Thermosiphon werking

verwarming, isolatie, huiselijk energieverbruik

Moderator: Moderators

Dirk Bauwens
Berichten: 1301
Lid geworden op: 28 jan 2006, 23:52
Locatie: Sint-Niklaas, België

Re: finoven enige oplossing?

Bericht door Dirk Bauwens » 09 dec 2006, 14:06

bartje schreef:Ik heb zitten denken aan een warmtewisselaar en een warmtewand, om daarmee de warmte te verplaatsen maar zie op tegen de constructie daarvan. Ik wil ook liever qua warmte niet afhankelijk zijn van electriciteit (cv-pomp), en een thermosifon is mij afgeraden omdat ik niet genoeg hoogte heb (huis beneden plus een verdieping).


Thermosifon is gebaseerd op convectie. Het is werkzaam in een kookpot, in een luchtspouw, zelfs in de kleine luchtcellen van isolatieproducten.

Ik snap dus niet waarom jij niet genoeg hoogte zou hebben. Men moet echter wel het thermosifon-principe respecteren door een systeem met een voldoende lage weerstand samen te stellen.

Is het je bedoeling om ??n of meerdere kamers extra te verwarmen?

Dirk

John Doh
Berichten: 465
Lid geworden op: 30 jul 2006, 15:26

Re: finoven enige oplossing?

Bericht door John Doh » 10 dec 2006, 11:27

Dirk Bauwens schreef:Thermosifon is gebaseerd op convectie. Het is werkzaam in een kookpot, in een luchtspouw, zelfs in de kleine luchtcellen van isolatieproducten.

Ik snap dus niet waarom jij niet genoeg hoogte zou hebben. Men moet echter wel het thermosifon-principe respecteren door een systeem met een voldoende lage weerstand samen te stellen.


Een eis is echter wel, dat de warmte-afgifte hoger moet liggen dan de warmtebron, anders werkt het niet.

bartje schreef:Ja, met name een kamer boven.


Dat is dus geen probleem.

Maar een klein pompje is ook geen probleem, mits er voorzieningen worden getroffen die voorkomen dat er overdruk ontstaat. Maar dat geldt voor thermosifonsystemen net zo goed.
John

Dirk Bauwens
Berichten: 1301
Lid geworden op: 28 jan 2006, 23:52
Locatie: Sint-Niklaas, België

Re: finoven enige oplossing?

Bericht door Dirk Bauwens » 10 dec 2006, 16:40

John Doh schreef:
Dirk Bauwens schreef:Thermosifon is gebaseerd op convectie. Het is werkzaam in een kookpot, in een luchtspouw, zelfs in de kleine luchtcellen van isolatieproducten.

Ik snap dus niet waarom jij niet genoeg hoogte zou hebben. Men moet echter wel het thermosifon-principe respecteren door een systeem met een voldoende lage weerstand samen te stellen.


Een eis is echter wel, dat de warmte-afgifte hoger moet liggen dan de warmtebron, anders werkt het niet.


John, wat je hierboven stelt, is onjuist.
Je herinnert je toch nog mijn proefopstelling?

Dirk

John Doh
Berichten: 465
Lid geworden op: 30 jul 2006, 15:26

Re: finoven enige oplossing?

Bericht door John Doh » 10 dec 2006, 20:36

Dirk Bauwens schreef:John, wat je hierboven stelt, is onjuist.
Je herinnert je toch nog mijn proefopstelling?


Zeker herinner ik mij die.

Jouw verwarmingsbron was een elektrische verfstripper, links onder. Van daaruit kon de warmte omhoog, tot in de horizontale verdeler. Omdat het water in de dalende buizen zwaarder is, zakt het naar beneden / drukt het het water in de stijgbuis omhoog. Al het water dat zich in de zakbuizen boven de warmtebron bevindt, is zwaarder dan het water in de stijgbuis en zakt naar beneden. De warme "bel" kan zich uitbreiden tot op de hoogte van de warmtebron. Dat is verreweg het grootste stuk van jouw circuit, dat doet dus allemaal mee aan de afkoeling.

Deze situatie gaat veranderen als jij met de verfstripper omhoog gaat, dus hoger langs de stijgbuis. Probeer maar eens hoe het zaakje werkt als je de verfstripper ter hoogte van de bovenste verdeler laat verwarmen.

