Ontwerp en monitoring houtvergassers i.c.m. buffers

[Bufferboost]

Mooi meegedacht van je Jan,

die "donut-theorie" wil ik wel eens verder onderzoeken. Wat goed van je dat je hebt geconcludeerd dat mijn temperatuuropnemers aan de zijkant van de tank zitten . Alhoewel ik wel weet (gemeten) dat middenin onder én middenin boven dezelfde temperaturen dan ook gemeten worden als aan de zijkanten, ben ik toch razend benieuwd of deze stroming inderdaad optreedt?
Het liefst zou ik een dagje in duikerspak ín de tank willen hangen, voelen, kijken en meten Ik heb trouwens vorig jaar serieus gezocht naar doorzichtig afdichtingsmateriaal voor de mangatafsluiter. Glas met 48 gaten er in voorgeboord werd me wat al te duur, en een kunsstof die helder doorzichtig blijft bij 100 C., sterk genoeg is, kleine uitzettingscoëfficiënt heeft (!) én niet al te duur is bestaat er niet .

En je aanbeveling om met de ENDA ET 1412 temperatuur regelaar te werken (ik had hem ook al gespot bij Conrad cs.) ga ik zeker volgend jaar uitproberen áls (!) ik een externe platenwisselaar plaats. Of ik er eentje plaats weet ik nog niet, ik weet niet of ik genoeg capaciteit over hou? Ik heb namelijk ook al een 500 liter drinkwaterboiler opgesteld (te zien op de foto bij "Haal de zomer in huis") die ik eigenlijk rechtstreeks met de houtvergasser wil kunnen opladen (3/4 duims appendages zijn al in de 2 duims leidingen opgenomen). In februari installeer ik bovendien nog een volledig nieuwe zonneboilerinstallatie (6,1 Gj, 220 liter drinkwaterboiler) die weer in serie met onze gasboiler (120 liter) in het voorhuis wordt gezet. Rekening houdend met de afstanden in ons pand wil ik in rendementtechnische zin het hele zaakje goed op elkaar kunnen afstemmen. De warmtapwatervoorziening in het andere woongedeelte wordt nu namelijk alleen nog door badgeyser met automatische ontsteking verzorgd. Er valt dus gas te besparen ... !

Groet Hans

PS. Nog een kleinigheidje: gisterenavond (ca. 18.00 u.) had ik met ruim 90 kilo hout (Kastanje en Es) de houtvergasser opgestart Dit resulteerde er in dat vannacht de gehele buffertank op 80 C. is gekomen (voor het eerst). Zelfs de betonsokkel waar de tank in is geplaatst, werd warm (toch zo'n 3 ton steenmateriaal, moet ik trouwens nog isoleren). Toen we vanavond thuis kwamen was het hele zaakje nog 55 C. Ik had nog respijt, kan namelijk uitzakken tot 40 C. Geen twee maal stoken dus met dit koude weer, maar makkelijk een etmaal uitzingen.

[nck]

Hoi Hans,

Die "donut" theorie is een gedachtegang van mij die door geen enkel feit onderbouwd wordt. Niet meer en minder.

Wanneer jij mij een stuk dik glas aan kunt leveren wil ik wel ff informeren wat het boren van 48 gaten zou moeten kosten.
Daar ken ik wel iemand voor bij ons in de buurt. wanneer de gaten niet te groot worden, (M8 in die richting)

Verder ben ik alleen maar enigszins jaloers op zo'n bak met heet water. met deze buitentemperatuur gooi ik 's nachts de ketel vol en laat hem verder pruttelen, anders kom ik de dag niet door. Dit volledig tegen mijn principe in.

Om mijn buffer(tje) verder te optimaliseren is er een thermojet onderweg uit Duitsland. bedoeling is om een zuiver beeld te krijgen van de gelaagdheid van mijn buffer bij het laden en ontladen.
De diepte (vertikaal) van mijn tank is 1 meter zodat ik om de 12.5 cm een ptc kan plaatsen.
Ik ben heel nieuwsgierig wat hier voor waardes uitkomen.

Greetzzzzzz


Jan

[Bufferboost]

Harstikke leuk Jan dat je nu ook de Termojet (Duits, zonder H ) hebt besteld. Ik weet zeker dat je er naast ontzettend veel plezier aan hebt het goed kan gebruiken om processen van je houtvergassing, stookprotocol etc. verder te optimaliseren. Wat mij betreft kunnen forumleden ook ook wel eens vragen andere meetopstellingen uit te voeren? Nu nog niet want ik moet zelf nog een aantal dingen onderzoeken en met ons forum delen natuurlijk.

