gezocht: expert in experimentele warmte terugwinning

[Maarten de smid]

Gegroet lezers van dit bericht

Ik ben smid en wil de restwarmte van mijn vuur gaan omzetten in warm water voor voeding vloerverwarming en tapwater.ik ben niet echt thuis in deze materie en zoek daarom ook naar experts op dit gebied liefst uit de buurt van Stadskanaal die mij kunnen ondersteunen met het realiseren van dit project. dit alles dient eigenlijk deze winter gerealiseerd te worden.

laat eens wat horen als je in de buurt woont en kaas gegeten hebt van dit onderwerp.

vriendelijke groeten Maarten

voor de liefhebbers van data:mijn vuur draaid er op vol vermogen 8 kilo smeedkolen door met een calorische waarde van ong.
34.000 kj/kg dit doe ik dan ook nog eens gemiddeld 4 uur per dag.

[Dutch John]

Smid, welkom,

Je kunt van het vuur zelf geen warmte onttrekken, want dat moet zichzelf en het ijzer warm houden. Blijven de rookgassen over. Je zou die door een wisselaar, zoals een bij een gasboiler, kunnen leiden.

Groet,
DJ

[Paul]

Allereerst:
8kg per dag à 34MJ/kg = 272MJ/dag
34MJ/kg voor kolen is ongeveer gelijk aan de 33,65MJ/m³ voor gas: 1kg kolen is ongeveer 1m³ gas à €0,65
(ter informatie, de economische retabiliteitsvraag mag je voor jezelf beantwoorden, want dat hangt er maar net vanaf wat je uitgangspunten zijn. Misschien geef je wel helemaal niets om de economie en vind je het gewoon zonde van de verloren warmte.)


Dan blijven er twee praktische vragen over:
- heb je geforceerde afvoer van de rookgassen (ventilator)? Dit bepaald namelijk in hoeverre je de gassen kun afkoelen. Bij geforceerd mag je alle warmte er straffeloos uithalen, maar in geval van convectie zal het afkoelen van de rookgassen je convectie beïnvloeden.
- Wat is de temperatuur van je rookgassen als ze de schoorsteen in gaan? Hoe hoger deze temperatuur hoe gemakkelijker en efficiënter je de warmte terug kunt winnen. Hoef je niet direct heel precies te weten, maar is 50C, 80C, 100C, 200C of nog veel meer?

[Maarten de smid]

ja dankje

ik weet precies hoe mijn vuur werkt hoor DJ daar gaat t niet om,gaat om de rest van t systeem

[Maarten de smid]

paul

t verbruik is per uur;)
en de kolen zijn al bekostigd door mijn smeedwerk dus dat is zeer interesant om de rest warmte omtezetten in warm water

ik ga niet de gassen koelen maar rechtstreeks in de vlammen( en pak dan ook nog stukje stralings warmte mee) hangen met me wisselaar daar is echt wat te halen( voluit tegen de 500 graden,wat ik meestal 4 uur perdag gemiddeld wel doe)

door daar warmte aftenemen koel ik mijn rookgassen niet tever terug daar ik geen geforceerde afzuiging gebruik.
vraag me af hoeveel KW warmte wisselaar ik er in kan hangen

[Paul]

Ik heb je verhaal nu al een paar keer gelezen, maar het is me niet helemaal duidelijk wat je wilt. Misschien even een iets uitgebreidere uitleg formuleren met een foto en/of tekening? Zal ook wel komen omdat ik niet 100% bekend ben met de werking van een smidse.

