Rocket mass heater voor verwarming atelier

[Boom Brander]

@ Gandalf: Hoe, met welk soort boor heb je de p-channel in de vuurvaste stenen geboord? Ik vermoed dat ik er met een gewone steenboor niet (goed) doorheen zal komen vanwege de hardheid van de stenen.

@ Ritsaert: Dat wegspetterend vuur zat ik gisteren i.d.d. te overwegen. Het klepje omkeren zal niet eenvoudig lukken (ik heb zelf niet de mogelijkheid om te lassen). Ik denk dat ik direct onder het klepje een (afneembaar) bakje hang. Dat kan ik dan ook meteen gebruiken als asveegbakje. Het klepje kan ik eenvoudig stellen met een vleugelmoer, waardoor ik de luchttoevoer eenvoudig kan regelen.

Het idee van het secundaire (p-channel) luchtaanvoerkanaal in de kolom begint ook (dankzij Gandalfs inspiratie) meer vorm te krijgen: sluitsteen met sleuf, twee geboorde kanalen recht verticaal door de twee zijstenen van de poort, uitkomende in de kamer onder de poort. Vanuit die kamer recht naar voren (zie foto's op de vorige pagina). Opening luchttoevoer komt dan uit onder het deurtje. Ik zal proberen om er vanavond even een schetsje van te plaatsen.

[ritsaert snijder]

Boombrander,
Klinkt goed en je moet onder de opening van de vuurkamer toch een strook onbrandbaar materiaal hebben (regelgeving). ben benieuwd naar de schets.

[peterberg]

In ieder geval een eenvoudige oplossing zien te vinden voor die mogelijke terugslag van rook via de p-channel.

Als de stalen p-channel goed is gemaakt en geplaatst, komt er geen rook door naar buiten tijdens een gewone stook, punt uit. Dit lijkt verdacht veel op zoeken naar een oplossing voor een niet bestaand probleem.

Je moet zelf maar weten wat je doet en wat je het eenvoudigste lijkt. Mijn oplossing is uit den treure getest en dit is wat het beste werkte. Overigens, de steen zoals Gandalf die voorstelt heeft niet de overhangende lip die kenmerkend is voor de p-channel, en opwarming van de lucht is maar een fractie van wat het zou kunnen zijn.

[Boom Brander]

@ Peter: Duidelijk. In dat geval ga ik het natuurlijk niet gecompliceerder maken dan nodig is. Zoals ik al schreef wordt de stalen p-channel al in elkaar gelast door een kennis.

Bij deze toch zoals beloofd de schetsjes. Het is eigenlijk een stripverhaal geworden. Wellicht al dan niet inspirerend voor de experimentele kachelbouwers om uit te proberen (geel is vuurvaste steen, rest is gewone steen:

Stripverhaal01.jpg

Stripverhaal02.jpg

Of volgens dat S-portal-idee:

Stripverhaal03.jpg

Morgen de kolom metselen en gewoon aan de slag met de stalen P-channel (bovenop de vuurkamer).

[Boom Brander]

Zo, de kolom staat er ook. Opgetrokken met dezelfde steen als de basis en leem i.p.v. cement.

Kolom01.jpg

[hotglass]

Boombrander..........

metsel jij een eiken balk in je rocket stove of breng je vast brandhout aan voor de eerste stook?



het zou leuk zijn je nog eens op een forumdag te kunnen begroeten

Ed

[deleted]

@ Gandalf: Hoe, met welk soort boor heb je de p-channel in de vuurvaste stenen geboord? Ik vermoed dat ik er met een gewone steenboor niet (goed) doorheen zal komen vanwege de hardheid van de stenen.

