- Deze pagina heeft betrekking op kachels die brandstof gebruiken, meestal vaste stof. Voor versies op zonne-energie, zie Koken op zonne-energie
Verbeterde kachels op vaste biobrandstof , rookloze kachels of houtbesparende kachels zijn kachels op vaste biobrandstof die zijn ontworpen om minstens 10% zuiniger te zijn dan gewone kachels op vaste biobrandstof of om de gezondheidsproblemen die gepaard gaan met traditionele kookvuren te verminderen. Ze worden veel gebruikt in ontwikkelingslanden en zijn vaak heel eenvoudig van ontwerp. Wanneer deze ontwerpen werken zoals bedoeld, vullen ze het huis niet met schadelijke rook (door een efficiëntere verbranding om rook te verminderen, en een schoorsteen of ventilatieopening om die rook te verwijderen) en gebruiken ze minder brandstof. Er zijn verschillende ontwerpen ontwikkeld, afhankelijk van de lokale beschikbare materialen, de omgevingsomstandigheden en de behoeften van de gemeenschap.
fig 1: Een selectie van verbeterde kooktoestellen
fig 1a: Open vuur kooktoestel
fig 1b: Patsari verbeterde kookplaat gemaakt van baksteen en mortel en roebelvulling
fig c: Lorena kookfornuis gemaakt van aangestampte aarde
fig d: Vrouwen kunnen verbeterde kooktoestellen ontwerpen en vervaardigen. ©Simon Ekless/Praktische actie
Inhoud
- 1 Projecten op Appropedia
- 2 Impact op de gezondheid
- 3 Brandstofbesparing en brandstofefficiëntie
- 4 Belangrijkste ontwerpkenmerken
- 5 Verbeterde materialen voor kooktoestellen
- 6 Lokale vervaardiging van kachels
- 7 Voortdurend onderzoek en ontwikkeling
- 8 Verschillende verbeterde kookplaatontwerpen
- 9 Opmerkingen en referenties =
- 10 Zie ook
- 11 Externe links
Projecten op Appropedia
Impact op de gezondheid
Koken en verwarmen met vaste brandstoffen zoals hout, mest, steenkool of oogstafval boven open vuur of kachels zonder schoorstenen kan leiden tot luchtvervuiling binnenshuis . Deze binnenrook bevat koolmonoxide, benzenen, aldehyden, kleine roet- en stofdeeltjes en andere gezondheidsschadelijke verontreinigende stoffen. Uit een beoordeling van de WHO bleek dat luchtverontreiniging binnenshuis de achtste belangrijkste risicofactor voor ziekten is. Het is een bijzonder belangrijke risicofactor voor acute luchtweginfecties (ARI), waaronder bronchitis en longontsteking. Elk jaar is IAP betrokken bij de dood van 1,6 miljoen mensen (een sterfgeval elke 20 seconden). Omdat vrouwen en kinderen de meeste tijd in de buurt van de haard doorbrengen, zijn zij extra kwetsbaar. [1]
Het gebruik van schonere brandstoffen, toegang tot verbeterde kachels en/of gedragsveranderingen kunnen de blootstelling aan rook binnenshuis en daarmee samenhangende ziekten aanzienlijk verminderen. [2]
Fig. 2a: Open vuur of miston in gebruik, terwijl de verbeterde kookkachel op de achtergrond ongebruikt blijft. Dit kan gebeuren vanwege voorkeur voor smaak of traditie van open vuur of omdat verschillende koks in huis misschien niet allemaal weten hoe of zelfs maar willen koken op het verbeterde fornuis.
Afb. 2b: Dak zwart geworden door jarenlang open vuur, zelfs met grote openingen voor luchtcirculatie tussen dak en muur, rook stijgt op en zakt vervolgens naar beneden in plaats van naar buiten te ontsnappen.
