Ecologieforum

Dag Allemaal,

In het voorjaar lieten we een leemkachel bouwen. We lieten er koperen buizen in voorzien om (later) de kachel te kunnen gebruiken om warm water te produceren als aanvulling voor het warm water met een zonneboiler. Nu zijn we aan het kijken om zonneboiler aan te kopen, maar de installateur ziet niet onmiddellijk een mogelijkheid om dit uit te voeren.
De kachel staat redelijk centraal in de leefruimte. We zouden met de leidingen naar boven moeten naar de kruipzolder om daar zo'n 7 meter vercer naar beneden te gaan naar de boiler.
Is dit haalbaar volgens jullie? Alle tips en bemerkingen zijn méér dan welkom.

In bijlage zien jullie enkele foto's van de opbouw van de kachel met de leidingen.
Deze leidingen zijn bevestigd aan de binnenzijde van de muur en zijn bedekt met een dikke laag leem.

Alvast bedankt voor jullie hulp.

Maccy

Mooi Project.
Wat kan de installateur niet precies? Heeft ie geen tijd of is ie technisch onbekend met de materie?
Zo te zien is er iemand van jullie die wel van wanten weet als je zoiets besluit aan te leggen.

Afstand is geen probleem, jammer van mogelijke energie verliezen maar isoleren is de oplossing.
Elke gewone cv pomp trekt dat prima. automatische ontluchters op het hoogste punt (en op punten waar lucht kan blijven hangen omdat er een omhoog-en-weer-omlaag omweg in de leidingen zit) en in aan en afvoer leidingen, geen vuiltje aan de lucht.
Misschien andere installateur zoeken?

Overigens is zo'n warmtewisselaar in leem niet de beste oplossing denk ik... een rookgaswisselaar zou beter zijn geweest, dat kan overigens nog steeds.
Ik vrees dat je leem met koper wel veel werking op elkaar zullen hebben, en het is een nogal traag doorgifte medium van warmte. Dus je moet wel heel veel warmte je schoorsteen uit hebben geduwd voordat je leem bij de buizen warm begint te worden.

Waarom zet je de (zonne)boiler niet ineens op zolder ?

Ik zie wel vaker koperleidingen in de mantel. OP zich wel een goed idee met manteltemperaturen van 50 à 90 °C.
Is het ineens al beveiligd tegen stoom door de massa.

Maar wat ik ook vaker zie en wat eigenaardig is: de meanderende koperleidingen zijn nogal ruw gelegd en hebben ook bochten die terug dalen.
Als het een harp-systeem was met verticale leidingen, of een meander met mooi zorgvuldig licht stijgende verticale stukken, dan kon het ook zonder pompen werken met een hogergeplaatste boiler. Nu zit je sowieso met pompen.

Mag ik vragen wie de kachel gebouwd heeft ?
Kachel en leemstuc ziet er erg professioneel uit , moet ik zeggen.

G

De leemkachel werd gerealiseerd door Joris Pouls: www.warmteopmaat.be
Ik ben énorm tevreden van wat hij deed. Het is een erg gedreven persoon en is erg correct.
De leemkachel is nog niet zo vaak gebruikt geweest, maar als ik gestookt heb is de buitenzijde na 24 uur nog steeds warm.

Ik had hem gevraagd om de leidingen te voorzien met het idee (lees: de hoop) dat we op deze manier in de winter water zouden kunnen verwarmen, in combinatie met een zonneboiler voor warm water in de zomer.
Ik liet een offerte maken voor een zonneboiler en vroeg naar de mogelijkheid om deze te koppelen aan de leemkachel, maar de installateur ziet het precies niet onmiddellijk zitten. Het zou natuurlijk jammer zijn om het niet te doen als zou blijken dat het toch mogelijk zou zijn.
Nu zitten er enkel de 2 koperen lussen. Ik heb echt geen idee hoe dit kan aangepakt worden. Ik ben niet van de slimsten vrees ik ; )

Op zich vind ik het een goed idee om de boiler op de zolder te plaatsen, maar het is een kruipzolder. Ik denk dat het hoogste punt ongeveer 130 cm is.

