木材炉和热质量
你好，今年夏天我正在安大略中部(第六气候区)建造一座离网超级绝缘住宅。我们在预算紧张的情况下自行建造。2层+地下室。
我们的房子里有木头，想用它来取暖。房子的设计也考虑到了被动式太阳能的原理。我们计划安装一个穿过房屋中心的砖石烟囱，以利用热质量，但现在考虑成本是否与增加的成本相匹配。我们的灶具顾问建议我们安装一个普通的双层不锈钢烟囱。
我在这个网站上看到一些帖子，对热质量的好处表示怀疑，并对一些被动太阳能的教条提出质疑，但我想知道热质量在柴炉的环境中是否真的更有用，因为它可以“平衡”柴炉的波动曲线。此外，砖石烟囱将暴露在大量的冬季阳光通过我们朝南的窗户。
您的任何想法都将非常感激!
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作为一名控制工程师，我可以告诉你，有很多电感的系统真的很难控制好。
想一下这个:
你的房子很冷，所以你想生一堆火，让东西暖和起来，所以你生了一堆小火。小火需要很长时间来加热你的烟囱，也需要很长时间来加热你的房子。它最终是舒适的，但不会很长时间。
知道上次这个方法不太管用，下一次，你生了一堆大火。这会迅速加热砖石和房间，但当房间达到温度后，砖石仍然释放出大量的热量，使房间过热。它最终是舒适的，但不会很长时间。
显然，上述情况是人为的，但您肯定会遇到这些情况。我认识的每个主要用木头取暖的人都遇到过这个问题。那些巨大的铸铁炉和巨大的石头烟囱看起来令人印象深刻，但操作起来非常困难。这就是为什么我们推荐迷你分离器或空气源热泵调节背景。你可能会得到一个迷你分离器，将覆盖你的大部分热负荷，比你的壁炉的成本更低。
谢谢史蒂夫，是的，当然你会有一个学习的过程。如果我们有电网连接，我会同意微型芯片是可行的，但我们的光伏系统在冬天无法处理大负载。所以我认为我们会继续使用柴炉，但要尽可能聪明地把它融入我们的房子。
我错过了离网的部分。木炉不是一个糟糕的主意，我个人只会避免大热的热质量。在你的家里，一个小的、高效的、二次燃烧的木质火炉会很好。
史蒂夫，我对你对电感的类比很感兴趣。你是说电容吗?我从未想过热质量是电感的一种形式。
哦,是的。电容。
我在想热系统有多独特因为它没有热电感，我一定是打错了。
你所解释的问题也可以通过管理炉子的更好的实践方法来解决。而不是等到房子太冷，并考虑到被加热的质量的热惯性，在预期需要热的情况下运行炉子。在典型的砖石炉使用中，这归结为在持续寒冷的气候中有规律的时间表。
确实，这不是一种达到恒定温度的方法，就像连接到瞬时热源的恒温器一样。在一个超级绝缘的家里，这可能是最好的选择。有了经验，可以不走极端地处理木材的热量。但热质量的大小是一个重要的考虑因素，烟囱是一个很糟糕的地方，试图做到这一点。更好的办法是用尺寸大小的砖石炉，用不锈钢管来排气。
终于有人这么说了。我也学过控制工程，人们没有意识到，但有太多的热质量不是一个好处。你需要适当的量来过滤每天的温度波动，同时仍然允许你的系统可控。太多的热质量意味着一个滞后的系统很难控制。就像在一个电路中，你不只是使用你能找到的最大的电容，你实际上需要计算所需的值来过滤你想要消除的波动。
就像Jon R写的，如果你想要热质量，锅炉+水箱是一个更好的系统设计。
如果你想要可控的，买一个木锅炉，一个大水箱和恒温控制器。循环水的功率可以相当低(几瓦)。
把房子设计成允许冬季度假而不受损坏的样子。
完全同意。你需要一个反应迅速的系统和可控的热质量。滞后系统是很难控制的。
这是正确答案。把锅炉放在屋后的棚子里，用一个埋在地下的闭环连接到一个温度在160华氏度到180华氏度之间波动的一千加仑绝缘水箱。这一增量相当于176MJ，或者在一个能效为60%的锅炉中相当于15-30公斤的木材;另外，它相当于用电阻加热器储存49千瓦时的太阳能(相比之下，锂离子电池只需1.5万美元!)然后用另一个闭环通过水箱，进入室内的某种液体循环加热系统，以及另一个单独的120F家用热水回路(我猜是通过恒温混合阀?)