[Maarten de smid]

paul

zoals je op de foto ziet brand mijn vuur optimaal en op zijn grootst de vlammen komen 1 meter hoog ongeveer dan heb je een beter beeld van de afmetingen,verder brand mijn vuur in een gietijzeren bak van 25x50cm 10 diep deze is zeker 4 uur per dag gevuld met kolen die 1400 graden zijn met daarover heen een klein laagje verse kolen,die op hun beurt de kern temperatuur binnen houden door dat ze niet gloeien.dit vuur word aangejaagd van onder,kap is 2 meter hoog en gaat dan over in 250mm buis.
over de trek in de pijp maak ik me geen enkele zorg de hitte stuwing van onderaf is meer dan voldoende om alles naar buiten te werken. ik kan vanaf 20cm boven mijn vuur bak beginnen met warmte over te dragen aan water(tijdens t werk kom ik daar toch nooit).op ruige smeed dagen werk ik met zo een vuur wel 6 a 7 uur. wat je zei over de kosten, ik maak staal voor messen makers(en mezelf uiteraard daar ik ook messenmaker ben) dus als t vuur brand zijn de kolen al bekostigd.vandaag heb ik met iemand van de brandweer hier de warmte beeld camera erop los gelaten en kwam dus op temperaturen uit 30cm boven me vuur van 250 tot 500 graden.deze vlam kolom is dan ongeveer 35x 50 cm aan oppervlak en 1 meter hoog.
de warmte wisselaar die ik bij de oud ijzer boer gevonden heb is duims 316 rvs buis met diameter van 40 cm en 9 wikkelingen,deze wil ik er dus op 25 cm boven gaan hangen met daar om heen nog een warmte schild die afkoeling van buiten lucht voorkomt(kolen vuur trekt heeeel veel koude lucht mee omhoog.en omdat deze net in de opening van me kap hangt moet ik de koude lucht er dus wel afhouden.

ik denk dat je nu wel een beter inzicht hebt wat ik aan t doen ben

groetjes maarten

[Maarten de smid]

DSCF7191.JPG

oja en daar waar je nog rook ziet hangen boven de kolen zijn deze nog niet volledig ontgast,en leveren ze nog geen energie ze kosten zelfs warmte uit de kern.

[Dutch John]

Het is niet te bepalen hoeveel restwarmte je op kunt vangen. Dat hangt van teveel factoren af. Als je al een wisselaar hebt, gewoon proberen. Zet er een buffervat aan en ga temperaturen en tijd meten. Het zal altijd lonen als je weinig hoeft te investeren.

Groet,
DJ

[Maarten de smid]

DJ

zou je alle variabelen kunnen noemen waar ik rekening mee kan houden wat betreft t hoogst haalbare rendement?moet toch alles maken dus kan net zo goed alles nog een keer overwegen

[account verwijderd]

@Maarten,

Een vriend van mij is ook smid, het eerste smidsvuur heb ik samen met hem samen gebouwd. http://hoorneantiek.nl/#/smederij

Wat je wilt gaan doen kan ik mij goed voorstellen.

Het enigste nadeel bij een schouw opstelling is de gigantische luchtovermaat, maar dat wil niet zeggen dat je geen warmte uit
de schoorsteen kan ontrekken.

Reken wel op een aardige investering in tijd en ca 200-300 kg ijzer, geen puddelijzer.

Hoe hoog en wat is de diameter van de schoorsteen?
Heb je nog een tussenvloer?

[Dutch John]

zou je alle variabelen kunnen noemen

Als je warmte uit de schouw wilt afnemen dan zul je het debiet van de afzuiging kunnen meten met bijbehorend temperatuurverloop. En dat een paar keer, want de ene keer staat ergens een deur open, de volgende keer niet.

Ga je net boven het vuur wat afnemen, dan is er onmogelijk te meten. Het is niet vast te stellen wat de ruimte in stroomt en straalt en wat door de wisselaar zou kunnen gaan. Driekwart? De helft? Nog minder?

Gevoelsmatig vind ik 9 wikkelingen te weinig om effectief te oogsten. Een spriraal uit een hogedruk reiniger heeft meer oppervlak en kan tegen een stootje. Maar nu je hem toch hebt, waarom ga je niet experimenteren? De benadering vanuit wetenschappelijke hoek is lastig. Trail and error is in dit geval het snelst en effectiefst. Heeft een heleboel inzicht. Met schrotmateriaal kost het alleen de geïnvesteerde tijd.

