Hout-cv kachel met stoomturbine

verwarming, isolatie, huiselijk energieverbruik

Moderator: Moderators

Gebruikersavatar
account verwijderd
Berichten: 2127
Lid geworden op: 05 okt 2009, 23:49
Locatie: verwijderd

Hout-cv kachel met stoomturbine

Bericht door account verwijderd » 21 nov 2009, 19:38

Beste lezers,

N.a.v. een mailtje van atlas hierbij de voortgang van het stoomturbine project, exlusief
bij ecologieforum.eu.

Deze houtkachel kan niet alleen voor de warmtebehoefte voorzien van een woning, maar kan
tegelijkertijd ook in de electrabehoefte voorzien.

De houtkachel is opgebouwd uit gelaserde en daarna gezette staalplaat van 3mm.
Verder zitten er in de houtkachel nog enkele ronde buizen.

De houtkachel heeft een cv zijdig gedeelte (blauwe buizen) en een stoomgedeelte (rode buizen).
Bovenin de houtkachel zijn kleinere buizen te zien, deze buizen draaien mee op het cv systeem en dienen
als condensor voor het stoomgedeelte. Tevens zit bovenin de houtkachel de stoomturbine, welke aan de uitlaatzijde is voorzien van een waterstraalcondensor (3 buisjes met gaatjes) deze samen met de cv condensor van stoom weer water maakt. Denk hierbij aan de uitzettingsfactor van stoom & water.
Een volumeverandering van factor 1600 x de inhoud. Dit condenswater stroomt naar het reservoir onderin de kachel en wordt daarna gebruikt
als voedingswater voor de (rode) ketels (3 stuks) en als voeding voor de waterstraalcondensor.

Het klinkt misschien ingewikkeld, maar dit is in principe een stoomturbine met als uitgangspunt een drukloos, systeem, dus op flow geconstrueert. Het is niet de kracht van het stoom (drukopbouw) maar de flow die hier gebruikt wordt voor aandrijving. Het is vergelijkbaar met een opgevoerde sterling motor met een ander
energiemedium, water i.pl.v. lucht.

De veiligheden, leidingen etc. zijn nog niet ingetekend maar wel van toepassing.

Het vermogen van deze kachel ligt cv zijdig op ca 29 kw.
Voor het electrisch vermogen is een minimaal vermogen van 3kw haalbaar met lagedruk, dit
alles is te zeggen na de testfase. De stroom wordt opgewekt door een wisselstroom dynamo.
Dit kan de hybride aandrijving van een honda civic hybride zijn bijvoorbeeld.
De stroom gaat door 3 gelijkrichters en wordt dan geleverd aan bijvoorbeeld de solar netinverter om zodoende weer het net ingepompt te worden. Iedereen mag nu nog dus -2000 KW terugleveren op de energienota.

Binnenkort is de kachel wellicht voor iedereen te koop, afhankelijk van mijn inzet....

Wat ik nog wel wil toevoegen aan dit project is dat deze opstelling, dan in het groot, op een aanhanger voor
3e wereldlanden een uitkomst zal zijn. Denk hierbij aan een be systeem met een electrisch vermogen van gemakkelijk 30Kw electra, maar ook een 20ft container op biomassa, huisvuil etc is makkelijk te bouwen. Dit wkk systeem is goedkoop en kan overal op aarde worden ingezet om arme mensen te helpen aan warmte maar ook aan electra. Het is bijna net zo belangrijk als een waterpomp, want op deze machine kun je met een hydrofoorpomp het hele dorp van schoon drinkwater voorzien.
" Wat ik wel belangrijk vindt is dat bij huivuil verstoken een filterinstallatie wordt gebruikt i.v.m. schadelijke stoffen." Je kunt met dit systeem ook gewoon langs particulieren tijden om de meterstand m.b.v. hout
terug te stoken via een stopcontact. Wel moet je dan een geschikte meter hebben.

Gr. Michel Wijnja
Bijlagen
layout turbine kachel.JPG
wkk.JPG
Laatst gewijzigd door account verwijderd op 22 nov 2009, 17:51, 2 keer totaal gewijzigd.
Verwijderd

Brit
Berichten: 799
Lid geworden op: 25 okt 2007, 20:37
Locatie: Christchurch
Contacteer:

Re: hout cv kachel met stoomturbine (op aanvraag geplubliceerd)

Bericht door Brit » 21 nov 2009, 20:18

Hoi Michel,

Ziet er fantastisch uit :o
Ik ben geen techneut, dus ik kan er geen kritiek op leveren, al zou ik willen. Maar mijn bescheiden mening is dat dit nog wel eens de toekomst zou kunnen worden. Zeker als het mogelijk wordt om eerst het grootste deel van de warmte te gebruiken voor verwarming en daarna de rest (grotendeels) te gebruiken voor het opwekken van electra.....

Ga zo door, zulke innovaties heeft deze wereld nodig :wink:

Groeten Brit
Groeten, Brit.

Ik bekijk het liever vanaf de andere kant.....

