Rocket stove ontwikkeling

verwarming, isolatie, huiselijk energieverbruik

Moderator: Moderators

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

Re: Rocket stove ontwikkeling

Bericht door Gandalf » 22 apr 2012, 11:45

Holtere,

Ik denk dat Peter ook vooral het systeem dat erachter zit op het oog heeft (buffervat en beveiliging). Probleem is nu wellicht dat het extra vermogen dat ontstaat als de turbo aanspringt door de schoorsteen verdwijnt en het rendement doet kelderen.

Belangrijk wordt wellicht om te bepalen hoe groot de bell qua binnenvolume/oppervlakte moet worden. Voordeel is dat met de waterbell er met een constante manteltemperatuur gerekend kan worden.
...
In dat verband had ik nog graag eens op deze uitspraak eerder in de draad terugkomen:
Peterberg" schreef:Voorlopige conclusie: met het introduceren van meer compartimenten (bells) neemt het warmtewisselend rendement toe met telkens (ongeveer) 30% per toegevoegd compartiment. Het gewicht neemt daardoor ook af, natuurlijk, en de hoeveelheid verstookte brandstof is voor allemaal gelijk. De kleinere warmen dus sneller op en zijn eerder "vol".

Gebruikersavatar
peterberg
Moderator
Berichten: 2194
Lid geworden op: 02 mar 2007, 18:09
Locatie: Den Haag

Re: Rocket stove ontwikkeling

Bericht door peterberg » 22 apr 2012, 16:05

Gandalf schreef:In dat verband had ik nog graag eens op deze uitspraak eerder in de draad terugkomen:
Die conclusie komt niet voor in deze draad, maar in het rocket/bell project. Bovendien is die conclusie alweer achterhaald door voortschrijdend inzicht.

Het luidt nu als volgt: de effectiviteit van de bell is niet gerelateerd aan het volume, maar aan de oppervlakte van de binnenwanden en plafond ervan. Omdat de afvoer zich op vloer niveau bevindt doet de vloer nauwelijks mee, en de onderrand van de wanden ook niet veel. Met het vermeerderen van het aantal van de bells komt er steeds een plafond bij, en het effectieve oppervlak neemt daardoor toe. Door verkleining van het geheel is het op deze manier mogelijk om het rendement gelijk te houden. Ondanks dat het volume vermindert, neemt de oppervlakte die warmte opneemt niet af.

En een afgeleide daarvan: een bol heeft de kleinste oppervlakte ten opzichte van het volume, een gelijkzijdige kubus neemt een middenposite in en een ongelijkzijdige kubus heeft de grootste oppervlakte ten opzichte van de inhoud. De beste bell is dus een brede en ondiepe ruimte met het kleinst mogelijke grondvlak. En verder kan er nog van allerlei mogelijkheden zoals bijvoorbeeld ribben gebruik gemaakt worden om het binnen oppervlak te vergroten. In dit verband is de kachel van Mees een goed voorbeeld: er zijn ribben waar de syphon op rust, en ook nog twee onder de oven.
groeten, Peter
+52° 1' 47.40", +4° 22' 57.80"

Gebruikersavatar
peterberg
Moderator
Berichten: 2194
Lid geworden op: 02 mar 2007, 18:09
Locatie: Den Haag

Re: Rocket stove ontwikkeling

Bericht door peterberg » 22 apr 2012, 16:06

holtere schreef:Jullie kunnen niet zeggen dat ik geen vooruitziende blik heb gehad.

@Holtere,
Dit lijkt er op alsof je een volledig nieuw exemplaar aan het maken bent, klopt dat?
groeten, Peter
+52° 1' 47.40", +4° 22' 57.80"

