14 มกราคม 2557

เตาชีวมวล ตอนที่ 5 - เจาะลึก Rocket Stove แบบใช้อิฐ

ในตอนที่แล้วเราได้กล่าวถึงเทคนิคในการออกแบบเตาประหยัดพลังงาน  เพื่อให้เห็นภาพชัดเจนขึ้นในตอนนี้เราจะมาลงรายละเอียดขั้นตอนการสร้างเตา Rocket Stove เพื่อวิเคราะห์รายละเอียดว่าเขามีการประยุกต์หลักการเตาประหยัดพลังงานเข้าไปในวิธีการสร้างเตาชนิดนี้อย่างไร

เพื่อให้ Rocket Stove มีประสิทธิภาพมากกว่าปกติ  เราจะเลือกใช้วัสดุที่ทนไฟ และเป็นฉนวนความร้อนที่ดี  โดยเราเลือกที่จะนำอิฐทนไฟมาทำเป็นปล่องส่วนที่ต้องสัมผัสกับเปลวไฟ และหุ้มด้านนอกด้วยฉนวนความร้อนเพิ่มเติม  ซึ่งในตัวอย่างนี้จะใช้หุ้มจนด้านนอกเป็นรูปทรงกระป๋อง (ในทางปฏิบัติเราอาจจะเลือกใช้กระป๋องสีก็ได้)

เตาประหยัดพลังงาน Rocket Stove
ขั้นตอนการทำมีดังนี้ :


1. ปั้นอิฐจากวัสดุที่มีมวลเบาเพื่อให้เป็นฉนวนความร้อน  ความร้อนจากการเผาชีวมวลจะได้เน้นไปใช้ในการทำให้อากาศร้อนมากขึ้น  ซึ่งในตัวอย่างนี้จะใช้ส่วนผสม 3 อย่างคือ น้ำ ดินเหนียว และผงขี้เลื่อย โดยสัดส่วนของส่วนผสมอาจจะแตกต่างกันไปตามคุณสมบัติของดินเหนียว  เช่น อาจจะใช้ดินเหนียว กับผงขี้เลื่อยในอัตราส่วน 1:1 ถึง 2:1
ซึ่งหากใช้ดินเหนียวมากก็จะได้อิฐที่แข็งแรงมาก  แต่จะไม่ค่อยเป็นฉนวนความร้อน  ทั้งคุณสมบัติความเป็นฉนวนความร้อนเกิดจากเวลาเผาอิฐที่อุณหภูมิประมาณ 1,000 องศา ผงขี้เลื่อยจะโดนความร้อนจนกลายเป็นขี้เถ้าซึ่งจะมีปริมาตรน้อยกว่าผงขี้เลื่อยเดิม  ทำให้เกิดโพรงอากาศในเนื้ออิฐ โพรงอากาศนี่เองที่จะช่วยเพิ่มคุณสมบัติความเป็นฉนวนให้กับอิฐ

นอกเหนือจากการใช้เทคนิคนี้แล้วความจริงเรายังสามารถปรับเปลี่ยนไปใช้วัสดุอื่นโดยยังคงหลักการเดิมที่ต้องการโพรงอากาศในอิฐ ตัวอย่างเช่น

  • ใช้ vermiculite 85% และดินเหนียว 15%
  • ใช้ perlite 85% และดินเหนียว 15% 
  • ใช้ pumice 85% และดินเหนียว 15%
  • ใช้ผงถ่านที่มีความโปร่ง (เช่น ถ่านจากแกลบ)  50% และดินเหนียว 50%
นำส่วนผสมไปใส่ในแบบไม้เพื่อขึ้นรูปเป็นอิฐ ก่อนจะนำไปเผาที่อุณหภูมิ 1,000 องศา

วิธีทำ เตาชีวมวล  
2. นำอิฐมาเรียงเป็นปล่องไฟ ตัวอย่างในรูปด้านล่างจะใช้อิฐสั้น 5 ก้อน และอิฐยาว 6 ก้อน