Gebruikersavatar
Atlas
Berichten: 451
Lid geworden op: 21 mar 2008, 16:17

Re: hout cv kachel met stoomturbine (op aanvraag geplubliceerd)

Bericht door Atlas » 23 nov 2009, 00:18

dag Michel,

Ja daar is tie dan uiteindelijk. En... drukloos nog wel!!.
Ik ga het bekijken en zal morgen mijn vragen stellen

Dank alvast,
Atlas

Gebruikersavatar
Atlas
Berichten: 451
Lid geworden op: 21 mar 2008, 16:17

Re: hout cv kachel met stoomturbine (op aanvraag geplubliceerd)

Bericht door Atlas » 26 nov 2009, 11:45

Dag Michel en anderen,

Ik heb er samen met mijn technische maatje naar gekeken en we komen tot de conclusie dat met een dergelijk iets goudgeld is te verdienen.
Alles draait natuurlijk om de gebruikte turbine; Hiernaar zijn wij erg nieuwsgierig. Wellicht echter dat je dat bewust een beetje voor je houdt?
Wanneer er een atmosferische turbine te maken is met 3 Kw asvermogen die thermisch aangedreven wordt door een hout-cv kan iedereen daar toch redelijk mee wegkomen en zelfs terug gaan leveren aan het net.
In je filmpje geeft de turbine(tje) nog al wat lawaai; hoe gaat dat in je proefopstelling? of is deze bedoelt als cv-kachel/ketel ergens buiten de kamer. Je tekening wekt n.l. de indruk dat je vuur kunt zien.
29 kw cv zijdig en 3 kw generator, dat is niet niks. Hoeveel warmte geeft de kachel nog af aan de ruimte zelf? We schatten zo is dat dat ook nogal wat moet zijn.
" Je kunt met dit systeem ook gewoon langs particulieren tijden om de meterstand m.b.v. hout
terug te stoken via een stopcontact. Wel moet je dan een geschikte meter hebben.
En dat is nu ons belang. Hout en ruimte genoeg. Denk je nog aan een model zonder CV-kant? en is deze turbine met generator apart "los" te koop straks? Is dit wel rendabel, de turbine los van de cv kachel, of blijft er dan teveel onbenutte rest/verloren warmte over?

We denken en voorspellen haast dat de overheid en dergelijke instanties daar niet blij mee zullen zijn. Daar zal veel tegenwerking van te verwachten zijn.
Maar we blijven ongelooflijk nieuwsgierig naar het type en de bouw van die turbine.

Houden ons aanbevolen!

Atlas

conrad
Berichten: 9
Lid geworden op: 26 nov 2009, 17:09

Re: hout cv kachel met stoomturbine (op aanvraag geplubliceerd)

Bericht door conrad » 26 nov 2009, 18:35

Ik reageer op de stellng dat het systeem "drukloos" genoemd wordt. Geen enkele turbine kan drukloos energie opwekken. Mogelijk wordt bedoeld dat het systeem geen drukvat als "stoom buffer" heeft en dat het een directe stoomvoeding vanuit de verdamper betreft.

In de verdamper moet enige overdruk heersen. . .anders zou je stoom op 1 bar opwekken en stoom op 100C krijgen. Bij een turbine word drukenergy omgezet in kinetische energie en dat vormt de energie voor de aandrijving. Mogelijk bedoeld men dat het systeem een lagedruk systeem is.

Technisch gezien zou je een dergelijk systeem op onderdruk niveau kunnen laten werken met de aanvoerdruk vanuit de verdamper voor de turbine op 1 bar. The condensor zou dan een gedeeltelijk vacuum creeren en het water zou dan opgepompd kunnen worden naar 1 bar. De condensor moet dan nog al koud zijn. .en met retourwater van een CV zou dat niet lukken op onderdruk . . .om met retourwater van 40C een redelijke condensatie te kunnen veroorzaken zou de condensordruk niet erg laag mogen zijn. . .op gedeeltelijk vacuum gaat water al snel op 20 C koken. . dus om op 40C te kunnen condenseren moet de druk veel hoger zijn dan een substantiele onderdruk. Een dergelijk systeen geeft een drukverschil voor de turbine van minder dan 1 bar en dat lijkt me zinloos om als uitgangspunt te stellen.

Een onderdruk systeem zou kunnen werken met water maar dan moet je de condensor op zeg 1 C zetten.

Ik vermoed dat in dit verhaal "drukloos" eerder "lage druk" betekend zodat het systeem zonder certifisering van het Stoomwezen gebruikt mag worden.

Gebruikersavatar
account verwijderd
Berichten: 2127
Lid geworden op: 05 okt 2009, 23:49
Locatie: verwijderd

Re: hout cv kachel met stoomturbine (op aanvraag geplubliceerd)

Bericht door account verwijderd » 26 nov 2009, 18:37

Hoi Atlas en andere,

Bedankt voor je reactie en leuk dat je er met een technische man naar gekeken hebt.

Deze kachel is idd. juist voor in de huiskamer. Vandaar de glazen ruit.
Het is ook de bedoeling dat deze kachel o.a. door particulieren gebruikt gaat worden, dan heb je een zeer grote afzetmarkt. De beplating van de kachel hangt volledig aan laspaumelles zodat de kachel aan de zijkanten en voorkant volledig open gezet kan worden voor e.v.t. onderhoud en of een schoonmaakbeurtje. De "cover" van deze kachel kan dan ook volledig van staal en of rvs worden uitgevoerd, maar ook kan de kachel gedeeltelijk met hardsteen beplating in een metalen framing worden uitgevoerd. Het is net wat de klant wil.

De stralingswarmte is nu ca 5-6 KW, afhankelijk of je hem nog in isolatievorm wilt krijgen, je kan dan naar ca 2 KW stralingsvermogen gaan en geeft de kachel cv zijdig / turbine zijdig vanzelfsprekend meer rendement.

De ontwikkeling van deze kachel is eigenlijk uit een probleem ontstaan. Ik ben nogal zuinig met gas en stroom. En een normale houtkachel heb ik voorheen al jaren gestookt om zo op de gaskosten te besparen.
Nu 2 jaar geleden het nieuwe huis klaar was, heb ik een hout cv kachel gekocht. Dit is zo goed bevallen omdat we nu geen gaskosten meer hebben, zelfs de cv ketel staat uit. We hebben warm tapwater met een ondergrondse boiler om zo ruimte te besparen en ons huis draait qua verwarming volledig op vloerverwarming, met de houtcv kachel gaat dit perfect. Tevens heb ik een aantal 2 weg kleppen in de meterkast met een besturing boven de kachel zodat ook o.a. een buitengroep voor het zwembad en zomers een grondairco met 60 KW wordt aangesproken op het zelfde leidingnet, maar dit terzijde.

