Espesor de cortafuegos / hogar - Chimenea de construcción para combustible de gel

Estoy planeando construir una chimenea "falsa" en mi sótano que pueda quemar botes de combustible de gel. Estaba pensando en comprar un calentador eléctrico o una chimenea de gel prefabricada, pero me gusta la idea de una llama real, y las opciones comerciales asequibles tienen un aspecto falso o un aspecto pequeño/barato.

Planeo poner esto contra una pared de paneles de yeso, en un piso alfombrado, y me preocupa proteger estas superficies/toda mi casa. Esperaba encontrar algunas pautas sobre el grosor del cortafuegos/hogar. Este documento que describe las pautas para la quema permanente de madera/gas recomienda al menos 2" de ladrillo refractario, respaldado por un mínimo de 4-6" de ladrillo/piedra/concreto. Esto parece excesivo para una chimenea de gel que produce solo 3000 BTU por recipiente de combustible de gel (planeo quemar 2 a la vez).

Inicialmente estaba buscando comprar una chimenea de metal vieja y usada en Craigslist y construir alrededor de ella, pero tengo un montón de ladrillos sin usar (3-5/8" x 2-1/4") por ahí, y estaba pensando Podría usar eso en su lugar. ¿Es esto factible? ¿Necesito también una lámina de metal para reflejar el calor o un espacio de aire entre el ladrillo y la pared? Supongo que 3-5/8" de ladrillo debería ser suficiente, ¿verdad? ¿O debería pensar demasiado en esto y debería encontrar una hoja de metal barata de 1/8" y usarla?

¿Qué tipo de combustible en gel? La mayoría que conozco son alcohol en gel o similar, que se quema más como una vela que como un tronco.
@keshlam, la mayoría de los combustibles de gel son alcohol isopropílico al 70 % (diluido con agua y agentes gelificantes, a veces con agentes adicionales para chisporrotear. Algunos de los más baratos son etanol en lugar de isopropilo, que se queman a una temperatura ligeramente más alta.
@keshlam ¿Puede dar más detalles sobre "quema más como una vela que como un tronco"? ¿Estás hablando en términos de temperatura, o algo más?
Salida total de calor. El alcohol gelificado se quema al rojo vivo, pero no se quema mucho a la vez; incluso si saturas un área con una neblina de alcohol y la enciendes, no obtienes mucho calor o presión del "zumbido" resultante. Los números reales a continuación aclaran el punto mejor que yo aquí

Respuestas (1)

De acuerdo con la Tabla 720.1(2) del Código Internacional de Construcción de 2006. , 3-5/8" de ladrillo está ligeramente por debajo de la clasificación de resistencia al fuego durante 2 horas de un incendio en una pared. Por otro lado, una pared de ladrillo de 3-5/8" con un espacio de aire de 1" satisface los 2 hora código de resistencia al fuego. La verdadera pregunta es, ¿son 2 horas suficientes para una chimenea? Un bote de gel contenido difícilmente constituye un incendio estructural (quema a 800 grados F en lugar de 1800 grados F), pero supongo que puede pasar cualquier cosa, ¿verdad?

Tabla 5

DESCARGO DE RESPONSABILIDAD: aunque todos los siguientes cálculos se realizan de forma conservadora, no puedo garantizar que estos números sean correctos, por lo que si alguien más puede confirmarlo, se lo agradecería.

Haciendo algunos cálculos (y usando esta calculadora de la Comisión Reguladora Nuclear , hoja de cálculo 5.1), he determinado que un solo bote de combustible en gel, a 6 pulgadas de distancia de un ladrillo (mirando hacia el lado de 1,5" x 8") aumentará la temperatura promedio de dicho ladrillo aproximadamente 10°F por hora.

La calculadora dice que una llama de etanol de 2 pulgadas de diámetro tendrá un flujo de calor radiante de ~90 BTU/(hr-ft^2). (Como nota, también calcula una altura de llama de ~6 pulgadas y una salida de calor de 2525 BTU/h (que a las 2,5 horas es 6313 BTU), por lo que este es probablemente un cálculo conservador)

Además, si un ladrillo promedio pesa 5.5 lbs y el calor específico del ladrillo es 0.22 BTU/lb-°F , entonces la masa térmica de un ladrillo es 1.21 BTU/hr (5.5 lbs * 0.22 BTU/lb-°F = 1.21 ). Si el área de la cara es de 0.1388 ft^2, podemos calcular el cambio de temperatura promedio del ladrillo (90 * 0.1388 = 1.21 * T_delta/hr), donde T_delta/hr resulta ser 10 °F por hora.

Por lo tanto, el cambio promedio en la temperatura de los ladrillos es de 10 °F por hora (suponiendo un solo recipiente y la llama a 6 pulgadas de distancia). Entonces, si 3 recipientes de etanol se queman simultáneamente durante 3 horas, la temperatura promedio de los ladrillos será de 90 °F. más cálido. Como referencia, la temperatura de referencia de la prueba UL es de 110 ° F sobre la temperatura ambiente. Además, las tuberías de agua caliente tienen una temperatura de 120 ° F a 140 ° F, y a menudo se colocan a lo largo de vigas de madera y paneles de yeso sin ningún problema.

Podemos llevar esto un paso más allá calculando el gradiente de temperatura a través del ladrillo. Un ladrillo común tiene una conductividad térmica de 0,048 BTU/(in-hr-°F) , por lo que suponiendo condiciones de estado estacionario (muy, muy conservadoras aquí), el ladrillo debería tener un gradiente de temperatura de 71,7 °F [0,048 BTU/ (pulgadas-hora-°F) * 3,63 pulgadas / (90 BTU/(hora-pie^2) * 0,1388 pies^2) = 71,7 °F]. Si la temperatura promedio del ladrillo ha aumentado 90 °F, entonces la cara posterior solo aumentará ~54 °F (90-(71.7/2)=54), que está muy por debajo de la "zona segura" de 110 °F .

Actualizar

Ayer compré una chimenea de imitación de piedra, que creo que está hecha de una mezcla de cemento y estuco, posiblemente también con fibra de vidrio. Estaba diseñado para gasolina y tiene una advertencia de que no exceda los 22,000 BTU. El grosor de todo el cuerpo, incluidos el hogar y la pared trasera, no tenía más de 1"-1,25" pulgadas de grosor. Dado que 3 botes de combustible de gel solo producen 9000 BTU en total, esto debería ser más que suficiente.

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