'rocket/bell, bi-heated'

[martinus]

Best Forum,

Al een tijdje volg ik de ontwikkelingen op het gebied van de rocket/bell met veel plezier en grote bewondering. In, al zijn eenvoud en tegelijk ook vele opzichten, een prachtige warmtebron!
Hieronder volgen wat gedachtenspinsels over een uitvoering op basis van dit 'goudhaantje'.
Ik ben aan het fantaseren over de combinatie van
A: 'hypokaustenheizung'- als hoofdverwarming. Warme/hete lucht circuleert in een gesloten circuit met een opgaand en neergaand kanaal. In het opgaande kanaal wordt de lucht verwarmd en in het neergaande kanaal koelt de lucht weer af. De lucht gaat door convectie circuleren. Deze kanalen zijn van een accumulerend materiaal gemaakt. Ze worden door de hete lucht opgewarmt en vervolgens geven ze 'langzame' stralingswarmte af. Google op hypokaustenheizung om meer te vinden. ( http://www.ortner-cc.at/en/ihr-kachelof ... -dahinter/ )
B: heteluchtverwarming- als extra bijverwarming. Warme/hete lucht die de kamer ingevoerd wordt. 'Snelle' convectiewarmte zogezegd.
Deze combi is een bestaand concept. Voor het gemak noem ik het 'bi-heated' om in de 'rocket' sfeer te blijven.
A en B zijn t.o.v. elkaar te regelen met een klep.
Enkele (veronderstelde) voordelen zijn:
- meer mogelijkheden door regelbare 'snelle' en 'langzame' warmte;
- hete/warme luchtkanalen zijn schoon en veilig (geen rookgas), behoeven geen veegluikjes en kunnen makkelijk uitgebreid worden (uitbreiding veroorzaakt geen trekverlies of condensproblemen);
- gelijkmatige verdeling van de warmte;
- weinig/geen opstartproblemen voor de rocket.
Een nadeel van convectiewarmte; geeft ronddwarrelend stof (filter?) en kan gaan 'ruiken' net als met radiatoren. Maar dit weegt niet op tegen het voordeel dat je even snelle warmte kan inzetten vind ik.

Deze combinatie samen met een rocket/bell stel ik me in grote lijnen als volgt voor:
- een rocket 177 of een variant met een stalen bell van twee olievaten hoog
- om de bell een luchtspouw als opgaand kanaal waarin lucht verwarmd wordt
- hier omheen een spouwmuur. Deze spouw wordt het neergaand kanaal waarin de lucht afkoelt. De muren werken accumulerend. Binnenste spouwblad/muur wellicht iets meer isolerend (lichtere baksteen).
- onderin een klep of een aantal om te regelen tussen 'snelle' en 'langzame' warmteafgifte.
Zie tekening. Deze is schematisch om het idee weer te geven. (uitbreidingen buiten beschouwing gelaten)

Hoe langer ik er over nadenk des te meer vragen/ideeen komen er. Dus ik ga het voor nu hierbij laten en de hamvraag stellen:

Kan dit in principe goed gaan werken?

Ik hoor graag jullie visie,

Groet,
Maarten

[Dutch John]

De volgorde is niet goed. Je kunt geen snelle convectiewarmte krijgen, omdat eerst de massa alle warmte opslurpt. Convectie na accumulatie kan niet de bedoeling zijn. Het best zet je een afsluitbare, rondom vrije stalen bell bovenop. Alle rookgassen gaan daarna pas door massa. De twee moeten dus gescheiden van elkaar in serie staan.

Convectiewarmte komt inderdaad samen met stofschroei. Maar het heeft zeker zijn voordelen.

Groet,
DJ

[RicharddeBlauw]

Martinus, ik heb ooit een Duitse kachel gehad. Dit was een combinatie van lichte massaverwarming, snelle luchtverwarming en een WW met een boiler van 1000 liter waar warmtemuren en vloerverwarming op zat aangesloten.

