Ecologieforum

Ik zal mij wel afgemeld hebben op de notificaties, maar ik zie nu pas de leuke discussie.
Aangezien er diverse gasten rondzwerven door huis, tuin en stal zal ik later vanavond met een repliek komen.
Ook zal ik vragen of onze huis-scheikundige haar licht wil laten schijnen op dat deel.

Jan

Ik heb een retourtemperatuur van ongeveer 30 graden vanuit mijn huis naar de schuur waar de buffer staat. Wat dat betreft is er dus best wel ruimte.

kockie schreef:Kiekeboe al weer nuchter? Ik zie dan graag een berekening!

Ja hoor 100% nuchter, en ik voel me verplicht een antwoord te geven.
Alleen maar kritiek geven klopt niet vind ik, dus hierbij mijn visie.

Ik ga van het volgende uit:
1 kg stookhout bevat 200 gram water (ik denk dat dit eigenlijk minder moet, maar dan blijft de berekening vergelijkbaar)
hout bestaat voor het overgrote deel uit C6H10O5 (ik heb geen idee of dit klopt hoor).

de chemische reactie voor 162 gram hout met 0% vocht zou dan moeten zijn:
C6H10O5 + 6O2 = 6CO2 + 5H2O
162 g + 192 g= 264 g + 90 g

per kg brandhout dus 0,8 x 90:162 = 0,44 kg chemisch gevormd water.

voor de verbranding van 1 kg "nat" brandhout is 0,8 x 192:162 = 0,95 kg O2 nodig.
Lucht bevat ca 21% O2, dus er is 0,95 x 100:21 = 4,52 kg lucht nodig.
omdat er altijd overmaat lucht moet zijn voor een volledige verbranding reken ik met 10 kg lucht op 1 kg brandhout (dit is een aanname, wellicht dat Peter Berg hier iets over kan zeggen)
Stel dat deze lucht 20 graden is met een RV van 60%, dan bevat deze lucht 9 gram/kg water, dus 0,09 kg water voor 1 kg hout.

alles bij elkaar dus 0,44 + 0,09 + 0,2 = 0,73 kg water in de rookgassen van 1 kg "nat" brandhout.

als rookgassen netzoveel water kunnen bevatten als lucht, dan zou je bij ongeveer 47 graden gaan condenseren.
per liter condensaat ongeveer 2400 kJ aan warmte, of dus maximaal 1750 kJ extra uit een kg hout.
als 1 kg hout een verbrandingswaarde heeft van 14000 kJ per kg, betekent condenseren maximaal 12,5 % extra rendement.

best nog redelijk, maar niet als je ziet wat je daar allemaal voor moet gaan doen.
zo nu eerst koffie.

fikkie stoken schreef:

GTV6 schreef: Enige manco kan zijn dat het uitgangspunt is dat er 100% condensatie is bij 55 graden. Voor aardgas is dit 42 graden.

Nog beter is de aangezogen lucht voor te verwarmen door de uitgaande pijp.

Er zijn ketelproducenten die dit al lang hebben.

En is het doel daarvan dan de lucht droog de verbranding in te sturen?
Dan blijft nog wel het condens uit de brandstof over.

Alle berekeningen doen voorkomen of deze exact zijn echter dat is niet het geval, wat je zoekt is het verschil in onderwaarde en bovenwaarde, echter voor hout is dit gegeven niet uniform, er zijn nogal verschillen in opgave van verbrandingswaarde per kg. Deze verschillen zijn groter dan het verschil onderwaarde bovenwaarde.
Je kunt ook niet zomaar het mollier diagram hanteren voor het dauwpunt, immers er is inmiddels een veel hoger percentage CO2.
Wil je alles eruit halen is een luchtvoorverwarmer het meest praktische en wil je nog meer, maak dan luchtverwarming van je rookgaskanaal. Zo heb je twee ww met elk hun eigen temperatuur, je rendement stijgt door de warme verbrandingslucht.
De volumestroom verbrandingslucht is echter kleiner dan de volumestroom rookgassen dus er blijft nog over wat de pijp uitgaat. Je kan er ook luchtverwarming voor de ruimte van maken dan heb je alles eruit. Beetje onprettig luchtverwarming maar voor een hal oid wel geschikt.
Uiteraard ga je weer uitgeven aan elektraverbruik want er is een ventilator nodig, dit gaat af van het voordeel.