![Afb. 2c: Ladykoken zonder deksel tijdens kooktest. Bij het koken met deksels wordt het brandstofverbruik met 40% verminderd, een verandering die meer brandstof kan besparen dan bij het overstappen op verbeterde kooktoestellen.[3]](/w/images/thumb/9/9d/100_1312.JPG/120px-100_1312.JPG)
Afb. 2c: Ladykoken zonder deksel tijdens kooktest. Wanneer u met deksels kookt, wordt het brandstofverbruik met 40% verminderd, een verandering die meer brandstof kan besparen dan wanneer u overstapt op verbeterde kooktoestellen. [3]
Fig 2d: Verbeterd kookfornuis in gebruik zonder comal W , zodat het gerecht directe warmte ontvangt. In de ochtend produceert dit weinig rook, maar tegen de middag ontsnapt de rook niet meer uit de schoorsteen. Het stijgt door de comal opening in het huis.
Figuur 2e: Verbeterde Cookstove in Kenia ©Neil Cooper/Practical Action
![Afb. 2c: Ladykoken zonder deksel tijdens kooktest. Bij het koken met deksels wordt het brandstofverbruik met 40% verminderd, een verandering die meer brandstof kan besparen dan bij het overstappen op verbeterde kooktoestellen.[3]](/File:100_1312.JPG)
Brandstofbesparing en brandstofefficiëntie
De bossen in de wereld krimpen onder de enorme druk van landbouw- en houtkapactiviteiten. In sommige gebieden levert de toenemende zoektocht naar brandhout , de belangrijkste brandstof voor het koken in het Zuiden , een belangrijke bijdrage aan het probleem. Het meeste van dit hout wordt verbrand in open haarden of inefficiënte kachels. Wanneer hout eenvoudigweg te duur of te ver weg is, worden dierlijke mest en gewasresten vroeger terug in de bodem gebracht, omdat meststoffen vaak als brandstof worden verbrand. Deze praktijk, die in veel delen van Afrika en Zuid-Azië steeds vaker voorkomt , draagt bij aan een neerwaartse spiraal in de bodemvruchtbaarheid. Zodra de bomen en de vegetatie op de hellingen zijn verwijderd, verloopt de bodemerosie snel, met afvoer van regenwater en overstromingen , en kan het land in een woestijn veranderen. De huidige patronen van de dagelijkse consumptie van brandhout over de hele wereld zijn dus belangrijke factoren in een voortschrijdende milieucrisis.
Sinds eind jaren zeventig is er veel werk verricht aan het ontwerp en de verspreiding van eenvoudige, goedkope, verbeterde kooktoestellen. Dergelijke kachels kunnen tot 40% van de houtbrandstof besparen die normaal gesproken wordt verbruikt bij open haarden, en 25-35% van de brandstof die wordt verbruikt bij typische traditionele kachels. De collectieve ervaring van dit werk wordt beschreven in Burning Issues. Na veel enthousiast onderzoek te hebben gedaan naar een verscheidenheid aan strategieën om het bouwen van kachels door eigenaren aan te moedigen, komen ervaren waarnemers tot de conclusie dat de kleine industrieDe productie van kachels is een van de meest veelbelovende routes. De voordelen van deze aanpak zijn onder meer een betere kwaliteitscontrole en dus een hoger rendement en een langere levensduur van de kachel dan mogelijk is bij zelfbouw. De kachels kosten $ 1-5 per stuk en kunnen zichzelf vaak binnen 1-2 maanden terugverdienen door brandstofbesparing als de brandstof wordt gekocht. In plattelandsgebieden waar de meeste brandstof wordt verzameld, kunnen nog steeds zeer goedkope kachels aan sommige mensen worden verkocht, maar het distributieprobleem is veel moeilijker en er moeten duidelijk nog succesvolle strategieën worden uitgewerkt.