De zaak werkte als volgt, als de kachel aan ging gingen de rookgassn via een stalen pijp langs de massa. Dit was ook een holle bell. Die vrij lichte massa, paar honderd kg werd dus door de pijp opgewarmd. De pijp circuleerde en bovenin de stenen massa zaten lamellenroosters. Daar kwam vrijwel direct na aansteken bloedhete lucht uit. De electronische regeling zorgde er voor dat de rookgassen via de WW gingen als het zaakje op temp. was. Oh ja, onderin de bell zat een gat voor de aanvoer van koele lucht.

Dit werkte supersnel.

[deleted]

Persoonlijk zie ik vooral veel nadelen in convectiewarmte.

Het hypocaustum uit de oudheid, maar ook het hier gelinkte systeem van Ortner, gebruiken de convectiewarmte NIET in de leefruimte zelf. Bij hun wordt het eerder gebruikt om de warmte in de massa(het toestel) te verdelen en is de afgifte aan de ruimte enkel via de massa en niet via (omgevings-)luchtverplaatsing.

Wat Ortner doet is eigenlijk een beetje overbodig als je het concept 'bell' doorgrond hebt.
Een klassiek Hypocaustum is natuurlijk wat anders, maar dan moet de warmte van beneden komen.

Aangepaste denkpiste:
Een metalen bell ommantelen met steen en een tweede bell op het verdiep erboven. (dus grote stenen bell ruim rond een metalen bell. Met voldoende lucht ertussen)
Als de eerste 'mantel' geladen is zou er bovenin een klep kunnen opengaan en de hete lucht tussen de metalen bell en de stenen mantel naar de twee bell op het verdiep erboven kunnen vloeien.
Dat heeft dan het voordeel dat de tweede bell nooit met rookgassen in aanraking komt. Geen schoorsteen nodig heeft en nooit gereinigd moet worden. Dat zou al een groot voordeel zijn.

G

[peterberg]

Martinus,

Zoals jij het tekent, komt er in elk geval geen warme lucht uit de opening aan de onderkant. Als er al stroming op gang komt dan zou er afgekoelde lucht uit komen. Het is heel eenvoudig: tussen staal en steen wordt er inderdaad lucht opgewarmd en die gaat stijgen. Maar er is geen enkele reden dat tussen die twee stenen wanden de (warme) lucht weer naar beneden gaat. Dan moet er eerst warmte aan die lucht onttrokken worden, en dat kan alleen als die lucht daalt. Maar dat kan niet, want die lucht is heet dus blijft het boven.
Als je de buitenste wand weglaat en de opening aan de bovenkant maakt dan komt daar warme lucht uit, dat is zeker. Maar of dat nu zo leuk is betwijfel ik.

Mijn batch box prototype die op dit moment uit drie vaten boven op elkaar bestaat produceert stralingswarmte en veel hete lucht. Met een muurtje er omheen waar de lucht tussendoor stroomt wordt het muurtje wel warmer. Maar als de kachel uit is blijft die luchtstroom in stand en blijft warmte onttrekken aan het muurtje totdat alle warmte in de lucht is gaan zitten. Het wordt dus nooit een massakachel naar mijn mening.

[RicharddeBlauw]

Vandaar dat er bij mij lamellen in zaten. Die kun je dicht doen en dan stopt de luchtcirculatie. Geen luchtverwarming meer en de massa warmt op.

[martinus]

Maar er is geen enkele reden dat tussen die twee stenen wanden de (warme) lucht weer naar beneden gaat. Dan moet er eerst warmte aan die lucht onttrokken worden, en dat kan alleen als die lucht daalt. Maar dat kan niet, want die lucht is heet dus blijft het boven.

Ik denk aan een finoven. Hoe komt het dat de lucht hier wel naar beneden gaat in het tegenstroomkanaal? het staat me bij dat de bergkachel het zelfs doet zonder schoorsteen door de motor van het tegenstroomprincipe...maar misschien begeef ik me nu op glad ijs
zie ook http://www.ofenbau-hannover.de/kamin/hypokauste.html

Het wordt dus nooit een massakachel naar mijn mening.