Om de 12,5 cm. een temperatuuropnemer plaatsen. Strak plan. Je kan aan de Termojet er maximaal 8 hangen he? En ik zou zeker ook als ik jou was de rookgastemperatuurvoeler aanschaffen (HT1000), met een miniscule gaatje in de verbrandingskamer kan je hem dan zo in de vlamvangers steken of gewoon achter in de uitlaat (zoals ik nu heb gedaan) dwars door de dubbelwandige Metalotherm afvoerbuis steken.

En dat "donut" verhaal van jou, als het klopt ga ik patent voor je aanvragen .

Groet Hans

[Albert van WdJ]

Die "donut" theorie is een gedachtegang van mij die door geen enkel feit onderbouwd wordt. Niet meer en minder.

Ik heb dat donutverhaal eens voorgelegd aan een natuurkundige op mijn school.
Zijn eerste reaktie was dat er zeker wel eens wat in kan zitten.
Het kon wel eens een grilliger donutvorm aannemen dan in eerste instantie gedacht wordt.

Als je het natuurkundig proces van warmte-afname door een spiraal logisch bekijkt, kon het wel eens negatief zijn voor het in stand houden van een goede gelaagdheid. En dus meer ongewenste wervelingen in de buffer veroorzaken dan verwacht wordt.

Misschien kan ik bij de natuurkunde-afdeling een proef opzetten met gekleurd water o.i.d. en een spiraal die warmte afneemt.

Albert

[nck]

Ik ook altijd met m'n grote mond.

Laat je 's een keer een opmerking vallen krijg je een natuurkundig onderzoek aan de broek.

Zal toch 's wat beter op m'n woorden moeten letten.



Jan

[Albert van WdJ]

Bijgaand een link naar een (oud) rapport van ECN.

Bevat echter best wel wat interessante info mbt opslagsystemen.

ftp://ftp.ecn.nl/pub/www/library/report/1999/i99016.pdf

Albert

[Bufferboost]

Thanx Albert,
ik kende overigens het rapport al, goed dat je de verwijzing hebt opgenomen.

Ik had (volgens mij ook al in een ander draadje, ... van jou Atlas? ) beloofd nog een schakelschema op te nemen. Bij deze de door mij aangelegde driewegklep, opgenomen in een simpel schakelschema om de gascombinatieklep af te sluiten wanneer van CV-ketel naar houtvergasser wordt overgeschakeld (en vise versa natuurlijk).

Regeling GCK1.JPG

Regeling GCK2.JPG

Groet Hans

[Bufferboost]

Nog wat laatste data, ook ter verduidelijking van vragen vanuit andere draadjes. Mooi inzichtelijk is nu het effect van flink opstoken tijden de laatste koude dagen waarbij met name de wind de warmteslurper was.

Stookdata 020110 tot 120110.jpg

Verschiltemperatuur 020110 tot 120110.jpg

Groet Hans

[Bufferboost]

Kort (monitorings)nieuws van het stookfront.

Na deze prachtige periode van lage temperaturen volledig kunnen uitleven in onze houtstook (nb. voor mij het eerste jaar met de stook van de houtvergasser! ). Bij deze nog twee grafiekjes waarin aangegeven de verschillende temperatuursverlopen (houtvergasser, buffer, CV-systeem) en de hoeveelheid (in kg.'s) verstookt hout over de afgelopen periode. Voor de duidelijkheid verdeeld in twee weken.

Stookdata 120110 tot 260110 (Large).jpg

Stookdata 260110 tot 170210 (Large).jpg

Het systeem inmiddels zo kunnen optimaliseren en isoleren dat over het CV-systeem (verschiltemperatuur over stooklijn CV) sprake is van een "slechts" een terugval van nog geen 5 C. per 24 hr.

Ik monitor ook het (dagelijks) electriciteitsverbruik van alles wat met de houtvergasser te maken heeft (pomp, besturing en blower), pompen CV-systeem, besturing en verlichting (infrarood geschakelde bouwlamp tijdens hout vullen) en dat valt mij vies tegen: gemiddeld zo'n 5 kW per dag . Ik overweeg om van de zomer in ieder geval de CV-pomp te vervangen door een energiezuinige Grundfoss (ca. 70% besparing).