Maccy,

Ik hoop dat er wat meer mensen reageren met een installatie-technische achtergrond.

Maar naar concept kan ik redenering zonneboiler in de zomer, massakachel in de winter heel goed begrijpen. En dat zou ook probleemloos moeten werken.

De koperleidingen kan je onderaan en bovenaan gewoon samennemen, zodat het als één grote collector functioneert. (Water in langs onder, uit langs boven. Bij de boiler in langs boven, uit langs onder).
Verder kan je installateur de koperleiding gewoon als een "zonnecollector" beschouwen ivm debieten en regelingen.

Waar je installateur wellicht mee zit is de afstemming tussen (kachel)collector-grootte en boilergrootte.
Als de echte zonnecollector op het dak ook nog op dezelfde boiler moet, dan moet die ook aan deze grootte aangepast worden.
Het is niet zo makkelijk om te bepalen wat het vermogen van deze kachel-collector zal worden. Gaat ook een beetje van je stookgedrag afhangen.
De warmte die naar de boiler afgevoerd wordt gaat natuurlijk ook de kachel afkoelen, dat spreekt.

Aan welk type boiler had je gedacht ? Hoe groot (liter) ? Voor hoeveel personen ?
Ik vermoed dat er best geen echt grote boiler op aangesloten wordt. (En dat matched misschien niet goed met wat je installateur van plan is ?)

G

Dag Gandalf,

Bedankt voor jouw antwoord.

We zijn met 4 personen en de installateur stelde voor om het volgende te voorzien:

REGESS SU 300 - Druksysteem
• Boilerinhoud 300 Liter – 3 collectoren – 2 warmtewisselaars
Elektrische weerstand
Afmeting 1500 X 680mm

• Collectoren
3 vlakkeplaat collectoren – SILVER
Afmeting 1060 X 2019mm

• Sturing
ST 460 Automatische sturing 11 programma’s

De installateur stuurde me het volgende door nadat hij contact had opgenomen met de fabrikant:
Het eerstelijnsadvies was dat dit niet mogelijk was en ik heb daarna niets meer gehoord. In theorie moet het volgens mij wel gaan. Maar omdat de fabrikant mij hierbij niet ondersteund ga ik deze opstelling ook niet zelf uitvoeren. Elektrisch is wel mogelijk.

misschien eens contact opnemen met

Maccy,

Weinig antwoorden hier.

Ga nog maar eens een poging wagen. Hopelijk komen er nog aanvullingen.


1. De kachelwand geeft via de koperbuizen slechts traag de warmte door.
Tijdens het stoken van de kachel kan dat vermogen nog redelijk zijn, maar zowel het (sanitair) water warmt geleidelijk op en de mantel koelt (na de stook) weer geleidelijk af. Dat zorgt ervoor dat de warmte-overdracht tussen leem en water niet zo hoog ligt gemiddeld op 24 uur.

Je zou dan kunnen denken om de kachel dan wat vaker loeiheet te stoken, maar aangezien de kachel maar aan 1 zijde'watergekoeld' is kan dat ook niet ongelimiteerd want dan wordt het in de ruimte waar de kachel staat veel te warm.

Hoe werkt het dan wel ?
Je zal het SWW (sanitair warm water) met een leemkachel heel geleidelijk warmen (en warm houden).
Je hebt immers de tijd aan je zijde: de kachel geeft 24/24 geleidelijk z'n warmte af.
Als de koperbuizen op de juiste plaats (aan de buitenzijde van de kachelwand zitten) worden ze ook niet warmer dan 90°C.