Klep in stand A= stralingswarmte. Dan is het een gesloten systeem en is er geen sprake van verlies door convectiewarmte. De gesloten convectiestroom zal de warmte gelijkmatig verdelen in de stenenmassa. Deze zal stralingswarmte afgeven zoals een massakachel doet naar mijn mening. Mijn voorkeur heeft dat de kachel hoofdzakelijk op deze manier gebruikt zal worden.
De kachel met de klep in stand B is met name bedoelt als je een weekendje weg bent geweest en de boel redelijk afgekoelt is en kortstondig snel wilt opwarmen.

Je kunt geen snelle convectiewarmte krijgen, omdat eerst de massa alle warmte opslurpt.

Welke massa kan dit zo snel opslurpen? Bovenin de bell kan het al gauw 300 graden en meer worden. En als het al zou kunnen dan kan je kiezen voor een materiaal wat iets meer isolerende eigenschappen heeft en dus iets minder accumuleert om de convectiestroom op gang te helpen. Wat ik ook voorstel met het binnenspouwblad van iets lichtere steen(zachte baksteen) te maken.
Een convector op de bell zal de boel ook aanjagen. Maar ik denk dat dit allemaal niet nodig is.

groet,
Maarten

time flies when you're having fun

[deleted]

Martinus,

Warme lucht is lichter dan koude.
De warme lucht blijft dus bovenin en dit voor de twee kanalen.
Er is niets dat de lucht doet 'draaien'.
Een soort gelaagdheid in alle spouwkanalen.
Zoiets:

bi-heated2.JPG

Als je daarentegen bovenin een opening/rooster zou maken, zou er wel een luchtstroom op gang komen.

G

[martinus]

Er is niets dat de lucht doet 'draaien'.
Een soort gelaagdheid in alle spouwkanalen.

Jouw invulling van de tekening geeft een 'verdraaid' beeld. Jij tekent de temperatuur in alle kanalen/spouwen gelijk.
Wanneer de rocket in actie is zal de binnenste spouw heter worden tov de buitenste spouw . Dit temperatuur (druk?) verschil kan de boel aan het 'draaien' helpen zo stel ik me voor.

Maarten

[Dutch John]

Je kunt geen snelle convectiewarmte krijgen, omdat eerst de massa alle warmte opslurpt.

Welke massa kan dit zo snel opslurpen?

De hete metalen bel geeft de warmte af aan de luchtlaag ernaast. Die zal gaan stijgen en komt op zijn pad twee lagen massa tegen en zal daar de warmte aan kwijt raken voordat de lucht de kamer bereikt. Pas als de massa op temperatuur is, zal er warme lucht de kamer binnen komen, maar de stroming zal minder fel zijn vanwege een kleinere delta T.

Als je snelle convectiewarmte wilt, dan moet je die energie via een dunne stalen plaat direct vrijgeven aan de ruimte.

Groet,
DJ

[martinus]

Als je snelle convectiewarmte wilt

Snelle convectiewarmte als hoofdverwarming heeft zeker niet mijn voorkeur. Als deze direct vrijgegeven wordt, zoals je voorstelt, kan je beter gelijk een heteluchtoven hieromheen bouwen Nieuwe toepassing? Dit is hier nog niet de bedoeling maar wel een leuk idee.

De warme lucht blijft dus bovenin en dit voor de twee kanalen.

Dit is in feite de situatie als de kachel in ruststand is en de rocket al een tijdje uit is. De situatie heeft zich gestabiliseert. Geen inwendige convectiestroom. Geen convectiewarmte meer mogelijk, ook al zou de klep open staan in stand B. De steenmassa is opgewarmd en straalt. Deze zou in de tekening best een 'blosje' mogen hebben als er toch gekleurd gaat worden.
Als de kachel weer in actie komt verandert de situatie. Zie vorige reactie op Gandalf.

Groet,
Maarten

[RicharddeBlauw]

Martinus, als je je opening van hete lucht bovenin plaatst i.p.v. onderin gaat het zeker werken., dat garandeer ik je.

Het is wel zo dat verwarming met lucht veel beter werkt als dit via een stalen opp. gaat omdat dit nou eenmaal veel heter wordt. In mijn geval was dat dus een stalen pijp maar dat kan ook anders. En als je snel via lucht wilt opwarmen zou je dus sowieso voor staal moeten gaan denk ik.

