Warmte-winning rond kachelpijp
Geplaatst: 19 sep 2014, 10:35
Warmtewinning rond kachelpijp: bm20140915
Momenteel heb ik al een paar seizoenen in mijn stalen inzethaard van ca 8 kW. drie elementen van een oude gietijzeren cv radiator ingebouwd zitten en dienend als warmte-collector .Deze is gekoppeld aan een open waterbak met daarin een autoradiator,die aan beide kanten aangesloten is aan mijn cv installatie. Zowel in het circuit tussen kachel en waterbak staat een druk-en temp. meter ,terwijl in de koude leiding van bak naar warmte-collector in de kachel een cv pomp staat,een temp-.en druk meter en een afsluiter, waaraan een transparante plastic slang om het waterpeil in de bak te controleren. Ook tussen de autoradiator en de cv staat een dito cv pomp, een dito meter en op elke leiding een afsluiter. CV aanvoer naar autoradiator komt via een T aansluiting in de warme cv leiding. Vanuit autoradiator voert die cv pomp verwarmd water in koude cv leiding. Water in de bak bleef mooi tussen 70 en 100 gr.C. Alleen de capaciteit is te gering. CV ketel moet te vaak bijspringen,soms de hele dag ‘swinters.
Oplossing?
Warmtewinning van de hitte in de verticale rookafvoerpijp, die òf direct op de kachel omhoog gaat of via een haakse bocht en stukje horizontale pijp aangesloten is op een T waarvan één van de twee naar beneden open blijft, zoals bij mijn CV ketel afvoer. Twee redenen voor de T aansluiting: Ik kan hier met een regelbare ventilator de trek beïnvloeden en de andere reden is dat ik - als ik een creosootschraper in de bovenste verticale pijp aanbreng(zie verder).- hier de neerdwarrelende troep in een filterzak opvangen kan.
Uitwerking en vragen:
Ik heb 4 rvs buisspiralen van ca 80cm lang, buisdiam.10 mm en 34 windingen van 100 mm diameter uitwending, afkomstig van een sloperij waar ik een oude bierkoelunit ? vond. Ik wil tegen de buitenzijde van de 150 mm diameter kachelpijp (wanddikte 3 mm) deze 4 spiralen plaatsen in een waterbad, bestaande uit twee olievaten, die op elkaar gelast zijn waarvan alleen de onderste nog een bodem heeft en schroefdeksel in een tapgat, waardoor een koud water doorvoer moet komen met directe aansluiting naar elke spiraal apart. Door de bodem komt een 22 mm doorvoer van de “koudere” warme CV leiding naar binnen op een T stuk van 22 naar 2 x 15 mm, Elk uiteinde van de 15mm T gaat naar een T stuk 1x15 in en 2 x 12 mm uitgangen,die middels een opvulbusje van 12 mm naar 10mm elk één spiraal voeden. Aan bovenzijde een zelfde situatie voor de afvoer van verwarmd water. Waterniveau daarvan boven in deze open bak wordt op peil gehouden door een afsluiter met watervlotter uit oud soort WC stortbak.