holtere
Berichten: 1173
Lid geworden op: 07 mei 2011, 17:23

Re: Rocket stove ontwikkeling

Bericht door holtere » 22 apr 2012, 16:54

Nee, geen compleet nieuw kacheltje maar ik heb de materialen voor de verbeteringen verzameld waar al eerder over gesproken is (zie draadje "update houtkachel")
De planning is om een gevouwen pijp in de brandgedeelte te maken voor een betere secundaire luchttoevoer. De deken op de foto is om de nog steeds ongeisoleerde riser in te pakken. (zal Gandalf blij mee zijn :D )
De twee rvs-ketels zijn voor de buitenste wand van de dubbele bell-constructie.
Het waterhoudend deel heeft nu een tussenruimte van 8 mm. en blijkt toch in de praktijk onvoldoende. Hij gaat met flink stoken regelmatig ruisen. Als de waterketel in de dubbele bell komt te zitten zal dat alleen maar erger worden!
Het waterdeel ga ik dus slopen en er een nieuwe binnenketel inzetten met 2,5 cm tussenruimte. Daarvoor is de oude gastank bedoeld!
Overigens kan dit kacheltje ook pulseren heb ik gemerkt! na flink stoken komen er dan ook met flinke snelheid vlammen uit de spleten van de secundaire luchtpijpen die nu bij normaal stoken niet goed genoeg werken.
Hopelijk is dit effect wat beter te bereiken als de verbeteringen aangebracht zijn. Vooral de luchttoevoer en de riserisolatie moeten het gaan doen.
Ik overweeg nog om nieuwe steentjes te maken om de brandkamer te verkleinen? Deze houden zich bijzonder goed!

Grz,
Holtere
Bijlagen
dubbele bell.JPG

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

Re: Rocket stove ontwikkeling

Bericht door Gandalf » 23 apr 2012, 11:57

peterberg schreef:
Gandalf schreef:In dat verband had ik nog graag eens op deze uitspraak eerder in de draad terugkomen:
Die conclusie komt niet voor in deze draad, maar in het rocket/bell project. Bovendien is die conclusie alweer achterhaald door voortschrijdend inzicht.

Het luidt nu als volgt: de effectiviteit van de bell is niet gerelateerd aan het volume, maar aan de oppervlakte van de binnenwanden en plafond ervan. Omdat de afvoer zich op vloer niveau bevindt doet de vloer nauwelijks mee, en de onderrand van de wanden ook niet veel. Met het vermeerderen van het aantal van de bells komt er steeds een plafond bij, en het effectieve oppervlak neemt daardoor toe. Door verkleining van het geheel is het op deze manier mogelijk om het rendement gelijk te houden. Ondanks dat het volume vermindert, neemt de oppervlakte die warmte opneemt niet af.

En een afgeleide daarvan: een bol heeft de kleinste oppervlakte ten opzichte van het volume, een gelijkzijdige kubus neemt een middenposite in en een ongelijkzijdige kubus heeft de grootste oppervlakte ten opzichte van de inhoud. De beste bell is dus een brede en ondiepe ruimte met het kleinst mogelijke grondvlak. En verder kan er nog van allerlei mogelijkheden zoals bijvoorbeeld ribben gebruik gemaakt worden om het binnen oppervlak te vergroten. In dit verband is de kachel van Mees een goed voorbeeld: er zijn ribben waar de syphon op rust, en ook nog twee onder de oven.


Het pafond is dus de belangrijkste warmteabsorbeerder. Dus zo groot mogelijk. Gewoonlijk is de plafondoppervlakte echter wel identiek als de vloeroppervlakte en die moet weer zo klein mogelijk ? Tegenstrijdige eisen helaas. Tenzij er een soort paddestoel gecreëerd wordt.

Wat ik me ook nog afvraag is of je het plafond van de eerste bell wel 100% mag inrekenen als er nog een bell wordt opgeplaatst ? Beter Bell(s) achter elkaar en dan nog liefst zo geplaatst dat het onderlinge raakvlak beperkt blijft tot de rookgasdoorgang ? Zie tekening. De groene wand mag die wel 100% ingerekend worden ?
En is het niet beter de Bell(en ?) achter elkaar te plaatsen met zo weinig mogelijk onderling raakvlak ? Een beetje zoals het laatste bovenaanzicht.
bells.JPG


