kanala. V nadaljnji fazi gradnje je prekrit z vermikulitno ploščo, ki služi tudi kot pokrov za pepelni predal.
Izhodna temperatura brez turbulatorjev je med 80 do 120 ºC, odvisna je tudi od temperature vode v izmenjevalcih. Po kurilni sezoni se vidi, da je toplotna vertikala v notranjosti popolnoma pobeljena, pepel na vrhu izmenjevalcev je samo rahlo rjavkast.
S turbulatorji (veriga s 6mm debelimi členi) je izhodna temperatura praktično enaka temperaturi vode, največ 75 do 80 ºC (merjeno v sredini dimniške tuljave)
Risbe toplotnih izmenjevalcev najdete tukaj.
Kombinirana peč za peko pic / gretje terase / ogrevanje bazena
To peč je v letu 2015 načrtoval in zgradi Tom De Smedt iz Genk-a (Limburg, Belgija). Članek je, z dovoljenjem avtorja, v rahlo spremenjeni obliki prepisan iz Donkey32 foruma raketnih peči.
Opomba: Tako kompleksnega sistema naj se lotijo le tisti, ki so za kaj takega usposobljeni.
"Po izgradnji zunanjega bazena sem ugotovil, da zaradi hladne vode ni nič kaj priljubljen. Tudi čiščenje bazena, ki ga nihče ne uporablja, ni kaj razveseljujoče opravilo. Zato sem kmalu začel razmišljati o ogrevanju vode s pečjo na drva. Večina primerov, ki sem jih našel na internetu in na YouTube kanalih, so izdelki domačih mojstrov ali komercialni izdelki, ki se izkažejo za kadeče, včasih nevarne in za povrh največkrat še grde rešitve. Takrat sem naletev na tehnologijo raketnih peči in si vzel kar nekaj časa za poglobljeno prebiranje. Precej sem razmišljal o uporabi tega zame novega znanja na estetsko zadovoljiv način.
Odločil sem se za gradnjo grelnika bazena, ki ga bo poganjala intervalna raketna peč. Dejstvo je bilo, da bom v ta projekt vložil kar nekaj časa in denarja, poleg tega pa bo končni izdelek zasedal nekaj prostora. Zato sem želel peč zgraditi tako, da bo uporabna četudi se gretje bazena ne izkaže tako dobro, kot sem si želel. To me je pripeljalo do ideje, da sem v peč za gretje bazena integriral še pečico za peko pic; če bi se gretje bazena izkazalo za neuspeli projekt, lahko še vedno uživam v slastnih domačih picah.
Na koncu se je projekt izkazal za vrednega, da ga predstavim vam, v tej temi na forumu. Sistem lahko ogreje 16.000 litrski bazen iz 20°C na 30°C v 24 urah kurjenja. Po mojih izračunih grelnik v povprečju segreva vodo v bazenu z močjo 10kW, kar je zame zelo zadovoljiv rezultat. Še predno je bi dokončan, pa nam je že dobro služil pri peki pic in piščancev.
Glede na to, da je nov element na vrtu sprejela tudi žena, mislim, da je tudi lepaega izgleda, a to naj sodi vsak sam. Če se želite lotiti podobnega projekta sami, upam, da najdete navdih v naslednjih slikah."
Prvi korak, temelji. V ozadju je črpalka bazena, ki je ključnega pomena za delovanje vodnega grelnika.
Drugi korak, izolacija spodnjega dela z mešanico cementa in vermikulita
Tretji korak, nakup rabljenega nerjavečega bojlerja in razrez tanjših šamotnih opek za izgradnjo kurišča in toplotne vertikale. Končen tloris je nekoliko drugačen, prostor za bojler je zadaj za toplotno vertikalo in ne ob strani kurišča.
Četrti korak, postavitev jedra intervalne raketne peči na temelj s pomočjo ognjevarne malte - po strjevanju sledi prižiganje in... => prvi uspeh!
