Een warmtewisselaar van een boiler maken.

[chathanky]

De eerste moet ik nog zien Dirk, zolang ik nog altijd een vlam zie is dit onvolledige verbranding.

Je moet niet onderschatten dat een grote luchtovermaat of een 100% verbranding op zeker is dat er een nox uitstoot is.
Dit is ook geen emissie enkel co2 en h2o.

We blijven hier wel zitten met een kachel die niet voldoet naar de verwachtingen.

[Chicken Power]

Blijft een heel leuk project !

Hier nog een paar opmerkingen sinds m’n laatste overdenkingen:

De uitgaande temperatuur naar de schoorsteen blijft onder de 100C.
Het rendement van het kacheltje is door deze aktie in ieder geval behoorlijk gestegen.
groet,Frans.

Ik zie nu 175 graden bij een grotere warmte afname door de koppeling met het huissysteem, was de meting toen alleen bij de opstartfase?

Hallo Dirk,
Ik heb de verschillende temperaturen gemeten en in het schema aan het einde van de foto's van vandaag gezet. De schoorsteen temperatuur was 175 C. Het lukt me niet om de verwarming nu geheel met de vloerverwarming te regelen. Als het te koud wordt moet de vergasser bijspringen. Voor voor en najaar heb ik goede hoop, en nu is de vloer in ieder geval aangenamer van temperatuur.

Hoe kan dat nu, het is immers warmer dan 6 februari? De aanvoer en retourtemperatuur van je VV (35-31) lijken me uitstekend om bij dit weer volledige verwarming te krijgen. Wat is de temperatuur van de vloer zelf nu?

...Het lukt me niet om de verwarming nu geheel met de vloerverwarming te regelen...

Je kunt toch de stromingszin via pomp 1 omdraaien?
Dan krijgt de vloer meer prioriteit.

Hallo Dirk,

Dat is een wel hele rare gedachte en energietechnisch niet verstandig! Resultaat is dat er meer gasverbruik zal zijn. En je went de warmte niet aan op het niveau waar het zit. Dat lijkt me meer een zeer onverstandig advies om voelbaar effectbejag te krijgen.

Hoi Chat,

De opbrengst is tre klein om een vloer voledig te verwarmen.
Ik had het al eerder aangegeven dat het vermogen te klein was.

De vraag was niet alleen de capaciteit van de VV maar het hele systeem. Ik denk dat het vloerverwarmings leidingnet niet uitgelegd is voor volledige verwarming anders had ie die
radiatoren ook niet. Dan kan je natuurlijk nooit verwachten dat je het in deze opstelling alleen met de VV gaat redden.

Bekijk de opstelling eens goed, de boiler heeft een oppervlak van zo`n 1m2 Schat ik zo.

En om dat oppervak toch wat te vergroten en de rookgassen een langer uitwisseltraject te bieden, het idee om ze via een binnenpijp in de boiler naar de schoorsteen te laten vertrekken. De constructie met de spoelbak verbetert idd de rookgascirculatie, maar het oppervlak wordt niet groter.

Hoeveel vermogen verwacht je hier uit te gaan halen?

Ik had voor het totale systeem iets van 8 a 10 kW ingeschat.

Je temperatuurmeting aan de schoorsteen is een interesant gegeven om aan te rekenen. Missende gegevens zijn oa.: de aanvangs temperatuur, het luchtdebiet wat over het vat stroomt, wat de dichtheid van lucht is bij deze hoge temperaturen en hoeveel warmte de gasbetonblokken absorberen.

Misschien is ook wel een leuke het aantal kilos hout dat er per uur in gaat. De verbrandingswaarde van dat hout is iets minder dan het theoretische maximum.

.

De rookgastemperatuur is nog wat naar beneden te halen door het oppervlak van de boiler die de rookgassen opvangt te gaan vergroten.

Zie mijn eerdere opmerking over de binnenpijp (twee treksketel).

Maar de winst zal niet heel groot meer zijn als je al een verschil hebt 625 graden.

Ik denk dat je zeker niet lager moet gaan dan een 130 graden; buiten roetafzetting bevatten de rookgassen dan te weinig energie om in te kunnen staan voor een natuurlijke trek. Wat er nog te halen valt is in deze situatie nog beperkt.

Algemeen nog naar aanleiding van het schema en de temperaturen:

De aansluiting van de SWW boiler is nog steeds onjuist. De aanvoer van collector/kachelWW dient op de bovenzijde van de spiraal aangesloten te worden. De retour aan de laagste zijde van die spiraal.

