Ontwerp en monitoring houtvergassers i.c.m. buffers

verwarming, isolatie, huiselijk energieverbruik

Moderator: Moderators

Gebruikersavatar
Bufferboost
Berichten: 241
Lid geworden op: 21 nov 2008, 15:40

Ontwerp en monitoring houtvergassers i.c.m. buffers

Bericht door Bufferboost » 21 nov 2008, 15:52

Waar kan ik een simpele formule vinden, of wie kan mij daaraan helpen, voor het bepalen van de dimensies van een koperen spiraalwarmtewisselaar. Situatie is als volgt: Houtvergasser (60 kW) stookt indirect via warmtewisselaar op twee verschillende hoogteniveau's (i.v.m. hot-top boiler), i.e. midden en onder, staand buffervat van ca. 8.500 liter (8,5 m3).
Graag zou ik de beschikking hebben over een formule waarin de te leveren capaciteit door de warmtewisselaar, de leidingdiameter en wanddikte van de buis (bijv. 15 mm. x 1 mm. of 28 mm x 1,5 mm), de lengte, spoed (?), en doorsnede van de spiraal gevarieerd kunnen worden. Alvast vriendelijk bedankt.

Pigion
Berichten: 696
Lid geworden op: 17 okt 2007, 11:26
Locatie: Drenthe

Re: Ontwerp spiraalwarmtewisselaar voor water (CV)

Bericht door Pigion » 22 nov 2008, 16:05

@Hans,
Je vraagt een complete berekening van een warmtewisselaar. Kijk eens in het Polytechnisch Zakboekje of maak een bezoek aan bibliotheek. Met wat doorrekenen kan je het opp. berekenen, uitgaande dat bekend is:
-Temperaturen
-Volumestromen
-Materiaal.

Gemakkelijker is het om één te bouwen en dan kijken hoe hij het doet.
Je kan ook uitgaan van b.v. de gegevens van b.v. een platenwisselaar.
Pigion

bonkelaar
Berichten: 288
Lid geworden op: 08 okt 2008, 21:08
Locatie: Omgeving Lochem

Re: Ontwerp spiraalwarmtewisselaar voor water (CV)

Bericht door bonkelaar » 23 nov 2008, 10:34

Hallo Hans,

mooie installatie!

Ik heb uit de technische gegevens van mijn Nibe boiler wel gegevens gevonden die je wellicht aan je eventueel te vinden formule kunt toetsen.

Boiler indirect gestookt met koperen ww. 80 liter Nibe PCU 80/8
Spiraallengte WW 8 meter
VO (verwarmd oppervlak?) 0,55 m2 (na te rekenen)
Warmte overdracht 90/10-45°C 29 KW
Aanwarmtijd tot ca. 60°C 16 min
Aansluiting CV (WW) 22 mm A+R

Gebruik zelf een 550 liter Buderus boiler om mijn huisinstallatie doorheen te leiden.
Heeft een 1 1/4 duim stalen WW ik meende met een inhoud van 20 liter maar dat heb ik niet gecontroleerd.
Deze 550 liter gebruik ik samen met enkele buffers meer (totaal 2500 liter) om de warmte op te slaan.
tussen de buffers onderling wordt het water gecirculeerd waardoor de WW steeds warm water heeft.
De oude huisinstallatie loopt door de WW spiraal en haalt zich zo de benodigde warmte.
Ik wil nog een mengventiel plaatsen omdat bij erg heet water dit ook de huisinstallatie ingaat en leidt tot grotere
verliezen, kan dan de gewenste temperatuur in de huisinstallatie regelen.
Een driewegklep met thermostaat regelt de circulatie door de WW. Is het te koud in de buffers (onder 40°C) dan sluit de
klep en is de oude gasinstallatie weer in functie. Tegelijkertijd word de onderbreking in de thermostaatkabel weer gesloten waardoor
warmtevraag door de kamerthermostaat leidt tot aanslaan van de gasketel.

Opstoken van de hout CV geeft dan boven de 40 graden dat de thermostaatkabel v.d. gasketel wordt onderbroken middels een dubbel relais en een thermostaat, en de driewegkraan de weg door de WW weer vrijgeeft.