Toen het gasprobleem was opgelost, ben ik aan het electra probleem gaan werken. Hier heb ik verschillende dingen geprobeerd. Op het dak hier ligt 2100 Watt piek aan solar met een netinverter. Nu dit alleen rendabel is als de zon schijnt (1000 zonuren per jaar), kom ik nog een aardig beetje stroom tekort. Solar is superduur qua aanschaf, en hout (biomassa) is gratis. Zo is het idee ontstaan. Nou moet ik wel zeggen dat solar op termijn een beter rendement geeft dan de spaar rente, dus de investering is goed en je moet het dan ook een beetje als hobby zien.
Vorig jaar ben ik begonnen met het idee hout cv kachel/electra, toen de zomer aanbrak ben ik gestopt en heb ik gezegd er het volgend jaar mee verder te gaan omdat zomers mensen geen houtkachel kopen. In de zomer heb ik toen het solarproject gedaan.

Ik ben er net als jullie van overtuigd dat deze kachel een gat in de markt is. De stroom kost ca 21 Ct per KWh. De energietax hierop is ca 11 Ct per KWh. De belasting kost meer als de stroom zelf. Een soort 50%+ schaal. Tevens mag je wettelijk 2000KW extra per jaar terugleveren, substitutie heet dit. Komt mooi uit want dan kun je in plaats van energietax betalen, 220 Euro kado krijgen. Een co2 neutraal systeem mag net zogoed terugleveren als solar of iets anders om het milieu te sparen. Al zou je niks mogen terugleveren heb ik ook een heel mooi concept voor waterstof opslag.

Affein, Je kunt dit systeem, in het groot, mobiel, ook gebruiken om geld mee te maken. Ik heb een principe aanhanger getekend waar pallets tegelijk in verstookt kunnen worden. Deze aanhanger zit vol met netinverters met maximum powerpoint en heeft geeft ook geen rook door een speciale filter. Als je 380V, 32 Ampere terugleverd met deze aanhanger (12.1 KWh) bij de klant voor de deur, heb je per uur een opbrengst van 2.50 euro.
Deze aanhanger kan wel 100 KW/h vermogen leveren en kan zo dus rendabel worden.

De turbine van de houtkachel is het moeilijkste, Je moet het vergelijken met een variant van een
variabele turbo. De tekeningen van de definitieve turbine komen eerdaags op internet.

Dit project is min of meer open source, dit heeft een reden. Iedereen moet de mogelijkheid hebben goedkope energie te maken, vooral de arme landen. Dit systeem is een combinatiemachine zonder een revolutionaire vinding. Ik doel hiermee op een uitvinding zoals antibiotica of het wiel.

Het maximaal electrisch vermogen, kan ik pas vaststellen tijdens proefdraaien, ben zelf ook wel benieuwd.

Het is idd. wel belangrijk dat je met een dergelijk systeem onder de 3 bar grens blijft zitten vanwege keuringen en veiligheid. Safety for all & money down the drain.
Of was het money for nothing & chicks for free van Dire Straits?

Gr. Michel
Verwijderd

Albert van WdJ
Berichten: 1338
Lid geworden op: 05 jan 2009, 12:09
Locatie: regio Dordrecht

Re: hout cv kachel met stoomturbine (op aanvraag geplubliceerd)

Bericht door Albert van WdJ » 26 nov 2009, 19:56

michel schreef:Dit project is min of meer open source


Als je dan maar voorkomt dat een ander er patent op zet en het onder in een la opbergt! :(

Want als het inderdaad straks goudgeld zou kunnen opleveren, zijn er hele grote spelers op de energiemarkt die jou idee ook willen hebben of juist weg willen hebben.

Albert
Change, before you have to.

Gebruikersavatar
Chicken Power
Berichten: 2410
Lid geworden op: 19 feb 2006, 12:17
Locatie: Groot Rijnmond

Re: hout cv kachel met stoomturbine (op aanvraag geplubliceerd)

Bericht door Chicken Power » 26 nov 2009, 23:43

@Michel, Beste Michel,

Complimenten voor je vorsingswerk!

Het gekozen werkvermogen van 5 a 6 kW lijkt me voor een gemiddelde woning uitstekend (ben zelf op iets aan het broeden van dezelfde orde maar dan gestookt met hernieuwbare olien en vetten).

In hoeverre heb je gekeken naar de ORC microturbine?

Mooi getekend, helaas zie ik geen systeemtekening, maar ik denk dat je dat idd nog maar even voor jezelf moet houden.

De verhouding electra /warmte is iets minder dan de HRE ketels (1 Kw el, 10kW th), maar die kun je nog niet zelf bouwen.

Hier is nog een hoop studie in te doen, in zomer is het natuurlijk onzinnig om de thermische restenergie naar de vogeltjes te sturen.

Veel succes met de proefnemingen!

@conrad,

Heb je wel eens gehoord van een triple- of quadruple stoommachine? Hierbij wordt drukhoudende oververhitte stoom in 3 of 4 trappen geexpandeerd. De uitgang van de laatste trap was aangesloten op een lage drukcondensor, werkend bij pak um beet - 0,4 bar. Daar zit de grootste winst!

Was bedacht om op zeeschepen weer zoet ketelwater te krijgen, maar het is energetisch dermate intressant, dat het ook bij landinstallaties wordt toegepast.

Leuk voorbeeld:
http://www.stoomgemaalhalfweg.nl/

Gebeurt zelfs nu nog met de stoomturbines die vandaag voor onze electriciteit zorgen. Als het koelwater maar niet boven de 27 graden komt, er gaan bakken energie verloren in rivieren en de zee aan koelwater....