混凝土和砖构成了昂贵、不灵活、突兀的热块。水很便宜，可以按你自己决定的速率抽水，这让它立刻变得优越得多。
有一种说法是用熔点在工作温度范围内的石蜡相变材料来补充水，但我认为这是一种有点奇特的设置，而且我还没有做过与更大水箱的水的成本权衡。对于使用昼夜温度变化和强制空气散热器的冷水热储罐来说，这可能是一个更好的解决方案。
如果你的炉子要在房子的中间，我会使用较便宜的不锈钢烟道。用木炉均匀加热的关键是良好的循环，将热量转移到房子周围，加热房子内的所有物体。我曾经把水直接倒在炉子上，增加一些湿度，也看空气(水蒸气)如何流动在房子里，这取决于我放置风扇的位置，以确保热量进入房子的每个部分或那些需要热量的部分。安装地板通风口到楼上的房间也是一个选择，风扇可以在楼上的门口通过通风口把热量拉出来。
同样的原理也适用于被动式太阳能，特别是如果太阳房被用来获得和控制热量。想办法把热量均匀地分配到整个房子里。
如果有的话，你还会使用什么其他的加热系统——不管是备用的还是同步的?
我们将把PEX管道粗糙地插入地下室，以备将来的丙烷水循环系统——但这主要是为了防止管道结冰，如果我们在冬天离开的话。也有电动踢脚板在平季和符合规定，但不可靠的冬季取暖在低太阳期。
马丁有很多关于离线生活的好文章:
//m.etiketa4.com/article/how-to-design-an-off-grid-house
通常的主题是，永远不要依赖电力来防止你的房子结冰。
所以你想出来的任何设置，都需要在没电的时候起作用。无论多大的太阳能，电池或发电机，最终会停电，你不希望你的房子被冻住。
所以用丙烷氢化系统作为备用是行不通的。仅仅是锅炉本身就消耗了20到70瓦的能量，如果一个星期没有太阳的话，很快就会累积起来。
许多木材锅炉也一样，需要为燃烧鼓风机提供动力。
一个有效的，大小正确的木质火炉是正确的方法。有些可以有一个水盘管，通过热虹吸管加热你的DHW。如果你有足够的高度和空间，就有可能设计一个更大的储热器，以同样的方式工作。
这意味着你的坦克必须在你的炉子和你的雷达和坦克上面。给二楼供暖的好办法。除了一些较大的管道，你不需要任何泵或控制。
里克,
如果你想把热质量作为木材加热的一部分，最好的地方是火炉周围，或融入它。这就是像Kachelofen这样的肥皂石和砖炉所做的。将热质量扩展为一个穿透屋顶的大烟囱是没有多大意义的。它形成了一个巨大的热桥。
谢谢你的洞察力，马尔科姆。我们一直在考虑将二楼的烟囱管改为A级，以缓解热桥问题，但考虑到适配器和实现这一目标的复杂性，成本越来越高……
里克,
如果你想要一个砖石烟囱的视觉冲击，也想从它挤出最好的效率，你可能会考虑几个替代方案。
首先，砖石加热器是一种高效的壁炉，它比普通烟囱更能体现热质量的理念，它要么提供一个弯曲的路径让烟雾跟随，要么提供一个“钟”，让烟雾聚集在一个低烟囱出口，鼓励热排气分层。它们通常有一个绝缘的二次燃烧室，燃烧气体混合在一起，在更高的温度下进一步燃烧，以便完全燃烧。你每天烧两到三次火，让砖石吸收热量，然后它就会辐射到生活空间。建造正确，它们是安全的，比木质火炉有更低的颗粒排放和木馏油沉积。一个很好的学习资源是https://www.mha-net.org/
传统上，它们是由熟练的泥瓦匠建造的——至少是“内部”，因为内部会变得非常热——目的是完全燃烧燃料，消除微粒，提取所有可能的热量。现在也有一些公司用铸造的耐火水泥制造内部心脏，这样大多数泥瓦匠就可以建造外部皮肤了。
其次，一个更diy友好的选择是批量箱火箭质量加热器(批量火箭)-一种火箭炉的进化，它使用一个钟从分层的废气中捕获热量，在它离开烟囱和燃烧室的门很像火炉或砖石加热器。如果造得好，它们在完全燃烧燃料和减少微粒方面也做得很好。这个网站http://batchrocket.eu/en/解释理论并为规模和构建提供指导。
与任何热源一样，根据您的需要适当调整它的大小是很重要的。这两种加热器都有建筑规范指导，但采用情况各不相同。
谢谢内森。我们一开始对砖石和火箭质量加热器感兴趣，但在与我们管辖区的人交谈后，他们与建筑检查员和保险公司有很多问题，这就是为什么我们最终想到了这个“混合”想法。不幸的是，在监管领域，事情变化缓慢……但对于那些不介意与建筑管理部门谈判或低调行事的人来说，这可能是一个不错的选择。
感谢batchrocket链接!