De huisinstallatie heeft 1 pomp van de gas CV. Deze wordt ook gebruikt voor de circulatie tijdens bedrijf op hout door de WW. Deze pomp gaat echter 48 uur nadat het laatst op gas werd gedraaid uit (Nefit HR) De gasketel denkt dan dat het zomer is, er heeft 48 uur geen warmtevraag plaatsgevonden.
De pomp is echter konstant nodig of er moet een tweede pomp geplaatst worden. Middels een tijdklok schakel ik de ketel nu elke dag één minuut in via de thermostaatkabel.
De pomp draait vervolgens 48 uur na, zodat hij in de praktijk konstant draait hetgeen mijn een extra pomp in de installatie bespaart.

Hoop dat je aan de boilergegevens wat hebt, of aan de beschrijving van mijn installatie. Bij jouw is het allemaal wat groter.

met vriendelijke groet
Jos.

Gebruikersavatar
Bufferboost
Berichten: 241
Lid geworden op: 21 nov 2008, 15:40

Re: Ontwerp spiraalwarmtewisselaar voor water (CV)

Bericht door Bufferboost » 24 nov 2008, 12:40

Jos,
bedankt voor je uitgebreide antwoord. Inderdaad een wat grotere installatie. Het gehele CV syteem wordt momenteel mechanisch gemonitord, middels ca. 10 pulstellers. Vanaf februari wanneer de houtvergasser wordt geplaatst wil ik het geheel met PT's gaan monitoren, in principe de gelegenheid (tegen lage kosten) max. 50 voelers te plaatsen. Vooralsnog rekening gehouden met én 12 Volts, én 24 Volts en gedeeltelijk 230 Volts schakelingen op relaiskaart (36 stuks). In de PC via de interface kan alles geregeld en geanalyseerd worden.

De 5 warmtewisselatoren in het buffervat worden aanbod- en vraagafhankelijk (resp. houtketel, radiatoren in ruimten) aangestuurd met 24 Volts 3w-kleppen. (overigens, beveiliging houtketel is en blijft mechanisch en autonoom). Ook mijn gas-CV ketel is in het circuit opgenomen en wordt gebypassed wanneer buffervat afdoende kan leveren. Overigens de 3 kamerthermostaten (3 woningen) bedienen niet de CV-ketel maar groepkleppen waarmee afdelingen wel of niet worden verwarmd.

Voor wat betreft de warmtewisselaars ben ik erachter gekomen dat ik om max. 60 kW warmte kwijt te kunnen aan de buffer ca. 3 m2 warmtewisselaar oppervlakte nodig heb (koper). Dat betekent voor rond 28 mm. 34 m. (!) buis. Voor rond 15 mm. (voordeel zachtkoper op rol te verkrijgen) ca 60 meter per warmtewisselaar. Vermoedelijk ga ik kiezen voor de 28 mm. buis. Nadeel is echter wel dat de transportsnelhied van het hete water vanuit de ketel bijna verdubbeld omdat het afkomstig is van een rond 42 mm. Moet nog aan gereknd worden.

Gewoon "proberen" zoals gesuggereerd werd is een beetje onhandig, naast de 8.500 liter water weer aan- en afvoeren moeten dan ook de vijf warmtewisselatoren "eventjes" vervangen worden, doen we maar geloof ik. :wink:

Als iemand anders nog goeie ideeën heeft dan houd ik mij aanbevolen, wellicht dat ik een of andere site binnekort opstart omdat ik veel gegevens ga krijgen uit het gehele stookproces, en dat i.r.t. warmteafgifte aan de woonruimten. Nb. externe plaatwisselaar o.i.d.'s heeft geen zin gezien de extra pomp benodigd en vooral ook een noodkelijk geavanceerd afregelprogramma dat ongewenst interacteert met de computer van de houtvergasser.

met vriendelijke groet,
Hans Danel

Gebruikersavatar
kockie
Site Admin
Berichten: 8020
Lid geworden op: 28 jan 2006, 17:42
Locatie: Zeddam
Contacteer:

Re: Ontwerp spiraalwarmtewisselaar voor water (CV)