Gewone steenboor. In mijn geval was dat met een 14mm diameter om met de twee T-channels samen aan het juiste oppervlakte te komen van een vergelijkbare P-channel. De eerste en (vooral!) de laatste cm die je boort kan je wel best de trilfunctie afzetten.
Ik had een beetje angst dat het kanaal de vuurvaste steen zou doen barsten, maar dat doet hij tot nu toe niet.
De steen staat immers meestal roodgloeiend en heeft dus luchtkoeling in de kern ... ik kan me voorstellen dat het bij een grotere rocket op een bepaald moment een risico wordt. Bij een riserdiameter van 150 wordt de boordiameter al 24. (boort ook een stuk moeilijker)
Als je geen risico wil nemen is een standaard P-channel inderdaad een betere optie.

en opwarming van de lucht is maar een fractie van wat het zou kunnen zijn.

Daar ben ik het geheel niet mee eens.
De doorsnede van de twee kanalen is gelijk aan die van het P-channel, de lengte is ongeveer 65% van die van de P-channel, maar de temperatuur waar het T-channel zich in bevindt is veel hoger dan een P-channel. (dan neem ik de standaardafmetingen met wanden van chamotte op klamp)
Als we het even versimpelen tot de algemene formule voor warmte-overdracht Q= h X A X dT en we even voor het gemak aannemen dat de coëfficiënten voor de warmteoverdracht (h) tussen lucht-metaal en lucht-steen in dezelfde orde liggen en we even op 1 stellen, dan zou de T-channel 1/65% van de deltaT van het P-channel moeten zijn. Dwz ongeveer 50% warmer dan de P-channel.
Nu ben ik er vrij zeker van dan dat de roodgloeiend hete steen die de poort vormt wel drie keer zo warm is als een p-channel die buiten bovenop de vuurhaard ligt.

Om het juist in te schatten zou je echter met de correcte convectie-coëfficiënt moeten werken, maar die is heel erg dynamisch en uiterst moeilijk te berekenen.(Getal van Reynolds, Prandtl, Nusselt, ... voor de liefhebbers ...)
De overdracht in een kanaal door vrije convectie, de coëfficiënt voor convectie, hangt van meerdere dynamische factoren af .
Ondermeer:
Neemt toe met stijgend temperatuursverschil (veel hoger bij het T-channel en ook nog eens van het begin tot het eind van de kanalen loeiheet)
Er treedt daardoor ook geen gelaagdheid of grenslagen op met (eventueel) verschillende stroomsnelheden in het T-channel.
Neemt toe met de toenemende verhouding omtrek/doorsnede (deze verhouding is gunstiger bij twee cirkels tov één rechthoek)
Neemt toe met de ruwheid van de binnenwand.
In een diagonaal T-channel is het gehele traject stijgend waardoor er op geen moment steeds heter wordende gassen moeten dalen, wat hete gassen ook niet uit zichzelf willen doen.
Dus ook voor de meer precieze warmte-overdracht met correcte convectie-coëff. denk ik dat het verschil nog eerder groter wordt.

Bovendien in de opstelling die ik bouwde met een volledig geïsoleerde vuurkamer (met een dubbele laag isomag (70-xco)blokken als plafond van de vuurkamer) was er al helemaal geen warmte te halen op die plaats.

[Boom Brander]

metsel jij een eiken balk in je rocket stove of breng je vast brandhout aan voor de eerste stook?

Die balk is inderdaad om de eerste stookweek mee door te komen, zodat ik niet al vanaf het begin met houtblokken moet lopen slepen. Die balk ga ik nog vervangen door een gemetseld exemplaar (vandaar ook de hap uit de basis).

De forumdagen ga ik wel in de gaten houden. Lijkt me erg tof om naar toe te komen.

Als je geen risico wil nemen is een standaard P-channel inderdaad een betere optie.

Aangezien dit de eerste kachel is die ik zelf bouw kies ik i.d.d. voor de veilige weg van de standaard p-channel.

Terwijl de kolom opdroogt ga ik eens aan de slag met het storten van de plafondplaat. En terwijl die droogt kan ik de balk vervangen door een gemetselde pilaar. Daarna de vuurkamer en de riser bouwen.