Of stel je het volgende voor: kachel op zolder, radiator in de kelder. Waarom zou het warme water daar naar toe willen stromen? Andersom gaat wel goed.
John

Dirk Bauwens
Berichten: 1301
Lid geworden op: 28 jan 2006, 23:52
Locatie: Sint-Niklaas, België

Re: finoven enige oplossing?

Bericht door Dirk Bauwens » 10 dec 2006, 21:35

John Doh schreef:
Dirk Bauwens schreef:John, wat je hierboven stelt, is onjuist.
Je herinnert je toch nog mijn proefopstelling?


Zeker herinner ik mij die.

Jouw verwarmingsbron was een elektrische verfstripper, links onder. Van daaruit kon de warmte omhoog, tot in de horizontale verdeler. Omdat het water in de dalende buizen zwaarder is, zakt het naar beneden / drukt het het water in de stijgbuis omhoog. Al het water dat zich in de zakbuizen boven de warmtebron bevindt, is zwaarder dan het water in de stijgbuis en zakt naar beneden. De warme "bel" kan zich uitbreiden tot op de hoogte van de warmtebron. Dat is verreweg het grootste stuk van jouw circuit, dat doet dus allemaal mee aan de afkoeling.

Deze situatie gaat veranderen als jij met de verfstripper omhoog gaat, dus hoger langs de stijgbuis. Probeer maar eens hoe het zaakje werkt als je de verfstripper ter hoogte van de bovenste verdeler laat verwarmen...


John,

De hele buis werd verwarmd en dat schreef ik toen ook met de volgende woorden: "Twee zoons simuleren de proef: met twee electrische verfafbranders van elk 2000 Watt werd destijds de volledige buis, waarrond zij staan, voortdurend opgewarmd". Zoals ik toen ook schreef, werkte die opstelling v??l beter dan ik verwachtte. Het op de foto getoonde systeem transporteerde moeiteloos een paar duizend Watt aan vermogen!

Dirk

John Doh
Berichten: 465
Lid geworden op: 30 jul 2006, 15:26

Re: finoven enige oplossing?

Bericht door John Doh » 10 dec 2006, 21:55

Dirk Bauwens schreef:John,

De hele buis werd verwarmd en dat schreef ik toen ook met de volgende woorden: "Twee zoons simuleren de proef: met twee electrische verfafbranders van elk 2000 Watt werd destijds de volledige buis, waarrond zij staan, voortdurend opgewarmd". Zoals ik toen ook schreef, werkte die opstelling v??l beter dan ik verwachtte. Het op de foto getoonde systeem transporteerde moeiteloos een paar duizend Watt aan vermogen!


Ja, zo bekeken...

Je mag natuurlijk in de stijgbuis best op een hoger niveau nog extra warmte toevoeren. Het gaat om het laagste punt waar je met verwarmen begint. De drijvende kracht voor de stroming is immers het verschil in massa tussen een warme en een koude kolom water (integraal van de dichtheid over de hoogte).

Misschien moet ik zorgvuldiger formuleren. Stel dat je op hoogte h begint te verwarmen, dan doet alleen oppervlak dat hoger is gelegen dan h mee aan het afkoelen. Dus niet een radiator in een kelder, terwijl de kachel op zolder staat. Als jij meent van wel, dan zou ik zeggen dat je dit met jouw experiment nog niet hebt aangetoond, toch?
John

Dirk Bauwens
Berichten: 1301
Lid geworden op: 28 jan 2006, 23:52
Locatie: Sint-Niklaas, België

Re: finoven enige oplossing?

Bericht door Dirk Bauwens » 11 dec 2006, 15:27

John Doh schreef: Ja, zo bekeken...

Je mag natuurlijk in de stijgbuis best op een hoger niveau nog extra warmte toevoeren. Het gaat om het laagste punt waar je met verwarmen begint. De drijvende kracht voor de stroming is immers het verschil in massa tussen een warme en een koude kolom water (integraal van de dichtheid over de hoogte).

Misschien moet ik zorgvuldiger formuleren. Stel dat je op hoogte h begint te verwarmen, dan doet alleen oppervlak dat hoger is gelegen dan h mee aan het afkoelen. Dus niet een radiator in een kelder, terwijl de kachel op zolder staat. Als jij meent van wel, dan zou ik zeggen dat je dit met jouw experiment nog niet hebt aangetoond, toch?