Peti korak, polaganje opek in razdelitev celotnega prostora na dva prekata s pomočjo nerjaveče jeklene plošče.
Šesti korak, izolacija raketne jedra peči z vermikulitom in izdelava tal pečice s pomočjo jeklenih T-profilov in 4 cm debelih betonskih plošč. T- profili imajo prostor za raztezek, ki nastopi pri povišani temperaturi. Taka tla pečice mora niso najboljša tehnološka rešitev, vendar sem se odločil za to varianto, ker sem želel čim manjši tloris. Črn madež na plošči je še ostanek preteklih kurjenj.
Sedmi korak, izolacija betonskih plošč z mešanico vermikulita in cementa, nato polaganje šamotnih plošč. Med spodnjim delom velba in zunanjimi stenami vem, da ni zadosti prostora (saj veste, zaradi čim manjšega tlorisa). To sem "izoliral" s 5 sloji aluminijaste folije, kar se je na koncu izkazalo za zadovoljivo rešitev. Zunanja stena se segreje toliko, da se je z roko lahko dotikamo le par sekund. Dobra stran pa je, da je večerno sedenje ob steni postalo prav toplo in udobno.
Osmi korak, izdelava podpore za velb in gradnja kupole.
Deveti korak, odstranitev podpore ter odrez in postavitev sprednje in zadnje stene pečice.
Deseti korak, polaganje opek pred in za velbom. Izdelal sem velb pred pečico in izhod za pline na zadnjem delu pečice. Ta ima enak presek, kot sistem (presek dimne tuljave je 150 mm) in se ga lahko po želji zapre. Vrh tega izhoda je na nivoju stropa pečice, da je pretok plinov bolj tekoč.
Enajsti korak, zaprem izhod in test pečice. (peka piščaneca s pivom v riti)
Tako dokončana peč je čakala kar nekaj časa, dokler se nisem domislil kako naj z razumnimi stroški in dobro učinkovitostjo izoliram stene prekata, kjer bo nameščen bojler.
Dvanajsti korak - okoli bojlerja sem naredil skelet in nanj pritrdil superwool izolacijo. Iz zunanjega ohišja bojlerja sem odrezal spodnji del in iz naredil zbiralnik za kondenz. Zunanje ohišje ni bilo nerjaveče, zato sprva nisem bil prepričan v to odločitev. Pomiril me je kovinar, ki je pri tem projektu tudi varil cevi. Rekel je, da bo preteklo mnogo časa, preden bo zbiralnik prerjavel do neuporabnega. (kakorkoli že, nerjaveče jeklo bi bila seveda boljša izbira... čas bo pokazal, ali sem se odločil prav)
Trinajsti korak: pritrditev bojlerja na podstavek, da bom izpod njega občasno lahko očistil nabrani pepel.
Štirinajsti korak, tesnenje vogalov zadnjega prekata, da preprečim uhajanje vročih plinov v dimnik. Za to sem uporabil odrezke zunanjega ohišja bojlerja, ki sem jih na vrhu zatesnil s superwool izolacijo.
(Urednikova opomba: to ni nujno potrebno, saj plini v tem delu potujejo navzdol)
Petnajsti korak, zapiranje na vrhnjem delu, z nekaj prostora na vrhu bojlerja in dodajanje izolacije. Daljši konec cevi na vrhu bojlerja je dovod hladne vode in v bojlerju sega skoraj do dna. Krajši konec cevi je izhod za toplo vodo in sega samo v vrhnji del bojlerja. Med njima je sonda s termočlenom preko katere lahko kontroliramo temperaturo vode. Tu je <manjša png skica> za lažje razumevanje.
Šestnajsti korak, zapiranje zadnjega dela, povezovanje inox cevi s PVC cevmi, ki vodijo v bazen. Obdajanje zgornjega dela z nekaj dodatne alufolije za bolj gotovo tesnenje.