วิธีทำ เตาชีวมวล

นอกจากนั้นเรายังสามารถเรียงอิฐในลักษณะอื่นได้ เช่น ใช้อิฐสั้น 1 ก้อน อิฐยาว 15 ก้อนตามรูปด้านล่าง


 
ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับขนาดของอิฐ และรูปแบบของอิฐ   เราไม่จำเป็นต้องทำอิฐเป็นก้อนสี่เหลี่ยมเสมอไป  เราอาจจะปั้นเป็นรูปอื่นเพื่อขึ้นรูปเป็นปล่องไฟก็ได้ ตัวอย่างเช่นรูปด้านล่าง (เครดิตภาพจาก http://www.bioenergylists.org )
เตาประหยัดพลังงาน Rocket Stove เตาประหยัดพลังงาน Rocket Stove
ถึงตรงนี้เพื่อนๆ อาจจะสงสัยแล้วว่าจะเอาอะไรมาเป็นหลักการในการออกแบบล่ะ?  ความลับอยู่ที่ขนาดของปล่องขาอากาศเย็นเข้าเข้า (ด้านหน้าล่าง) ควรจะเท่ากับปล่องขาอากาศร้อนออก (ด้านบน) และปล่องควรจะสูง 3 เท่าของขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางปล่องอากาศ  หากปล่องไฟเตี้ยเกินไปแรงยกของอากาศจะน้อยทำให้เกิดการเผาไหม้ไม่สมบูรณ์ เกิดควัน และได้ความร้อนน้อยกว่าที่ควร  หากปล่องสูงเกินไปจะทำให้อากาศเย็นไหลเข้าไปมากเกินไปทำให้ปริมาณความร้อนที่จะไปแลกเปลี่ยนกับหม้อจะลดลง


ในตัวอย่างนี้ขนาดของปล่องไฟขาออกมีขนาด 10 x 10 ซม.  ดังนั้นปล่องจึงควรจะสูงประมาณ 30 ซม.  หากเราทำขนาดปล่องใหญ่ขึ้นก็จะต้องปรับขนาดความสูงให้เป็นสัดส่วน 3 เท่าของขนาดของปล่อง (ทั้งนี้หน้าตัดของปล่องจะเป็นสี่เหลี่ยมจตุรัส, หกเหลี่ยม, แปดเหลี่ยม หรือ รูปวงกลมก็ได้)


2. หลังจากที่ได้ปล่องไฟที่ทำจากอิฐมวลเบาแล้ว  เราจะตัดแผ่นเหล็กมาครอบปล่องไฟไว้  สำหรับขนาดของเตาในตัวอย่างนี้เราอาจจะใช้ถังสีขนาด 5 ลิตรก็ได้  โดยเราจะตัดด้านหน้าเตาเปิดให้เท่ากับขนาดของปล่องอากาศขาเข้า (10 x 10 ซม. ในกรณีนี้)  และเราอาจจะเจาะรู 6 รูที่ด้านบนเหนือความสูงของปล่อง (ประมาณระดับความสูง 30 ซม. ในกรณีนี้) เพื่อทำฐานรองหม้อ (ดูรายละเอียดในขั้นตอนด้านล่าง)




3. หลังจากที่เอาเหล็กมาครอบปล่องไฟแล้ว เราจะใส่อิฐธรรมดาขนาดเท่ากับปล่อง (10 x 10 ซม. ในกรณี) เสียบเข้าที่ปล่องด้านหน้าชั่วคราวเพื่อที่จะใส่วัสดุฉนวนความร้อนเพิ่มเติม




จากนั้นเราก็จะใส่ดินเหนียวหรือซิเมนต์ผสม vermiculite, perlite หรือถ่านแกลบ เข้าไปในช่องว่างระหว่างปล่องไฟที่ทำจากอิฐกับผนังของถังสีจนเต็ม