Brandstofbesparing door verbeterde kooktoestellen lijkt voor een land de goedkoopste manier om in nieuwe energiebronnen te investeren. De typische ambachtelijk geproduceerde kookplaat die 35% brandhout bespaart, kost minder dan $ 5. Drie verbeterde kachels hebben hetzelfde effect op de brandstofvoorziening als één biogasinstallatie voor een gezin (wat 40 tot 50 keer zoveel zou kosten) - beide betekenen dat in de kookbrandstofbehoefte van een extra gezin kan worden voorzien. De kapitaalinvestering zal hoger zijn voor elektrische of kerosinekachels, en men moet ook rekening houden met de kosten van het vergroten van de elektrische opwekkingscapaciteit en het uitbreiden van het elektriciteitsnet. Zowel elektrische kachels als petroleumkachels brengen extra dagelijkse brandstofkosten met zich mee, die in het geval van de verbeterde kachel nul zijn (omdat de verbeterde efficiëntie alleen al de volledige winst voor zijn rekening neemt).
De secundaire effecten van bestaande kooksystemen moeten worden begrepen voordat aanvaardbare verbeteringen kunnen worden aangebracht. Op veel plaatsen levert rook van kookvuren binnenshuis een belangrijke bijdrage aan long- en oogziekten. Toch dient deze rook ook om de gewassen die boven het kookgedeelte hangen te drogen en om rieten daken te beschermen tegen insectenschade. In hooglandgebieden en andere koudere gebieden kan het nodig zijn dat de ruimteverwarmingsfunctie van het binnenvuur wordt opgenomen in het ontwerp van de kookplaat. Succesvolle promotie-inspanningen voor kachels kunnen afhangen van de beschikbaarheid van effectieve aanpassingen voor deze secundaire functies van het kookvuur.
De ervaring heeft geleerd dat, ondanks de noodzaak van houtbehoud op grote schaal, de adoptie van verbeterde kachels niet onmiddellijk voor een heel land of regio kan plaatsvinden. Het zal in plaats daarvan afhangen van de betrokkenheid van de lokale bevolking bij zorgvuldig, systematisch werk waarbij de nadruk ligt op test- en kookmethoden. Bestaande kachels en nieuwe prototypes kunnen met een minimum aan apparatuur worden getest. Testtechnieken worden in verschillende boeken in deze sectie behandeld.
De meeste deskundige mensen hebben hun schattingen van de brandstofbesparingen die mogelijk zijn met de typische nieuwe kachel herzien. Een besparing van 35% wordt nu als een realistisch cijfer beschouwd voor de betere kachelontwerpen. Op dezelfde manier zijn de meesten het erover eens dat de distributie van verbeterde kachels alleen de snelheid van de ontbossing op de meeste plaatsen niet sterk zal beïnvloeden. Desalniettemin worden verbeterde kooktoestellen nu beschouwd als een kosteneffectief onderdeel van herbebossingsprogramma's in sommige landen, en het is duidelijk dat ze een rol kunnen spelen bij het verbeteren van de levenskwaliteit door het besparen van geld en tijd voor gezinnen, en het verminderen van rook tijdens het koken. gebied.
Veel dank aan David Bartecchi van Village Earth voor de eerste inhoud.
Belangrijkste ontwerpkenmerken
Sommige of al deze ontwerpkenmerken helpen een kachel zuiniger te maken of de gezondheidsproblemen die gepaard gaan met traditionele kookvuren te verminderen:
- Lange schoorsteen of ventilatieopening - om rook naar buiten te verwijderen en de luchtstroom door het vuur te verbeteren.
- Regelbare luchtinstroom - vereist dat het vuur zich in een afgesloten ruimte met een verstelbare inlaat bevindt - maakt een verlaging van de brandsnelheid mogelijk om aan de behoeften te voldoen.
- Gebruik van een materiaal met goede isolerende eigenschappen voor de binnenwanden van de kachel - meestal keramiek.