Groet Hans

[nck]

Hoi Hans,

Wat me zo opvalt aan je grafieken is dat je behoorlijke uitschieters hebt in de rookgastemperatuur.
Is dit de normale instelling of valt er nog wat aan te verbeteren.
Ikzelf kom niet boven de 225 graden. Hoe lager, hoe efficiënter. echter rond de 200 graden is de optimale werktempratuur voor mij.

Stroomverbruik is niet mals. Valt veel in te verbeteren met nieuwerwetse pomptechniek. De magna 40-120 is bij mij in beeld en vervangt dan twee ups-32-80 pompen.

Mooie grafieken. compliment.

Jan

[Bufferboost]

Ja Jan,
inderdaad zijn de rookgassen aan de hoge kant. Ben ik niet echt tevreden over, alhoewel de piek van relatief korte duur is. Meestal zo'n één a twee uurtjes na het opstoken stijgt de rookgastemperatuur naar ca. 300/350 C. Daarentegen zakt het wel weer gauw terug tot de bedoelde ca. 200 C. en blijft lang rond d 130 C. hangen.

Ik ben wat aan het experimenteren geweest met de verdeling van de primaire en secundaire luchtinlaat. Niet echt bevredigend, ook de buren vonden het ineens erg mistig worden ... . Voordeel van die hoge temperaturen is evenwel dat m'n schoorsteenkanaal (en ketel) brandschoon blijft (zal binnenkort wel fotootje bijvoegen). Alleen ik denk dat ik veel rendement laat liggen wat anders aan het water afgegegeven zou kunnen worden. Hoe ik daarmee verder moet experimenteren weet ik eigenlijk niet? Suggesties? Zoals je ziet is de ketel(water) temperatuur prima. Weet ook dat de onderdrukklep van het schoorsteenkanaal prima werkt (staat nu op 10 HPa onderdruk).

Ca. 14 hr per dag draaien de pomp en de blower (allebei 100 Watt/stuk) van de houtvergasser: dat is 2.800 Wh. Dan draait de pomp van het CV-systeem nog eens continu: 2.400 Wh. Plus dan nog wat besturingsapparatuur (incl. 24V. driewegklepvoeding etc.) En natuurlijk zit ook de (bouwlamp)verlichting in de schuur er bij in (... voor je het weet gooi je per abuis een opgeslagen bankstel, de hond of de buurvrouw in de vergasser .... ). Ik had aangegeven 5 kW/dag, exact over de afgelopen stookperiode was dat zelfs 5,4 kW/dag.

En Jan, als je niet uit de excellpresentatie komt kan je me via een pb. of zoiets (Kockie?) altijd een set waardes mailen, verspijker ik dan voor je en zend het in een excellbestandje aan je terug.

groet Hans

[nck]

Hoi Hans,

Ook ik heb die "opstartpiek" in de rookgastemperatuur. Maar alleen niet zo extreem. Ongeveer een procent of 10 - 12
Bij een ingestelde max. rookgastemperatuur van 225 graden wil de ketel wel eens doorschieten naar 245 graden. maar dan gooit de besturing toch al vrij snel de kleppen (primair en secundair) een heel eind dicht, en verlaagd het toerental van de ventilator zodanig dat de ketel weer op de ingestelde temperatuur uitkomt.
Met name in het begin van de stook geeft dit wel eens aanleiding tot "galopperen": voluit - knijpen -voluit -knijpen etc.
Net zolang tot de goede balans is gevonden. Meestal na een minuut of 5 -10.
De oorzaak is m.i. vrij simpel. De ketel is deels afgekoeld, vraagt weliswaar vol vermogen maar kan de hoeveelheid gas van een volledige vulling helemaal niet verwerken. De voorraad hout moet eerst gedeeltelijk zijn vergast, althans de meest vluchtige delen. Wanneer er eenmaal een stabiel gloeibed is komt dit soort pieken ook niet meer voor.
En na een eerste vulling is er bijna nooit meer sprake van een vollast in de zin van een opstartende koude ketel, De ketel is op bedrijfstemperatuur en kan zichzelf veel beter afregelen. Wanneer een ketel eenmaal goed op bedrijfstemperatuur is hoeft hij ook geen "volgas" te geven om z'n volle vermogen te kunnen leveren.

Je zou eens kunnen proberen om met een kwart lading te starten, ketel warm draaien en wanneer de ketel op bedrijfstemperatuur is en een goed gloeibed heeft hem dan helemaal afvullen.


