Berekening schoorsteen; smoorklep/balansklep

[Dutch John]

Als volgend project wil ik een downdraft houtvergasser kachel bouwen. Een soort Vermont, maar niet met een centraal gat en met betere voorverwarming van primaire lucht en secundaire lucht. Ook voorzien van meer chamotte om warmte vast te houden en het proces beter aan de gang te houden.

Ik zou het liefst een finovenachtige bouwen, maar dan moet de houten vloer eraan geloven, fundering storten enz. Dus komt er een kachel die uitstekend geregeld kan worden, en toch goede emissie's levert.

Maar...

Een downdraft heeft uitstekende trek nodig. Hoe kan ik berekenen/meten of de bestaande schoorsteen voldoet? We hebben nu een dubbelwandige rvs pijp met een inwendige diameter van 15 cm en een lengte van ongeveer 6,5 meter. Het is niet de bedoeling om maximaal rendement te halen. Wel wil ik de kachel 's nachts op een lager pitje door kunnen laten branden. Het voordeel van een downdraft is dat je hem ongestraft vol hout kunt laden.
Ik besef dat het moeilijk aan natuurlijke trek te rekenen is, terwijl de bouw van de kachel relatief simpel is. Met een houtgasgenerator voor verbrandingsmotoren is het precies andersom......

In hoeverre zou het noodzakelijk zijn om een smoorklep/balansklep in te bouwen? Bij onze huidige kachels is dat in de kachel gebouwd. Maar een downdraft regel je volgens mij puur op primaire en secundaire lucht. Misschien alleen een veerbelaste balansklep?

Groet,
DJ

[Dutch John]

Niemand??

Omdat het moeilijk is? Of is het geheime materie?

Het wordt overigens een crossdraft/downdraft bastaard. Die is wat minder gevoelig en kan, hoop ik, een grotere vermogensregelbereik aan. Hier is een voorbeeld van een echte downdraft: http://www.he-energy.de/walltherm.htm

[mark]

John misschien kan Peter je op weg helpen. Dit gaat boven mijn petje.

groet mark

[Klaas2]

"knip"

Ik zou het liefst een finovenachtige bouwen, maar dan moet de houten vloer eraan geloven, fundering storten enz.

"knip"

DJ

Als die fundering jouw grootste probleem is, dat valt wel mee hoor.
Zelf ook een fundering gemaakt voor de (nog niet geleverde) Bergkachel.
Wellicht helpt je het over de "drempelvrees" heen als ik mijn werkwijze van die fundering opschrijf.

Gaat 'ie:

Gewoon met de cirkelzaag een rechthoekig gat gezaagd door parket, het er onder liggende spaanplaat en ten slotte de houten planken. Voelt natuurlijk wat raar, maar zoals de tandarts zegt: het duurt maar eventjes.
Niet dieper zagen, je weet namelijk niet waar de dragende balken zich bevinden.
Diepte van het houtpakket kan je bepalen door eerst een gat te boren ergens in de rechthoek en dan te kijken.

Vervolgens zal je natuurlijk net zien, dat er een dragende balk ergens in weg van de toekomstige fundering zit: dat was althans bij mij het geval.
Bij mij ligt er gewoon zand, zo'n 60 centimeter onder de houten vloer. Deze heb ik flink ingewaterd, daarna een bekisting gemaakt. Onder die dragende balk dus.
Daarna dik plastic er in, gekocht bij de bouwmarkt.
Vervolgens een dikke plaat beton gestort, niet echt beton maar een mengsel van zand (gewoon uit de tuin, uit de kuil onder de trampoline, wordt die ook weer dieper) en cement.
Beetje water erbij, mixen met de betonmixer (zo'n ding met handvatten, geen molen) en na 10 minuten 50 liter specie/beton. In de bekisting gooien.
Zo heb ik een plaat gemaakt van ca. 25 cm dik, voorzien van twee matten bewapening. Bekisting blijft gewoon zitten.

Nadat het beton voldoende is uitgehard, heb ik met cellenbetonblokken de fundering tot iets boven de vloer opgestapeld/verlijmd. Op een gegeven moment ligt de nog steeds aanwezige houten balk vlak boven een laag cellenbeton. In de spleet tussen balk en cellenbeton heb ik ruim metselspecie gefrut. Na het uitharden ervan de balk doorgezaagd. Het spreekt voor zich, dat de plaat beton groter moet zijn dan het oppervlak van je kachel, je wilt de kachel niet op de uiteinden van je houten balk hebben staan. (denk ik)

Het gebruik van het cellenbeton had in mijn situatie zin, omdat ik het:
a) toch al jaren in de schuur had staan: goedkoper kon dus niet
b) het lekker licht is en veel minder werk is dan beton maken
c) niet onbelangrijk: het isoleert prima, zeker bij zo'n 30-40 centimeter dikte.
d) het is drukvast en kan tegen vocht, just in case...