Mijn systeem was trouwens van Brunner.

[peterberg]

Ik denk aan een finoven. Hoe komt het dat de lucht hier wel naar beneden gaat in het tegenstroomkanaal? het staat me bij dat de bergkachel het zelfs doet zonder schoorsteen door de motor van het tegenstroomprincipe...maar misschien begeef ik me nu op glad ijs

Ja, het is inderdaad glad ijs. Ik heb nooit beweerd dat de Bergkachel het zou doen zonder schoorsteen...
Wat je vergeet is dat een finoven start op de trek van de schoorsteen. Als de stroming maar eenmaal op gang is, dan ontstaat het thermo-sifon effect dat de stroming versterkt. Geen trek, de warme lucht blijft vrolijk bovenin hangen.

Toegegeven, ik kan het mis hebben, dus bouw het ding en laat zien dat ik ongelijk heb.

[deleted]

Jouw invulling van de tekening geeft een 'verdraaid' beeld. Jij tekent de temperatuur in alle kanalen/spouwen gelijk.
Wanneer de rocket in actie is zal de binnenste spouw heter worden tov de buitenste spouw . Dit temperatuur (druk?) verschil kan de boel aan het 'draaien' helpen zo stel ik me voor.

Lucht zal net als water naar een evenwicht streven.
Binnenste spouw zal zeker een beetje warmer zijn dan de buitenste (zolang de rocket brandt tenminste)
Dat maakt dat de evenwichtsituatie er in bestaat dat het 'rode' al iets lager begint in de eerste spouw. That's it. Vanaf dan treedt een evenwichtsituatie op. De delta-T tussen lucht en wand is ook hoger in het tweede spouwblad, dus de iets hogere 'koelere' luchtkolom blijft daar in ook in stand.

bi-heates3.JPG

Het zou kunnen dat er uiteindelijk een flauw luchtstroompje op gang komt. Voornamelijk als de kanalen/kachel helemaal verzadigd geraken (bovenaan voornamelijk) Maar veel zou ik het niet noemen en gezien het geheel ook al aardig op temperatuur zal moeten zijn is het ook niet erg geschikt om een snelle -startwarmte- te creëren.

Bij een bepaalde breedte van het spouwblad kan/zal er ook een luchtstroom op en af ontstaan in elke spouw afzonderlijk.
Dit is ook weer temperatuursafhankelijk.

In ieder geval is de temperatuur in elk kanaal (en zelfs in de bell) onderaan lager dan de lucht bovenaan. Zelfs dan die van de lucht in het andere kanaal.
Daarom kan die koudere lucht de heetste lucht bovenin ook niet wegduwen.

Als de kachel op temperatuur is zal de lucht onderin de spouwen uiteindelijk ook warmer zijn dan de omgevingslucht en zal ze er aan de twee spouwen uiteindelijk aan gezapig tempo uitvloeien (maar dit is niet de heetste lucht, die blijft lekker bovenin de kanalen zitten). Is eigenlijk een gewone bell-werking, maar dan moet je de kamer erbij tekenen als tweede bell.

Als je de opening bovenin maakt heb je al deze zorgen niet.

Jouw voorstel zou je ook kunnen vergelijken met de bocht die ze in de uitgaande leiding leggen van sww-boilers die laag geplaatst staan (kelder bijvoorbeeld) tov de aftappunten. Er kan immers een automatisch ontlading van boiler ontsaan met de leidingen naar boven.
Om dit te vermijden leidt men eerst de uitgaande leiding terug tot beneden het boilerniveau. Dit is voldoende omdat het hete water helemaal niet wil dalen en blijft dus in de boiler.

boiler.jpg

Zoiets doe je dus om thermosyfphonstroming (natuurlijke circulatie) te vermijden ipv te bevorderen.



G

[Dutch John]

Als je snelle convectiewarmte wilt

Snelle convectiewarmte als hoofdverwarming heeft zeker niet mijn voorkeur.

In je openingspost schreef je:

....Warme/hete lucht die de kamer ingevoerd wordt. 'Snelle' convectiewarmte zogezegd.....

Wil je nu wel of geen snelle convectiewarmte?

Groet,
DJ