- Naverbranding - het rookgas (uitlaatgas) mengen met een kleine hoeveelheid nieuwe lucht, zodat de laatst overgebleven koolwaterstoffen en koolmonoxide vlamloos kunnen verbranden.
- Het ommantelen van het kookvat, dwz het hete rookkanaal door een nauwe doorgang tussen het fornuis en de pan laten lopen. Dit houdt in dat de potmaat en de maat van de kookplaat op elkaar afgestemd moeten zijn.
- Gebruik van de rookgaswarmte voor ruimteverwarming (in koude klimaten) en/of waterverwarming. Om lekkage van rookgas in de kamer te voorkomen, is een warmtewisselaar nodig. Bij een duur product kan dit een complex roestvrijstalen apparaat zijn, of in een ontwikkelingsland een eenvoudige metalen rookgasafvoer. [ uitbreiding nodig ]
- Veel samenlevingen koken slechts een paar soorten voedsel en je moet de kachel ontwerpen om aan hun specifieke behoeften te voldoen
- Als ze dik materiaal roeren, heb je een goed ondersteunde basis nodig om het fornuis stabiel te houden
- Er is een optimale scheiding tussen de pan en het fornuis, zodat de luchtstroom kan ontsnappen. Ontwerp de kachel zo dat deze bij de pannen past en behoud deze scheiding
- Als er te veel materiaal in de brander wordt geplaatst, zullen niet alle koolwaterstoffen worden verbruikt. Overweeg daarom om de hoeveelheid ruimte voor het brandbare materiaal te beperken. Houd bij het ontwerp van dit verbrandingsgebied ook rekening met het type materiaal dat lokaal wordt verbrand
- In dichtbevolkte gebieden, zoals vluchtelingenkampen, zullen meerdere huishoudens de kachels willen delen, dus overweeg om geïsoleerde handgrepen toe te voegen.
- Zoals altijd met de juiste technologie moeten de kachels lokaal worden gebouwd met lokale materialen en met behulp van lokale technieken. Op deze manier kunt u ondernemers zaaien om de kachels na uw vertrek te produceren, verkopen en repareren.
- een gesloten vuur om de warmte vast te houden
- zorgvuldig ontwerp van de pannenlap om de warmteoverdracht van vuur naar pot te maximaliseren
- schotten om turbulentie te creëren en zo de warmteoverdracht te verbeteren
- dempers om de luchtstroom te controleren en te optimaliseren
- een keramisch inzetstuk om de snelheid van warmteverlies te minimaliseren
- een rooster waarmee verschillende soorten brandstof kunnen worden gebruikt en as kan worden verwijderd
- metalen behuizing voor sterkte en duurzaamheid
- systemen met meerdere potten om het warmtegebruik te maximaliseren en ervoor te zorgen dat meerdere potten tegelijkertijd kunnen worden verwarmd
Een groot deel van het onderzoeks- en ontwikkelingswerk dat is uitgevoerd op het gebied van biomassatechnologieën voor plattelandsgebieden van ontwikkelingslanden is gebaseerd op de verbetering van traditionele kachels. Dit was aanvankelijk een reactie op de dreiging van ontbossing, maar was ook gericht op de behoeften van vrouwen om de brandstofinzamelingstijden te verkorten en de keukenomgeving te verbeteren door rookverwijdering. Er zijn veel benaderingen geweest om de kachel te verbeteren, sommige lokaal uitgevoerd en andere als onderdeel van bredere programma's van internationale organisaties. Figuur 2 hieronder toont een aantal succesvolle, verbeterde kacheltypes, enkele kleine, draagbare kachels en andere ontworpen voor permanente bevestiging in een huishouden.