Als er onvoldoende thermische syphonstroming ontstaan kan ik altijd nog een pomp ertussen zetten. Om de warmtetransmissie tussen kachelpijp en water intenser te maken kan ik nog verticale ribben buiten op de kachelpijp lassen, want tussen de 4 spiralen is genoeg ruimte., want binnendiameter van ton is 378 mm en hoogte effectief is dan 2 x 585= 1170 mm. Deze “koelribben” kunnen
Door de relatief snelle afkoeling van de kachelpijp zal er aan de binnenzijde condensvorming optreden. In welke mate dat bijdraagt aan het warmte-win-effect,vanwege de vrij komende condensatiewarmte weet ik niet ,maar ook zal er meer kans op creosootvorming zijn. Indien nodig zou ik die (beide?) kunnen verhogen door in deze 150 mm kachelpijp een zg wormspiraal plaatsen waarvan de 25 mm as boven in de bocht van de staande kachelpijp naar de horizontale ca 500 mm lange pijp naar buiten steekt en met een gasdichte afsluiting draaibaar is en verticaal beweegbaar. Deze eng in de kachelpijp sluitende spiraalsgewijs omhooggaande glijbaan slingert zich aan beide zijden van de 30 mm stang omhoog, zodat enkel de 30 mm diameter van de stang de kachelpijpdoorsnede vermindert. De oplossing met de zg. wormspiraal dient zowel voor het losschrapen van de eventuele creosoot en aangekoekte as,die dan in het vuurbed vallen, alsmede voor een betere warmtetransmissie daar de passerende hete gassen langer met de binnenwand van de pijp in contact blijven, omdat die slingerend omhoog gaan .Bijkomend voordeel is waarschijnlijk dat de roetdeeltjes en andere vaste partikels door de centrifugale stroming naar de buitenzijde geslingerd worden. Zelfs zou tussen het einde van de staande pijp en het begin van de bocht een zg. cycloon- afscheider gemonteerd kunnen worden, waar in een zachte geïnduceerde tegenstroom de partikels neerdwarrelen op een stoffilter,waar de zacht stromende geïnduceerde lucht zich bij de cyclische stroming voegt, e.e.a. zoals in gebruik bij houtbewerkingsbedrijven voor houtzaagsel en schuurstof.
Het relatief beperkte verwarmend oppervlak van de kachelpijp is toch de bottleneck voor een perfecte warmte-overdracht. Denkbaar zijn extra verticale ribben binnen tegen de staande kachelpijpwand ,en sleuven daarvoor in de glijbaan van de omhoog slingerende rookgasgeleiding, maar dan is het effect van de centrifugale werking veel geringer en kan de creosootschraper niet meer draaibaar maar enkel in verticale richting gebruikt worden. Omdat ik over ruime hoeveelheden hout beschik,zou ik graag zoveel mogelijk warmte overdracht krijgen, terwijl dan een hogere dan de meest efficiënte schoorsteen temperatuur acceptabel is.
Vraag 1: wie kan mij een benaderende warmte- overdrachts- effectiviteits- berekening maken,van de meest gunstige van de onderstaande situaties:
A alleen de vier spiralen in de geïsoleerde waterbak tegen de centrale kachelpijp.?
B: als A echter met verticale vinnen op kachelpijp gelast ( ton binnen diameter is 378 mm en hoogte effectief is ca 575mm x 2tonnen = 1150 mm )
C: met toepassing van de binnen rookgeleiding/creosootschraper ,bestaande uit twee banen die om de centrale staaf van diam. 30 mm geslingerd zijn. Dus effectieve diameter van het rookkanaal wordt dan buitendiameter van 150-(2x kachelpijp wanddikte à 3mm =) 6 minus de schraperstaaf diam. À 30 mm= 114 mm. Misschien is een staafdiam. Van 25 mm ook voldoende. dan 119 mm.
D: met sleuven in centrifugale rookgeleding en interne verticale vinnen?
NB:
1:
Misschien kan buisdiameter van schraper ook 25 mm bedragen. Dan wordt die 114+5=119mm
2:
Hoe groot zou het verschil zijn tussen de situatie C en B om te beoordelen of de meerkosten van C wel terugverdiend zouden kunnen worden? Ruwweg het extra aantal te winnen Kw/h. x de gasprijs.
3:
Hoe zal de centrifugale rookgeleider en de buis daarvan zich houden als vlak boven de vuurhaard steeds erg hete gassen er omheen kringelen? Bijv. 900+ gr. C?
4:
Bestaan er goede warmte winnings- units uit passerende rookgassen in de kachelpijp en wat zijn de ervaringen daarmee en in welke prijsklassen en welke leveranciers?
Zoja, dan zou dit project waarschijnlijk onnodig zijn. Maar ik vrees dat t.o.v. mijn oplossing de prijs dan hoger zal blijken , dan met gebruik van mijn goedkopere materialen en dat die minder effectief zullen zijn en minder veilig vanwege geen open systeem.