John, volgens mij is de hoogte h: de totale hoogte van het hele systeem, en niet slechts een gedeelte daarvan. Mijn methode, om de hele stijgbuis te verwarmen, geeft daarom een beter rendement dan die buis alleen onderaan te verwarmen.

Ook wanneer ik slechts het bovenste gedeelte van de stijgbuis zou verwarmen, zullen de overige buizen over hun volle lengte gekoeld worden. Dat is eenvoudige logica.

Natuurlijk vermindert de effici?ntie van een thermosifon-systeem wanneer men de warmtebron op een relatief warme plaats zet, en de warmtewisselaar met het koelste water moet verwarmen. Dat is een beetje de wereld op zijn kop. Maar, om op jouw vraag concreet te antwoorden: ja, het is mogelijk om met een hogergelegen warmtebron, met een thermosifon-systeem een lager niveau te verwarmen. Zodra ik kan, zal ik daartoe ook een specifieke proefopstelling maken.

Dirk

chathanky
Berichten: 660
Lid geworden op: 27 sep 2006, 18:22

Bericht door chathanky » 11 dec 2006, 16:21

Vroeger werden dergelijke cv systemen toegepast. Zonder pomp, met flinke leidingen en alles op afschot om zo hele grote panden en bv kloosters te verwarmen.

Een van de redenen dat het net meer toegepast wordt is dat het een traag systeem is. (te traag voor de snelle maatschapij :lol: )

Een dergelijke opbouw vraagt wel een preciese opbouw en rekenwerk om het goed en probleemloos te laten werken.

Dirk Bauwens
Berichten: 1301
Lid geworden op: 28 jan 2006, 23:52
Locatie: Sint-Niklaas, België

Bericht door Dirk Bauwens » 11 dec 2006, 17:10

chathanky schreef:...Een van de redenen dat het net meer toegepast wordt is dat het een traag systeem is. (te traag voor de snelle maatschapij :lol: )


Ja, het is haast kiezen tussen een onderhoudsloos 'traag' systeem of een onderhoudsintensief, ultra-gestuurd 'snel' systeem.

Dirk

John Doh
Berichten: 465
Lid geworden op: 30 jul 2006, 15:26

Re: finoven enige oplossing?

Bericht door John Doh » 11 dec 2006, 21:28

Dirk Bauwens schreef:Ook wanneer ik slechts het bovenste gedeelte van de stijgbuis zou verwarmen, zullen de overige buizen over hun volle lengte gekoeld worden. Dat is eenvoudige logica.


Ja?

Zoals ik eerder schreef, is de drijvende kracht voor het thermosifon-effect het verschil in massa tussen twee kolommen water (van dezelfde diameter). De warme kolom is licht, de koude kolom is zwaar. Hoe hoger de warme kolom, hoe groter de drijvende kracht. In jouw experiment heb je daar optimaal gebruik van gemaakt.

Als je alleen bovenaan verwarmt, dan zal er minder drijvende kracht beschikbaar komen, want de lichte kolom is minder hoog, dus minder gewichtsverschil met de koude kolom. In het extreme geval van het experiment zou je alleen de bovenste horizontale verdeler kunnen verwarmen. Er is dan helemaal geen drijvende kracht meer, de warme bel blijft bovenin zitten en geen enkele verticale pijp doet nog mee aan de afkoeling, want in verticale richting stroomt er niks. Dat is toch ook eenvoudige logica? Zodra de gemiddelde dichtheden in beide kolommen gelijk zijn, is het met het thermosifon-effect afgelopen.
John

Dirk Bauwens
Berichten: 1301
Lid geworden op: 28 jan 2006, 23:52
Locatie: Sint-Niklaas, België

Re: finoven enige oplossing?

Bericht door Dirk Bauwens » 11 dec 2006, 21:55

John Doh schreef:...In het extreme geval van het experiment zou je alleen de bovenste horizontale verdeler kunnen verwarmen. Er is dan helemaal geen drijvende kracht meer, de warme bel blijft bovenin zitten en geen enkele verticale pijp doet nog mee aan de afkoeling, want in verticale richting stroomt er niks. Dat is toch ook eenvoudige logica? Zodra de gemiddelde dichtheden in beide kolommen gelijk zijn, is het met het thermosifon-effect afgelopen.