Sedemnajsti korak, kupolo in bojler sem na vrhu pokril z vermikulitno cementno mešanico za boljšo izolativnost in za boljše tesnenje. Kupil in dodal sem rabljen nerjavni dimnik. Vratca za kurišče in pečico sem izdelal iz pločevine in ostankov izolacije. Nerjaveče ročaje sem kupil v trgovini IKEA.
Do tu sem zaenkrat prišel. Gradnjo moram še prekriti z nerjavečo pločevino ali s ploščatim kamnom, nisem se še dokončno odločil. Čaka me tudi še nekaj fugiranja.
(V izogib govoričenjo glede nevarnosti segrevanja vode z ognjem, možnega naraščanja pritiska in podobnih stvari, menim, da je ta dizajn varen, saj je bojler povezan z bazenom in črpalko brez kakršnihkoli ventilov in ovir. Filtrirna črpalka je programirana za izmenično 15 minutno prečrpavanje in 15 minutno mirovanje. V primeru, da odpove napajanje, lahko še vedno odprem vrata pečice in še dodatno zaprem zadnji izhod iz pečice proti bojlerju in tako preneham s segrevanjem vode in preprečim pregrevanje in mehčanje PVC cevi z vrelo vodo. In, če gre še kaj narobe, je bojler vsaj postavljen zunaj in ne v hišnem prostoru.)
Zaenkrat še nimam termometra za merjenje temperature v pečici. Toda do nedelje zvečer, 25. junija 2015, sta bila velb in tla popolnoma pobeljena, niti pike saj ali ostankov staljenega sira. Po pogovorih z drugimi se to začenja takrat, ko se temperature sten segrejejo nekje do 370 ali 400°C.
Ko sem začel peč uporabljati še za segrevanje bojlerja sem med peko opazil hitrejše padanje temperature, kot prej, saj je bila zadnja odprtina v peči sedaj odprta. To najbrž ni presenetljivo, a navkljub vsemu je bila osma pica vseeno pečena v manj, kot štirih minutah :-)
Omeniti moram še nastanek razpoke, ki je nastala na zunanjem opečnem zidu med enim od prvi kurjenj. Razpoka se nekoliko poveča, ko je pečica vroča in se zmanjša, ko se ohladi. V splošnem se razpoka dodatno ne povečuje, verjetno je peč sam napravila ekspanzijski spoj. Boljše oblikovanje z moje strani bi morda lahko to preprečilo. Če bi ponovno gradil, T-profilov ne bi naslonil na zunanjo, amppak na notranjo steno, tako, da se ne bi dotikali zunanjega opečnatega sloja.
Osemnajsti korak Opečno steno sem dokončno zafugiral do sredine julija 2015. Izdelal sem tudi nagnjeno pokrivalo za celotno peč in ga pobarval, da je bolj v skladu z našo hišo.
Okoli kurišča je izolirano z nasutjem vermikulita. Če pomislim sedaj, bi bila boljša izbira, da bi vermikulit stabiliziral z nekaj cementa ali gline.
Odprti sistemi, brez vrat, p-kanala ali talnega kanala
V času med julijem 2017 in junijem naslednjega leta sem dizajniral kar nekaj odprtih sistemov brez vrat (in posledično) brez možnosti sekundarnega dovoda zraka. Zaradi prevelikega dovoda zraka taki sistemi po učinkovitosti niso primerljivi z zaprtimi sistemi. Vseeno pa je čistost izgorevanja plinov na zelo visokem nivoju.
1: Münster, julij 2017
Prvi odprti sistem so vgradili znotraj umetniške skulpture Oscarja Tuazona. Vgradnja je potekala v času desetletnega dogodka Sculpture Projecte Münster v letu 2017. Tekom gradnje se ga je prijelo ime "odprti sistem". Betonska skulptura je zgrajena na prostem, blizu kanala in je namenjena druženju. Toplota prehaja v osrednji betonski stolp, ki postane prav vabljivo naslonjalo v hladnih večerih.