Groet,
DJ

[Bufferboost]

Maarten,
ik ben in een andere situatie dit ook wel eens tegengekomen. Al eens een keer een (vrij simpel) ontwerp gehad van een dubbelwandige rookgasafvoer over lange lengte (3 m. ?) en met watergevulde tussenruimte van nog geen 1 cm. Moet je m.i. zelf vrij eenvoudig kunnen maken. Aansturing van de wisselaar (tegenstroom principe) met thermostatisch gestuurd pompje en mix thermostaat (circulair bij < 70 C., open bij > 70 C.). Rookgasafvoer zodanig robuust dimensioneren dat bij afwezigheid van water het geen problemen oplevert. Buffer i.c.m. wamtewisselaar en expansie als open systeem ontwerpen, voorkom je gedoe als bedrijf met stoomwezen etc.

Als je, zoals DutchJohn ook al aangeeft, een beetje emperisch wilt ontwerpen ben ik beschikbaar (woon in de buurt). Als je alles theoretisch en wetenschappelijk verantwoord van te voren wilt afpellen: succes!

Groet Hans

[account verwijderd]

@Hans,

De uitvoering die je voor ogen hebt kan ook nog is goed geveegd worden en is vrij eenvoudig te realiseren.
Als de zo'n schoorsteen buis in buis wisselaar met vrij grote waterinhoud tegenstroom maakt, is de kans op opkoken vrij groot of niet?
Waarom ga je niet met de stroom mee de warmte afvoeren?

Mijn idee is op de tussenvloer een horizontale vlampijp wisselaar maken met aan de kopse zijde rookkasten en éénzijdig een deur zodat je de buizen kan vegen.
Dit is al een heel werk om te bouwen. Tevens zou ik dan overwegen om een 2e kleinere vlampijpwisselaar er achter te zetten om de rookgassen te laten condenseren
op een ltv verwarming.

[Paul]

Het belangrijkste voor het rendement is dat je zo min mogelijk valse lucht toelaat tussen je vuur en de wisselaar. Dus of je legt de wisselaar direct op het vuur, wat het lastig maakt om het als smidsvuur te gebruik, of je zorgt dat er geen lucht lucht tussen je vuurhaard en schouw kan en maakt aldaar je wisselaar.

Concreet zie ik dat zo:
Direct op het vuur kan niet tijdens het smeden, maar als je een geschikte wisselaar bouwt en je hangt die in een stellage boven het vuur, waarmee je hem heel gemakkelijk omhoog en omlaag kunt stellen, dan kan hij op het vuur liggen zolang je het vuur niet actief nodig hebt om staal te verwarmen. Als je het vuur wel nodig hebt, dan kun je de wisselaar precies hoog genoeg zetten, zodat je er nog net onder kunt werken.

Optie twee:
Laat je schouw aan drie kanten vast aansluiten op je vuurplaats en maak van die vierde zijde een deur of deurtjes die je naar behoeven kunt openen om gebruik te maken van het vuur. Voordeel is dat je minder valse lucht hebt, wat kan compenseren voor de mindere trek die de afgekoelde gassen genereren. En als je minder trek hebt, heb je met drie zijden permanent minder wegen waarlangs de rook onbedoeld kan uittreden de werkruimte in.

Qua wisselaar lijkt het idee van Hans mij erg robust. Nadeel is dat je veel water in je systeem hebt en dat is ook meteen het voordeel. Het maakt dat het ding relatief langzaam opwarmt, maar maakt het ook robuster. Het is ook niet de meest efficiënte warmtewisselaar, maar dat compenseer je doordat je 'm heel groot kan maken.

Als je vuur niet teveel vervuiling geeft (roet enzo), dan zou je ook een soort van autoradiator boven het vuur kunnen hangen, waar de rookgassen doorheen moeten. Autoradiator bedoel ik hier niet heel letterlijk, maar meer als in buizen met lamellen. Ik denk dat je iets moet zoeken met de lamellen verder uit elkaar om de rookgasstroom niet teveel te belemmeren. Het voordeel van een dergelijke constructie is de meer gunstige verhouding tussen de overgangen lucht->metaal en metaal->water.