Dit alles spreekt ervoor om de SWW-boiler boven de kachel te plaatsen en de warmteoverdracht middels natuurlijke circulatie te laten circuleren.(pompsnelheid voegt immers niets toe)
De boiler boven de kachel ontvangt dan de hele dag warmte tot de kachel kouder is dan het boilerwater. Dan stopt de circulatie en blijft het warme water boven in de boiler zonder verder af te koelen. De kachel koelt (eventueel) wel verder af.
Op het moment dat je de kachel terug warm stookt ontvangt de boiler terug warmte vanaf het moment dat de kachelwand weer warmer is dan het boilerwater. enz.
Het water in de boiler wordt op deze manier nooit warmer dan de kachelwand (max 90°C).

2. Veiligheid.

a.In principe zouden de koperleidingen op een plaats moeten zitten waar de wand niet warmer wordt dan 90°C. Dat is de eerste veiligheid.
Bij een enkelwandige bell is dit aan de buitenzijde van de chamottestenen denk ik.
Dit stelt bij jou al een eerste probleem. Koperleidingen zitten aan de binnenzijde. Vraag eens aan Joris Pouls of er geen risico is dat het op deze plaats méér dan 100°C wordt ?
Ook zou ik ervoor vrezen dat de leemlaag door herhaaldelijk opwarmen en koelen binnenin gaat scheuren, zelfs stukken loskomen, op dat moment komen er koperleidingen in direct contact met de rookgassen waardoor er hogere temperaturen kunnen ontstaan in de koperleiding. (boven 100°C wordt water stoom met enorme uitzetting tot gevolg).

b. Je zou kunnen redeneren dat een sneldraaiende pomp met een goede regeling (sensoren)al te hoge temepaturen kan ondervangen (door debiet te verhogen). Zou kunnen, maar bedenk dan dat een pomp ook op een zeer ongelegen moment stuk kan gaan of dat de elektriciteit kan wegvallen.
Daarom worden er bij houtgestookte toestellen -zelfs bij het gebruik van pompen- toch best ontworpen om minimaal enige natuurlijke circulatie te hebben in het geval van calamiteiten.
Dit houdt in:
-dat alle leidingdiameters voldoende groot zijn in de wisselaar (lijkt me bij jou al op het randje !) en tussen wisselaar en buffer.
-dat alle leidingen steeds stijgen. Dit om luchtbelvorming (stopt de natuurlijke ciculatie) en sifonnen (stopt de natuurlijke circulatie) te vermijden.
(dit valt bij jou misschien nog beter mee dan ik aanvankelijk dacht, maar de laatste bocht van de koperleidingen die uit de ketel komen moet wel naar boven gebogen worden)
- Recht stijgende leidingen creëren meer opwaartse kracht. Veel bochten zorgen voor veel remming in de circulatie.
Vandaar mijn voorkeur voor een soort harp-collector ipv een meanderende.
-Het systeem kan daarbovenop ook nog best voorzien worden van een open expansie. Maar dat houdt wel in dat je een RVS of koperen spiraal gebruikt in de boiler (ook van voldoende diameter) en koperen leidingen.

Kortom gezien de trage afgifte van een massakachel (1) en de veiligheid(2)van de installatie spreekt er alles voor om een SWW-boiler op natuurlijke circulatie en open expansie te installeren boven de kachel.
Maar het ontwerp is dan wel cruciaal.
Ik vraag me ernstig af of de huidige koperleidingen niet te heet kunnen worden aan de binnenzijde van de kachel.
Met een pomp kan dat toch wel werken, maar het blijft een gevaar als de pomp uitvalt.

Een harpcollector met grote leidingdiameters aan de buitenzijde van kachelwand zou veiliger zijn.



Het gemiddeld vermogen van een harpcollector aan de buitenzijde van de kachelwand is 700W/m². Dus wat meer in het begin van de stook. En dalend naarmate de kachel afkoelt.
De leidingen die bij jou in de wand zitten schat ik op 300 à 400 W/m², maar dit op voorwaarde dat Joris Pouls kan verzekeren dat ze op die plaats niet heter worden dan 90°C. Anders kan het ook meer zijn (met pomp), maar dan zou ik het risico niet nemen.

