Warm water via de houtkachel rookgassen, lukt dat?

Salut,

Wij zijn sinds enkele maanden bezig met de bouw van een eigen "maison bioclimatique". Vele vragen over heel veel onderwerpen en één daarvan wil ik graag uiteenzetten op dit forum, namelijk de warm-water-voorziening. 

4 m² zonnepanelen op het zuiden en een opslagtank van 300 liter moet op vele dagen voldoende zijn om het water voldoende te verwarmen. Echter, in de winter, als gedurende enkele dagen de zon niet schijnt, wordt het lastig om een aangename temperatuur te bereiken. De weerstand in de opslagtank kan dan worden aangezet, waarna de electriciteit op de vertouwde manier het water verwarmd. Dat willlen wij echter zo mogelijk voorkomen. Hoe ? Door het koude water dat de opslagtank instroomt vooraf te verwarmen. Dat gebeurt op twee manieren, een tweetrapsraket.

  1. Voorverwarming via de kruipkelder
     
    De "kruipkelder" van 50 cm diep wordt volledig geisoleerd en gevuld met stenen. De vele ramen op het zuiden laten als de zon schijnt die zonnewarmte gedeeltelijk opslaan in die enorme massa van stenen, waardoor er een verhoogde en min of meer constande temperatuur daar heerst. Het koude water voor de tankopslag wordt  via een slang (PER) van bijvoorbeeldd 50 m door deze kruipruimlte geleid, waardoor de initiele temperatuur van 7 à 8 ° in januari/februari omhoog wordt gebracht tot 20° (hoop ik). Vervolgens gaat het minder koude water richting schoorsteen.
     
  2. Voorverwarming via de schoorsteen
     
    De rookgassen van de houtkachel hebben een temperatuur van ongeveer 300° als ze de dubbelwandige RSV afvoerpijp ingaan. Als ze even later de buitenlucht inschieten is de temperatuur nog steeds hoog, te hoog. Daarom willen wij een schoorsteen bouwen van ongeveer 50 x 50 cm met in het midden een RSV-afvoerpijp (enkelwandig). Daaromheen is een massa  van  kalk een zand te vinden waarin een buigzamle koperen pijp (cuivre recuit) omhoog cirkelt. Het geheel wordt omsloten met isolerende platen. Enkele kengetallen : 50 meter koperen pijp, bevattende ongeveer 7 liter water  in een massa van ruim 400 liter, dat  is ongeveer 800 kg.

Als de zon niet schijnt in de winter gaat de houtkachel aan, de rookgassen van 300° gaan de schoorsteen en via de RSV-afvoerpijp verwarmen ze de massa en daarmee het water tot een temperatuur van naar schatting 100°. Als er warm water wordt getapt, dan zijn de eerste 7 liter water die de tankopslag instromen zeer heet. Wordt er meer water gevraagd, dan gaat  de temperatuur dalen.  Het water dat de schoorsteen instroomt heeft een temperatuur avn de eerder genoemde 20° en wordt vervolgens in zijn reis van 40 meter lang  verwarmd tot hoop ik 30 à 40°.

Met dit systeem moet, als mijn veronderstellingen juist zijn, het mogelijk zijn om het electriciteitsgebruik voor warm water te beperken tot een minimum. Maar misschein ben ik veel te optimistisch. Jullie kritische vragen en suggesties zijn dan ook van harte welkom.

A+,

Anton

  • Corrie van Poelgeest

    Ik ga je volgen , wat een leuke en interessant onderneming  ..

    Suc6 ,Cor

  • Bert Pijnse van der Aa

    Hallo Anton,

    Dat wordt een hele installatie !

    De soortelijke warmte van steenachtige materialen is heel erg klein, terwijl de warmtegeleiding erg groot is. Dus die warmte is zo weg. ( soortelijke warmte steen 2,2 Joule (kg K) tegen bv 500 J (kg.K voor gietijzer )  Bovendien heb je voor de uitwisseling van de warmte tussen de massa en de slang een veel groter  warmteverschil  ( delta T ) nodig.   