Even een korte reactie, vandaag zal er wel niet veel meer van komen.
Onze scheikundige is druk in de keuken en met de gasten, dus dat komt later.
Wel een korte reactie mijnerzijds.

De condensatie temperatuur die Kiekeboe noemt is vlot haalbaar. Met mijn ervaring in de temperaturen die in mijn buffer voorkomen is dit juist geen punt en zou je vlot een temperatuur in de condensator kunnen bereiken van ongeveer 25-30 graden, ruim onder de benodigde temperatuur dus.

Het is volstrekt oninteressant welke temperatuur uit de condensator komt, immers alle energie die daar in zit verdwijnt niet naar buiten.
Wat er dan gebeurt is dat het retourwater wat aan de ketel aangeboden wordt een aantal graden warmer is dan zonder condensator, en dat is de winst.

Wanneer ik inschat wat de moeite is die ik er voor moet doen om de condensator te bouwen en de investering mee reken dan nijg ik toch om het experiment een keer te doen. Juist vanwege de aanstaande grote renovatie gaat ook het hele verwarmingscircuit op de schop. dus ik kan er op voorhand rekening mee houden.
Mijns inziens kun je een condensator heel eenvoudig van opzet houden, gezien de ervaring van Holtere.
Combineer dat met een spiraal uit wellrohr en je kunt met weinig kosten iets functionerends bouwen lijkt me.

Een ander argument is dat ik zo veel mogelijk wilg van eigen land wil verwerken, dus zo min mogelijk meer aan wil voeren.
Of dit lukt zal de tijd leren, maar wanneer ik dan ongeveer 10% kan besparen in de hoeveelheid brandstof is dat mooi meegenomen.

En ja, als techneut probeer ik wel het onderste uit de kan te halen met zo weinig mogelijk techniek. En ik denk dat de reden erachter is dat je geen vergassers tegenkomt die condenseren enkel het probleem van het afvoeren van enigszins vervuild condensaat is. Technisch is het geen punt, zolang je het water uit de condensor maar voor de rücklaufanhebung houdt, zodat het retourwater wat de ketel ingaat boven de 65 graden blijft.

Wordt vervolgd.

Jan

Mijns inziens kun je een condensator heel eenvoudig van opzet houden, gezien de ervaring van Holtere

Moet dit toch bestrijden. Het is heel gemakkelijk om een warmtewisselaar rookgas / water te maken maar hoe ga je hem schoonhouden?
Geloof me, dat is echt nodig! Het gaat dus om de praktische uitwerking van het idee!

Grz,
Holtere

Zal het in het ontwerp nadrukkelijk meenemen dat het schoonhouden juist een punt is.
Aan de andere kant heb ik in mijn rookgaskanaal hoegenaamd geen last van aanslag, misschien een soepkom vol bruin stof per half jaar over een lengte van ongeveer 8 meter.
De vervuiling die waar te nemen is in het binnenwerk van jou "bell" heb ik niet in die mate.


Jan

@GTV6: je hebt gelijk, mijn berekening is absoluut niet exact.
zo bestaat hout uit veel meer dan 1 chemische formule, weet ik niet hoe het mollier diagram van rookgas eruit ziet. Neem ik voor het gemak aan dat as niet gevormd wordt, weet ik de luchtovermaat niet, enz enz.
maar globaal komt het wel uit denk ik.

nogmaals: ik ben ook helemaal geen voorstander van rookgascondensatie met een houtkachel.

maar het is wel leuk om erover na te denken.