Bovendien geldt voor CV-leidingen dat een horizontale verwarmingsleiding meer warmte afgeeft/verliest dan een verticale.
Als dit principe ook voor een bell geldt, dan zou een zo groot mogelijk plafondoppervlak met een zo klein mogelijk verticale wand het ideaal betekenen. En dan kom je terug uit op cilinders ipv onregelmatige veelhoeken... Bellen als putringen naast de kachel dan , met cirkels die elkaar net raken waar ook de rookgasdoorgang op vloerniveau geplaatst wordt.
G


PS Merk op dat de dubbele Bellen in de tekening al drie bestaan uit 2 identieke kubussen. Dus met hetzelfde volume en massa, maar dat het buitenoppervlak (warmteafgifte aan de omgeving) van de eerste opstelling 9 vierkanten (bijvoorbeeld 1m²) bedraagt, van de tweede 8 vierkanten en van de derde opstelling 10 vierkanten.

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

Re: Rocket stove ontwikkeling

Bericht door Gandalf » 23 apr 2012, 12:31

@Holtere,

Ik vraag me af of de rookgassen buitenom leiden wel zo'n goed idee is.
Zou de bell verhogen niet effectiever zijn ?

Rookgassen buitenom zijn wellicht heter dan het water zoals het nu is. De oppervlakte temperatuur van de kachel gaat dan ook toenemen. Misschien zelfs tot temperaturen waar er weer eerder sprake is van veel convectie en stofschroei (?)

Maar weten zullen we het uiteraard pas als het geprobeerd wordt.

G

holtere
Berichten: 1173
Lid geworden op: 07 mei 2011, 17:23

Re: Rocket stove ontwikkeling

Bericht door holtere » 23 apr 2012, 12:37

Nu reizen we even een paar duizend jaar terug naar de tijd van de Romeinen! Als ik me niet vergis stookten zij vuurtjes onder de vloer en hadden dus letterlijk een bell met een "plafond" oppervlakte van de kamervloer :D
Slimme jongens die Romeinen!
Dit lijkt bij nieuwbouw niet al te lastig uit te voeren, de warmteopname door de leiding van de vloerverwarming kan dan naar de bovenverdieping.
Omdat de rocket buiten en onder het maaiveld staat mag die ook rustig knetteren zoals eerder beschreven.
Volgen mij ontbreekt nu alleen nog de geautomatiseerde aanvoer van brandstof...Pellets of zaagsel...

Is dit dè oplossing?

Grz,
Holtere
Laatst gewijzigd door holtere op 23 apr 2012, 12:48, 1 keer totaal gewijzigd.

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

Re: Rocket stove ontwikkeling

Bericht door Gandalf » 23 apr 2012, 12:40

Als je dan ook nog de hele kelder langs onder en zijwaarts kan isoleren tegen hoge temperaturen ....

Of een leger slaven om hout aan te voeren en te stoken ...

G

holtere
Berichten: 1173
Lid geworden op: 07 mei 2011, 17:23

Re: Rocket stove ontwikkeling

Bericht door holtere » 23 apr 2012, 12:46

Gandalf, je post kruiste net voor me langs!

Je hebt misschien wel een punt met de stofschroei. Geen idee hoe dat uit gaat pakken :?
Echter de kachel mag in hartje winter best wel meer en sneller warmte afgeven. De kamer is groot en de mantel wordt niet heter dan 70 graden, gelijk aan de watertemp. Waterzijdig is de kachel nu ong. 4 kw en dat mag dus ruimschoots meer worden!
Er is nu warmte over die nu de schoorsteen in gaat, dat willen we beter benutten!
We proberen dit gewoon en dan zien we weer verder!

Grz,
Holtere

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

Re: Rocket stove ontwikkeling

Bericht door Gandalf » 23 apr 2012, 12:50

Holtere,

Wat zijn je gemiddelde afgastemperaturen dan als de kachel in vol bedrijf is ?
(En uiteraard zonder dat de buffer al volgeladen is)

G

holtere
Berichten: 1173
Lid geworden op: 07 mei 2011, 17:23

Re: Rocket stove ontwikkeling

Bericht door holtere » 23 apr 2012, 13:00

In vol bedrijf tussen 120 en 180 graden. Echter kan gemakkelijk naar 280 als het moet met opstoken.
De kachel krijgt zeker meer vermogen als de verbeteringen aan de luchttoevoer en de isolering van de riser aangebracht zijn. Verwachting is dat ook de afvoertemp dan verder omhoog gaat.
De bell is aan de kleine kant voor het vermogen maar we willen ook wat meer warmteafgifte maar vooral ook een snellere kachel dan dat ie nu is.