Kurišče ustreza sistemu velikosti 250mm, vendar ima obliko valja, ki se prilega luknji v betonski skulpturi. Zadaj za stenami betonskega stolpa je skrita osemkotna toplotna vertikala. Navpični presek okroglega kurišča je enak preseku standardnega kurišča iste sistemske velikosti. Na sliki jedra peči vidite le spodnjo polovico vertikale. Na spodnji del smo postavili še samostojno zgornjo polovico vertikale (ta na sliki ni vidna).
Betonski stolp je votel, na vrhu pa zaprt, zato skupaj s kuriščem deluje kot enostaven zvon z maso šestih ton. Dimnik je znotraj zvona, plini vanj vstopajo 40 cm nad tlemi, izpust sega iznad stolpa le kakšnih 30 cm (na sliki dimnik ni viden). Zadaj na dnu vertikale je običajna klančina.
picture © Henning Rogge
2: Svobodna Univerza, Bruselj
Drugi odprt sistem so zgradili na dvorišču Svobodne Univerze v Bruslju (ULB) aprila leta 2018. Izvedba projekta je zamišljena kot delavnica, ki jo študentje pripravijo za druge študente. Sistem velikosti 200mm je zgrajen iz opek. Jedro peči je povezano z enim samim velikim opečnatim zvonom. Postavljen je spet zunaj, na dvorišču, pod katerim je podzemno parkirišče. Zanimivost tega projekta je, da je zadnja stena zvona pravzaprav obstoječa stena zgradbe.
Da bi preprečili prekomerno oddajanje toplote v steno, je zadnja ploskev zvona izolirana s 25mm debelo keramično izolacijo. Gradnja po priporočenih merah je zato pripeljala do izjemno prostornega zvona. Oblika vertikale je enaka gradnji v Malorki; kvadratna, zgrajena iz šamotnih opek polovične debeline, in brez klančine na dnu. V višini reže so na zadnji strani dodane pokončne trikonte opeke, da so vogali bolj topega kota. O posledicah kvadratne vertikale (namesto okrogle) si preberite v poglavju "Gradnja".
Čeprav delovanja nismo stestirali z merilcem izpustov, so vidni rezultati zelo spodbudni. Peč je brez posebnih prijemov delovala že eno uro po končani gradnji. Dve punci sta pravzaprav še v mraku dokončevali detajle, ko smo že prižgali prvi ogenj. Kratek dimnik je v prvi uri izločil ogromno vidnih vodnih hlapov, kasneje pa so popolnoma izginili. Risbo v formatu Sketchup 8 lahko prenesete tukaj.
Naslednje jutro smo posneli video, ki žal ne zajema energičnega zvoka gorenja, po katerem so ti grelniki dobili vzdevek "Raketne Peči".
3: Maureen Paley, London
Tretji odprti sistem stoji v galeriji umetnice Maureen Paley v Londonu. Zgrajen je junija 2018. Jedro je izdelano iz izolativne keramične plošče, toplota pa seva skozi dva nerjavna soda, ki sta pokončno postavljena en nad drugega.
To je velikostni sistem 120mm - vertikala je kvadratna s stranicami istih dimenzij (vse ostale dimenzije ustrezajo tabelarnim vrednostim sistema 120mm). Stoji v delno odprtem dvorišču kot dodatek umetnostne razstave Oskarja Tuazona z naslovom Ogenj!
Dimnik je ravna cev znotraj sodov, ki se začne približno 20 centimetrov nad tlemi. Delovanje je zelo dobro, vseeno pa je večkrat deloval le z manjšimi kosi drv. Na tej peči nismo izvajali nobenih testiranj.
Idejo za vse tri opisane gradnje je dal Antoine Rocca, docent arhitekture na Svobodni Univerzi v Bruslju (ULB).