Info ivm (harp)collectoren voor kachelwanden: http://www.toby.at/cms/upload/pdfs/Date ... 90_web.pdf

G

Dag Gandalf,

Bedankt voor uw informatie.
Ik ben nu bezig met 'stoken' en zal later vanavond de temperaturen van de kachelmantel meten en, via het inspectieluikje, ook de temperatuur opmeten van de binnenzijde waar de leidingen zich bevinden. Ik heb een Black&Decker Thermal leak detector die temperaturen kan opmeten van −30° tot 150°C. Ik ben niet zeker of dit 100% zal kloppen, maar het zal toch een goede indicatie geven.

Ik probeer mogen een tekening te plaatsen met de maximale temperaturen die ik heb opgemeten.

Ik begin me af te vragen of het idee wel betaalbaar en/of financieel verantwoord zal zijn. We hebben jammer genoeg geen 'eindeloos' budget.

Nog een prettige avond,
Maccy

Ik heb zopas de temperatuur gemeten van de binnenzijde via het inspectieluikje (zie foto 04) en ik krijg temperaturen die in elk geval boven de 150°C (=HIGH) liggen. De bestaande koperen leidingen zullen dus blijkbaar niet kunnen gebruikt worden vrees ik
Ik plaats morgen de maximale waarden van de buitenmantel.

Als ik het goed heb gezien, zitten de koperen leidingen in het daalkanaal van de massa-kachel, ingebed in een dikke laag leem. In het daalkanaal kan je temperaturen verwachten van wel iets meer dan de gemeten 150 C. Die 150 C zou de temeperatuur kunnen zijn van de rookgassen alvorens de RVS pijp naar de schoorsteen in te gaan. Bovenin het daal-kanaal meet je gemakkelijk 200 tot 300 C. In het daalkanaal geven de rookgassen hun energie af aan de buitenwand van het daalkanaal en dus ook aan de koperen spiraal. Echter de spiraal wordt beschermd door een laag leem en zal bij lange na geen 300 C worden. De buitenwand van een massakachel wordt max ca. 70 C. Je kan voor de eenvoud rekenen met een lineaire temperatuur val over de dikte van de wand.
Ik denk dat spiraal max. 150 C wordt in het bovenste stuk van het daalkanaal. Als je de zonneboiler boven de massakachel plaatst, kan een stroming zich ontwikkelen volgens het thermosyfon-princiepe. De uitlaat van de coil in de massakachel komt bovenin de boiler. de onderzijde van de boiler wordt verbonden met de aanvoer naar de coil. Dat gaat prima functioneren, zolang onder in de boiler nog relatief koud water is. Ik zie geen problemen met koken etc. Eerst maar eens rustig stoken met een batch hout en zien wat de temperatuur van het water wordt. Vervolgens kan je heftiger gaan stoken en na-laden. Wel steeds blijven controleren. Loopt de temperatuur van het water te snel op en te hoog, dan de aanvoer van lucht dicht zetten. De temperatuur in het daalkanaal gaat dan onmiddellijk naar beneden. Ik heb zelf een rote massa-kachel met registers IN de verbrandingsruimte, op 3 plaatsen thermometers en weet echt waarover ik schrijf. Ik ben geen voorstander van een pomp in het systeem. Voor je het weet heb je te hoge stroomsnelheden in de roodkoperen leiding en treed er erosie op. Na 2 jaar vallen de gaten erin!!!!!!!!!. Menig maal gezien bij warmtewisselaars op raffinaderijen.

Dat de installateur er niet mee uit de voeten kan, komt omdat de installateurbranche dit soort combinaties niet kent. Daarvoor moet je in Duitsland zijn. Zij zijn daar gewend met "Speicher-systemen" te werken.
Pigion

Pigion,

Grotendeels mee eens.
Maar de voorwaarde is dan dat de warmtewisselaar een design heeft dat thermosifon (= natuurlijke circulatie) toelaat.
Dus geen dalende stukken, geen te krappe leidingen, niet teveel en te strak bochtenwerk.... enz
De watertemperatuur is dan inderdaad helemaal niet hetzelfde als de rookgastemperatuur. Als het design goed is gaat ook de natuurlijke circulatie zelf voor een steeds hoger debiet zorgen in de stijgende leidingen bij toenemende temperaturen.
Maar als het water bij gebrek aan goed design wel tot stilstand komt of te traag 'thermosyfont' kan het wel eens snel warm worden in die leidingen...