Ik heb een topic aangemaakt over het samen bouwen cq experimenteren met een warmtewisselaar voor een rocket.
viewtopic.php?f=3&t=4746

kiekeboe schreef:
als rookgassen netzoveel water kunnen bevatten als lucht, dan zou je bij ongeveer 47 graden gaan condenseren.
per liter condensaat ongeveer 2400 kJ aan warmte, of dus maximaal 1750 kJ extra uit een kg hout.
als 1 kg hout een verbrandingswaarde heeft van 14000 kJ per kg, betekent condenseren maximaal 12,5 % extra rendement.

best nog redelijk, maar niet als je ziet wat je daar allemaal voor moet gaan doen.
zo nu eerst koffie.

Je rekent hier alleen met condensatiewarmte, hoewel dat het leeuwendeel van de oogstbare warmte is (dit is puur de fase overgangs energie) reken je de terugkoeling van water, damp en kooldioxide niet mee, deze zijn echter allen vermeld in de reactievergelijking dus voor de som aanwezig, dit zijn toch nog een paar honderd kilojoule..

Stel dat deze lucht 20 graden is met een RV van 60%, dan bevat deze lucht 9 gram/kg water, dus 0,09 kg water voor 1 kg hout

Lucht heeft een theoretische molaire massa van 28,97 g/mol Je rekent vooral een som die je zelf samenstelt (uit aannames) uit en niet de som (ofwel het vraagstuk) waar NCK en ik aan rekende, daarbij gebruik je massa percentages (wat allemaal grove afrondingen zijn die hun plaats hebben in de keuken maar niet in de natuur en scheikunde) i.p.v. met de exacte cijfers die aan de reactievergelijking te onttrekken zijn..


Ik houd het toch maar bij mijn manier van rekenen

marini schreef:ja ik zie hier ook een aantal berekeningen die allemaal wel gefundeerd zijn, misschien iemand met verstand van zaken zijn en de andere berekeningen naast elkaar zetten. Waar ik in zo'n verhaal altijd naar zoek is hoeveel warmte extra je krijgt in kw tov de normale bv70°afgas (misschien moeten we een getal als startreferentie aannemen ,bijvoorbeeld 60° vanafdan begint toch condenseren niet?) en dan het percentage verbetering, hoeveel hout minder nodig is komt daar mee overeen.
Maar ik besef ook wel dat dit een nederige vraag is van iemand die dan wel kan lezen wat er staat maar nog geen berekening zoals deze kan (en mischien wel wil ) maken.
Zoals ik het nu lees is het condens voor iedereen niet zo'n probleem , dat raak je wel kwijt.
Je moet afwegen of je een ventilator wil gebruiken en de extra kosten wil maken voor een extra . dan ga je er mijn inziens van uit dat er al iets staat. alshij nog gebouwd moet worden kan je hem maar best groot genoeg maken zodat hij codenseert maar daar zijn geen rekenvoorbeelden naar om te weten hoeveel oppervlakte je nodig hebt in inox bv om te condenseren naar 40° , trail en error lijkt me nog geen slecht idee.
Ik ga er dan maar eentje maken in rvs 304, als hij op brand maak ik de volgende in 316L, is hij te groot moet ik een rookgasventilator zetten
Ik begin met een oppervlakte 1m²?

Dit is niet moeilijk, als je de formule in excel zet en je Delta t veranderd (verschil in temperatuur) kun je zien wat er gebeurd, je moet dan wel opletten dat je de condensatiewarmte niet voor vol rekent en boven de honderd graden ook helemaal niet gebruikt.

De grootste winst komt uit het condenseren zelf niet uit het "koelen", het condenseren van water levert gewoon een bult energie op.

Als je dat niet ziet zitten kun je je vraag ook uitschrijven op het forum, met bruikbare gegevens en vraagstelling, er zwerft hier vast wel iemand rond die dat kan en wil uitrekenen voor je of je wil leren hoe je dat moet doen.