    Houtkachels met eeb CV gedeelte zijn overal te koop tegen redelijke prijzen. 

    Fabrikant van zeer mooie systemen BRUNNER

  • Tournesol

    Als je de rookgassen in de schoorsteen te veel afkoelt, dan krijg je condensatie van creosoot in de schoorsteen, met alle kwalijke gevolgen van dien. Bovendien trekt je kachel dan nauwelijks meer, zeker als hij niet voluit wordt gestookt. Verder kost je hele installatie handenvol geld, waarvan het de vraag is hoelang je erover doet om dat terug te verdienen. Ook zijn je berekeningen m.i. veel te optimistisch, met name wat betreft de opwarming in je kruipruimte. Ik zou mijn geld steken in betere isolatie en een goede houtkachel en vooral op zoek gaan naar goed en droog brandhout. Daarmee is veel rendement te halen...

  • Bert Pijnse van der Aa

    Als je maximaal rendement wilt halen uit de opgeslagen energie in hout of welke brandstof dan ook, dan moet je de rookgassen zoveel mogelijk afkoelen in een warmtewisselaar.  Als die dan gaan condenseren moet je gebruik maken van een geforceerde trek.

    moderne installaties hebben zo,n goede verbranding dat geen roetvorming optreed en ook uitstoot van schadelijke gassen onder de normen blijven.

    uiteraard begint het allemaal met isoleren en het terugbrengen van de warmtevraag.

  • Cornelis Robat

    warmteterugwinning via de schoorsteen is inderdaad riskant, specialistenwerk.

    maar het is best mogelijk, meestal monteerd men een warmtewisselaar in het kanaal.

    Wat dacht  je van warmte terugwinning bij de douches? Schijnt ook dol te zijn. Kun je kant en klare sets voor kopen, of zelfmaken natuurlijk.

  • Anton

    Bonsoir, dank voor alle reacties, het wordt er niet makkelijker op. Mijn commentaar en antwoorden.

    Ik heb op het oog een fraaie Lohberger cuisinière (met separate luchttoevoer), die desgewenst ook kan worden uitgerust met een unit om water te verwarmen. Echter, mijn doel is om de warmte van de rookgassen van 300°  te gebruiken. 

    Creosoot. Dat is een probleem. Op dit moment gebruiken we een zogenaamde finoven, een beest van 2 meter hoog en 1500 kg zwaar, met twee verbrandingskamers. De temperatuur wordt ongeveer 1000 ° en als de rookgassen de schoorsteen ingaan dan wijst de daarin gemonteerde thermometer 200° aan. De schoorsteen wordt om de zoveel jaar geveegd, het resultaat is niet meer dan een hoopje zeer fijne as.  Er is dus nog de nodige warmte terug te winnen voordat er sprake is van creosoot. Maar het is waarschijnlijk wel een subtiel evenwicht.

    De geïsoleerde kruipruimte wordt volledig gevuld met stenen, ongeveer 150 ton. Die massa moet worden verwarmd door de zon die gedurende de dag op de vloer schijnt. Verder worden er voorzieningen getroffen om eventueel later een aantal zonnepanelen te installeren die lucht aanzuigen uit de kruipruimte, deze verwarmen, en vervolgens weer naar de  kruipruimte sturen.

    Het huis zelf wordt goed geïsoleerd :  35 cm Ouate de cellulose onder het dak en 37 cm stro aan de buitenkant van het huis. De structuur bestaat uit klassieke parpaings die op zijn kop worden gemetseld waarna ze worden gevuld met kleigrond (vochtregulatie en inertie).

    Een warmtewisselaar in de schoorsteen, dat is nieuw, daar ga ik naar kijken.