Die plafondplaat (van vuurvast beton) wordt ca. 45 x 35 x 6 cm. Is het raadzaam om er betonijzer in te verwerken?

[Dutch John]

Betonijzer is niet nodig, zeker niet bij die dikte en geringe overspanning. Lijkt me bovendien averechts te werken, omdat staal meer uitzet dan beton als het beide opwarmt.

Als je gehecht bent aan de houten staander, dan zou je die ook kunnen voorzien van een plaatstalen afscherming, met een luchtlaag tussen hout en plaat.

Net metselwerk.

Groet,
DJ

[Boom Brander]

Dan laat ik het betonijzer achterwege. De houten steunbiels ga ik wel vervangen door een gemetselde pilaar. Dan kan ik in een later stadium de kachel altijd nog uitbreiden met een groter massagedeelte rondom die pilaar.

[ritsaert snijder]

Zeker geen betonijzer. Droog mengsel maken en in een mal "proppen". Goed trillen (oude schuurmachine). Ook weer niet teveel trillen. Snel werken.

[gerard]

........De houten steunbiels ga ik wel vervangen door een gemetselde pilaar. Dan kan ik in een later stadium de kachel altijd nog uitbreiden met een groter massagedeelte rondom die pilaar.

@BB,
De biels vervangen door een gemetselde kolom had ik je al aangeraden.
Ik schreef: Dan blijft nog de steunbiels, ik weet niet hoever deze van de kachel afstaat. Maar staat deze dichtbij, dan lijkt mij het raadzaam om deze te vervangen door een gemetseld exemplaar. Heeft als bijkomend voordeel dat deze ook nog wat warmte kan bufferen....
Nu sla je toch iets door. De pilaar integreren in de kachel zou ik niet doen. Laat hem los van de kachel staan (dus met een luchtspouw). Er staat weliswaar geen muur bovenop, maar ingebouwd als onderdeel van de kachel gaat het wel mee op en neer, uitzet en krimp. Losstaand is er geen warmteconductie en zal de beweging duidelijk minder zijn. Later nog meer extra massa rondom de pilaar aanbrengen heeft totaal geen nut. De massa wordt terplekke te dik/te traag en de oppervlaktetemperatuur zou dan zelfs onder je huidtemperatuur kunnen komen. Probeer dat te voorkomen.
Groet,
Gerard

[Boom Brander]

De biels vervangen door een gemetselde kolom had ik je al aangeraden.

@ Gerard: Daar heb ik het idee ook van. Hartelijk dank voor die tip! En voor de tip om een luchtspouw rondom de pilaar te behouden i.v.m. uitzet en krimp.

Later nog meer extra massa rondom de pilaar aanbrengen heeft totaal geen nut. De massa wordt terplekke te dik/te traag en de oppervlaktetemperatuur zou dan zelfs onder je huidtemperatuur kunnen komen.

De gedachte hier achter is om de drie vats bell (misschien ooit) terug te brengen tot een twee vats bell, de rookgasafvoer om de pilaar te leiden en hier massa overheen aan te brengen (rondom de pilaar zal ik dan een luchtspouw houden). Het principe van zo'n verwarmde bank als massa. Maar dat is voor de komende winter nog niet aan de orde. Ik ga eerst die drie-vats-bell bouwen en deze winter ervaren hoe deze werkt. En naar aanleiding daarvan het geheel al dan niet aanpassen.

Zeker geen betonijzer. Droog mengsel maken en in een mal "proppen". Goed trillen (oude schuurmachine). Ook weer niet teveel trillen. Snel werken.

Dank voor de tip! Wat dat storten van het vuurvaste beton betreft hier een beetje m'n werkplan. Ik heb hier op het forum en internet zitten rondneuzen en denk (naar aanleiding van die informatie) als volgt te werk te moeten gaan. Zal de komende tijd nog wat verder zoeken naar informatie.

Formaat te storten plaat: ca. 45 x 35 x 6 cm. Ik heb een zak van 25 kg. vuurvast cement (1600 graden, van Gouda Refractories) in huis. Volgens de leverancier mengen met 2,25 - 2,5 liter water, wat ca. 10-11 liter beton oplevert.

