Onderwerp: Warmtewisselaar in koellucht duct

PvO schreef : Ja, echt waar; luchtgekoeld. Er zit geen grammetje water in de motor

Sunday schreef : Ok, hoe wordt dan de motor temperatuur geregeld?

Niet

Sunday,

Een motor van 65 pk is wat te groot om met een normaal verkrijgbare autoradiator te doen. Ik dacht eerst aan een wat kleiner motortje.

Ik denk als eerste aan wat zelf te maken en aan te passen is.

Een koper spiraal van heel DUNNE pijp iets van 6mm.
Van dunne koperplaat een koker maken waar deze spiraal in en/of om komt, hier en daar vast gesoldeerd.
Één of twee van deze dingen in lengterichting in de luchtstroom, geeft zeer weinig weerstand.

Een circulatie pompje haalt water uit de koude aansluiting van de boiler, pomt dit LANGZAAM door de 6mm pijp tegen de lucht richting in, vandaar geisoleerd naar de hete aansluiting van de boiler.
Een thermoschakelaar van 60º in de luchtstroom die het pompje bedient.

Die leiding moet een flinke lengte hebben om met het kleine temperatuur verschil warm genoeg te worden.

Daarnaast kan ook met zo´n 6mm pijp in een plat vlak gewikkeld, warmte van de zon betrokken worden. In een geisoleerde doos met een lexaan deksel.

Ik heb dit al vele jaren aan boord, en hier een paar jaar geleden omschreven hoe het werkt.
Maar zelf kan ik het niet meer terug vinden. Wordt dus even zoeken.

Een paneeltje van 1/4 m2 maakt mijn 25 liter boiler in een zonnig klimaat ruim 60º. Een tweede paneeltje, dit met heat pipes, verwarmt het antivries circuit.
Samen brengen ze de temperatuur boven de 70º (indien genoeg zon natuurlijk)

De pompjes hebben een instelbare opbrengst. Instelbaar tussen 8 en 24V.
Een differntiaal thermstaatje, met twee sensoren regelt aan of uit, ongeveer 5º vrschil tussen paneel en boiler.

In de vroege ochtenduren is het water niet meer echt heet.

In de luchtleiding van de kachel zit een autokachel radiatortje, hier wordt ook het antivries circuit mee verwarmd, tot ver in de 80º.
In de winter dus 24 uur héét water.

Heb ik in de zomer bij zwaar bewolkt weer niet voldoende heet water dan gaat de kachel even aan.
Een thermoschakelaar van 60º bedient dan het pompje.
Pas wanneer het water circuit warm is wordt de boot merkbaar warmer en gaat de kachel weer uit.

Wil je meer details laat even weten.

PvO schreef : Dat is een heel ander gesprek. Kort antwoord: erg goed, wat bewezen wordt door enkele miljoenen van dit type werkend op de wereld

100 jaar geleden deed ik vakantie werk bij een airco fabriek in kootstertille.
Daar werd in de koperleiding een koperen strip met een wokkel vorm geschoven. Allicht om het water te circuleren.
Zou dat nog extra helpen?

Dank Saeftinge!

Als je snel circuleert houd je het temperatuurverschil en daarmee de warmteoverdracht het grootst! In het limietgeval (oneindig snelle circulatie) maakt tegen- vs. meestroom zelfs geen verschil meer...

Voor dit gebruik verschil ik daarover met je van mening.

Hoe lanzamer de snelheid, des te meer tijd om warmte over te dragen, te langzaam is ook niet ideaal, er moet wel een temperatuur verschil overblijven.
Ergens ligt een kantelpunt, dat zal voor verschillend doel niet gelijk zijn.

In dit geval circuleert de lucht niet, heeft een vastliggende snelheid en temperatuur, maar een korte tijd om warmte over te dragen.

De boiler mengt geen koud en warm water. blijft dus koud tot het hete water in de zuig van de pomp komt.

Het water circuleert wel, na dat de hele boilerinhoud warmer is geworden zal de temperatuur minder verschillen en dus minder warmte worden overgedragen.
Voortdurend aanpassen is geen optie.
Ik heb vééle uren met de pompopbrengst geëxperimenteerd.
Met de kachel aan een gelijkblijvende bron, daar kwam ik op een wat hogere opbrengst dan met de fluctuerende zonnewarmte.
Uit eindelijk draaien de pompjes op 0,5A elk ze kunnen 10 keer zoveel stroom aan.

Nu zijn mijn experimenten niet op laboratorium niveau. Censoren zitten gewoon tussen de isolatie en de boiler geschoven
Zo zijn er meer dingen waarop aangepast moet worden.

Wanneer de kachel uit gaat dan stopt ook de pomp en blijft de warmte op z´n plaats.

Wanneer de zon achter een wolkje verdwijnt is de tijdsduur van reageren van groot belang.
Bij te weinig verschil tussen de censoren bleef het pompje draaien en nam op die manier de boiler temperatuur mee naar beneden.