De delta T’s zijn opvallend tussen de 4 en 6 graden, waar dat normaal op kan lopen tot 20 graden (muv de VV).

De 90 graden van de kachel ww lijkt me een meting boven het niveau van de afnemende spiraal. Daarboven blijft een warmere bel water zitten. Ik kan anders niet snappen waar die delta T van maar 5 graden vandaan komt bij een warmtewisselende capaciteit van zeker 25 kW… .

Maar de 90 graden kan gehaald worden, geen probleem dus. Dan is een tapwater temperatuur van 40 graden in de boiler eigenlijk onder de maat, dat zou dus minstens 70 graden kunnen worden. En zo waarlijk veel gas besparen.

De delta T over de boiler geeft aan dat dat zeker moet kunnen. Is de eerder door mij geopperde inregelkraan voor de kachel WW gemonteerd? Dan is het nu tijd om daarmee de flow over de kachel WW te verminderen tot een uittrede temperatuur van een graad of 70.

Had ik nog even het idee dat door de uitbreiding je expansievat mss niet toerijkend meer was, maar je hebt dus twee niet hydraulisch gekoppelde systemen met elk hun eigen expansievat. Het zonne- en houtkachel gedeelte en het gasketel VV systeem.

Ik ben, zo nu en dan teruglezend, ff kwijt hoe dat ik erbij kom dat je ook radiatoren hebt. Maar ik zie er op de foto toch ook een staan.

Is die koffiepot nu de vervanging van het blikje op de pijp?

Groet, Cp

[Chicken Power]

Zoals ik in m’n vorige bijdrage al stelde, blijft een leuk onderwerp. Ik kreeg alleen plotsklaps visite die ook nog gezellig zijn blijven eten. Vandaar ingelogd gebleven, en in die tijd hadden anderen gelukkig ook weer ideeen. Vandaar dat sommige dingen even dubbel lijken, maar ik pak de draad van de laatste bijdrages sinds mijn lezen ook gelijk maar op.

Chatanky, jij gaf eerder aan dat dat maximum 3 kW zou zijn.
Wanneer men kijkt naar tabellen met warmteoverdrachtcoëfficiënten in warmtewisselaars, dan is dat cijfer veel meer. De warmteoverdracht die genoemd wordt voor buisvormige warmtewisselaars ligt tussen de 15 en de 70 Watt per vierkante meter per graad. Bij een verschiltemperatuur van 600 graden is de warmteoverdracht dus minimaal 9000 Watt en met enige zorg is zelfs 42000 Watt mogelijk. Natuurlijk moet Frans overeenkomstig willen stoken. Ik weet niet hoeveel of hoe weinig hout hij nu verstookt, noch hoe regelmatig...

Ho eens Dirk,

Dat lijkt me wel heel enthousiast, die coëfficiënten. Op wat voor soort warmtewisselaars slaan die getallen? Gas/gas, gas/ vloeistof of vloeistof/vloeistof?

Maar blijkbaar genoeg om de temperatuur te doen dalen tot 175 graden!!

Waar we nog zitten met dat het eerst 100 graden was.

Natuurlijk, en dat had ik al gesteld, is nog nodig om te weten hoeveel kilogram hout Frans per uur verbrandt.

Zie mijn ‘uitvogelstrategie’ van 25-01-2007, 18-22-54 uur.

Dat de buitenmantel van die boiler 9000 Watt vermogen aankan, lijdt niet de minste twijfel. Anders heeft het bestaan van dergelijke tabellen geen enkele zin.

Natuurlijk pas na dat er opheldering is over bij welke overdrachtsvorm het gaat.

Maar blijkbaar genoeg om de temperatuur te doen dalen tot 175 graden!!

Is de aanvangstemperatuur dan ook bekend?

Chathankey, neen, alleen je eigen veronderstelling van 800 graden.

Dat ga ik ook wel makkelijk redden als ik een aansteker onder de wisselaar hou. Het zegt dus niks over het te halen vermogen.

Die aansteker heeft geen vermogen in relatie tot die WW, rookgassen zullen haast condenseren tot maximum en een temperatuursverlaging krijgen die een pvc buis nog niet doen vervormen.

Vermogen en rendement van de kachel geeft een aardige indicatie wat nog haalbaar is, zoals in het eerdere fictieve voorbeeld van 3 kw kachel rendement van 50% hou je dus 3 kw over die ook niet volledig benut kan worden.