Het verbeteren van het ontwerp van een kachel is een complexe procedure die een breed begrip van veel zaken vereist. Het betrekken van gebruikers bij het ontwerpproces is essentieel om een goed inzicht te krijgen in de behoeften en eisen van de gebruiker aan de kachel. De kachel is niet alleen maar een apparaat voor het verwarmen van voedsel (zoals dat in de westerse samenleving is geworden), maar fungeert vaak als een sociaal middelpunt, een middel voor verlichting en ruimteverwarming. Teer van het vuur kan een rieten dak helpen beschermen, en de rook kan insecten en ander ongedierte buiten houden. Er moet rekening worden gehouden met kookgewoonten, evenals met de levensstijl van de gebruikers. Lichte houtskoolkachels die worden gebruikt voor het koken van vlees en groenten zijn van weinig nut voor mensen die een basisdieet volgen, zoals Ugali, waarvoor grote pannen en krachtig roeren nodig zijn. Het brandstoftype kan sterk verschillen; in sommige landen wordt koeienmest gebruikt als algemene brandstofbron, vooral waar hout schaars is. Kosten zijn ook een belangrijke factor onder lage-inkomensgroepen. Als we er niet in slagen deze belangrijke sociaal-economische kwesties te identificeren, zal een kachelprogramma mislukken. De functie van een verbeterde kachel is niet alleen maar het besparen van brandstof.
Verbeterde materialen voor kooktoestellen
Een van de belangrijkste aspecten van een verbeterd ontwerp van een kooktoestel is welke materialen u gebruikt.
Belangrijke overwegingen:
- Het materiaal moet bestand zijn tegen thermische cycli
- Prijs: mensen kopen geen dure kachel
- Het materiaal moet beschikbaar zijn (voor de hand liggend, maar de moeite waard om te zeggen)
Materialen om te overwegen
- Vuurvaste baksteen (ontworpen om te isoleren en thermische cycli te weerstaan)
- Klei/moddersteen (cheep)
- Vuurvast beton
- Normaal Beton
- Plaatwerk (houd er rekening mee dat een kachel die geen brandwonden veroorzaakt erg belangrijk is)
- Normale tegel
- Geïsoleerde tegel
Houd er bij verbrandingskamers rekening mee dat het hout met aanzienlijke kracht naar binnen kan worden geschoven en dat de kamer tegen enig misbruik bestand moet zijn
Metalen:
- Zink heeft een relatief lage smelttemperatuur en mag niet worden gebruikt voor toepassingen met hoge temperaturen.
- Roestvrij staal kan geschikt zijn voor verbrandingskamers
- Gietijzer werkt heel goed, maar is erg duur.
Lokale vervaardiging van kachels
Sinds 1982 wordt de Kenya Ceramic Jiko (KCJ), een verbeterde houtskoolkachel gericht op de stedelijke markt, ontwikkeld en geproduceerd door grote aantallen kleine producenten. De KCJ bestaat uit twee hoofdcomponenten; metaal en gebakken klei. Beide onderdelen zijn gemaakt door ondernemers; het metalen deel (bekleding) wordt gemaakt door kleinschalige ondernemingen of individuele ambachtslieden, terwijl het kleideel (voering) wordt vervaardigd door iets grotere en meer georganiseerde ondernemingen of vrouwengroepen. De KCJ wordt door de ambachtslieden rechtstreeks aan hun klanten verkocht of via commerciële verkooppunten zoals winkels en supermarkten. De kachel werd aanvankelijk zwaar gepromoot om de markt te ontwikkelen, door de NGO KENGO en door het Keniaanse Ministerie van Energie, via de massamedia, marktdemonstraties en beurzen. Als resultaat van deze substantiële promotie, Er zijn nu meer dan 200 ambachtslieden en micro-ondernemingen die maandelijks zo'n 13.600 verbeterde kachels vervaardigen. Er wordt geschat dat er tot nu toe ongeveer 700.000 van dergelijke kachels in Keniaanse huishoudens in gebruik zijn. Dit vertegenwoordigt een penetratie van 16,8% van alle huishoudens in Kenia, en 56% van alle stedelijke huishoudens in het land.[4]
Voortdurend onderzoek en ontwikkeling
Groepen waaronder Vuthisa Technologies [5] van Kobus Venter en EWB San Francisco Professionals Chapter [6] doen onderzoek naar het optimaliseren van dergelijke kachels, inclusief het gebruik van briketten gemaakt van afvalbiomassa (bijvoorbeeld landbouwafval) met een eenvoudige brikettenpers .