Graag uw advies, suggesties en vermelding van mogelijke “valkuilen” waarvoor nu bij voorbaat al
Hartelijk dank
Caloriamo
Momenteel heb ik al een paar seizoenen in mijn stalen inzethaard van ca 8 kW. drie elementen van een oude gietijzeren cv radiator ingebouwd zitten en dienend als warmte-collector .Deze is gekoppeld aan een open waterbak met daarin een autoradiator,die aan beide kanten aangesloten is aan mijn cv installatie. Zowel in het circuit tussen kachel en waterbak staat een druk-en temp. meter ,terwijl in de koude leiding van bak naar warmte-collector in de kachel een cv pomp staat,een temp-.en druk meter en een afsluiter, waaraan een transparante plastic slang om het waterpeil in de bak te controleren. Ook tussen de autoradiator en de cv staat een dito cv pomp, een dito meter en op elke leiding een afsluiter. CV aanvoer naar autoradiator komt via een T aansluiting in de warme cv leiding. Vanuit autoradiator voert die cv pomp verwarmd water in koude cv leiding. Water in de bak bleef mooi tussen 70 en 100 gr.C. Alleen de capaciteit is te gering. CV ketel moet te vaak bijspringen,soms de hele dag ‘swinters.
Oplossing?
Warmtewinning van de hitte in de verticale rookafvoerpijp, die òf direct op de kachel omhoog gaat of via een haakse bocht en stukje horizontale pijp aangesloten is op een T waarvan één van de twee naar beneden open blijft, zoals bij mijn CV ketel afvoer. Twee redenen voor de T aansluiting: Ik kan hier met een regelbare ventilator de trek beïnvloeden en de andere reden is dat ik - als ik een creosootschraper in de bovenste verticale pijp aanbreng(zie verder).- hier de neerdwarrelende troep in een filterzak opvangen kan.
Uitwerking en vragen:
Ik heb 4 rvs buisspiralen van ca 80cm lang, buisdiam.10 mm en 34 windingen van 100 mm diameter uitwending, afkomstig van een sloperij waar ik een oude bierkoelunit ? vond. Ik wil tegen de buitenzijde van de 150 mm diameter kachelpijp (wanddikte 3 mm) deze 4 spiralen plaatsen in een waterbad, bestaande uit twee olievaten, die op elkaar gelast zijn waarvan alleen de onderste nog een bodem heeft en schroefdeksel in een tapgat, waardoor een koud water doorvoer moet komen met directe aansluiting naar elke spiraal apart. Door de bodem komt een 22 mm doorvoer van de “koudere” warme CV leiding naar binnen op een T stuk van 22 naar 2 x 15 mm, Elk uiteinde van de 15mm T gaat naar een T stuk 1x15 in en 2 x 12 mm uitgangen,die middels een opvulbusje van 12 mm naar 10mm elk één spiraal voeden. Aan bovenzijde een zelfde situatie voor de afvoer van verwarmd water. Waterniveau daarvan boven in deze open bak wordt op peil gehouden door een afsluiter met watervlotter uit oud soort WC stortbak.