Een simpele test is inderdaad er een (oude, recup)boiler boven de kachel aansluiten en met een open expansie aansluiten.
Temperatuurmeter op de opgaande en retour.

Leidingen die boven de kachel uitkomen zullen zeker terug naar boven geplooid moeten worden.
Leidingen tussen boiler en collector minimum 28mm nemen.
Open Expansievat boven de boiler.
Expansieleiding 22mm op het laagste punt aansluiten.
Kookleiding in 18 mm laten vertrekken op een T-stuk net waar de aansluiting met de boiler(IN) is.
Ben ik nog iets vergeten ?


NB Ik zie ook wel een dikke laag leem op de foto, maar het lijkt me toch dat het koperwerk zelf niet zo heel diep in het leem zit.
NB2: Met een warmtewisselaar -zoals bij jou- in direct contact met de hete gassen kom je aan veel hogere vermogens. Dat zal wellicht op een groot buffervat aangesloten zijn.
Hier gaat het om een relatief kleine boiler SWW. Als je dan met die grote vermogens werkt kom je in de situatie dat het in de kamer te koud is, maar dat je de kachel niet kan aansteken omdat het SWW al 'vol' zit. Dat laatste kan dus enkel als je een grote buffer hebt of ook de ruimteverwarming op de kachelcollector hebt gekoppeld.

G

Hierbij een overzicht van de opgemeten temperaturen.
De wand aan de zuidzijde komt erg warm. Joris heeft dit zo voorzien omdat er aan deze zijde nood is aan extra warmte door een bestaande erker.
Deze temperaturen zijn gisteren opgemeten na 1 stookbeurt. De kachel had hiervoor 2 dagen niet gebrand. Ik vraag me dus af of de temperaturen niet nog wat zullen oplopen als ik tijdens de winter dagelijks 2x per dag stook?

1: 26°C
2: 30°C
3: 65°C
4: 86°C
5: 80°C
6: 94°C
7: 83°C
8: 51°C
9: 40°C
10: 48°C
11: 70°C
12: 68°C
13: 58°C
14: 70°C
15: 36°C
16: 56°C
17: 39°C
18: 38°C
19: 58°C
20: 52°C
21: 67°C
22: 75°C
23: 72°C
24: 26°C
25: 38°C
26: 55°C
27: 57°C
28: 85°C
29: 63°C
30: 55°C
31: 78°C
32: 42°C
33: 38°C
34: 55°C
35: 29°C

Interessant project!
Is dit nu een bell of een tegenstromer. Ik kan niet zien hoeveel ruimte er boven in zit en hoe de riser uitkomt. Ik neem aan dat er een RBB ontworpen door Peter in zit?

Bovenin de bell worden de temperaturen heel hoog en het lijkt er op dat de koperen leidingen ook vrij hoog komen. Dat kan wel maar dan zijn goede veiligheden nodig. Probleem is dat de leidingen voor een open systeem te klein lijken, zoals G. al zei. Dat is echt iets wat je op wil lossen.

Maccy,

Dat zijn hele mooie waarden !


Dat zal inderdaad nog een beetje toenemen als je meermaals per dag stookt.

Maar voor alle duidelijkheid: dat hoeft niet de temperatuur van het water in de leidingen te zijn.
En dat zal het in de meeste gevallen ook niet zijn.
De temperatuur van het water in de leidingen hangt voor een stuk af van de manteltemperatuur. Voorts hangt het ook nog af van de aanvoer-watertemperatuur en stroomsnelheid.

Er zijn maar een paar gevallen waarbij het water in de leiding TE hoge temperaturen zal aannemen:
a. als het water stilstaat
b. als de aangevoerde temperatuur al richting 100 graden gaat en de mantel op de plaats waar de buizen zitten NOG heter is.