Bericht door kockie » 24 nov 2008, 19:06

die 34 (of 60) meter zou je natuurlijk ook kunnen opdelen in meedere segmenten, zoals Kris de Voecht heeft gedaan. Hij heeft het in zijn geval voor zonnecollectoren gedaan, maar misschien zou je deze techniek kunnen overnemen?
Mensen zeggen wel eens dat ik troep verzamel; ik noem mezelf liever een industrieel-amateur-archeoloog die probeert waardevolle artefacten te behouden.

bonkelaar
Berichten: 288
Lid geworden op: 08 okt 2008, 21:08
Locatie: Omgeving Lochem

Re: Ontwerp spiraalwarmtewisselaar voor water (CV)

Bericht door bonkelaar » 24 nov 2008, 21:15

Hallo Hans,

Heb geprobeerd het te volgen, maar vanaf het begin, waarom stook je de buffer indirect?

Je zou boiler en buffer parallel kunnen aansluiten waarbij de boiler als die op temperatuur komt de toevoer dichtknijpt waardoor de warmte vervolgens grotendeels naar de buffer gaat.

Heb ik niet beschreven maar zo werkt het in mijn installatie. De boiler krijgt geen voorrang maar loopt parallel aan de verwarming. Een dikke thermostaatkraan zorgt voor warmte-toevoer, de voeler van de regelknop zit in de meetbuis van de boiler.
Kan me voorstellen dat bij een grote warmwatervraag de verwarming te traag is, dan zou je een soort boilercontrol (cenfax) moeten hebben die een driewegkraan schakelt om voorrang te krijgen voor de boiler. Deze moet dan wel de 60 KW op kunnen nemen anders wordt de hout cv te warm.
Als de houtketel niet brandt zal de boiler verwarmd moeten worden door de buffers, die dan ook warm genoeg moeten zijn.

Bij mij loopt de warme kant van de houtboiler in de koudwaterkant van de gasboiler. Is het water warm genoeg dan reageert de gasboiler niet. Is het water niet warm genoeg (gevaar voor legionella) dan warmt de gasboiler bij. Zo gaat er altijd veilig water de huisinstallatie in.
Dit kan in een enkel huishouden. Weet niet hoe je dit bij meerdere aansluitingen zou moeten naverwarmen, of je moet 2 boilers hebben van voldoende grootte die de warmwatervraag van drie woningen gelijktijdig kunnen leveren. Een soort hotelboilers. De tweede zou je op gas kunnen naverwarmen bij behoefte.

Wellicht praat ik langs je plannen heen, maar ik laat het me graag nog een keer uitleggen.

groeten Jos.

Dutch John
Berichten: 4615
Lid geworden op: 02 dec 2006, 12:23

Re: Ontwerp spiraalwarmtewisselaar voor water (CV)

Bericht door Dutch John » 25 nov 2008, 06:54

Lees ik dat goed? Stoken op hout en dat regelen met een pc? Laadt die pc ook het hout in de vergasser?
He chose to be rich by making his wants few, and supplying them himself. - Ralph Waldo Emerson-

Gebruikersavatar
Bufferboost
Berichten: 241
Lid geworden op: 21 nov 2008, 15:40

Re: Ontwerp spiraalwarmtewisselaar voor water (CV)

Bericht door Bufferboost » 05 dec 2008, 09:48

Dutch John schreef:Lees ik dat goed? Stoken op hout en dat regelen met een pc? Laadt die pc ook het hout in de vergasser?
Duszzz, .... waarom denk je dat ik een buffer heb van 8.500 liter? Houtvergasser wordt maximaal één keer in de 2 dagen (meestal om de 4-5 dagen) opgestookt. Juist de buffer is om de warmte van de hout vergasser snel op te nemen en weer langzaam af te geven aan de woonruimten.

groeten Hans
Laatst gewijzigd door Bufferboost op 05 dec 2008, 09:53, 1 keer totaal gewijzigd.