Als er onvoldoende thermische syphonstroming ontstaan kan ik altijd nog een pomp ertussen zetten. Om de warmtetransmissie tussen kachelpijp en water intenser te maken kan ik nog verticale ribben buiten op de kachelpijp lassen, want tussen de 4 spiralen is genoeg ruimte., want binnendiameter van ton is 378 mm en hoogte effectief is dan 2 x 585= 1170 mm. Deze “koelribben” kunnen
Door de relatief snelle afkoeling van de kachelpijp zal er aan de binnenzijde condensvorming optreden. In welke mate dat bijdraagt aan het warmte-win-effect,vanwege de vrij komende condensatiewarmte weet ik niet ,maar ook zal er meer kans op creosootvorming zijn. Indien nodig zou ik die (beide?) kunnen verhogen door in deze 150 mm kachelpijp een zg wormspiraal plaatsen waarvan de 25 mm as boven in de bocht van de staande kachelpijp naar de horizontale ca 500 mm lange pijp naar buiten steekt en met een gasdichte afsluiting draaibaar is en verticaal beweegbaar. Deze eng in de kachelpijp sluitende spiraalsgewijs omhooggaande glijbaan slingert zich aan beide zijden van de 30 mm stang omhoog, zodat enkel de 30 mm diameter van de stang de kachelpijpdoorsnede vermindert. De oplossing met de zg. wormspiraal dient zowel voor het losschrapen van de eventuele creosoot en aangekoekte as,die dan in het vuurbed vallen, alsmede voor een betere warmtetransmissie daar de passerende hete gassen langer met de binnenwand van de pijp in contact blijven, omdat die slingerend omhoog gaan .Bijkomend voordeel is waarschijnlijk dat de roetdeeltjes en andere vaste partikels door de centrifugale stroming naar de buitenzijde geslingerd worden. Zelfs zou tussen het einde van de staande pijp en het begin van de bocht een zg. cycloon- afscheider gemonteerd kunnen worden, waar in een zachte geïnduceerde tegenstroom de partikels neerdwarrelen op een stoffilter,waar de zacht stromende geïnduceerde lucht zich bij de cyclische stroming voegt, e.e.a. zoals in gebruik bij houtbewerkingsbedrijven voor houtzaagsel en schuurstof.
Het relatief beperkte verwarmend oppervlak van de kachelpijp is toch de bottleneck voor een perfecte warmte-overdracht. Denkbaar zijn extra verticale ribben binnen tegen de staande kachelpijpwand ,en sleuven daarvoor in de glijbaan van de omhoog slingerende rookgasgeleiding, maar dan is het effect van de centrifugale werking veel geringer en kan de creosootschraper niet meer draaibaar maar enkel in verticale richting gebruikt worden. Omdat ik over ruime hoeveelheden hout beschik,zou ik graag zoveel mogelijk warmte overdracht krijgen, terwijl dan een hogere dan de meest efficiënte schoorsteen temperatuur acceptabel is.
Vraag 1: wie kan mij een benaderende warmte- overdrachts- effectiviteits- berekening maken,van de meest gunstige van de onderstaande situaties:
A alleen de vier spiralen in de geïsoleerde waterbak tegen de centrale kachelpijp.?
B: als A echter met verticale vinnen op kachelpijp gelast ( ton binnen diameter is 378 mm en hoogte effectief is ca 575mm x 2tonnen = 1150 mm )
C: met toepassing van de binnen rookgeleiding/creosootschraper ,bestaande uit twee banen die om de centrale staaf van diam. 30 mm geslingerd zijn. Dus effectieve diameter van het rookkanaal wordt dan buitendiameter van 150-(2x kachelpijp wanddikte à 3mm =) 6 minus de schraperstaaf diam. À 30 mm= 114 mm. Misschien is een staafdiam. Van 25 mm ook voldoende. dan 119 mm.
D: met sleuven in centrifugale rookgeleding en interne verticale vinnen?
NB:
1:
Misschien kan buisdiameter van schraper ook 25 mm bedragen. Dan wordt die 114+5=119mm
2:
Hoe groot zou het verschil zijn tussen de situatie C en B om te beoordelen of de meerkosten van C wel terugverdiend zouden kunnen worden? Ruwweg het extra aantal te winnen Kw/h. x de gasprijs.
3:
Hoe zal de centrifugale rookgeleider en de buis daarvan zich houden als vlak boven de vuurhaard steeds erg hete gassen er omheen kringelen? Bijv. 900+ gr. C?
4:
Bestaan er goede warmte winnings- units uit passerende rookgassen in de kachelpijp en wat zijn de ervaringen daarmee en in welke prijsklassen en welke leveranciers?
Zoja, dan zou dit project waarschijnlijk onnodig zijn. Maar ik vrees dat t.o.v. mijn oplossing de prijs dan hoger zal blijken , dan met gebruik van mijn goedkopere materialen en dat die minder effectief zullen zijn en minder veilig vanwege geen open systeem.
Graag uw advies, suggesties en vermelding van mogelijke “valkuilen” waarvoor nu bij voorbaat al
Hartelijk dank
Caloriamo
