| Project: Kachel upgrade | |
|---|---|
  Kachel upgrade | |
| Naam | Kachel upgrade |
| Door | Erin |
| Status | Afgerond |
| Madskillz | Metaal hakken, slijpen, knippen, zagen, klinken |
| Doel / Omschrijving | |
| Warmtewisselaar om een schoorsteen om meer warmte te onttrekken | |
| Alle Projecten - Project Toevoegen | |
noezDit project beschrijft een upgrade voor mijn houtkachel.
Uit de houtkachel komt een rookgas-afvoer die 100-180 graden kan worden. Tijd dus om daar wat extra warmte aan te onttrekken voor het naar buiten gaat!
Het principe is niet wereldschokkend. Ik beschrijf dit vooral om de toegepaste materialen vast te leggen. De juiste keuze maakt het project aanzienlijk eenvoudiger. Deze opzet is ook goed toe te passen voor de Hackerspace. Het is hiermee mogelijk om hete lucht naar de gang of de bovenruimte te blazen.
Uitgangspunten
* Eenvoudig, goedkoop, kosteneffectief.
Goedkope materialen
* Geen modificatie aan de kachel.
Er wordt geen schade aan de kachel aangebracht: Er wordt niet in geboord, gefreesd of leidingen in aangebracht. De warmtewisselaar kan weer verwijderd worden zonder problemen.
* Op de uitgaande rookgasafvoer.
Voordeel van de aanpak is dat er warmte wordt onttrokken die anders naar buiten zou verdwijnen. Het is dus niet zomaar een andere warmteverdeling, maar echt netto meer warmte.
Alle onttrokken warmte = winst.
* Op basis van lucht
Voordelen: Goedkoper en eenvoudiger dan water.
Minder risico's.
De onttrokken warmte is beperkt en levert (hopelijk) geen problemen op met trek, of neerslaan van aanslag in de schoorsteen.
* De rookgasafvoer wordt rondom omsloten.
Dit geeft de lucht de kans om op te warmen.
De opgewarmde lucht is goed te controleren en te sturen.
Dus niet alleen een losse ventilator op de schoorsteen.
Versie 1
Idee: De buis om de rookgasafvoer moet lang zijn om de lucht zo lang mogelijk met de hete kachelpijp in contact te houden. De rookgasafvoer is 150mm doorsnee. De buis er omheen is 200mm. Een foto zegt soms meer dan woorden:
prototype
prototype 200mm buis om 150mm kachelpijp
De rookgasafvoer is 150mm doorsnee. De buis er omheen is 200mm. De lucht moet een vrij lange weg afleggen (van boven naar beneden). Er zit een kleine ventilator in. De lucht die er uitkomt is warm, maar er komt, vanwege de gebruikte ventilator, niet heel veel lucht uit.
In deze versie was het moeilijk om de ventilator te bevestigen. Deze is even in een vierkant gat geklemd. Het is vanwege de kleine buisdiameter ook niet mogelijk om er een gat in de maken waar een grotere ventilator in past.
De uitblaasopening (rond) is niet bijzonder goed voor het richten van de warme lucht. Dit wordt niet bepaald een eenduidige stroom warme lucht. De luchtstroom in de buis heeft veel invloed op hoe de lucht eruit komt.
Deze problemen zijn opgelost met het gebruik van zadels; zie volgende versie.
Versie 2
Tweede versie
Tweede versie
Tweede versie
Veranderingen t.o.v. de eerste versie:
- De ventilator is 12cm ipv 8cm
- De buis is 250mm ipv 200mm
- De buis is zo kort mogelijk. De ventilator en de uitblaasopening liggen tegenover elkaar.
- In deze versie zijn zadels toegepast. In dit geval zijn beide zadels 250mm naar 125mm.
De ventilator van 12cm verplaatst veel meer lucht en draait op een lager toerental dan de 8cm versie. De buis is breder: de 200 buis sluit vrij nauw om de kachelpijp. Dit kan de luchtstroom belemmeren en/of de stroomsnelheid verhogen. Een bredere buis sluit beter aan op de grotere ventilator De buis is korter: Een lange buis zorgt wel voor warme lucht, maar ook voor isolatie van de kachelpijp. De eerste versie ging voor weinig lucht op een hoge temperatuur. Deze versie gaat voor een grotere hoeveelheid lucht op een lagere temperatuur. De zadels helpen om de ventilator te bevestigen, en om de uitgeblazen lucht te richten. Beide kunnen worden aangesloten op andere buizen of slangen.
Ik heb geen optimum bepaald wat betreft buislengte en diameter. De effectiviteit van de warmtewisselaar hangt af van
- het contactoppervlak met de kachelpijp (meer is beter - wordt meer door de lengte van de buis)
- de stroomsnelheid (lager is beter - wordt meer bij grotere buisdiameter)
- de hoeveelheid lucht die daadwerkelijk de kachelpijp raakt (meer is beter - wordt minder bij grotere buisdiameter)
Effect
Het effect is moeilijk in cijfers te vatten, maar goed voelbaar. De uitgeblazen warme lucht voelt als een ventilatorkachel van 500-1000 watt. Dat is heel behoorlijk als je bedenkt dat dit om gratis warmte gaat. De warme lucht blijft bovendien niet bij de kachel, maar wordt verder de kamer in geblazen.
Constructie
De materialen zijn nieuw gekocht bij een winkel voor ventilatiebenodigdheden. De buis is 250mm spiro-buis. De boven en onderkant van de buis zijn afgesloten met deksels voor spiro-buis. In deze deksels heeft de metaalwerkplaats van de winkel op verzoek een gat van 155mm gesneden. Een alternatief kan een verloop van 250->160mm zijn. De zadels zijn standaard geperste zadels van 250 -> 125mm. De ventilator is te leen van de Space. Totale materiaalkosten: €23,-
Het materiaal is vrij zacht en goed te vijlen. De gaten in de deksels zijn gesneden met een plasma-snijder. De gaten waren nog iets te klein en niet goed rond. Ik moest ze wel nog enigszins bijknippen en vijlen. Alternatief is knippen met een blikschaar en bijvijlen of knippen.
Ze worden niet perfect passend; een klein beetje lucht-lekkage is echter geen warmte-verlies en daarom geen probleem. Eventueel zijn ze af te dichten met glaswol.
De gaten in de spiro-buis kunnen goed worden gemaakt met een slijptol. Ze worden niet heel mooi rond maar het is goed genoeg; de zadels komen er bovenop. Een alternatief is een decoupeerzaag. Rust deze uit met een metaalzaagje en zet voorwaartse beweging van de zaag uit.
Randen van slijpen en knippen zijn vlijmscherp. Deze randjes kunnen goed worden afgebraamd met een staalborstel op een boormachine. Vijlen werkt niet altijd even goed. De zadels zijn met popnagels op de spirobuis gezet. Schroeven of parkertjes kunnen ook.
Nog te doen:
Ik ga de ventilator met een flexibele buis aan de warmtewisselaar vastmaken. Dat heeft twee voordelen:
- het geluid wordt beter gedempt - er is geen vaste verbinding tussen de warmtewisselaar en de ventilator
- de ventilator zal dan koude lucht aanzuigen ipv nu, warme(re) lucht - hij wordt efficiënter
- ik ga het prototype aanbieden aan de space, om wat te helpen met de verwarming van de space.