Vervolgens met hardhout een raamwerkje van ca. 6 centimeter hoog gemaakt en deze met hoekijzertjes vastgeschroefd op het cellenbeton. Aan de binnenkant van het raamwerkje schots en scheef schroeven er in geschroefd, zodat dat raampje straks 100% vast zit in het beton wat er namelijk wordt ingestort.

Ten slotte: in het raamwerk de laatste hoeveelheid beton storten, voor de extra stevigheid weer voorzien van, jawel, weer bewapening. (ik had ook nog wat oude bewapeningsmat die anders weg moest richting de stort). Beton glad afrijen of later een laagje vloeibeton op storten.

Op deze manier denk ik dus een uitermate stevige fundering te hebben gemaakt voor de kachel. De bovenste laag beton denk ik nodig te hebben om de piekkrachten van de vlakken waar de kachel op staat te verdelen over het cellenbeton. Daarnaast isoleert de fundering, zodat zo min mogelijk warmte verloren gaat!

Het lijkt tamelijk bewerkelijk, zoals ik het opschrijf, en het kost je een weekeinde of twee, maar eigenlijk is er ab-so-luut geen barst aan. Gewoon lomp mengen, roeren gieten enzovoorts. Iedereen kan dat. Je kan bij de bouwmarkt overigens ook zakken voorgemengd beton kopen waar je alleen wat water aan hoeft toe te voegen. Maar dat is wel duurder.

WEL is het natuurlijk zo, dat de grond onder mijn huis, vrijwel metselzand, een hele goede draagkracht heeft!
In jouw geval kan dat natuurlijk anders zijn.

Zo.

En dat die kachel nu maar eens komt.

groeten, Klaas.

[Dutch John]

Tsja Klaas,

Natuurlijk heb je gelijk. En ik ben niet helemaal volledig geweest. Een finoven op de plek waar nu de schoorsteen is, komt half op de kelder en half op een nieuw te maken fundering erlangs. Daarbij komt dat onze woning uit 1933 nog de originele indeling heeft en nogal "hokkerig" is. Een finoven in een goeie kamer van 21 m2/63 m3 is wat overdreven; eigenlijk moet je een huis rondom een finoven bouwen.

En, vergeef me, ik heb nu eenmaal een zwak voor houtgas..... Brandt toch stukken mooier dan gewoon hout...

Niettemin bedankt voor de uitleg; ongetwijfeld kan een ander er zijn voordeel mee doen.

Groet,
DJ

[frans]

Wat betreft het berekenen aan je schoorsteen...tja
Maar uit ervaring weet ik dat je schoorsteen geen probleem zal opleveren.
Het opstarten is de kunst en het is maar een hint, de kachel moet toch wel redelijk blijven branden om het systeem te laten werken.
m.a.w. Een beetje smeulen en toch alles goed laten gaan werkt niet, althans bij mij thuis.
Maar ik brand dan ook 100% eik en liefst zo dik mogelijk, scheelt werk en zorgt er voor dat ik met max. drie keer vullen een dag de kachel kan laten branden.
Het grootste voordeel is idd dat de kachel helemaal vol gepropt kan worden zonder dat dat de werking negatief beinvloed.
Succes met je kachel,
Frans.

[John O]

Niemand??

Omdat het moeilijk is? Of is het geheime materie?

Het wordt overigens een crossdraft/downdraft bastaard. Die is wat minder gevoelig en kan, hoop ik, een grotere vermogensregelbereik aan. Hier is een voorbeeld van een echte downdraft: http://www.he-energy.de/walltherm.htm

Ik kan voor je opzoeken wat er in de oude gasvoorschriften mbt schoorstenen staat... Ik denk alleen niet dat dat geschikt is voor je, die gaan uit van blokkenvuurtoestellen in de zin van de oude open haarden.

Als je denk er wat aan te hebben laat maar ff weten...

[Albert van WdJ]

John,


Wanneer ik kijk in het boek Stoom van Uitgave der vereeniging krachtwerktuigen (uitgave 1944) dan hebben ze daar een compleet hoofdstuk gevuld met schoorsteen en schoorsteentrek.

Twee belangrijke conclusies:

De schoorsteentrek is in hoofdzaak afhankelijk van de temperatuur van de rookgassen aan de voet van de schoorsteen

Alle formules die een direct verband leggen tussen middellijn en hoogte van de schoorsteen zijn in opzet onjuist.


Daarnaast geven ze een mooie tabel met de theoretisch maximale haalbare schoorsteentrek per meter schoorsteen. En die staat dan in verband met de luchtdruk, de buitentemperatuur en de intredetemperatuur van de rookgassen.

