Waterrem

Onder dit forumonderdeel vallen alle vormen van zelfopwek, onder andere windenergie, waterenergie, wkk's (zelf stroom draaien), zonne-energie etc.

Moderator: Moderators

Plaats reactie
John Brabant
Berichten: 5
Lid geworden op: 16 sep 2015, 12:21

Waterrem

Bericht door John Brabant » 16 sep 2015, 12:48

Ik ben nieuw op dit forum.
Ben constructeur in de machinebouw.
Heb vanaf 1989 tot 2005 als hobby windmolens gebouwd, na de nodige tegenslagen toch een goede en betrouwbare molen gebouwd.
In 2005 bij noodweer toch de molen gesneuveld na 8 jaar trouwe dienst :( , te wijten aan waarschijnlijk wegvallen van belasting en niet voldoende aangrijpen van de automatische beveiligingen. Ben niet meer opnieuw begonnen met bouwen vanwege de veiligheid (heb een aantal buren) en de slechter wordende omstandigheden met betrekking tot hogere bomen in de belangrijkste windrichting ZW.
Ben nu in aanraking gekomen met de bekende waterrem, wil deze gaan plaatsen op een bestaande windmolen. Ik ben nu naarstig op zoek naar ontwerpgegevens van een dergelijke waterrem. Er zijn er te koop die gebruikt worden op testbanken voor vermogensmetingen. Voor dit doel eigenlijk ongeschikt, te hoog toerental en daardoor een forse versnellingskast nodig die ook het nodige vermogen gaat gebruiken.
Mijn vraag, wie kan mij verder helpen met de ontwikkeling van een waterrem die zo'n 100 omw/min gaat draaien en een maximaal vermogen van zo'n 25 Kw om moet gaan zetten in warm water.
Voor dit doel zoek ik dus ontwerpgegeven c.q. parameters om diameter toerental en andere afmetingen te bepalen zonder eerst een aantal experimenten te moeten gaan doen (het wiel opnieuw uitvinden) wie heeft er gegeven, tabellen en / of voorbeelden

Gandalf
Berichten: 4857
Lid geworden op: 17 jun 2010, 10:29

Re: Waterrem

Bericht door Gandalf » 17 sep 2015, 10:39

Sorry, kan je niet helpen met windmolens, maar forumlid Omweg heeft wel ooit dit docje gepost ivm een waterrem:

http://www.windenergy.nl/website_25/inf ... inish/4/20

Hopelijk ben je er iets mee.

G

NB Link werkt soms niet goed:
copy/paste zonder " " :
"http://www.windenergy.nl/website_25/informatie/downloads/finish/4/20"

Adriaan Kragten
Berichten: 239
Lid geworden op: 22 mar 2015, 09:02

Re: Waterrem

Bericht door Adriaan Kragten » 17 sep 2015, 17:06

Op mijn website http://www.kdwindturbines.nl kun je onder het menu KD-reports een groot aantal rapporten vinden over allerlei aspecten van kleine windmolens die gratis gekopieerd kunnen worden. In 1998 heb ik onderzoek gedaan naar een waterrem die bedoeld was om een door Hugo Vrijdag ontworpen verticale as windmolen af te remmen. Een aantal van deze molens zou als kunstvoorwerp in de Oosterschelde geplaatst worden. Als de rotor onbelast zou draaien dan zou bij hoge windsnelheden het toerental veel te hoog worden. De waterrem bestaat uit een vierbladig rotor met vierkante bladen die rechtstreeks in het water van de Oosterschelde draait. Uiteindelijk werd alles waarschijnlijk toch te gecompliceerd en te duur want de rotoren die uiteindelijk geplaatst zijn draaien helemaal niet. Mijn onderzoek naar de waterrem staat in rapport KD 26. In die tijd schreef ik mijn rapporten nog op een Brother tekstverwerker en daarom heb ik het niet digitaal. Ik kan het hoofdstuk over de waterrem wel scannen en je het mailen als je me een mail stuurt naar mijn e-mail adres maar ik denk niet dat het is wat je zoekt.

Je hebt het over een waterrem die 25 kW kan dissiperen. Dat is nogal wat, zeker als het direct drive moet functioneren. Komt de waterrem in de gondel van de molen te zitten of heb je een haakse overbrenging met een verticale as omlaag? Een waterrem heeft een kwadratische koppeltoerenkromme net als een windmolen. Als hij juist gedimensioneerd is dan belast hij de rotor zodanig dat hij bij elke windsnelheid bij zijn optimale snellopendheid draait maar het toerental neemt hierbij evenredig toe met de windsnelheid. Je kunt van een waterrem dus niet verwachten dat hij de beveiliging van de windmolen kan vervangen.