4. จากนั้นเราจะใส่เหล็กเส้น 3 เส้นเข้าไปในช่องที่เราเจาะไว้ เพื่อใช้เป็นฐานรองหม้อ
เตาประหยัดพลังงาน Rocket Stove
เราจะเสียบทะแยงด้านข้างรอบๆ ปล่องไฟตรงกลาง


เมื่อสอดครบ 3 เส้นก็จะได้ฐานรองหม้อตามรูปด้านล่าง

เมื่อวางหม้อลงมา  ก้นหม้อจะไม่ปิดทางอากาศร้อนที่ไหลออกมาจากปล่อง โดยช่องอากศไม่ควรจะกว้างหรือแคบจนเกินไป

ขอบเหล็กที่สูงขึ้นมาก็ทำหน้าที่เป็น skirt เพื่อควบคุมลมร้อนที่ขึ้นมาจากปล่องให้ไหลไปรอบก้นหม้อ

นอกเหนือจากวิธีข้างบน เราสามารถออกแบบให้ขาตั้งหม้อเปลี่ยนจากการใช้เหล็กเส้น 3 เส้น มาใช้น๊อต 3-4 ตัวมาเป็นขาตั้งหม้อแทนก็ได้ โดยวัตถุประสงค์หลักคือต้องการเว้นระยะห่างระหว่างปากปล่องกับก้นหม้อเพื่อให้อากาศร้อนสามารถไหลออกมาได้

ส่วนตัว pot skirt เราสามารถปรับ design ให้กลายเป็นแบบที่ปรับขนาดของ skirt ได้ตามรูปด้านล่าง โดยการบีบแผ่นเหล็กเข้าสำหรับหม้อขนาดเล็ก และขยับแผ่นเหล็กออกสำหรับหม้อขนาดใหญ่  ถ้าถามว่าระยะห่างระหว่างหม้อกับผนังด้านในของ pot skirt ควรจะเป็นเท่าไหร่  โดยทั่วไปแล้วระยะดังกล่าวควรจะอยู่ที่ 0.8 - 1.5 ซม. แต่ให้ดูที่ขนาดของเตาและปริมาณฟืนที่ใช้ในการเผา  หลักการคือถ้าใช้ฟืนต่อชั่วโมงเยอะแสดงว่าต้องมีอากาศไหลมาก ช่องว่างก็ต้องกว้างหน่อย  ถ้าใช้ฟืนน้อยขนาดของช่องว่างก็ต้องแคบเหนือ 

หรือสุดท้ายเราจะทำให้ปากเตาเป็นรูปกรวยเหมือนปาก "เตามหาเศรษฐี" ก็ได้ สามารถสำคัญคือสร้างช่องอากาศให้ลบร้อนออกมาได้

4. ในขั้นตอนสุดท้ายให้เอาอิฐที่ปิดปล่องอากาศเข้าออก แล้วใส่แผ่นเหล็กสำหรับวางฟืนที่มีความกว้างเท่ากับปากปล่องสูงประมาณครึ่งหนึ่งของปากปล่อง เพื่อใช้เป็นที่วางฟืน เราจะสอดแผ่นเหล็กนี้เข้าไปจนถึงขอบปล่องไฟข้างใน


5. ในตอนใช้งานเราจะใส่ฟืนที่ด้านบนของแผ่นเหล็ก และปล่อยให้อากาศเย็นเข้าไปช่วยในการเผาไหม้ gas จากด้านล่าง ความสูงของปล่องจะทำให้เกิดปรากฎการณ์ดูดอากาศจากด้านล่างเข้าไปทดแทนอากาศร้อนที่ไหลออกทางปล่องด้านบน
เตาประหยัดพลังงาน Rocket Stove


ติดตามข้อมูลเพิ่มเติมที่ http://www.kasetporpeang.com/forums/index.php?topic=79810.0

ไม่มีความคิดเห็น:

แสดงความคิดเห็น