Volledig akkoord John, en van harte!

Zolang echter de stijgbuis, stijgbuizen, of een gedeelte ervan, verwarmd worden, en de daalbuizen voldoende warmte kwijt kunnen, kan er gebruik gemaakt worden van het gratis, pomploze thermosifon-effect. En daar gaat het om, is het niet? :wink:

Dirk

John Doh
Berichten: 465
Lid geworden op: 30 jul 2006, 15:26

Bericht door John Doh » 11 dec 2006, 22:26

Haha, jij denkt dat ik grappen zit te maken. Maar ik ben wel degelijk serieus.

Zo op het gevoel af deed ik de uitspraak dat bij thermosifon de warmtebron zich beneden het afgiftesysteem moet bevinden, anders werkt het niet. Naar aanleiding van jouw antwoord ben ik er dieper over gaan nadenken. De conclusie blijft, dat warm water omhoog wil en niet naar beneden. En dat het daarom niet zomaar gaat lukken om warm water door een radiator of een vloer te krijgen die lager ligt dan de warmtebron.

Helemaal uitgesloten is het denk ik niet, maar dat stelt dan wel bijzondere eisen aan de installatie. Met name serieschakeling van afkoelende oppervlakken, teneinde de gewenste dichtheidsverdeling over de hoogte te krijgen. Daar moet ik nog een beetje extra aan rekenen (weinig tijd), maar serieschakeling is bij verwarming meestal niet echt handig.

Jouw experiment is trouwens wel een soort van serieschakeling van afkoelende elementen, praktische installaties met radiatoren zien er anders uit, doorgaans staan die parallel in plaats van serie.
John

Dirk Bauwens
Berichten: 1301
Lid geworden op: 28 jan 2006, 23:52
Locatie: Sint-Niklaas, België

Bericht door Dirk Bauwens » 12 dec 2006, 01:29

John Doh schreef:...De conclusie blijft, dat warm water omhoog wil en niet naar beneden. En dat het daarom niet zomaar gaat lukken om warm water door een radiator of een vloer te krijgen die lager ligt dan de warmtebron...


Wanneer in mijn experimenteel systeem het water door de stijgbuis actief wordt opgewarmd tot bijvoorbeeld 90 graden, zal het water in de overige buizen dan niet dalen, ook al behoudt dit water een gemiddelde temperatuur van bijvoorbeeld 70 graden?

In dit opzicht zal relatief erg warm water omlaag willen en niet naar boven.

Dirk

Dirk Bauwens
Berichten: 1301
Lid geworden op: 28 jan 2006, 23:52
Locatie: Sint-Niklaas, België

Bericht door Dirk Bauwens » 12 dec 2006, 01:50

John Doh schreef:...serieschakeling is bij verwarming meestal niet echt handig. Jouw experiment is trouwens wel een soort van serieschakeling van afkoelende elementen, praktische installaties met radiatoren zien er anders uit, doorgaans staan die parallel in plaats van serie.


In mijn experimentele opstelling staan toch alle buizen naast mekaar en zijn ze boven- en onderaan verbonden met een collector? Dat is volgens de gangbare wetenschap een pure parallelschakeling. Die schakeling heb ik trouwens bewust gekozen om de stromingsverliezen zo laag mogelijk te houden.

Dirk

John Doh
Berichten: 465
Lid geworden op: 30 jul 2006, 15:26

Bericht door John Doh » 15 dec 2006, 18:57

Dirk Bauwens schreef:
John Doh schreef:...serieschakeling is bij verwarming meestal niet echt handig. Jouw experiment is trouwens wel een soort van serieschakeling van afkoelende elementen, praktische installaties met radiatoren zien er anders uit, doorgaans staan die parallel in plaats van serie.


In mijn experimentele opstelling staan toch alle buizen naast mekaar en zijn ze boven- en onderaan verbonden met een collector? Dat is volgens de gangbare wetenschap een pure parallelschakeling. Die schakeling heb ik trouwens bewust gekozen om de stromingsverliezen zo laag mogelijk te houden.



Zeker is jouw systeem opgebouwd uit een aantal parallel geschakelde strangen. Maar elk van die strangen kun je beschouwen als een serieschakeling van korte stukjes afkoelende buis. En de parallelschakeling van strangen staat zelf weer in serie met de bovenste horizontale verdeler.
John

Plaats reactie