Een voorbeeld:

Bij normale barometerstand (760 mm kwik) 15 graden celsius buitentemp en 100 graden celsius roogas heb je per meter schoorsteen 0,280 mm waterkolom zuigkracht (dit is omgerekend 2,74 Pa)

Op de door jou genoemde website staat dat deze kachels 14 Pa nodig hebben met een rookgastemperatuur van 110. Daar ben je theoretisch al met 5,5 meter schoorsteen.

In theorie heb je dus aan 6,5 meter pijp ruim voldoende.
Maar er is natuurlijk ook een verband met de volumestroom van de rookgassen. En die staat wel in verband met de middellijn van je schoorsteen.

Daarnaast vind ik 110 graden rookgastemperatuur wel erg laag. Gas-cv ketels hebben in zulke gevallen meestal al een rookgasventilator. Want anders krijg je bij opstarten gegarandeerd een plens condenswater terug uit je schoorsteen. Dus bij zelfbouw zou je moeten kijken hoe heet je rookgassen zijn. Bij houtkachels gaat men toch meestal uit van zo rond de 220 graden celsius?

Ik denk dus, wanneer je de rookgastemperatuur hoog genoeg kan houden je geen problemen hoeft te hebben met de trek. Wanneer ik in eerder genoemde tabel kijk, dan zou je theoretisch bij 200 graden celsius slechts 3 meter schoorsteen nodig hebben voor 14 Pa.


(ik zal kijken of ik de tabel kan scannen en in het forum kan plaatsen)

[Dutch John]

Dank, dank.
Hier kan ik iets mee. Rookgastemperatuur zal uiteraard gemeten worden. Ben inmiddels met de bouw gestart. Inwendige kanalen worden alle ruim bemeten. Het wordt geen pure downdraft, dus nog minder weerstand. Primaire en secundaire lucht apart regelbaar. Openingen van de roosters voor primaire luchttoevoer ook verstelbaar om wat met intredesnelheid te kunnen spelen. Bij m'n houtgasgenerator zit de effectiviteit in de intredesnelheid van 50-60 m/s. Kan bij de kachel helaas niet vanwege de natuurlijke trek, maar enige verstelbaarheid kan leerzaam en nuttig zijn.

Nog een vraag. Ik voorzie in een smoorklep voor de rookgassen. Misschien is die niet nodig, maar nu was het slechts een uurtje werk om deze schuif te maken. Bij oude kachels opent de sluitende smoorklep een toevoer van verse lucht naar het rookgaskanaal (balansklep?). Ik neem aan om snelheid te behouden in het rookgaskanaal. Zou het zin hebben iets dergelijks hier ook in te bouwen? Of een veerbelaste balansklep?

[Bufferboost]

Interessant Albert,
ik begrijp dat je hier veel van weet, daarom een kleine toegevoegde vraag in deze topic.

Ik heb (zoals je op m'n werkfoto hebt kunnen zien in andere topic Ontwerp en monitoring houtvergassers i.c.m. buffervaten) een redelijke schoorsteenlengte. Zeker 13 meter recht omhoog (horizontale lengte < 1 m.). Het tussenstuk wil ik graag (voornamelijk vanuit kostenoverwegingen omdat ik het materiaal al heb) uitvoeren met goed geisoleerde (Rc > 3) flexibele RVS pijp. Van de fabrikant moet ik de kachel aansluiten op 200 mm. (binnendiameter) en de ca. 10 meter lange flexibele RVS pijp heeft een binnendiameter van 180 mm. Vijwel direct na het T-stuk met aftapdop en trekonderbreker achter de kachel sluit ik de flexibele pijp aan en boven in het dak, vlak voor de uittrede naar buiten, ga ik weer naar 200 mm. met alles (paspijp, loodslabappendage, trekkende storm kap etc.).

Twee vragen:
a) heb ik zo afdoende trek ondanks dat ik van 200 naar 180 ga (rookgastemperatuur zeker > 200 graden)?;
b) moet ik bovenin nog wel "terug" naar die 200 of kan ik volstaan met alles uitvoeren in 180?.

Alvast bedankt voor het antwoord
groeten Hans

[Albert van WdJ]

Dutch John,

Wanneer er extra lucht via een klep in de schoorsteen komt, dan krijg je afkoeling van de rookgassen, en dus minder trek. Ook in oliekachels met verdamper is meestal zo'n klep aanwezig. Daarmee voorkom je, dat bij sterke trek in de schoorsteen (bij harde wind bijv.) de olievlam uitgaat. Een houtkachel zonder klep zal echter harder gaan branden, maar niet altijd beter verbranden, want de mogelijkheid bestaat dat er teveel zuurstof in het vuur komt, terwijl je kachel die verbrandingssnelheid helemaal niet aankan.