De natuurkundige beperking zit er bij een echt drukloos systeem in, dat de 'temperatuursval' volgens Carnot (thermodynamica) te geringe capaciteit oplevert. Dit in de 'range' van koken bij 100 graden en condenseren tot 35 graden (bijv. bij LTV).

M.b.t. de Stoomwet; ik denk dat drukken van 3 bar niet acceptabel zijn voor een vaste brandstoffenketel, zonder mogelijkheid tot abrubte uitschakeling van de warmtebron.

Drukloze stoom van 100 graden (en wellicht hoger :idea: :idea: :idea: ), die vervolgens in onderdruk gecondenseerd wordt, lijkt me echter geen probleem!

Het komt mij voor, dat dit constructietecnisch, slechts en gering probleem is, in relatie tot het ontwerpen en vervaardigen van andere deelcomponenten!

Veel succes met je project Michel!

Groet, Cp
Verwijderd.

conrad
Berichten: 9
Lid geworden op: 26 nov 2009, 17:09

Re: hout cv kachel met stoomturbine (op aanvraag geplubliceerd)

Bericht door conrad » 27 nov 2009, 04:09

Chicken Power schreef:@Michel, Beste Michel,

Complimenten voor je vorsingswerk!


Ga ik mee in zee!

@conrad,

Heb je wel eens gehoord van een triple- of quadruple stoommachine? Hierbij wordt drukhoudende oververhitte stoom in 3 of 4 trappen geexpandeerd. De uitgang van de laatste trap was aangesloten op een lage drukcondensor, werkend bij pak um beet - 0,4 bar. Daar zit de grootste winst!

Was bedacht om op zeeschepen weer zoet ketelwater te krijgen, maar het is energetisch dermate intressant, dat het ook bij landinstallaties wordt toegepast.

Leuk voorbeeld:
http://www.stoomgemaalhalfweg.nl/


Ja maar je noemt hier al “drukhoedende oververhitte stoom” over welke invoerdruk praat je in dat geval? Je zou DAT zeker niet drukloos mogen noemen. Als je van 1 bar stoom in 4 stappen naar -0,4 bar gaat is dat 0,1 bar per stap (even aangenomen dat je het gelijkmatig verdeeld), en op 0,6 bar absoluut heeft het water een evenwichtstemperatuur van 86,5 C. Om die damp gedeeltelijk te condenseren zou retourwater van een CV op 35 C wel werken maar de Carnot efficiency van 100 C naar 86,5 C aan uitlaat van de 4de expansiestap zou dan 4 % zijn (hooguit 2% voor een praktisch systeem). Als je echter 4 turbines op 0,6 bar zou laten draaien op uitlaatdruk van 0,6 bar zou je ze op 0,6 baar moeten optimaliseren en zou je de drukval tussen 86,5 C en zeg 35 C moeten opvangen met een smoorklep. . .op 35 C is de dampdruk 0,06 bar. Als je dus de turbines op een totale drukval van 0,94 bar ontwerpt heb je in elk geval al een beter Carnot Efficientie van 21%. In de praktijk zit je daar ver onder maar als de warmte niets kost kan het te doen zijn. Voorts heb je met die lage drukval van amper 0,2 bar verschil per stap nogal grote turbines nodig. Het lijkt me dan een betere optie om een turbine te kiezen die voor 1 bar drukval optimaal is. Voor een typische CV is het retourwater hoger dan 35C. . .dus zou een turbine systeem op 1 bar verdamper druk alleen doeltreffend zijn voor lage temperatuur CV's.. .op voorwaarde dat met een totale drukval van praktisch zeg 0,8 bar je met een kleine turbine (voor een typische woning het gewenste elektrische vermogen kan opwekken. . dergelijke data heb ik ff niet direct bij de hand.

M.b.t. de Stoomwet; ik denk dat drukken van 3 bar niet acceptabel zijn voor een vaste brandstoffenketel, zonder mogelijkheid tot abrubte uitschakeling van de warmtebron.
Ik zou denken aan een ketel met minimale stoombuffer in de verdamper en uiteraard ook superheating om extra vermogen te kunnen opwekken. In een kolen of biomassa gestookte central kan men de warmtebron ook niet opeens uitschakelen. De veiligheidsmaatregelen moeten uiteraard fail-save worden aangelegd. Tot hoeverre het Stoomwezen de drukopbouw zonder certificering zou toelaten is mij niet bekend. Waar het in eerste instantie in het Stoomwezen om gaat is het minimaliseren van explosiegevaar en dat is afhankelijk van stoombuffer volume en druk. Als je de maximale druk fail-safe kan beperken lijkt het mij dat je de maximale druk moet opbouwen in plaats van een atmosferische verdamper te gebruiken.

Het komt mij voor, dat dit constructietecnisch, slechts en gering probleem is, in relatie tot het ontwerpen en vervaardigen van andere deelcomponenten!
.

OK, maar het ontwerpen van een 2 of 3 bar systeem is ook geen probleem, en zoals hierboven al opgemerkt werd zou de grens om zonder Stoomwezen certifisering te ontwerpen op 3 bar(overdruk) liggen. . . .dat geeft haast 4 bar werkdruk als je met 35 C water condenseert. Op een dergelijke drukval zie ik wel brood in de praktische kant van het verhaal.
Eigenlijk heb ik deze discussie aangezwengeld op basis van de terminologie dat het bedoeld systeem drukloos zou zijn terwijl ik vermoed dat als lage druk systeem bedoeld is. Om 100 C stoom door een turbine te laten stromen moet je überhaupt aan de verdamper een hogere druk hebben dan 1 bar(absoluut). De aanvoerverliezen naar de nozzles in de turbine om enige invoersnelheid van de stoom te kunnen krijgen moet ook in beschouwing worden genomen. . .anders zou de stoom op zeg 90C 0f 80 C bij de turbine ingevoerd worden.