Gebruikersavatar
Bufferboost
Berichten: 241
Lid geworden op: 21 nov 2008, 15:40

Re: Ontwerp spiraalwarmtewisselaar voor water (CV)

Bericht door Bufferboost » 05 dec 2008, 09:49

kockie schreef:die 34 (of 60) meter zou je natuurlijk ook kunnen opdelen in meedere segmenten, zoals Kris de Voecht heeft gedaan. Hij heeft het in zijn geval voor zonnecollectoren gedaan, maar misschien zou je deze techniek kunnen overnemen?
Ja, dank je wel, had ik al uitvoerig bezocht en wil ik ook toepassen, echter slechts voor 2 paralelle segmenten voor één warmtewisselaar. Voor de duidelijkheid, de vijf verschillende warmtewisselatoren moeten gescheiden blijven, twee voor afgifte houtvergasser, twee voor afgifte zonnecollectoren (nog niet operationeel) en één opname warmtewisselaar (main).

groeten Hans

Gebruikersavatar
Bufferboost
Berichten: 241
Lid geworden op: 21 nov 2008, 15:40

Re: Ontwerp spiraalwarmtewisselaar voor water (CV)

Bericht door Bufferboost » 05 jan 2009, 19:18

Hallo Jos,

Volgens mij heb jij het over je tapwatersysteem. Dat werkt bij mij via een zonnecollector, zonneboiler (220 liter) en gasboiler (112 liter). Naast bijzonder energetisch efficiënt is dit precies ook om die reden vanwege Legionella. Even als bioloog: Overigens moet je wel oppassen met lage voorverwarmers omdat "naverwarmen" met je gasboiler niet garandeert dat de bacteriën dood zijn, door korte naverwarming, meestal max. 60 graden Celsius, kunnen ze zelfs als douche-aërosolen gevaarlijker worden! In de zomer bereikt mijn zonneboiler makkelijk 85-90 graden tapwatertemperatuur, no worries. Echter bij lange tijd bewolking (gek genoeg vaak in de herfst) bypass ik de zonneboiler volledig na hem eerst volledig doorgespoeld te hebben met koud water. Via de monitor kan ik altijd zien hoe lang de periode is geweest dat de zonneboiler lange tijd (>14 dagen) rond de 40 graden Celcius heeft gehangen.

Nu dan, als je het hebt over het koppelen van je houtverwarmingssysteem voor ruimteverwarming aan je tapwatersysteem boeren we m.i. in termen van energetisch rendement achteruit. Mijn grote buffer is ingericht en wordt gebruikt om langzaam relatief weinig warmte aan veel volume verwarmingswater af te leveren. Bij een tapwaterinstallatie wil je het net andersom: veel warmte snel aan een klein beetje water afleveren. In essentie is dát ook de reden waarom ik ooit voor een aparte gasboiler voor warm tapwater en een apart VR-CV-ketel voor de centrale verwarming heb gekozen.

In theorie zou de houtvergasser wanneer de buffer volledig geladen is nog warmte kunnen gaan leveren aan de tapwaterinstallatie(s). In de praktijk komt dat echter nooit voor omdat (gezien het stookgedrag) je de buffer niet verder wilt opwarmen dan nodig. En dat zie je ruimschoots van te voren.

Als laatste: binnenkort wil ik een soort van informatiesite opzetten waarin ik mijn ontworpen systeem graag aan een ieder wil laten zien, specifiek is het de bedoeling het ontwerp van de meet- en regeltechniek toe te lichten en de resultaten daarvan met een ieder te delen. Probleemje is dat ik niet zo'n "site-bouwer" ben en daar eigenlijk ook geen tijd voor heb. Binnenkort krijg ik daar hulp voor.


vriendelijke groet,
Hans Danel

Gebruikersavatar
Bufferboost
Berichten: 241
Lid geworden op: 21 nov 2008, 15:40

Re: Ontwerp spiraalwarmtewisselaar voor water (CV)

Bericht door Bufferboost » 05 jan 2009, 19:48

Beste mensen,
het ontwerp van het door mij beschreven systeem heeft tijdens de bouw inmiddels wat aanpassingen gekregen (... al doende leert men :-) ). Vooralsnog wil ik qua regelingen alles zoveel mogelijk mechanisch doen. Ik ben namelijk teleurgesteld over de technische kennis en mogelijkheden om gewoon simpel een 30 tal temperatuursensoren te loggen en de boel mee aan te kunnen sturen. Lid geworden van CircuitsOnline, maar ook daar geen echt bruikbare antwoorden. Voor monitoring en analyse blijft dit echter nog grote wens voor mij. PIC's? Derhalve dus gekozen voor regelrechte, simpele aansturing, ook omdat houtvrgasser eind januari geleverd wordt.