Als het je om warmte te doen is dan denk ik die dat tegen veel lagere kosten opgewekt kan worden met zonnecollectoren. De mechanisch opgewekte energie van een windmolen is hoogwaardig en die kun je beter in hoogwaardige elektrische energie omzetten dan in laagwaardige warmte. Ik weet dat er ooit zeer lang geleden in Ijsland een molen gebouwd is die via een generator warmte opwekte voor verwarming van een huis maar er is daar veel wind en in de winter komen er veel dagen voor dat de zon niet te zien is. Als je er toch mee verder wilt gaan denk ik dat het toch eenvoudiger is om via een versnellende overbrenging elektriciteit op te wekken en die dan in weerstanden in warmte om te zetten. In de begintijd van de windenergie is er een Deense 6-bladige molen van ongeveer 6 m diameter op de markt geweest waarbij dat zo gedaan werd maar de opbrengst viel erg tegen.

John Brabant
Berichten: 5
Lid geworden op: 16 sep 2015, 12:21

Re: Waterrem

Bericht door John Brabant » 21 sep 2015, 12:23

Gandalf,

Waterrem betreft hier een rem op basis van een omgebouwde wisselstroom dynamo.
Dit is niet wat ik zoek, zoek een volledig mechanische waterrem zoals die b.v. ook gebruikt worden op een vermogenstestbank, maar dan met een lager toerental.

Gandalf schreef:Sorry, kan je niet helpen met windmolens, maar forumlid Omweg heeft wel ooit dit docje gepost ivm een waterrem:

http://www.windenergy.nl/website_25/inf ... inish/4/20

Hopelijk ben je er iets mee.

G

NB Link werkt soms niet goed:
copy/paste zonder " " :
"http://www.windenergy.nl/website_25/informatie/downloads/finish/4/20"

Adriaan Kragten
Berichten: 239
Lid geworden op: 22 mar 2015, 09:02

Re: Waterrem

Bericht door Adriaan Kragten » 21 sep 2015, 22:13

Als je in plaats van water olie gebruikt kun je die verpompen met een axiale plunjerpomp. De olie pers je dan door een weerstand en de verliezen in de weerstand nemen kwadratisch toe met de snelheid van de olie waardoor je dezelfde karakteristiek krijgt als van een waterrem. Er zijn axiale plunjerpompen waarvan je het slagvolume kunt regelen tussen nul en een maximale waarde door de stand van de schijf die de plunjers aandrijft te veranderen. Je kunt de installatie aanpassen aan de windmolen door of de weerstand te regelen of door de plunjerpomp te regelen. Je hebt wel een warmtewisselaar nodig om de energie van de hete olie over te dragen aan het water van je CV-installatie. Maar als je voor de weerstand een lange dunne buis kiest dan is de warmtewisselaar een bak met water waar de buis als een serpentine in ligt. In beginsel werkt dit systeem ook met water in plaats van olie maar water smeert niet en het is lastig om met water bij een laag toerental een voldoende hoge druk op te bouwen. Hoe hoger de druk, hoe compacter de installatie.

John Brabant
Berichten: 5
Lid geworden op: 16 sep 2015, 12:21

Re: Waterrem

Bericht door John Brabant » 24 sep 2015, 18:39

Adriaan, ook dat is een mogelijkheid, maar weer een stuk gecompliceerder.
Er moet weer versneld gaan worden (verliezen), warmte overbrengen, een extra systeem (olie), en niet onbelangrijk meer kosten. Optimum blijft volgens mij een rechtstreeks aangedreven waterrem.
Een werkende waterrem waaraan wat gemeten kan worden zou het een stuk eenvoudiger maken.

Adriaan Kragten schreef:Als je in plaats van water olie gebruikt kun je die verpompen met een axiale plunjerpomp. De olie pers je dan door een weerstand en de verliezen in de weerstand nemen kwadratisch toe met de snelheid van de olie waardoor je dezelfde karakteristiek krijgt als van een waterrem. Er zijn axiale plunjerpompen waarvan je het slagvolume kunt regelen tussen nul en een maximale waarde door de stand van de schijf die de plunjers aandrijft te veranderen. Je kunt de installatie aanpassen aan de windmolen door of de weerstand te regelen of door de plunjerpomp te regelen. Je hebt wel een warmtewisselaar nodig om de energie van de hete olie over te dragen aan het water van je CV-installatie. Maar als je voor de weerstand een lange dunne buis kiest dan is de warmtewisselaar een bak met water waar de buis als een serpentine in ligt. In beginsel werkt dit systeem ook met water in plaats van olie maar water smeert niet en het is lastig om met water bij een laag toerental een voldoende hoge druk op te bouwen. Hoe hoger de druk, hoe compacter de installatie.

pelletpower
Berichten: 1906
Lid geworden op: 12 nov 2011, 13:21

Re: Waterrem

Bericht door pelletpower » 24 sep 2015, 18:54

Ik volg dit draadje, maar kan het niet goed plaatsen. Wat wil je precies gaan doen met die waterrem? Water opwarmen of vermogensmeting?

Adriaan Kragten
Berichten: 239
Lid geworden op: 22 mar 2015, 09:02

Re: Waterrem

Bericht door Adriaan Kragten » 25 sep 2015, 08:27

John Brabant schreef:Er moet weer versneld gaan worden (verliezen), warmte overbrengen, een extra systeem (olie), en niet onbelangrijk meer kosten. Optimum blijft volgens mij een rechtstreeks aangedreven waterrem.