Ik ben benieuwd naar de specificaties van het bedoelde systeem.

Gebruikersavatar
Chicken Power
Berichten: 2410
Lid geworden op: 19 feb 2006, 12:17
Locatie: Groot Rijnmond

Re: hout cv kachel met stoomturbine (op aanvraag geplubliceerd)

Bericht door Chicken Power » 27 nov 2009, 18:56

Ha Conrad!

conrad schreef:Ja maar je noemt hier al “drukhoedende oververhitte stoom” over welke invoerdruk praat je in dat geval? Je zou DAT zeker niet drukloos mogen noemen.

In dat voorbeeld is de werkdruk tussen de 8 en 12 bar. Maar sorry dat ik je op het verkeerde been heb gezet, ik wilde alleen maar verwijzen naar de laatste stap; het vacuumgedeelte, als zijnde echt 'drukloos'.

conrad schreef:Als je van 1 bar stoom in 4 stappen naar -0,4 bar gaat is dat 0,1 bar per stap.... .... Het lijkt me dan een betere optie om een turbine te kiezen die voor 1 bar drukval optimaal is.

Mee eens, ik zou voor deze toepassing ook van 1 stap uitgaan. Zoas ik al aanhaalde, de tripeles en qadruples haalde ik alleen voor de laatste stap erbij...

conrad schreef:Voor een typische CV is het retourwater hoger dan 35C. . .dus zou een turbine systeem op 1 bar verdamper druk alleen doeltreffend zijn voor lage temperatuur CV's.. .
Dat bedoelde ik met LTV, Lage Temperatuurs Verwarming.

conrad schreef:Ik zou denken aan een ketel met minimale stoombuffer in de verdamper en uiteraard ook superheating om extra vermogen te kunnen opwekken.
Eens!

conrad schreef:In een kolen of biomassa gestookte central kan men de warmtebron ook niet opeens uitschakelen.De veiligheidsmaatregelen moeten uiteraard fail-save worden aangelegd.
Maar die valt dus dik onder het Stoomwezen.

conrad schreef:Tot hoeverre het Stoomwezen de drukopbouw zonder certificering zou toelaten is mij niet bekend.
Dat is de andere helft van de verwarring, niet dus!
Zo een vaste brandstoffenketel mag alleen maar drukloos, met een leidingdiameter van minimaal 1duim. En een open expansievat. Eerst dan valt het zaakje buiten de competentie van het Stoomwezen!

conrad schreef:Waar het in eerste instantie in het Stoomwezen om gaat is het minimaliseren van explosiegevaar en dat is afhankelijk van stoombuffer volume en druk. Als je de maximale druk fail-safe kan beperken lijkt het mij dat je de maximale druk moet opbouwen in plaats van een atmosferische verdamper te gebruiken.
Dat gaat om voornoemde redenen dus niet....

conrad schreef:OK, maar het ontwerpen van een 2 of 3 bar systeem is ook geen probleem,
Eens.

conrad schreef:en zoals hierboven al opgemerkt werd zou de grens om zonder Stoomwezen certifisering te ontwerpen op 3 bar(overdruk) liggen. . . .
Dat kan ik nergens terug lezen :?: EDIT: oeps, inmiddels wel :oops:

conrad schreef:Eigenlijk heb ik deze discussie aangezwengeld op basis van de terminologie dat het bedoeld systeem drukloos zou zijn terwijl ik vermoed dat als lage druk systeem bedoeld is.
Ik denk dat je vermoeden onjuist is!

conrad schreef:Om 100 C stoom door een turbine te laten stromen moet je überhaupt aan de verdamper een hogere druk hebben dan 1 bar(absoluut).

Dat is de bovenkant van de bandbreedte waar het moet werken, het vacuum de onderkant.

Schrijft Michel ook; gebaseerd op flow. Eigenlijk niet anders dan de aloude condensor van Watt...

conrad schreef:De aanvoerverliezen naar de nozzles in de turbine om enige invoersnelheid van de stoom te kunnen krijgen moet ook in beschouwing worden genomen. . .anders zou de stoom op zeg 90C 0f 80 C bij de turbine ingevoerd worden.
Zie daar het nut van oververhitten!

Leuk hoor, weer is in die ouwe stoomtechniek. Krijg weer Ed en Willem Bever gevoelens:
"Als mijn manometer goed staat, weet ik wel dat alles goed gaat" :P

Groet, Cp
Verwijderd.

Gebruikersavatar
account verwijderd
Berichten: 2127
Lid geworden op: 05 okt 2009, 23:49
Locatie: verwijderd

Re: hout cv kachel met stoomturbine (op aanvraag geplubliceerd)

Bericht door account verwijderd » 29 nov 2009, 01:11

Hallo,

Allereerst bedankt voor jullie conversatie.
Hier maak ik even een tussenstop om wellicht iets moois nader te bekijken.

De kachel is klaar qua tekenwerk en kan dus zo gemaakt worden.
De definitieve stoomaandrijving is nog in behandeling maar hoeft de productie verder niet in de weg te staan
omdat deze als los component kan worden bijgevoegd.

Er zijn tal van manieren om een turbine te ontwikkelen, maar de beste oplossing vergt altijd
wat tijd en afweging.

Vorig jaar had ik het idee om stoomexplosie toe te passen voor een e.v.t. turbine aandrijving.
Die stoomexplosie heb ik toen gebrobeerd na te bootsen. Het is eigenlijk het effect van
een bijna lege stoomketel. De druk loopt bij een gesloten tank zeer snel op doordat je minimaal water gebruikt. Toen kreeg ik het idee om met die stoom electra te maken.