Dat is een rendementsberekining die ik ff niet kan volgen…

Al met al mag je je handen dicht knijpen als je 3 kw aan de wisselaar kunt overdragen.

Gokje, met het isoleren van de kachel zelf, ga ik voor 7kW.

Groet, Cp

[Chicken Power]

Frans,

Dirk,
De boiler heeft nu een funktie van temperatuur afvlak buffer. Als de regeling automatisch is dan zorgt die er voor de vloerpomp uit te schakelen. De boiler wordt dan heter voor de ochtend gebruik.

Welke boiler/buffer? Wil je graag proberen omschrijvingen van toestellen meer consequent en correct toe te passen dan nu? Halve en onvolledige omschrijvingen geven kans op verwarring. Het accumulatieve vermogen van de boiler voor het gebruik in de ochtend acht ik ernstig beperkt.

Ik denk dat de hoeveelheid van het verbrande hout een indikatie geeft naar de capaciteit.

Dat zien we ondertussen allemaal wel als de meest constante en meetbare factor.

In ieder geval zullen de meeste zichtbare deeltjes verbrand zijn. Dat wil niet automatisch zeggen dat er echt volledige verbranding is. Daarvoor moet je met meetapparatuur gaan meten naar de onzichtbare onverbrande brandbare stoffen. Vooral naar het CO-gehalte omdat dat bij houtverbranding de beste maatstaf is voor volledige verbranding. CO verbrandt 'vollediger' bij steeds hogere temperaturen. Op voorwaarde dat er voldoende verbrandingslucht is, natuurlijk. Een erg laag CO gehalte in de grootte-orde van een paar honderd ppm (parts per million) is volgens mij de beste maatstaf voor een volledige verbranding.

Let hier goed op, zoals Dirk hier heel juist stelt, bij houtverbranding!

Dit soort dingen is altijd een dilemma.

Ja, en het maakt dus ook wat uit of je van een aardgas, olie of vaste brandstof uitgaat. Hier dus van hout.

Meer zuurstof (dus lucht toevoeren betekend automatisch dat je de verbrandingsgassen gaat afkoelen.

Nee, ze krijgen niet zo een hoge eindtemperatuur, wat voor de beperking van de vorming van stikstofoxides weer een voordeel is.

Dit resulteerd weer tot een slechter rendement van de kachel en een hogere schoorsteentemperatuur.

Nee, overmaat aan lucht doet CO ook beter verbranden, met de uitnutting van de daarbij vrijkomende warmte. De warmte van de rookgassen hangt af van het rendement van de wisselaar.

Te lage lucht brandstofverhouding levert een vuilere verbranding op maar wordt minder gekoeld door de luchtaanvoer.In dit geval vang je dit weer deels op door je cv wisselaar.

En het deel wat je niet opvangt is gewoon vervuiling en verspilling, ik denk niet dat je dat compenseert met je wisselaar.

Belangrijk is wel dat de haard zelf niet te veel af koelt, dit is nodig om het hout goed te laten vergassen.

Hier zien we nogal een afwijking van de oorsprong, de kachel zelf is volgens de foto’s inmiddels ook geïsoleerd. Het vergassen is trouwens pas van tweede belang, de warmte van de primaire koolstof verbranding is van wezenlijk belang om die vergassing tot stand te brengen.

Een goede doorspoeling van de haard is ook een belangrijke factor zodat zuurstof en brandstof elkaar goed kunnen bereiken voor de verbranding.

Zeker, en door die isolatieschil om de kachel wordt de aangezogen lucht m.i. behoorlijk meer voorverwarmt. Een soort van ‘actieve’ isolatie dus. De aangezogen lucht wordt tussen de gasbetonblokken dermate opgewarmd, dat dit vooral grote effecten heeft voor het secundaire en tertiaire verbrandingsproces. Dit verklaard heel goed waarom de schoorsteen ‘niet’ rookt!

Groet, Cp

[Chicken Power]

Zelfs met een overmaat aan onverwarmde verbrandingslucht zijn verbrandingstemperaturen van rond de 1200 graden niet ongewoon in een vuurbetonnen kachel. 1200 graden is voldoende voor een volledige verbranding. Hoger is niet moeilijk te halen, maar niet nodig voor volledige verbranding en meestal zelfs niet gewenst, om andere redenen.