Kortom: buffer wordt direct met houtvergasser gestookt, via warmtewisselaar kan CV-circuit desgewenst warmte opnemen. Geen warmtewisselatoren meer dus. Regeling aan- en afvoer van warmtewisselaar wordt gestuurd door thermostatisch mengventiel (max.40 graden ontrekking). Wanneer buffer is afgekoeld wordt via thermostaat de by-pass door de warmtwisselaar in het buffervat afgesloten en "springt" de CV bij. Groot voordeel: slechts één pomp nodig voor verwarmingscircuit. CV-pomp is echter wel buiten CV-ketel geplaatst (aanvoer) om te voorkomen dat verwarmd CV-water via de warmtewisselaar uit buffervat de CV-ketel "bij verwarmd". Wanneer dus de CV-ketel moet bijspringen "duwt" a.h.w. de buitenplaaste pomp het te verwarmen CV-water door de CV-ketel. Op de buffer wordt alvast (voor later gebruik i.v.m. zwembad) een aan- en afvoer aan het buffervat gemonteerd met een plaatwarmtewisselaar van ca. 40 kW.

De keuze voor wat betreft de spiraalwarmtewisselaar is een rond 28 mm. koperen, gebogen buis geworden. Standaardlengtes 6 m. aan elkaar gesoldeerd. Voor 50 kW warmtewisselaar, ca. 34 meter, 9 spoelen. Hangt met kettingen aan "plafond" buffervat.

Bijgaand een fotootje van de vorderingen (svz. dd.050109). De tank bovenop is 400 liter expansievat, door de koude leiding gekoppeld aan de buffer. Bij verdere belangstelling horen jullie nog van me.

mvg Hans
IMG_2222 small.jpg
IMG_2223 small.jpg

Gebruikersavatar
John O
Berichten: 95
Lid geworden op: 24 okt 2006, 23:42
Locatie: Oisterwijk

Re: Ontwerp spiraalwarmtewisselaar voor water (CV)

Bericht door John O » 05 jan 2009, 20:48

Indrukwekkende tank hoor!

Mooi werk. Ik heb er enorme bewondering voor dat je dit allemaal zelf doet!
Groetjes, John

Gebruikersavatar
kockie
Site Admin
Berichten: 8020
Lid geworden op: 28 jan 2006, 17:42
Locatie: Zeddam
Contacteer:

Re: Ontwerp spiraalwarmtewisselaar voor water (CV)

Bericht door kockie » 05 jan 2009, 22:10

Hans Danel schreef:Ik ben namelijk teleurgesteld over de technische kennis en mogelijkheden om gewoon simpel een 30 tal temperatuursensoren te loggen en de boel mee aan te kunnen sturen.
Heb je al eens aan 1-wire gedacht? Bijvoorbeeld de ds18(s)20.

Daar ben ik nu mee aan het spelen icm met een klein embedded pc'tje. Kan al data in een database stoppen en weer uitlezen + grafiekjes maken. Nu nog iets bedenken om mee te sturen.
Mensen zeggen wel eens dat ik troep verzamel; ik noem mezelf liever een industrieel-amateur-archeoloog die probeert waardevolle artefacten te behouden.

Gebruikersavatar
Bufferboost
Berichten: 241
Lid geworden op: 21 nov 2008, 15:40

Re: Ontwerp spiraalwarmtewisselaar voor water (CV)

Bericht door Bufferboost » 06 jan 2009, 21:28

John, nog bedankt voor het compliment!