    A+,

    Anton

  • Bert Pijnse van der Aa

    @ Anton,

    Ik vind het wel een mooi project. Vooral die 150 ton stenen onder de vloer.

    de zon straalt in Frankrijk ongeveer 1 KW per vierkante meter in,gedurende ongeveer 1000 uur per jaar. De hoeveelheid energie die u dus theoretisch zou kunnen opslaan is het geprojecteerde oppervlak waarop de zon instraalt maal de tijd . Met de daling van de zon wordt het dat steeds kleiner.  vervolgens moet u zorgen dat de warmte niet verdwijnt. Zonnepanelen die warmte aanzuigen ken ik nog niet , maar u bedoelt dat met de opgewekte stroom een ventilator wordt aangedreven. Maar als er geen zon is in de winter - als u de warmte nodig hebt- doen die het niet. 

    Niettemin veel succes met uw project. 

  • Cornelis Robat

    Volgens mij stijgt warme lucht, dus het eruithalen van de energie zou wel eens makkelijk kunnen zijn.

    Maar hoe je een kruipruimte kun verwarmen met instraling van de zon? Een kruipruimte zit normaliter ónder een huis. dus hoe daar dan zon opstraal. ik ben zeer nieuwsgierig hoe dat in elkaar zit; tekeningetje of zo?

  • Anton

    Bonsoir, nog snel even een reactie voor het eten :

    Architect, ja, maar dat is geen deskundige op dit gebied.

    Een zonnepaneel dat lucht verwarmd, simpel gezegd : een zwarte bak, aan de onderkant geisoleerd en aan de bovenkant dubbbel glas. Een gat aan de onderkant laat koude lmucht erin en een gat aan de bovenkant laat de warme lucht vertrekken. Het geheel staat in verbinding met de kruipruimte en een kleine ventilator blaast de warme lucht de kruipruimte in.

    Dat woord is trouwens niet passend, er valt niets te kruipen : 50 cm stenen, een betonnen vloer, een "chappe" en vervolgens zeer donkere tegels.

    bonne appétit,

    Anton

  • Cornelis Robat

    Heerlijke discussie hier, vind ik leuk.

    Donkere tegels uit het zonlicht, hmm. vlgs mij heeft dan de kleur geen toegevoegde waarde. Maar ik leer graag. Met warmelucht collectors en ee nvenntje gaat dat dus gemakkelijk. Goed idee om onder je vloeren zoiets aan te leggen. Bij voldoende instraling heeft dat in lente en najuur voldoende capaciteit dunkt me.

    Op joetjoep staan filmpjes hoe ze die bakken samenstellen met colablikjes, moet je maar eens kijken. Maar kun je iets als een tekeningetje op deze plek zetten of fotootjes, want ik denk dat we allemaal branden van leergierigheid ;=)

  • Cornelis Robat

    @hans

    er worden, geloof ook in duitsland, hele huizen van stro gebouwd en ingekapseld met leem / cement

    er zijn ook stofjes te krijgen die brandremmend werken en oko stofjes die alle schimmel doden. Als er geen lucht en vocht bijkan dan is stro een perfecte isolator.

  • Fre@

    Ik heb zitten denken aan die stenen in de kruipruimte. Gewone stenen raken hun opgeslagen warmte snel kwijt. Stenen die vol zitten met Magnesium echter niet, die kunnen lange tijd na blijven stralen. Speksteen heeft een hoog magnesium gehalte. Mensen die een spekstenen kachel hebben, stoken een paar uur, maar hebben, als de kachel uit is, nog vele uren nawarmte, waardoor deze kachels goedkoop zijn in gebruik.

    Zou je hier wat mee kunnen?

  • Anton

    Dag Hans, strohuizen zijn ook in Fankrijk een hele business aan het worden, Google geeft al 1 miljoen hits. Daar lees je ook dat ze niet brandgevaarlijk zijn. Het enige echte gevaar betreft rotten, daarom moeten ze goed beschermd worden tegen vocht.

    Salut Cornelis, een cola-zonnepaneel, dat is wel een heel mooi voorbeeld van een zonnepaneel. Detailtekeningen heb ik nog niet, alleen die voor de bouwvergunning.