Of er versneld moet worden hangt af van de druk die je opbouwt. Het is mogelijk dat de pomp bij een laag toerental en een hoge druk te veel interne lekverliezen heeft. Dit soort pompen zit in hydraulisch aangedreven voertuigen en er is misschien toch goedkoop 2e hands aan te komen. Ik heb je prive het hoofdstuk over de waterrem uit KD 26 gemaild en als je zo iets gaat doen dan heb je voor een apparaat dat direct drive 25 kW kan dissiperen toch een behoorlijk groot ding nodig en als je dat moet gaan bouwen is het ook niet gratis.

Een aspect van een waterrem in de torenvoet is ook dat die bij windstilte en strenge vorst kan bevriezen. Om bevriezing met anti-vries te voorkomen heb je voor een vermogen aan anti-vries nodig. Als hij stijf bevroren is dan zal de molen niet starten als er weer wind komt maar als er alleen maar een laag ijs in zit dan kunnen de brokken ijs de schotten van de waterrem beschadigen. Dit probleem heb je niet als je olie gebruikt en de warmtewisselaar binnen opstelt of als je elektriciteit opwekt en die gebruikt om het water van je CV-installatie op te warmen.

John Brabant
Berichten: 5
Lid geworden op: 16 sep 2015, 12:21

Re: Waterrem

Bericht door John Brabant » 28 sep 2015, 07:53

pelletpower schreef:Ik volg dit draadje, maar kan het niet goed plaatsen. Wat wil je precies gaan doen met die waterrem? Water opwarmen of vermogensmeting?

Pelletpower,
Bedoeling is alleen warmte opwekken, dit is volgens mij de meest simpele omzetting van mechanische energie naar warm water. In het verleden al meer succesvol toegepast, maar om een of andere reden in de vergetelheid geraakt. Als dit weer zoals in dit geval opgepakt gaat worden blijkt dat het zeer moeilijk is om gegevens en ervaringen uit dit verleden weer boven water te krijgen. Omdat de bouw van deze waterrem kosten met zich meebrengt hoop ik zoveel gegevens te verzamelen dat het ontwerp liefst in een keer goed is, eventueel met kleine ingebouwde instellingen voor het fijn tunen.
Inmiddels is een neef van mij die theoretisch goed op de hoogte is (was docent op de TU Twente) zich gaan verdiepen in deze materie. Het zou ontzettend helpen als we ervaringen en nog mooier metingen hadden van een waterrem. We blijven aankijken tegen een factor die bepaald wordt door inwendige afmetingen en vormgeving die uiteindelijk de weerstand (koppel) van de waterrem mede bepaald.
Ervaringen zijn er wel met waterremmen voor vermogensmetingen, deze zijn inwendig zeer geavanceerd met speciaal gevormde schoepen om zo veel mogelijk weerstand te krijgen. Uiteindelijk zijn deze waterremmen in de handel gekomen gebaseerd op een hoog toerental >2000 rpm en een enorm vermogen, alleen bruikbaar met een versnellingskast met de nodige verliezen en kosten.

m.bouwer
Berichten: 589
Lid geworden op: 18 aug 2012, 20:19

Re: Waterrem

Bericht door m.bouwer » 12 okt 2015, 19:48

John Brabant,

Jaren geleden hebben wij waterremmen gemaakt en aangedreven met een molen.
Volgens ontwerpgegevens uit het nomogram van Giljamse.
Hier een 60 cm diameter.
Groet Rinus
Bijlagen
waterrem.jpg
waterrem.jpg (31.26 KiB) 2309 keer bekeken

John Brabant
Berichten: 5
Lid geworden op: 16 sep 2015, 12:21

Re: Waterrem

Bericht door John Brabant » 12 okt 2015, 20:24

m.bouwer schreef:John Brabant,

Jaren geleden hebben wij waterremmen gemaakt en aangedreven met een molen.
Volgens ontwerpgegevens uit het nomogram van Giljamse.
Hier een 60 cm diameter.
Groet Rinus


M.Bouwer,

Dit is ook wat mijn idee is voor een waterrem, gewoon simpel.
Maar nu komt het, welk koppel genereerd deze rem bij 100 rpm.
Welke details beïnvloeden de weerstand die deze rotor ondervindt, denkend aan aantal schoepen, spleet tussen rotor en stator en belangrijk de diameter die tot de ^4 meetelt. Het toerental tot de ^2.
Uiteindelijk gaan de metingen dit uitwijzen. Ik zou graag voor ik ga bouwen enigszins een idee willen hebben van de diameter.
Wie heeft het Giliamse nomogram, wie heeft ervaringen en mogelijk meet gegevens.

m.bouwer
Berichten: 589
Lid geworden op: 18 aug 2012, 20:19

Re: Waterrem

Bericht door m.bouwer » 19 okt 2015, 20:25

John Brabant,

Het Giljamse nomogram met beschrijving stond in DUURZAME ENERGIE ( voorloper van ODE bode )
We hebben het artikel opgevraagd en gaan het jou toesturen.
Bijlagen
ODE.png
ODE.png (121.82 KiB) 2223 keer bekeken

Plaats reactie