Van het convectie paneeltje zijn er vele vormen geweest voordat het probleemloos werkte.
Het eerste was een show model van zwembad verwarming, dat kon niet tegende temperatuur.
Ik streefde natuurlijk naar een veel hogere temperatuur dan zwemwater.
Platte koperspiraal werkte goed in het koude seizoen, in de zomer kookte het water in de pijp.
Sneller stromen leverde veel te weinig warm water.
uiteindelijk iets wat tegen de verwachting in ging.
Twee spiralen op elkaar gesoldeert, de hete bovenste kon wat warmte kwijt aan de onderste. Het fluctueren van de temperatuur werd minder en met lagere snelheid kookte het niet meer.

Ik kan het nog steeds niet echt goed verklaren, maar het werkt naar tevredenheid.
En dat is het doel.
Het regelt zichzelf nu volkomen automatish, alleen de panelen stellen gebeurt met de hand.
Dat alleen in de zomer, de zon staat dan zo hoog dat ze elkaar wat hindern met schaduw.
Wanneer ik niet in de gelegenheid ben om te stellen is het water 65º ipv 75º.
Wanneer de zon wat lager staat overschaduwen ze elkaar niet. Dat past mooi met de vraag die in de winter een stuk hoger is.

Het is nu klaar om op de markt te brengen, maar daar heb ik geen behoefte meer aan. Te oud om de het resultaat nog mee te maken vind ik, en heb ook geen bedrijf meer.

Die 6mm pijp kon ik op rollen van 30 mtr aanschaffen, in het paneeltje zit dus 60 mtr.
Ik denk dat Sunday meer nodig heeft, die motorlucht lijkt me minder warm dan de zon.

Een idee komt opeens opborrelen: Sunday zal geen watergekoelde uitlaat hebben, daar zou ook misschien wel iets mee te doen zijn?

Saeftinghe schreef : Ik wil geen andere toeren uithalen dan wat ik zelf begrijp.
De uitlaat is droog en héél dik ingepakt met isolatie; daar wil ik niet in gaan prutsen.
En: zó erg heb ik geen warm water nodig!

De verwarming van een Volkswagen Kever was een lucht convector rond de uitlaat. Blijkbaar was daar meer te halen. De verwarming van een citroën 2cv ging met de koellucht van de motor. Op een koude winterdag was het bitter koud in zo'n ding. De uitlaatgassen bevatten nagenoeg de zelfde energie als de koellucht bij een veel kleinere massa. Dus een hogere temperatuur, en dus een grotere delta t.

In de uitlaat, stuk wijder rvs pijp met aan de binnenkant voorzien van waterspiraal. Onderstaand is van CV maar geeft het idee weer.

Eerst maar aans de luchtsnelheid meten in dat kanaaltje van 60x30.
Tevens de temperatuur meten.
Dan weet je het vermogen.

kW=1,2*m3/s*(delta.T)

Als je een "optimale" twincoil maakt kun je +/- 50% energie terug winnen.

met je houtje touwtje idee minder.

Dus uitrekenen.

uitkomst x 30% blijft er dan een substantiele waarde over kun je kijken of het zinvol is.

Een goede passende warmtewisselaar kun je gewoon laten maken, tevens met een passende lucht weerstand.

Stel:
lucht snelheid is 6 m/s
(ga ik uit van een mechanisch ventilatie systeem in de motor ruime)
Als er natuurlijk wordt geventileerd is die snelheid veel lager vermoed ik.

dan is de luchtvolume stroom

6x0,6x0,3= 1,08 m3/s
stel uitblaas lucht is 40 graden
geeft delta t 20

1,2*1,08*20 = 18 kW

18x0,3= 5,3 kW terug te winnen.

Maar eerst maar eens meten.

Dat zal wel een deutz zijn dan? Zou een wisselaar uit een oude CV ketel wat kunnen zijn? Oude econofit of zo?

Sunday,
Helemaal met je eens, eerst plannen en precies weten waar je mee bezig bent.
Maar steeds komt er een beetje kennis bij wat vandaag nog niet gaat kan over een tijdje een mooie oplossing zijn.
Evolutie heet dat geloof ik.
Mijn waterpaneeltjes hebben vele hindernissen moeten passeren voor het optimaal werkte.

alweereengijp,
Het moet wel allemaal in een bestaande ruimte passen, een pijp van 60 x 30 cm en?? lang.
En een CV ketel heeft wat meer temperatuur verschil nodig verwacht ik.

zoiets?

Noballast,

Met iets IN de uitlaat plaatsen zou ik erg voorzichtig zijn en heel zeker dat het kan.
Koperpijp is perfect voor boiler temperaturen, maar ongeschikt voor de hoge uitlaat temperaturen. Het moet wel zelf te maken zijn èn zelf aan te passen wanneer dat nodig blijkt.