    Vielen dank Tjaarda 

    Bonjour Frea, 150 ton stenen, ik geloof niet dat het budget groot genoeg is voor speksteen.

    Salut Maria, ons huis betreft een "maison bioclimatique", daarbij staat een een laag energieverbruik, "gezonde" en natuurlijke materialen, een lage "energie grise" (ik weet niet hoe je dat in het Nederlands zegt) en een ontwerp om maximaal te profiteren van de omgevingsfactoren centraal.

    A+,

    Anton

  • Cornelis Robat

    Is dat niet een beetje off topic: consuminderen? Start daar een nieuwe discussie over stel ik voor. Heb daar ook zo mijn mening over dus ik zal geheid deelnemen aan die discussie.

    @Anton,

    zag ook dat iemand gewoon platte aluminium hwa pijpen nam ipv colablikjes. Grote stappen snel thuis zou je denken, maar het gaat ook om de verblijftijd in een verwarmingszone van het op te warmen medium. Die blikjes veroorzaken een werveling = langere tijd in de blikjes = warmer. Tot een bepaald maximum / optimum denk ik dan.  Je ziet ook wel ontwerpen met een soort meanderend verhaal erin, als een soort ribosomaal mitochondrium ;=), ook met dat doel. Je bestaande ontwerp is vlgs mij hier makkelijk op aan te passen.

  • Nico Bekker

    Hallo Anton, leuke plannen heb je en ik hoop dat ze ook gaan werken maar ik heb met dit alles weinig ervaring. Wel weet ik dat een kachel die dubbelwandig is gemaakt als cv ketel dienst kan doen, warmtewisselaar er tussen en op radiatoren aansluiten. Als de cv leidingen dik  zijn (bv 22 mm of meer) en de kachel lager dan de radiatoren staat heb je zelfs geen pomp nodig (thermische circulatie). Met een element in of aan de kachelpijp moet je er wel rekening mee houden dat dit een hoog punt is en dat hier zich lucht in het systeem kan verzamelen en dan is er geen of weinig circulatie meer mogelijk (ontluchting?).  Denk ook eens aan een eenvoudige ventilator aan je plafond, deze kan op een zomer- en winterstand. Zo wordt in de winter de warme lucht van je plafond door de kamer geblazen en in de zomer verkoeld het.

    Succes en groeten Nico. 

  • Cornelis Robat

    @Hans, point taken ;=)

    @Anton, Nico,

    je hebt ook de puits Canadien, een soort buizenstelsel onder de grond. Op 1 of meer meters diepte, beetje afhankelijk van het doel. De lucht die daar doorheen loopt neemt de temperatuur aan van de grond. Op 1+ mtr +/- 5  à 6 graden. Ook een redelijk goedkope manier van airco. Dat zou je dan weer kunnen koppelen aan de verwarming met een warmtewisselaar. Zo blijft in de winter de zaak vorstvrij mocht je langere tijd van huis willen gaan, en in de zomer koelt het of via de CV of via de luchtinlaten.

    Nog een tip. Als je kachel beneden staat kun je ook roosters in de vloer van de eerste verdieping maken, of in de muur. Zo stijgt de warme lucht naar het vertrek boven. Een kennis heeft dat gedaan en het werkt perfect. Je kunt zoiets ook netjes met brede platte buizen doen, dan valt het niet zo op.

  • Cornelis Robat

    dat ziet er gaaf uit, is dat rooster open?

    Is dat ook het geval bij dubbelwandige pijpen? De pijp die wij hebben is dat en je voelt aan de buitenkant bijna geen warmte

  • Anton

    Bonjour, alles overziend kom ik tot de conclusie dat ik mijn plannen moet wijzigen. Ik ga een warmtewisselaar in de schoorsteenpijp installeren, en wel deze

    Dank voor al jullie kritiek en suggesties.

    A+,

    Anton