Nu is het zo dat je bij stoom electrolyse minder energie nodig als bij water electrolyse.
De moluculen staan door de temperatuur verder uit elkaar dus hoef je bij het ontleden van deze stof minder hard aan de moluculen te trekken voordat de stof uit elkaar valt.

Het water in de ketel is H2O, dit verdamp in korte tijd in H2O gas (stoom).
Bij hele hoge temperaturen ca 2500 graden hoef je verder niks te doen. Je krijgt dan H2 + O.
Precies wat ik wil, maar erg moeilijk.

Bij temperaturen lager dan 2500 graden moet je zelf een gelijkstroom toevoegen om H2 + O te krijgen.
De hoeveelheid stroom die je toevoegd is zowiezo minder dan de aanwezige energie van de stoom.
Hier heb je dus al met rendement te maken.

Met als tussenproduct H2+O kun je met 2 electroden (plus & min) een brandstofcel creëren zodat je gelijk spanning hebt zonder enig mechanisch component.

Het eindproduct na de stroomafgifte is H2O, water.

Leuk idee?
Een brandstofcel is zeer veilig, Het watersofgedeelte telt alleen een reactor waar de stoom doorheen loopt met daarachter direct een
stroomgenerator.

Gr Michel
Verwijderd

Blijfhopen
Berichten: 333
Lid geworden op: 23 okt 2008, 13:47

Re: hout cv kachel met stoomturbine (op aanvraag geplubliceerd)

Bericht door Blijfhopen » 29 nov 2009, 12:27

Michiel,
Wat een mooie ideeën.
De site van "Het beste idee van Nederland" is weer open.
Meedoen, :idea: heb je meteen een stok achter de deur (voor zover nodig) . Ik stem op je !
Gerard de Jonge
GdeJ denkt met u mee.

conrad
Berichten: 9
Lid geworden op: 26 nov 2009, 17:09

Re: hout cv kachel met stoomturbine (op aanvraag geplubliceerd)

Bericht door conrad » 29 nov 2009, 15:06

michel schreef:Hallo,

Allereerst bedankt voor jullie conversatie.
Hier maak ik even een tussenstop om wellicht iets moois nader te bekijken.
. . . .
Toen kreeg ik het idee om met die stoom electra te maken.

Nu is het zo dat je bij stoom electrolyse minder energie nodig als bij water electrolyse.
De moluculen staan door de temperatuur verder uit elkaar dus hoef je bij het ontleden van deze stof minder hard aan de moluculen te trekken voordat de stof uit elkaar valt.

Het water in de ketel is H2O, dit verdamp in korte tijd in H2O gas (stoom).
Bij hele hoge temperaturen ca 2500 graden hoef je verder niks te doen. Je krijgt dan H2 + O.
Precies wat ik wil, maar erg moeilijk.


Hier ligt dan ook direct een geweldige high-tech stap!

Bij temperaturen lager dan 2500 graden moet je zelf een gelijkstroom toevoegen om H2 + O te krijgen.
De hoeveelheid stroom die je toevoegd is zowiezo minder dan de aanwezige energie van de stoom.
Hier heb je dus al met rendement te maken.


Nu ga je dus het plasma gebied in! Lijkt me zeer complex vanuit een warmtehuishouding beschouwing maar zeer interessant. Het geeft wat weg van mijn ervaringen met de GlidArc gas behandeling technieken. Hier werd echter wisselstroom gebruikt op 8000 Volt. Het idee hier is het "kraken" van koolwaterstof moleculen om H2+CO te maken. . . .in dit proces wordt water toegevoegd zoals bijvoorbeeld in H2O + CH4---->3H2 + CO(synthesegas). De elektrische energie heeft dus een katalytische werking om de kraaktemperatuur te verlagen. In deze zin werkt wisselstroom goed om de werktemperatuur laag te houden. . .het kraken neemt dan al plaats op 800 C. Het probleem is zodra de temperatuur iets daalt de H en O weer direct terugvallen naar H2O. Dit wordt vaak voorkomen door een quench met koud water. .de H en O componenten krijgen dan geen kans om te recombineren.

Met als tussenproduct H2+O kun je met 2 electroden (plus & min) een brandstofcel creëren zodat je gelijk spanning hebt zonder enig mechanisch component.


Dit lijkt ook een beetje op magnetohydrodynamica maar in dat geval is hoge snelheid van het gas belangrijk.

Het eindproduct na de stroomafgifte is H2O, water.


Om op jouw manier elektrisch vermogen op te kunnen wekken moet je eerst de waterstof en de zuurstof scheiden en dat is niet gemakkelijk. Als je op zeg 1500 gaat "kraken" met elektriciteit dan is een deel van het gas nog stoom en het scheiden van H2 van O2. .eigenlijk een mengsel van H2O + H2+ O2+H+O plus de geïoniseerde componenten (je werkt immers met plasma). Ik heb eens een berekening laten uitvoeren hoeveel "moeite" het kost om H en O componenten van elkaar uit een mengsel te scheiden. De O is weliswaar 16x zwaarder dan de H maar de "mean free path" snelheid van de H is zeer hoog en deze moleculen verspreiden zich gemakkelijk door het mengsel. . .je zou een soort super vortex nodig hebben om de H van de O te scheiden. . .niet onmogelijk maar omdat allemaal op hoge temperatuur te doen lijkt me problematisch om op kleine schaal uit te voeren. Ik ben betrokken bij vortex technologie betreffende o.a. het scheiden van deeltjes, warmte transport, etc., dus het onderwerp spreekt me uiteraard zeer aan. Je zou de scheiding van H en O op hoge temperatuur op een of andere manier to stand moeten brengen. . .misschien met een semi-permeable keramische filter . . .met gaatjes waar de O-atoom niet doorheen kan maar de H2-molecuul wel.

Leuk idee?
Een brandstofcel is zeer veilig, Het watersof gedeelte telt alleen een reactor waar de stoom doorheen loopt met daarachter direct een
stroomgenerator.