Bij volledige verbranding wordt zo goed als 100 percent verbrandingsrendement bereikt! Dat kan niet meer afgenomen worden. Wat de kachel daarna met al die warmte doet, is een ander verhaal. Dat noemt men het kachelrendement.

Dit is zeer waar en heel essentieel! Hoe moeilijk de materie te verwoorden is blijkt uit het volgende:

De perfecte kachel haalt, door maximale warmteuitwisseling, alle warmte uit de rookgassen.

Nee, de warmtewisselaar, de perfecte kachel is alleen voor de perfecte verbranding; daardoor klopt het volgende weer wel:

En dat staat los van weinig of veel overmaat aan verbrandingslucht.

Maar het volgende wordt al weer lastig:

Alle rookgassen die de pefecte kachel verlaten, hebben immers dezelfde temperatuur als de omgevingslucht.

Ik kom hierbij niet verder dat natuurlijk trek dan een zeer moeilijke zaak zal worden.

Voor vandaag tot zover,

Groet, Cp

[frans]

Een samenvatting.
Het blijkt mogelijk om c.a. 4 kg. hout per uur rookloos te verbranden.( =c.a. 16kw. max.)

Dankzij het gasbeton is het makkelijk om hier en daar een gat te boren.
Hier past de thermometer met een max. van 250C in.

Toen de zaak behoorlijk brandde bleek.

Ter plaatse van de rvs bak ingang schoorsteen. 270 C
Onder in de bak waar de ww. in zit 200C.
Ter plaatse naast waar de kachel pijp de ruimte inkomt. 270 en snel stijgend...(meter gaat maar tot 250C. dus voor ploffen eruit getrokken.)
op de zelfde hoogte maar dan na de ww. 233 C.

Het meest positieve vind ik nog altijd dat de stroming van het water door de spiraal in staat is om het vat water onder het kookpunt te houden.

Even een toelichting op een aantal opmerkingen/ vragen.
De begane verdieping bevat alleen vloerverwarming.
De bovenverdieping radiatoren i.v.m. een houten vloer.
De zichtbare zwarte radiator staat in mijn hok.
De boiler voor warmwater is alleen nuttig als warmwater leverancier tijdens de ochtend (douchen en wasmachine vulling)
Overdag mag hij de warmte afvlakken naar de vloer, bovenstande temperaturen worden alleen gehaald als het volop brandt, en ik ben er niet altijd bij..
Wat betreft de retour temperatuur, het viel toch op!!
Dat is een probleem dat ik nog niet heb opgelost en wordt verorzaakt door de kortsluiting door de cv ketel.
Die gaat nu als radiator werken wat niet de bedoeling is.
Gelukkig een hr. dus het verlies via de schoorsteen is minimaal.
Ik ga vermoedelijk de drieweg klep erin even handmatig omzetten.

Waar ik het meest mee zit is de ww in de kachel, dit moet anders.
Het lijkt mij dat een schoorsteen temperatuur van 246 C. te hoog is.
Wordt vervolgd.
Frans.

[chathanky]

chathanky schreef:
Je temperatuurmeting aan de schoorsteen is een interesant gegeven om aan te rekenen. Missende gegevens zijn oa.: de aanvangs temperatuur, het luchtdebiet wat over het vat stroomt, wat de dichtheid van lucht is bij deze hoge temperaturen en hoeveel warmte de gasbetonblokken absorberen.


Misschien is ook wel een leuke het aantal kilos hout dat er per uur in gaat. De verbrandingswaarde van dat hout is iets minder dan het theoretische maximum.

Niet van belang, als je weet hoeveel luchtstroom er is en wat de afkoeling is in dat deel reken je het afgestane vermogen uit.
De hoeveelheid hout die je toevoegt vertaalt zicht in de gemeten temperaturen en het debiet.

[chathanky]

De delta T’s zijn opvallend tussen de 4 en 6 graden, waar dat normaal op kan lopen tot 20 graden (muv de VV).

Hoeft niet vreemd te zijn als de temperaturen van het warmwater zich verhoud tot de te verwarmen vloer.

Als de vloertemperatuur 18 graden is en het water wordt in de aanvoer niet warmer dan 24 graden zal je nooit een lagere delta t krijgen van onder de 6 graden.

[chathanky]

...Te lage lucht brandstofverhouding levert een vuilere verbranding op maar wordt minder gekoeld door de luchtaanvoer...