Dat zijn dus meteen ook de twee gevallen die je moet trachten te vermijden.

De collector zit nu eenmaal waar hij zit en de leidingdiameter is wat hij is.
Persoonlijk had ik hem meer aan de buitenzijde geplaatst , een harpdesign en grotere diameters gebruikt, maar het is makkelijk roepen als stuurman aan wal.

Door de foto's beter te bestuderen merk ik dat de leidingen toch beter gelegd zijn dan ik op het eerste zicht dacht.
Het koperwerk blijkt toch overal in stijgende lijn te gaan.
Overdreven getekend zoiets: Daarbij moet wel opgemerkt dat de laatste bocht naar beneden uit de kachel terug naar boven geplooid moet worden.
Hier in het rood aangeduid:
Jij hebt misschien meer foto's, maar voorlopig kan ik besluiten dat op deze manier de koperbuizen vanaf de bocht onderaan steeds ononderbroken in stijgende lijn omhoog gaan ? Als je bovenin een kleine knikker zou laten vallen gaat hij helemaal tot beneden ? (uiteraard figuurlijk bedoelt, niet letterlijk knikkers in de buis gaan gooien !)GRAAG BEVESTIGING HIERVAN.
Zo ja, dan kan je met de bestaande collector misschien toch aan de slag.

We moeten testen of de collector door het temperatuurverschil op natuurlijke circulatie gaat "draaien".
Omdat we vermoeden dat de collector op een plaats zit waar er temperaturen bereikt kunnen worden boven 100°C (bijvoorbeeld als het retourwater boven 90°C geraakt) gaan we testen EN defenitief opstellen UITSLUITEND met open expansie zodat in geval van kokend water er geen gevaarlijke drukopbouw kan plaatsvinden.

Als je in de toekomst dit wil combineren met een zonneboiler, zal je wellicht een boiler nemen met twee spiralen.
Er zijn daar natuurlijk meerdere mogelijkheden (vat-in-vat, directe aansluiting zonder spiraal enz)
Van de twee koperbuizen maken we één collertor. met de twee koppelstukken (in het groen)
Ik teken nu even het basisschema voor de kachel-collector uitgaande van een aparte spiraal :
Leidingen tussen collector en boiler in minimum 28 mm en steeds stijgend, geen dalende lussen, ruime bochten maken.
Omdat je met open expansie gaat werken is het belangrijk dat het leidingwerk en de spiraal corrosie-bestendig is (RVS, koper, ...)
De open expansie integreer je als volgt:
Een (koperen) open vat op het hoogste punt van de installatie. Die wordt verbonden met het laagste punt in de installatie middels een koperleiding van 22mm.
De hoogte van het open expansievat bepaalt de druk in het systeem:
Op het hoogste punt van 28mm leidingwerk plaats je een T-stuk met de kookleiding. Dit
minimaal in 18 mm koper.
Het is belangrijk dat dit op het hoogste punt zit. Het doet dienst in geval van koken als overstort, maar ook in normaal bedrijf als automatische ontluchter.
Om de test uit te voeren kan je het wel een beetje vereenvoudigen.
Het mag een oude direct aangesloten vat of boiler zijn , zonder spiraal dus.
Hij moet bovenin open zijn en het leidingwerk moet zo zijn dat de bovenste aansluiting ook het hoogste punt is.
Leidingdiameters en koppelingen minimaal 28mm nemen.
En temperatuurmonitoring uitvoeren op de opgaande leiding en de retourleiding. En niet aan de kook laten komen.
Eerste test is of de natuurlijke circulatie voldoende op gang komt.

Eenmaal in bedrijf zal je ook moeten kijken wat er gebeurt als de boiler 'vol' geladen is.
Als de temperatuur dan blijft oplopen ga je tijdig moeten stoppen met stoken.
Als de kachelcollector op de juiste plek zit/ zou zitten, zou je van dit laatste fenomeen geen last mogen hebben.
Maar hier best eerst meten en opvolgen.

G