Gr Michel


Ik denk dat er heel wat bij komt kijken om zoiets uit te ontwikkelen maar leuk is het zeker. Het probleem is dat je het economische rendement moet kunnen aantonen voordat je steun krijgt voor ontwikkeling. Als je alleen maar een mengsel van H2O + H2+O2 + H(-) + O(+) hebt dan is dat nog steeds een elektrisch neutraal plasma zoals in plasma snij-gereedschap. Om daar elektrische stroom uit te halen moet je in elk geval een potentieel verschil kunnen opwekken. Dat kan dus o.a. als je de plasma een hoge snelheid geeft en in een magnetisch veld de elektrische energie er uit "vist". Andere manieren zonder scheiden van H en O ontgaan me voorlopig.


Ik zal er wat verder over peinzen.

Gebruikersavatar
account verwijderd
Berichten: 2127
Lid geworden op: 05 okt 2009, 23:49
Locatie: verwijderd

Re: hout cv kachel met stoomturbine (op aanvraag geplubliceerd)

Bericht door account verwijderd » 29 nov 2009, 22:01

Hier een plaatje van het principe voor stoom electrolyse. (onderste plaatje).
Wat ik nog niet weet is wat het beste materiaal is voor een gasdicht electroliet.
Nog bedankt voor het beste idee van Nederland. Ik zie de studio al vol met rook..

Dit is de tekst die erbij hoort :

System for H2 production by electrolysis of steam. The drawing is not to scale. Reversed Osmosis Water is fed through the heat exchanger to the cell. Here it is split into H2 and O2 where 2O-2 migrates trough the gastight electrolyte and O2 is formed at the positive electrode as long as steam is fed to the negative electrode and . On the way out, H2 and O2 is giving off the heat to the H2O in the heat exchanger. The normal working temperature for SOC is between 600 oC and 1000 oC

Nadat je de H2 + O hebt gescheiden, kun je deze weer tot H2O vormen doormiddel van 2 electroden plus en min aan te sluiten op de gescheiden opslag van H2 & O. Een brandstofcel.

Afbeelding
Bijlagen
stoom electrolyse.jpg
Verwijderd

conrad
Berichten: 9
Lid geworden op: 26 nov 2009, 17:09

Re: hout cv kachel met stoomturbine (op aanvraag geplubliceerd)

Bericht door conrad » 30 nov 2009, 05:17

michel schreef:Hier een plaatje van het principe voor stoom electrolyse. (onderste plaatje).
Wat ik nog niet weet is wat het beste materiaal is voor een gasdicht electroliet.
Nog bedankt voor het beste idee van Nederland. Ik zie de studio al vol met rook..


Wel, voorlopig zie ik nog niets :-)

Dit is de tekst die erbij hoort :

System for H2 production by electrolysis of steam. The drawing is not to scale. Reversed Osmosis Water is fed through the heat exchanger to the cell. Here it is split into H2 and O2 where 2O-2 migrates trough the gastight electrolyte and O2 is formed at the positive electrode as long as steam is fed to the negative electrode and . On the way out, H2 and O2 is giving off the heat to the H2O in the heat exchanger. The normal working temperature for SOC is between 600 oC and 1000 oC


Ik weet niet waar je dit vandaan hebt maar het lijkt me een uiterst ondeskundige amateur beschrijving en er is volstrekt geen sprake hier van "stoom elektrolyse" voor zover het plaatje lijkt te betreffen. Op het plaatje is louter vloeistof elektrolyse te zien. Het een en ander is niet duidelijk. Het is in eerste instantie niet door een expert geschetst. Als je gewoon water in een elektrolyt onder gelijkspanning zet krijg je wat er op het plaatje te zien is. Maar het vergt veel energie om het water te splijten maar moderne technologie doet dat met 98% efficiëntie.

Als ik nu even aanneem dat het om iets anders gaat dat op zeg 1000C gaat plaatsvinden het volgende:

1) I kan de gebruikte tremen niet plaatsen: "Reverse Osmosis Water" (wat moet ik me daarbij voorstellen?). Als het wwater is dan is het nog steeds H2O, ongeacht wat voor naam je het geeft of in welke vorm het zich bevind, en "gastight electrolyte" (ook dit bevat ik niet) wat zou dat moeten zijn?;

2) Ik kan me wel voorstellen dat stoom op 600C langzaam in een gesmolten zout geperculeerd wordt zodat het in het zout een ionische vorm aanneemt. . . vergelijk dit met het oplossen van bauxiet in een gesmolten zout. . .met de gelijksroom krijg je dan gewoon elektrolyse net zoals je dat in een wateroplossing zou krijgen. Ik zou dat zeker geen “stoom elektrolyse” willen noemen omdat het water in ionische vorm in het vloeibare zout zit opgelost. Het is gewoon "water electrolyse" op hoge temperatuur in een zoutcel;

3) Nu kan ik me nog iets anders voostellen wat mogelijk bedoeld is. Stel dat je een zout in vaste vorm hebt maar met een poreuze structuur. . . een soort gelaagde sponse met miljarden microkanaaltjes. Vanwege de chemische kenmerken van het materiaal. . . vergelijkbaar met een katalytische werking van een katalysator in een auto kmalpijp. . .en in dit geval is de katalysator een vaste elektrisch geleidende stof dat opgebouwd is in lagen met daartussen het water zodat de elektrische stroom de geïoniseerde H(+) en de O(--) naar de elektroden dwingt. DAT zou ik kunnen bevatten. . . het is “eenvoudigweg” elektrolyse op het oppervlak van het katalysator medium. Voor zover mijn voorstelling van zaken betreft is het water op hoge temperatuur min of meer aan het elektrolyt vastgehecht met een atoomdikke laag die zich min of meer als een vloeistof gedraagd. . .de stoom slaat neer op het oppervlak en hecht zich als een film op de vaste stof en op dat moment begint de elektrolyse pas. . dus niet in het gas maar in de vloeistof film.