De gebruikte brandstof kan een grote impact hebben op de geproduceerde rook, maar ook op de milieu-impact. Houtskool W verbrandt veel schoner dan hout of mest, maar wordt meestal gemaakt van hout.
Amy Smith W heeft gewerkt aan de productie van houtskool uit andere vormen van biomassa. Om de biomassa aan elkaar te laten plakken wordt een bindmiddel gebruikt. (Een andere methode om briketten meer samenhangend te maken, is door de biomassa een paar dagen in water te laten staan om enigszins te ontleden.) De keuze van de biomassa hangt af van wat algemeen verkrijgbaar is, maar omvat ook bagasse W (suikerrietafval) gebonden met een pasta van cassave W- wortel (ook wel maniok of tapioca genoemd); en tarwe- of rijststro gebonden met een kleine hoeveelheid mest, in gebieden waar normaal gesproken pure mest wordt verbrand. [7]
Een programma genaamd CFD-GEOM kan worden gebruikt om kookplaatontwerpen te modelleren .
De Houtvergassingskachel is waarschijnlijk het meest efficiënte kachelontwerp dat mogelijk is.
Verschillende verbeterde kookplaatontwerpen
- Aprovecho-raketkachels , Cottage Grove, Oregon
- HSU Chiapas verbeterde kooktoestellen Patsari en Lorena kooktoestellen vergeleken in Mexico
- HELPT planchakachel in Guatemala
- PROLENA EcoStove in Nicaragua
- Justa-kachel in Honduras
- ProBec-kachels in Zuid-Afrika
- GTZ-kachels in Afrika
- BioLite Home Stove : een fornuis op houtbasis dat tevens beschikt over een ingebouwde elektriciteitsgenerator
Opmerkingen en referenties =
- ^ Wereldgezondheidsorganisatie
- ↑ Gerandomiseerd blootstellingsonderzoek naar vervuiling binnenshuis en ademhalingseffecten (RESPIRE).
- ↑ http://www.peprimer.com/stove.html#SECTION5
- ^ Bron: Dominic Walubengo, Stove Images, 1995
- ↑ Vuthisa Technologies is een klein bedrijf in Pietermaritsburg, Kwa Zulu Natal, Zuid-Afrika, en Kobus Venter bespraken (of bespreekt) de ontwikkeling van het ontwerp op de Biomassa kooktoestellenlijsten . [ uitbreiding nodig ]
- ^ EWB-SFP Appropriate Technology Design Team 's blog, met een sterke focus op verbeterde kachels. Zie ook Darfur Cookstoves - Updates mei-december 2006
- ^ Amy Smith van MIT over techniek in de derde wereld: TEDTalks - Video op YouTube.
Zie ook
Externe links
- Aprovecho Onderzoekscentrum
- Brookhaven National Laboratory, 2023, Wood Heater Design Challenge Workshop Report, rapport voor het Amerikaanse ministerie van Energie, Bioenergy Technologies Office, rapportnr. 224406, https://www.energy.gov/eere/bioenergy/articles/just-released-new -houtkachel-ontwerp-uitdaging-workshop-rapport
- BuildItSolar: Houtkachels; Van bijzonder belang zijn de RootSimple-raketkachel en de waterverwarmende houtkachels
- Ontwerpprincipes voor houtgestookte kooktoestellen
- Informatie over verschillende verbeterde kooktoestellen
- http://iapstoves.blogspot.com/
- Grote hoeveelheid kookfornuisinformatie - inclusief actieve e-maildiscussiegroep
- Wikipedia: Kookfornuis