Vóór ik iets aan een droge uitlaat zou doen zou ik eerst op vele plaatsen de temperatuur meten bij zware belasting, voordat ik er koper aan de buitenkant tegen zou plaatsen.
In eerste instantie denk ik dan aan een laag isolatie om de uitlaat en dan iets waar het water doorgaat en dan weer isolatie, dat water moet beneden het kookpunt blijven.
En, als ´t even kan zonder dat er alarmen en beveiligingen nodig zijn.

GMDV,

Het idee lijkt me goed, maar:

De kachelpijp zal niet zulke hoge temperatuur halen als een uitlaat mogelijk kan doen.

Het moet demontabel zijn zonder iets aan de uitlaat te doen en geen 60 kilo wegen

Met zoiets kun je wat experimenteren.
www.mytub.co.uk/myson-kickspac...white-product-308193

De uitgaande watertemp zal slechts weinig opwarmen maar met een 25 liter boiler zou dat toch wat op kunnen leveren na een uur of wat.
2e hands zat te krijgen voor een paar centen om wat te proberen en een idee te krijgen of er wat in zit.
Houd wel je luchtstroom intact om de motor te laten koelen.

Als ex- warmtewisselaarontwerper kan ik het niet laten ook te posten...

Lucht-water warmtweisselaars ontwerpen is een heel ding. Veel gaat falikant tegen je gevoel in.

Ten eerste is snelheid belangrijk; het water moet er snel doorheen (precies anders dus dan de meesten zouden beredeneren), en de lucht moet snel langs het oppervlak. Andere vormen zijn mogelijk, maar hier niet praktisch. Saeftinghe's posts zijn creatief, maar zullen vermoedelijk weinig resultaat geven.

Warmteoverdracht = weerstand. Je zult in de motorspecs moeten kijken hoe veel weerstand de fan aankan (ik neem aan dat er ook andere "schoorstenen" op mogen en dat er ergens een grens is vastgelegd). Dan moet je inschatten hoe veel je mag gebruiken.

Ik denk dat de hele oppervlak voorzien van een (auto) radiator te veel weerstand zal geven. Half afdekken heeft geen zin, dan gaat er nagenoeg géén lucht door de radiator, is de luchtstroom door de radiator niet uniform én is de luchtstroom veel te langzaam voor een effectieve warmteoverdracht (de grenslaag word dan te dik!).

Je zult ook een goede oplossing voor gevormd condens moeten vinden.

Bedenk ook dat je nooit drinkwater door een aluminium warmtewisselaar mag sturen! Praktischerwijs zit je al snel aan koper.

Ik zou proberen om een warmtewisselaar uit een verbeterd rendement atmosferisch CV toestel te regelen. Die zijn gemaakt voor extreme omstandigheden (veel zuren!) en dus redelijk roestbestendig (zeewater!). De constructie is koperpijp met interne grenslaagonderbrekers en buiten koperen finnen met een redelijke afstand (geen verstoppingen, lage weerstand). Ze zijn immers bedoeld om te functioneren enkel op schoorsteentrek (hoewel de meeste toestellen voor de veiligheid een fan hebben)

Circuleer naar een vat met een CV opvoerpomp <1 kuub/uur.

PvO schreef :
Op mijn luchtgekoelde 4 cyl 55pk Deutz tractor blaast een ventilator koude lucht door de koelvinnen op de cilinders. Om geen of zo weinig mogelijk koellucht te verliezen staat er een halfronde kap over die koelvinnen. De lucht kan dus niet een andere richting uit.

holtere schreef :
Idd. Wanneer de motor start, draait die ventilator op dezelfde riem als de alternator. Geef je veel gas, blaast hij harder. In de winter wel fijn, zet ik een regenpijp op de warlelucht en leidt dievzo onderin de tractor. Simpele verwarming.

Sunday, je kunt ook kijken naar een heat exchanger uit een airco of heatpump unit. Een autoradiator geeft waarschijnlijk te veel weerstand en je hebt ook green grote heat overdracht in korte tijd nodig.
Kleine HE's zoals deze zijn misschien goed bruikbaar. Maat ong. 15x18 cm. 2 in serie naast of achter elkaar in hete lucht stroom geplaatst. Laten genoeg ruimte er omheen over.





Koper, dus gebruikswater water van een kleine cylinder kan er direkt op worden aangesloten. Is efficienter dan via HE in cylinder.

Een circulatie pompje zoals deze in het circuit en Bob's your uncle: www.aliexpress.com/item/Solar-...&transAbTest=ae803_3

Walt

Je koel lucht voor een boiler gebruiken is denk ik een matig idee. Je kan wel simpel een deel gebruiken als hetelucht verwarming in het schip.
Voor warmwater zou ik gaan voor de uitlaat. Daar zit ongeveer even veel energie, maar bij een veel hogere temperatuur, wat ea veel eenvoudiger maakt. Doe eens een google op 'exhaust gas heat exchanger' oid.