Die optie is volledig uit den boze! Hout moet met een ruime luchtovermaat (ongeveer 10 kubieke meter lucht per kilogram hout) gestookt worden. Een te lage lucht-brandstofverhouding geeft altijd onvolledige verbranding met alle ellende vandien.

Zelfs de beste kachel met de meest perfecte warmtewisselaars kan onvolledige verbranding niet corrigeren. Maar een overmaat aan verbrandingslucht kan een dergelijke kachel perfect corrigeren en dit zonder rendementsverlies!

Dirk

Intersant gegeven. Deze hoeveelheid lucht verwarmen snoept een vermogen van 3,3 kw op om de lucht tot 1200 graden te verwarmen.
Ik vraag me af of de temperatuur van 1200 graden hiermee gehaald wordt. de bron zelf wel maar de afkoeling van de rookgassen zal groot zijn.
De andere hoeveelheid lucht die nodig is ben ik wel benieuwd naar, die mag niet meer zijn dan 1,75 M3 anders stijgt het vermogen boven de 4 kw uit die 1kg luchtdroog hout bezit.

[frans]

De makkelijkste en accurate manier van netto capaciteit meting zou in dit geval het meten van de hoeveelheid water zijn.
En het temperatuurverschil van de de ingaande en uitgaande stroom er van.
Ik beschik alleen niet over een flow meter.

[Dirk Bauwens]

...De andere hoeveelheid lucht die nodig is ben ik wel benieuwd naar, die mag niet meer zijn dan 1,75 M3 anders stijgt het vermogen boven de 4 kw uit die 1 kg luchtdroog hout bezit...

De andere hoeveelheid lucht die nodig is???
Er is geen andere lucht nodig. 10 kubieke meter verbrandingslucht per kilogram hout betekent reeds 100 percent luchtovermaat inclusief.
Daarenboven bevat luchtdroog hout ongeveer 4,3 kWh aan energie. Honderd procent droog hout ongeveer 5,5 kWh. Ideaal gemengd met de juiste hoeveelheid verbrandingslucht heeft houtgas een vlamtemperatuur van bijna 2000 graden.

Dirk

[Dirk Bauwens]

...Waar ik het meest mee zit is de ww in de kachel, dit moet anders. Het lijkt mij dat een schoorsteen temperatuur van 246 C. te hoog is...

Alle warmte die door de schoorsteen naar buiten verdwijnt, is in principe onnodig.

Dat scheidingwandje van rvs, dat je gemaakt hebt, houdt wel wat warmte tegen, maar het is ook een warmtewisselaar. In dat opzicht zou dat scheidingswandje beter van een isolerend materiaal gemaakt zijn. Ook mag dat wandje wat dieper reiken...

Dirk

[Dirk Bauwens]

...Maar het volgende wordt al weer lastig:

Alle rookgassen die de pefecte kachel verlaten, hebben immers dezelfde temperatuur als de omgevingslucht.

Ik kom hierbij niet verder dat natuurlijk trek dan een zeer moeilijke zaak zal worden.

Een licht, goedkoop ventilatortje kan in dat opzicht alles goedmaken!

Dirk

[Dirk Bauwens]

...Dankzij het gasbeton is het makkelijk om hier en daar een gat te boren.
Hier past de thermometer met een max. van 250C in.

Toen de zaak behoorlijk brandde bleek.

Ter plaatse van de rvs bak ingang schoorsteen. 270 C
Onder in de bak waar de ww. in zit 200C.
Ter plaatse naast waar de kachel pijp de ruimte inkomt. 270 en snel stijgend...(meter gaat maar tot 250C. dus voor ploffen eruit getrokken.)
op de zelfde hoogte maar dan na de ww. 233 C...

Dat lijken me veel te lage temperaturen. Het zou kunnen dat er veel te veel secundaire lucht aangezogen wordt. Overmaat aan verbrandingslucht kan aangeoond worden door het zuurstofgehalte van de rookgassen te meten.
Hogere temperaturen dan 250 graden kunnen goedkoop met een thermokoppel gemeten worden. Hier in de buurt kost een multimeter met K-thermokoppel (tot 1250 graden) ongeveer 20 euro.

Dirk

[frans]

Ik zal eens op zoek naar een geschikte meter.
Lijkt me inderdaad handig om zicht op het lucht gebeuren te geven.
De secondaire lucht buizen gloeien helder rood.
Dat ondanks de lucht die er door stroomt.
Dat wijst toch al op een temperatuur van 700 C.