你看过火焰王火炉吗?它们可以很容易地有20小时的燃烧次数，可以在非常低的温度下运行，几乎是闷烧，因为缺乏更好的描述。我将为我的房子买一个，因为我喜欢用木头取暖。它是丰富和有趣的分割。
寒冷气候下的超级隔热是美国加热度日除以120的天花板r值和180的墙壁。加上1或更少的ACH50，每个学位日你将需要大约1英热每平方英尺的生活空间来保持房子的舒适。这可能有助于调整补充热量的大小。
我为丹佛西南部的一个家庭推荐了一个砖石加热器，它的性能确实很好。这是一个原木住宅，所以有一些热量通过墙壁损失，但房子的其余部分将满足超级绝缘的定义。
我也在纽约北部的第6区，在我没有电网的家里用柴炉取暖。一旦你熟悉了这个装置，特别是如果你的房子是超级绝缘的，你会发现在寒冷的季节保持你的家舒适温暖是很容易的。除非你有先进的砌体技术，否则一个砌体加热器很可能不适合你紧张的预算。我会避免建造一个砖石烟囱，因为它的质量会作为一个热蓄水池。你的炉子可能需要一个6英寸的烟道，所以砖石烟囱不需要很大，即使你的尺寸过大一点，也不太可能实现多大的好处(特别是如果你必须聘请泥瓦匠)。你的房子的设计和它的隔热效果是保持舒适的木质火炉容易。
我也在安大略，很满意我的Blaze King催化炉(Ashford 30)。它比我的朋友和家人的炉子有更多的低温度。这也意味着大部分冬天我每天只需要装一次。如果我把它保持在较低的温度，我可以保持催化剂的活性超过宣传的30小时一次负载。它还避免了大多数木炉在装填后产生的大量热量。它真的很好，甚至在整个燃烧周期的输出。我已经用了3个冬天了，现在比以前更喜欢它了。
如果外面比较冷，我可以不停地开炉子，而不会让房子过热。如果天气比较热，我会在早上或晚上用短时间的热火(把干燥的木头劈开)来降温，然后再放松。
热质量似乎在平季更重要，所以你可以轻松度过夜晚的凉爽或白天的炎热。但一旦你进入严重的寒冷或炎热，那么就需要有效地管理你的热和冷负荷。
我会做一个不锈钢烟道与室外空气套件，并真正注意空气密封(同时保持所需的不可燃物的间隙)。砖石烟道很难密封，是一个长期维护的责任。在老房子上重做砖砌的烟囱要花一大笔钱。
感谢大家的有用反馈!在我们决定最好的系统之前，我要反思一下。一定要再研究一下火焰王催化剂…我有点担心在一个新的、密闭的房子里保持良好的烟囱通风，还有一个设计成低温度运行的柴炉。你的经历如何?
对于一个低输出的炉子，你应该遵循一些指导方针:
-最低身高(13-15英尺是BK推荐的)
-黑色管道部分的双层墙(内部暴露)
-绝缘烟囱，你想保持烟气热，以确保良好的通风和保持清洁。
我在启动时打开窗户，或者在不热的时候打开门，以确保中性空间压力，但一旦东西热了，它似乎对我家里的各种风扇都很宽容。如果你开门的时候有很多粉丝在跑，你可能会有烟雾。
看看hearth.com(特别是巨大的BK帖子)，但警告说火焰王是那里的一种宗教，似乎使人们的态度两极分化。好炉子有很多，但很少有能像火焰王那样低能耗或高效的。
如果你的房子很拥挤，我建议你使用户外空气工具。你想避免有一个负压力的房子，但对我来说，这是迄今为止的一个问题。我正在努力从一个动力排气NG热水箱切换到一个热泵，和一个热泵干燥机代替NG，并将安装一个平衡HRV/ERV，而不是只排气浴风扇。