Wanneer dat helpt weet je dat de besturing gewoon wat traag reageert in de opstartfase, of misschien wel de watertemperatuur voorrang geeft op de rookgastempratuur (tijdens het opwarmen)

Wat het elektriciteitsverbruik betreft, hier is nog een wereld te winnen.
Capaciteit (frequentie) gestuurde pomp, misschien vraaggestuurd inschakelen, wat goedkopere verlichting (knijpkat)

Jan

[nck]

Wanneer ik er zo over nadenk is die hoge opstarttemperatuur een kwaal waar wel meer, met name Oost Europese ketels aan lijden. Het is me wel vaker opgevallen dat op foto's van tweedehands ketels de rvs afvoerkanalen lichtbruin zijn. deze kleur hoort bij die temperatuur.
Volgens mij heb ik er hier ook al een een opmerking over gemaakt, mij niet realiserend dat dit door het opstarten zou kunnen komen.

Volgens mij had Kockie toen een ketel op het oog op marktplaats. viewtopic.php?f=3&t=1046&start=15

Later heb ik dit nog een paart keer gezien.

Jan

[Bufferboost]

Even heel kort antwoord Jan,

inderdaad dus bij het opstarten. Nou heb ik uitdrukkelijk gekozen voor zo simpel mogelijke besturing en dus is/was de consequentie dat ik niet het vermogen van de blower op basis van de rookgastemperatuur kan aanpassen. In tegenstelling zoals dat blijkbaar wel jou wel gaat. Ik ben jaloers . Ik ben nog aan het uitzoeken hoe ik dat zo simpel (lees; storingsvrij mogelijk) mogelijk zelf kan reguleren. Echter, dat gedoe met die lambda-sondes zie ik niet zitten. Het gekke is dat ik het vermogen van de blower wel kan aanpassen op 33%, 66% en 100% (is nb. ook nog een electriciteitsbesparing). Maar dat is dan een instelling die voor het hele traject geldt. Misschien moet ik daar toch wat beter mee gaan experimenteren? Gaat me dit seizoen niet meer lukken, ... te druk. Ik ben al blij dat ik deze hele winter (en dat vind ik ECHT geweldig) de CV-ketel uit heb gehad!

Groet Hans

[nck]

Dus het is wel een verschijnsel dat door de besturing wordt veroorzaakt. Idd. mijn ventilator is frequentie-gestuurd.

Ik mag aannemen dat jou ketel zijn vermogen regelt door middel van de primaire en secundaire luchttoevoer
Echter het toerental van de fan is niet geregeld.
Het toerental van de fan is echter in deze de boosdoener, hij veroorzaakt de bovenmatige temperatuur van de rookgassen.
Ik weet dit omdat wanneer ik mijn fan door middel van handbediening op 100% zet bij mij de rookgastemperatuur ook veel te hoog oploopt, zelfs met bijna gesloten kleppen. Overigens ben ik er van overtuigd dat het rendement van de ketel aanzienlijk verbeterd wanneer je in staat bent om de rookgas temperatuur redelijk constant weet te houden of in ieder geval effectief te begrenzen op een maximumwaarde. Dat scheelt je bakken hout.

Het toerental moet dus omlaag bij een te hoge rookgas temperatuur. Denk eens aan een thyristor-brug over je motor die je aanstuurt met een PTC die de rookgastemperatuur meet.

Meer het idee van een traploze toerenregeling van een boormachine of een driestandenschakelaar in een cv-pomp.
Beide maken gebruikt van een thyristor die middels een weerstand de frequentie "breder of smaller"maakt, om het simplistisch uit te drukken.

Of een heel klein frequentieregelaartje opscharrelen op marktplaats. die zijn altijd middels een weerstand af te regelen.

Zelf experimenteren of een creatieve electronicus om raad vragen of iets dergelijks uitvoerbaar is.

Het is maar een ideetje.

Leuk om ff in het achterhoofd te houden.
Het heeft toch geen haast, want de ketel functioneert verder prima.

Overigens heb ik mijn labda-sonde afgelopen herfst buiten bedrijf gezet. Het systeem werkt super, alleen is het zo dat de labda sonde nog wel eens de geest wil geven en vervanging is een vrij kostbare zaak. (140 euro) probleem is dat er een afwijkend type wordt gebruikt en deze is niet zomaar door een goedkopere soortgenoot te vervangen.

Zonder sonde werkt de ketel ook probleemloos.

Of ik de sonde nog weer in bedrijf neem of vervang door een goedkoper type weet ik op dit moment nog niet.
Het probleem met de sonde is dat de inwendige verwarmings-spiraal van de sonde vervuilt door vliegas en dan sluiting maakt.
Dit is heel moeilijk te voorkomen.

Jan