(Soortgelijke situatie is al eerder op dit forum ergens weergegeven met de oude brandtechniek in finovens. Wanneer je het hout onderaan steekt, gaat de kachel horten en stoten. Daarom steekt men de finoven nu bovenop het houtvuur aan.)

In jouw situatie kan zo'n klep best dienst doen, zeker omdat je dan wat meer kan regelen aan de verbranding. Maar ik denk niet dat je hem altijd zult gebruiken.

Hans,

a) heb ik zo afdoende trek ondanks dat ik van 200 naar 180 ga (rookgastemperatuur zeker > 200 graden)?;

In mijn eerder post heb ik aangegeven dat het het genoemde boek STOOM niet alle gegevens levert om een goede schoorsteenberekening te maken. Maar gezien de hoogte van je schoorsteen, zal je trek ruim voldoende zijn. Maar dat is niet het enige wat belangrijk is. De hoeveelheid rookgas die door de schoorsteen moet per tijdseenheid bepaald eigenlijk de doorsnee. Daarom heb je voor een open haard een veel grotere diameter nodig (veel extra lucht uit de kamer gaat mee naar buiten) dan voor een houtkachel.
En daarom heeft de fabrikant waarschijnlijk 200 opgegeven.

Dat rookgasdebiet wordt voor veel kachels aangegeven. Je zou evt wat technische data van andere kachels (rookgasdebiet, trek en schoorsteenmaat) kunnen opzoeken en kijken of er een vergelijking te maken is met jouw kachel.

Als er echter ook een smoorklep in de uitlaat van je kachel zit, dan denk ik dat je met 180 toe moet kunnen. Want de fabrikant laat de gebruiker dan toe om de kachel te knijpen op de schoorsteen. Het enige kan zijn dat het opstarten in koude toestand problemen geeft. (dan is de trek het laagst, want alles is koud).

b) moet ik bovenin nog wel "terug" naar die 200 of kan ik volstaan met alles uitvoeren in 180?.

Van klein naar groot geeft geen problemen, andersom wel.
Het hoeft niet, het kan dus wel.

Zelf zou ik de flexibele pijp los in de schoorsteen maken/zetten, en het gewoon proberen. (dus nog niet afstorten met vermiculite of perlite). Draait de kachel niet lekker, dan kun je alsnog een grotere aanbrengen.

[frans]

Dutch John,
Denk je er over om een smoorklep tussen je kachel en de schoorsteen te maken?
Een downdraft heeft meer dan een normale kachel last van het lekken van gassen naar buiten.
Een redelijke onderdruk in de kachel is dus belangrijk.
Bij mijn kachel is de regeling alsvolgt.
1: als de bijpass klep open wordt gezet om de kachel te vullen dan sluit gelijk de toevoer pijp van de luchtaanvoer. (max. onderdruk om de kachel van boven te kunnen vullen zonder zelf gerookt te worden)
2: Na de afsplitsing van de secundaire lucht van die luchtaanvoer pijp zit de klep die de primaire lucht aanvoer regeld.
3:In de secundaire luchtaanvoer pijpen naar links en naar rechts zitten ook twee schuiven, ik heb ze altijd open staan.
Het voordeel hiervan is dat als ik de kachel knijp het vuur slechter gaat branden en er dus een overmaat aan gas ontstaat.
Door de extra onderdruk krijgt dat gas gelijk meer verbrandings lucht zodat de zaak toch goed verbrand.
Ik let er wel op dat de zaak dusdanig blijft branden dat de vlam in de pijp naar beneden blijft branden, heerlijk weer en temperatuur de laatste tijd.
Groet,
Frans.

[Dutch John]

Albert,

Ik ga de klep toevoegen. Baat het niet, dan schaadt het niet.

Frans,

Geldt ook voor de smoorklep. Nu was het ding makkelijk toe te voegen. Blijkt hij later overbodig, dan is het zo.

Zo te lezen zijn primaire en secundaire lucht bij jouw kachel gekoppeld. Bij mij worden het twee aparte kanalen, ieder afzonderlijk regelbaar. De primaire lucht wordt via de onderkant en de achterkant aan het vuurbed toegevoerd. De secundaire lucht aan de voorkant van het bed, tussen een rvs rooster (waar de gloeiende massa tegen ligt) en de keramische uitblaasopeningen. I overweeg nog tertiäre lucht langs de ruit van de deur om deze schoon te houden en te koelen.

Bijvullen met geopende bypassklep en gesloten luchttoevoer lijkt me inderdaad zinvol... De bypass steekt rechtstreeks over naar de schoorsteenaansluiting, zonder bochten, dus profiteert van maximale trek.

Groet,
DJ