Grz,
Holtere

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

Re: Rocket stove ontwikkeling

Bericht door Gandalf » 23 apr 2012, 13:17

En die 70 graden wandtemperatuur ... zit daar nog veel verschil in met de bovenkant en de onderkant (waar het koude water uit de buffer instroomt) van de mantel ?
Het geluid dat je hoort is dat van een forse stroming door de thermosiphonwerking ? (geen stoombellen hoop ik)

G

Gebruikersavatar
peterberg
Moderator
Berichten: 2194
Lid geworden op: 02 mar 2007, 18:09
Locatie: Den Haag

Re: Rocket stove ontwikkeling

Bericht door peterberg » 23 apr 2012, 15:06

Gandalf schreef:Het pafond is dus de belangrijkste warmteabsorbeerder. Dus zo groot mogelijk. Gewoonlijk is de plafondoppervlakte echter wel identiek als de vloeroppervlakte en die moet weer zo klein mogelijk ? Tegenstrijdige eisen helaas. Tenzij er een soort paddestoel gecreëerd wordt.
Oei, wat ga je weer hard van stapel!
Het plafond is inderdaad de beste, de wanden bijna zo goed omdat er laagvorming plaats vindt, de bodem is te verwaarlozen. Als je een goed gemiddelde wilt krijgen kom je altijd uit op een kleine vloer, want die telt gewoon niet mee. Een omgekeerde pyramide zou dan de beste vorm zijn, liefst eentje die geen vierkant grondvlak heeft. Lastig te bouwen, dus als het om verticale wanden gaat kun je de wanden 90% van de oppervlakte maken en heb je de beste warmte opname per gespendeerd oppervlak. De afgifte is een heel ander verhaal.
Gandalf schreef:Wat ik me ook nog afvraag is of je het plafond van de eerste bell wel 100% mag inrekenen als er nog een bell wordt opgeplaatst ? Beter Bell(s) achter elkaar en dan nog liefst zo geplaatst dat het onderlinge raakvlak beperkt blijft tot de rookgasdoorgang?
Het hangt er maar vanaf welk deel van de tijd gedurende de stook je het over hebt. In het begin is een gezamenlijke wand geen bezwaar omdat de warmte zich traag door de wand of plafond verplaatst. Zie het als een stroom: op het moment dat die erdoor komt neemt de totale oppervlakte aan opnemend vermogen af vanwege gezamenlijke wanden. Om dat te omzeilen moet de wand dus zo traag zijn dat de warmte er pas doorheen komt als de stook al over zijn hoogtepunt is, of zelfs volledig voorbij. Daar volgt uit dat gezamenlijke wanden twee keer zo dik zouden kunnen zijn dan de buitenwanden. Alle warmte die is opgenomen gaat theoretisch naar de woonruimte als de afvoer is afgesloten, op welke plek de warmte in het geheel is opgenomen maakt weinig verschil.
Gandalf schreef:Bovendien geldt voor CV-leidingen dat een horizontale verwarmingsleiding meer warmte afgeeft/verliest dan een verticale. Als dit principe ook voor een bell geldt, dan zou een zo groot mogelijk plafondoppervlak met een zo klein mogelijk verticale wand het ideaal betekenen. En dan kom je terug uit op cilinders ipv onregelmatige veelhoeken... Bellen als putringen naast de kachel dan , met cirkels die elkaar net raken waar ook de rookgasdoorgang op vloerniveau geplaatst wordt.
Je vergeet hier iets. In een bell is het de bedoeling dat de warme gassen naar boven gaan en daar blijven. Het is geen (geforceerd) doorstroom systeem zoals een CV, maar een gassen scheider op basis van temperatuur. Twee niet erg vergelijkbare systemen lijkt mij, het enige punt van overeenkomst is dat het over warmte gaat.
Die putringen zijn heel praktisch, lijkt me interessant als jij er zo eentje gaat bouwen. :mrgreen:

En verder: het aantal gezamenlijke wanden maakt inderdaad verschil. Dat is het verhaal van de afgifte, dat zich aan de buitenkant afspeelt. Dus in het ontwerp kan rekening gehouden worden met het specifieke karakter van de uiteindelijke kachel. Hoe minder gezamenlijke wanden hoe groter het afgegeven vermogen, wat ook weer anders wordt bij het dikker worden van de wanden of dezelfde wand opbouwen in twee lagen. Bij elkaar heb je dan al heel wat variabelen te pakken die elkaar beinvloeden.
groeten, Peter
+52° 1' 47.40", +4° 22' 57.80"

Gebruikersavatar
peterberg
Moderator
Berichten: 2194
Lid geworden op: 02 mar 2007, 18:09
Locatie: Den Haag

Re: Rocket stove ontwikkeling

Bericht door peterberg » 23 apr 2012, 15:14

holtere schreef:Nu reizen we even een paar duizend jaar terug naar de tijd van de Romeinen! Als ik me niet vergis stookten zij vuurtjes onder de vloer en hadden dus letterlijk een bell met een "plafond" oppervlakte van de kamervloer :D
Hihihihi... Een hypocaustum voldeed niet aan de voorwaarden van een bell. Omdat de toevoer lager zat dan de uitgangen, die weer aan de bovenkant van de ruimte zaten in de dikte van de muur. De Romeinen waren clever genoeg om er achter te komen dat het systeem niet wilde stromen als de uitgangen te laag zaten, het is niet zelfstartend.
groeten, Peter
+52° 1' 47.40", +4° 22' 57.80"

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

Re: Rocket stove ontwikkeling

Bericht door Gandalf » 23 apr 2012, 15:54

peterberg schreef:Je vergeet hier iets. In een bell is het de bedoeling dat de warme gassen naar boven gaan en daar blijven. Het is geen (geforceerd) doorstroom systeem zoals een CV, maar een gassen scheider op basis van temperatuur. Twee niet erg vergelijkbare systemen lijkt mij, het enige punt van overeenkomst is dat het over warmte gaat.

Ik bedoelde het wisselend vermogen met de omgeving. En bij gelijke temperatuur en gelijk materiaal blijkt dat hoger te liggen bij horizontale plaatsing dan bij verticale plaatsing. Het is maar een veronderstelling, maar aangenomen dat dit een natuurkundig fenomeen is, dan denk ik dat dit zowel geldt aan de binnenkant van de bell inde uitwisseling 'hete gassen-wand' als aan de buitenkant 'wand-lucht'.

Voor de bellen komt daar nog eens bovenop dat het plafond de maximum temperatuur heeft en de wand geleidelijk minder naar onder toe. Een argument extra om de verhouding plafond/zijwand zo veel mogelijk naar het plafond door te laten wegen. (Als je dus een bepaald rendement nastreeft met zo weinig mogelijk volume en dus materiaalgebruik)

De bellen moeten inderdaad via gravitatie de hete gassen van de koude kunnen scheiden.(niet over het hoofd gezien, wel slecht uitgedrukt) Dus zullen ze een minimale hoogte moeten hebben (x). Weinig aan te doen.
Blijft over als variabelen: de verhouding plafondoppervlakte/ omtrek van de bell(en) en dan valt dit het voordeligste uit voor een cilindervormige bell als we uitgaan van een vaste hoogte"x" om wille van het free-gas-movement-system .

Dit alles uitgaande van achter elkaar geplaatste bellen waar de afgifte via het plafond gewenst is.
Voor een plaatsing op elkaar met bijvoorbeeld een kachelhoogte van 2 m wordt de afgifte boven op de kachel juist niet gewenst waarschijnlijk ...

"Putringen" waren slechts als visule hint :mrgreen: (Hoewel als ze de warmte kunnen verdragen is het wel een goedkoop alternatief. Er zit in ieder geval geen ijzer in)


Overigens zou een omgekeerde kegel met vlakke bovenkant theoretisch nog beter zijn.
omgekeerde_kegel.JPG

G

Plaats reactie