Ik vermoed dat het op deze manier zou kunnen werken en misschien wel zo bedoeld is.

Nadat je de H2 + O hebt gescheiden, kun je deze weer tot H2O vormen doormiddel van 2 electroden plus en min aan te sluiten op de gescheiden opslag van H2 & O. Een brandstofcel.


Het begint me een beetje duidelijk te worden. Het gaat hier “eenvoudigweg” om een "Reversible Fuel Cell". . . min of meer zoals ik hierboven beschreven heb. Volgens mij bestaan die al lang!

Om dergelijke technieken(voor zover ze nog niet al commercieel bestaan te ontwikkelen is heel wat werk nodig. Volgens mij moet je eens bij ECN in petten aankloppen om uit te zoeken wat wel en niet al bestaat. Jaren geleden waren ze daar al met keramische brandstofcel ontwikkelingen bezig. . dat was omstreeks 2001 toen ik daar met mijn GlidArc Reactor bij ECN een Test uitgevoerd heb om teer te kraken in stookgas van houtvergassing.

Zoals ik al zei ga ik het een en ander een beetje uitspitten. Als je dus super-heated stoom van 1000 C uit je CV-ketel kan halen dan heb je in principe wel een optie om zoiets te doen maar je moet wel veel technologie gaan toepassen. Je moet de elektrolyse cel op hoge temperatuur houden en dan heb je gas op hoge temperatuur. . . dat naar een hoge temperatuur brandstofcel gaat waar je hoge temperatuur stroom uit krijgt de elektrische opbrengst is dan lager dan wat je gebruikt heb om de H2+O2 te maken. Op deze manier bereik je niets.

Als alternatief sla je de H2 en O2 op in een buffer op lage temperatuur en gebruik een lage temperatuur brandstofcel. . wat ga je met de warmte doen die vrij komt als je de H2 en O2 afkoelt?

Misschien mis ik iets maar het lijkt mijn nu een zinloze optie met hete stoom maak je het stoom en daartussen met twee cellen verlies je warmte naar de omgeving en je elektrische opbrengst is netto zero.

Het idee van elektrolyse is dat het zo min mogelijk verlies oplevert. Met stoom begin je met een hoge energie dichtheid. . hoge druk en hoge temperatuur en om daar arbeid mee te kunnen verrichten (om elektra op te wekken--à om arbeid te leveren op een andere plaats) en ga je naar een thermische cyclus doen zodat de druk en temperatuur dalen en de energie als arbeid vrij komt.

Met je plan voor elektrolyse doe je dat niet en heb in wezen het zelfde als het koppelen van een generator aan een motor. Om het ding te laten draaien moet je energie toevoegen. In je voorgestelde toepassing heb je dit ook:

a) de elektra om de stoom in H2+O2 om te zetten krijg je niet terug;
b) de warmteverliezen van de twee cellen krijg je ook niet terug;
c) de stoom die je terugkrijgt heeft een lagere energie waarde dan de invoer.

Er is dus slechte een verliescyclus opgezet. . . . tenzij je een systeem bedenkt dat hete H2+O2 direct omzet in koudewater zonder thermisch verlies.

Als ik het niet gesnapt heb hoor ik wel en krijg ik de wind van voren!

*****************************************************
Ik heb na een ochtend slapen even op Google zitten porren en in grote lijnen ziet het er naar uit dat wat ik hierboven gemeld heb min of meer correct is. . .mijn opmerking over een "vaste stof" elektrolyt komt overeen met een "solid oxide ceramic" fuel cell. Zie o.a.

http://en.wikipedia.org/wiki/Solid_oxid ... lyser_cell

Er is op dit punt veel informatie beschikbaar maar het lijkt mij nog steeds dat voor een CV met directe omzetting naar elektriciteit een zinloze actie. . .de toepassing is bedoeld om op een geschikte plaats zoals bijvoorbeeld waar extra energie beschikbaar is maar niet direct gebruikt kan worden H2+O2 te produceren en de H2 en O2 op te slaan en desnoods door een pijplijn te transporteren (of in liquide vorm) naar een locatie waar de energie later geleverd kan worden via een fuel cell. De warmte die verloren gaat (of anderzijds ingezet kan worden) op de bron-locatie is niet anders dan de warmte die altijd verloren gaat als je vanuit een thermisch proces arbeid gaat leveren. Voor een CV installatie is dat niet aan de orde als je de H2+O2 niet gaat opslaan om te kunnen gebruiken als je niet de tussenliggende "arbeid stap" gaat elimineren.

Dus anders gezegd, om een significante energieopslag te kunnen realiseren voor later gebruik ben je genoodzaakt om the thermische cyclus-------> arbeid--------> elektra-------> chemische opslag uit te voeren en dat noodzaakt warmteconversie die je niet of nauwelijks voor verwarming kan gebruiken.

Voor een hout gestookte CV-ketel applicatie houdt dit nog steeds in dat:

1) je extra hout moet stoken om de energie opslag te kunnen voeden
2) je de warmte via een thermische cyclus moet omzetten in elektrisch vermogen en lage waarde-warmte moet afstoten
3) je het elektrisch vermogen moet omzetten in chemische energie als o.a. bijvoorbeeld H2+O2

Ik kan me nog niet voorstellen dat dit economisch op kleine schaal ooit haalbaar wordt.

Met de CV-turbine-optie heb je uiteraard de arbeidstap waar ik naar refereer. De stoomuitlaat van de turbine is lage waarde energie en dus niet inzetbaar voor hoge temperatuur water elektrolyse. Je kan de elektra van de turbine direct inzetten om H2+O2 te maken.

Plaats reactie