Kockie schreef:Heb je al eens aan 1-wire gedacht? Bijvoorbeeld de ds18(s)20.
Daar ben ik nu mee aan het spelen icm met een klein embedded pc'tje. Kan al data in een database stoppen en weer uitlezen + grafiekjes maken. Nu nog iets bedenken om mee te sturen.
Goede suggestie Kockie! Ben erg benieuwd naar je ervaring. Mijn idee is om een laptop permanent op te stellen en via relaiskaart schakelingen te laten uitvoeren. Als je dat kan, en dus op basis van inkomende (temperatuur) gegevens de relais kaart kan aansturen(bijvoorbeeld in Excell verwerken, analyseren en terug naar DataBase), dan heb ik wat ik wil. Probleem is voor mij gewoon dus de "inteface". Áls ik met zoiets zou kunnen gaan werken zou dat m.i. ook een heel grote bijdrage kunnen zijn voor dit forum omdat we daarmee analyseresultaten kunnen gaan bespreken. Ik wil jou (en anderen :-)) de volgende suggestie tevens niet onthouden, een Duitser die de regeling van zijn eigen hout vergasser heeft geoptimaliseerd. Het systeem heet: Projet -te vinden op http://www.projet.de. Beperking is echter maar 8 temperatuursensoren.

Johann Harrer schreef: hallo Holzheizfreunde,ich habe jetzt meinen Orlan 80 kw eingebaut. Bis auf ein paar Anfangsschwierigkeiten funktioniert der Kessel sehr gut. Was mich gestört hat, war die Regelung, da diese nicht über die Abgastemperatur gesteuert wird. Somit läuft die Pufferladepumpe weiter, wenn der gesamte Kreislauf über 60 Grad aufgeheizt ist. Ich habe nach einer intelligenten und kostengünstigen Ergänzung im Regelungsbereich gesucht und gefunden. Sie heißt ProJet und ist unter http://www.projet.de zu finden. Sie steuert jetzt meine Pufferladepumpe über den ersten Ausgang. Diese läuft im Differenzprogramm. Das heißt Sie läuft solange bis der Kessel nur noch über 2 Grad über der Puffertemperatur hat. Dieses kann man jedoch frei programmieren. Dazu kann man programmieren das die Pumpe immer läuft sollte der Kessel zB. über 85 Grad gehen. Es gibt dazu bis zu 8 Fühler. Darunter 2 Abgasfühler. Über den 2. Ausgang (Abschaltrelais) lasse ich das Gebläse laufen. Sinkt die Abgastemperatur unter 80 Grad schaltet auch das Gebläse aus, um das Feuer nicht endgültig auszublasen. Auch diese Temperatur ist frei programmierbar. Angesteuert wird das Gebläse jedoch über die Kesselregelung. Außerdem gibt es dazu ein Funkdisplay zum Ablesen der Temperaturen im Wohnzimmer. Ich find das einfach genial. Das Ding kostet ab 99 Euro incl. 2 Fühlern.Mein Kessel läuft jetzt praktisch mit modernster Regelung.Ich kann euch das nur empfehlen, da die Billigkessel meistens keine ausreichende Regelung haben. Außerdem kann (soll) man beim Orlan Kessel keine Pumpe über 100 Watt anschließen. Das alles ist somit erledigt. Ihr könnt mich auch gerne über mail; lamusika@t-online.de kontaktieren, wenn ihr wollt auch über tel. 08027/369 anrufen. Ich kann euch versichern das dieser Beitrag für mich nichts einbringt. mfg Johann Harrer

Gebruikersavatar
kockie
Site Admin
Berichten: 8020
Lid geworden op: 28 jan 2006, 17:42
Locatie: Zeddam
Contacteer:

Re: Ontwerp spiraalwarmtewisselaar voor water (CV)

Bericht door kockie » 07 jan 2009, 00:01

ALs je aan 8 sensoren genoeg hebt, kun je je geen buil vallen aan het projet systeem.

Ik ga binnenkort m'n buurjongen eens vragen of hij een programma kan schrijven dat kan schakelen naar aanleiding van de inhoud van de database. Hij heeft al een printerpoort-relaiskaart. Daar schakelt hij nu verlichting mee en via z'n telefoon kan hij het schrikdraad apparaat aan- en uitzetten. Helaas heb ik het nog niet gehackt :mrgreen:
Mensen zeggen wel eens dat ik troep verzamel; ik noem mezelf liever een industrieel-amateur-archeoloog die probeert waardevolle artefacten te behouden.

Plaats reactie