Ik ga een houten bekisting maken van multiplex. Deze aan de binnenkant insmeren met olie of vaseline. Of ik lijm aan de binnenkant nog wat gladde masonite platen (is waterbestendige hardboard) en smeer hier nog wat olie of vaseline op. De bekisting schroef ik aan de buitenkant aan elkaar, zodat ik deze ook weer eenvoudig van elkaar af kan halen.

Het vuurvast beton mengen zal gebeuren in een speciekuip met een stucmixer (heet zo'n ding zo? althans zo'n mixding voor in de boormachine). Tenminste als dit kan? Ritsaert heeft het over 'in de mal proppen'. Wat suggereert dat de massa vrij stug zal zijn.

Als het beton gegoten (gepropt) is, dan zou het geheel op een triltafel moeten voor het verwijderen van luchtbellen. Zo'n tafel heb ik natuurlijk niet in huis. Het alternatief met een schuurmachine klinkt goed, maar hoe lang dient dat trillen ongeveer te duren? 5 minuten, een uur? Met een schuurmachine los in de hand kan ik wel 5 minuten de boel aantrillen, maar een uur zal wat lang zijn......... ---> schuurmachine aan de tafel bevestigen? En is een handschuurmachientje krachtig genoeg? Of bovenop de wasmachine en deze op centrifugeren zetten?

Daarna het geheel afdekken met plastic, zodat de bovenkant niet te snel droogt. Het overtollige water zal als een laagje bovenop het beton komen te staan (en 'vet-achtige' kringen vertonen, zo las ik ergens). Zodra dat het geval is het plastic verwijderen? Zodat dit water kan verdampen? En na hoeveel tijd de bekisting verwijderen?

Vervolgens de vers gegoten plaat geruime tijd (enkele weken?) laten drogen bij kamertemperatuur.

Ik ga nog eens verder met neuzen op zoek naar antwoorden. Tips en suggesties zijn natuurlijk van harte welkom, alsook correcties.

Ik wens jullie een prettig weekend!

Postscriptum: ga ik deze plaat met klei (en zand) op de vuurkamer bevestigen? Of leg ik hem los op een laag vuurvilt bovenop de vuurkamer? (i.v.m. verschillende werking van de vuurvaste stenen en het beton).

[Dutch John]

De uitzettingscoëfficienten zullen elkaar weinig ontlopen, dus metsel alles wat steen en beton is aan elkaar. Zeker als je er nog een laag leem overheen smeert, wil je geen verzwakking creëren die later door de afwerklaag scheurt.

Je kunt in de gietmal ook huishoudfolie leggen om plakken te voorkomen. Dat geeft sporen, maar het wordt toch geen zichtwerk. Een triltafel bouwen voor eenmalig gietwerk is wat overdreven. Gewoon wat met de mal "rammelen" is genoeg, zeker gezien de dikte van het gietstuk. Water dampt weg, want bij uitharden neemt de temperatuur toe.

Wat betreft eerder genoemde vonken, die uit de luchtinlaat springen. Dit is een serieus aandachtspunt als er binnen een meter van de kacheldeur brandbare materialen liggen. En vroeg of laat liggen die er. Ik heb het opgelost door aan de binnenzijde van de deur een afschermplaat voor de luchtinlaat te bevestigen. En een inpandige asla kan ik iedereen aanbevelen. Al is het een laatje dat maar de helft van de lengte van de vuurkamer lang is.

Groet,
DJ

[Sandman79]

Ik wil voor mijn bell ook wat vuurbeton gieten, stukken tot 40 cm breed, 1 meter lang. De mens waar ik de cement van kocht raadde toch aan om rvs staven erin te zetten, deze eventueel in te wikkelen met scotch, (zou wegsmelten, maar zou ruimte laten voor het uitzetten...)

klopt dit of beter zonder betonijzers ?