Een ventilator is geen must, je zou er voor kunnen kiezen om een deel van de rookgassen niet te condenseren en die net boven de condensor in te brengen, zij trekken de afgekoelde rookgassen waarschijnlijk wel mee naar boven. Zo benut je een deel van het rookgas ten volle en een deel helemaal niet. Omdat je het deel dat je wel koelt daadwerkelijk condenseert (dus het leeuwendeel van de energie vangt) levert dat waarschijnlijk meer op dan de middenweg kiezen door al het gas terug te koelen maar niet te condenseren.

De benodigde oppervlakte voor een warmtewisselaar (in ideale schone situatie) kun je berekenen..

JantjeV8 schreef:

fikkie stoken schreef:

GTV6 schreef: Enige manco kan zijn dat het uitgangspunt is dat er 100% condensatie is bij 55 graden. Voor aardgas is dit 42 graden.

Nog beter is de aangezogen lucht voor te verwarmen door de uitgaande pijp.

Er zijn ketelproducenten die dit al lang hebben.

En is het doel daarvan dan de lucht droog de verbranding in te sturen?
Dan blijft nog wel het condens uit de brandstof over.

Je kunt met warme lucht goed dingen drogen maar als je lucht zelf wil drogen moet het juist gekoeld worden of door een adsorbtiefilter gejaagd worden.

holtere schreef:

Mijns inziens kun je een condensator heel eenvoudig van opzet houden, gezien de ervaring van Holtere

Moet dit toch bestrijden. Het is heel gemakkelijk om een warmtewisselaar rookgas / water te maken maar hoe ga je hem schoonhouden?Geloof me, dat is echt nodig! Het gaat dus om de praktische uitwerking van het idee!

Grz,
Holtere

Stevig uitvoeren en uitrusten met een drainsysteem? Leeg laten lopen en de kachel een half uurtje op max zetten.. Af laten koelen, weer opvullen en normaal bedrijf starten...

Als je een rookgas bypass gebruikt om je schoorsteen trek te reguleren kun je het zelfs tijdens bedrijf doen of automatiseren en het periodiek laten doen door het systeem. Anders zal je het eens per maand zelf moeten doen, flesje bier in de hand, beetje in het vuur staren... en wachten tot ie schoon gebrand is

Ik ben raar aan het goochelen geweest met de molecuulgewichten onder de reactievergelijking.
Wat dat betreft heeft David gelijk en de gewichten die hij vermeld zijn juist.
Echter is de uitkomst van mijn berekening tot op dit punt identiek.

Ik ben expres niet verder gegaan met het terugkoelen van CO2 maar dan ook stikstof,omdat ik enkel onder de aandacht wou brengen wat globaal de hoeveelheid water is die ontstaat bij de verbranding van hout met 20% vocht.
Om hierin de reactiewarmte te betrekken is niet aan de orde voor mij mede omdat de gebruikte formule voor hout(gas) ook een redelijk algemeen aanvaard gemiddelde is. het gaat hier niet om de exacte waarde maar om een idee te geven waar we het over hebben.
Wat niet inhoud dat ik de exacte berekening niet waardeer.

Ook het gebruik van de enthapie van water geeft in dit geval een redelijk goede weergave, en het rekent makkelijk omdat het de gehele warmteinhoud beslaat.

En zoals eerder in dit topic is gezegd, het is inderdaad ingegeven door het verschil tussen boven- en onderwarmte.

Maar het blijft een mooie discussie, gezien de activiteit en de bijdrages hierin.
Of alles uitvoerbaar is en blijft zal de tijd leren en wat de winst zal zijn is een kwestie van meten.
Ik heb via een kennis een warmte-meter op de kop getikt.
Dus kunnen we meten hoeveel de winst is per kilo brandstof.
Wie weet.

We gaan nu eerst nadenken over ontwerp voor een condensor.


Jan