Kattilatehon mittaus kotikonstein

[Pähkäilijä]

Hyötysuhteen laskemisessa itsellä ei ollut mielessä niinkään pannun oikea hyötysuhde vaan erilaisilla puumäärillä kokeilut miten parhaiten polttaa. Sen verran selvis ainakin että haarukassa 6-8 kg on aika hyvä olla - muuten savukaasut alkaa karkaamaan. Jos ja kun on aikaa menee suurempienkin klapien poltto varmaan 30 min lisäysväliin, 2-3 klapia kerralla pannuun kunhan kunnon hiillos on pohjalla.

Off topic sininen huone pannuhuone? Viileäksi menee kattila sisään ja huoneen lämmöt.

[Taikuri]

Off topic sininen huone pannuhuone? Viileäksi menee kattila sisään ja huoneen lämmöt.

Hyvä arvaus - voisi olla mutta ei. Tuo huone on rintamamiestalon yläkerrassa. Ei muuta lämmitystä kun tietsikka joka pyörittää tota LogTemppiä ja toimii mm. tiedosto- ja webbipalvelimena. Ja tietysti alakerrasta vuotava lämpö 

Eräänlaista "vuotoseurantaa" siis. Kuten tämäkin:

[Pähkäilijä]

Hyvä arvaus - voisi olla mutta ei. Tuo huone on rintamamiestalon yläkerrassa. Ei muuta lämmitystä kun tietsikka joka pyörittää tota LogTemppiä ja toimii mm. tiedosto- ja webbipalvelimena. Ja tietysti alakerrasta vuotava lämpö  

Eräänlaista "vuotoseurantaa" siis. Kuten tämäkin:

Täällä ennen vesikiertoisen lämmityksen rakentamista leivinuunilla lämmitin + suora sähkö kaverina. Yläkerrassa ei ollut sähköt päällä mutta leivinuunin päällä välikatto sen verran lämpeni että talvisin oli yläkerran makkarissa noin 10 astetta plussaa keskimäärin. Kun makkari piti ottaa käyttöön siellä olevan Misan kamiinaan löi pesällisen puita- ehkä noin 4 kg ja lämmöt nouskikin lähemmäs 35 astetta. Sitten sähköpatteri päälle ja huonekalut - seinät ym lämpeni kun lämpö tasaantui

EDIT - kohdassa 72,5c kohtasivat varaajan ylimmät lämmöt toisensa, sen jälkeen alempi on ollut viileämpi.

[lorvi]

Vanhassa vara parempi, sananlaskussa sanotaan.
Laskeskelin, kun noita mittaustuksia on nyt saatavilla eri kaavioiden ja lämmitys/ kulutus laskelmien perusteela ja puita mittaamalla vanhan palvelijan ehtymättömäksi hyötysuhteeksi 75%. Lämmitystyylin (luukut auki) ja helppohoitoisuuden huomioon ottaen olen tyytyväinen. Poltoaineen laadulla (pystyynkuivanutta leppää ja elähtänyttä koivua) en hyötysuhteeseen huomannut minkäänlaista vaikutusta.

25 vuotta sitten poltin tuossa samaisessa kattilassa kaikki sanoma- ja aikakausilehdetkin. Pakkasin illalla lehdillä kattilan niin tiiviisti lehdillä kuin suinkin sain ja sitten alta kosanilla tulta jotta ne alkoivat hehkumaan ja aamulla oli taas kuumaa vettä ja lehtipanos muuttunut tuhkaksi, ja sitä oli paljon.
Jalostetumpi tapa oli kun tuota jäeöljyäkin kertyi laittaa tynnyrin puolikkaaseen lehtiä pystyasentoon niin tiivisti kuin suinkin ja sitten jäteöljyä sitä mukaa kun sitä tuli imeytin lehtiin - hitto että oli tehokasta polttoainetta, siinä kattila tuhisi.

[teelaakso]

Olen uusi tällä foorumilla, tänään liityin mutta puulämmityksestä kokemusta n. 2 vuotta.
Minä olen laskenut Atmos40 käänteispalokattilani tehon tulo- ja menoveden lämpötilaerosta ja tällä hetkellä suurin teho on tullut lämmityksen keskivaiheilla, piirun yli 40kw. Valmistaja lupaa kattilan tehoksi 40kw.

Teho = Virtausnopeus(l/s) * lämpötilaero * veden tiheys (0,97kg/l) * ominaislämpökapasiteetti (4,1868kj/kg/C)

Lisäksi olen tehnyt kytkennän joka kertoo taloautomaatiolle milloin kattilassa on lämmitys päällä, ja tehosta lasketaan kerätty kWh määrä (tehomittaus kerran sekunnissa). Viimeiseltä lämmityskerralta sain talteen laskelmien mukaan 130kWh joka vaikuttaisi aika oikealta kulutetun puun perusteella.
Pesä vetää n. 35kg, puussa on n. 4kWh/kg ja kattilan hyötysuhde 90,5%. Tekee 126kWh.

Tulee ihan eri tavalla konkretiaa puulämmittämiseen kun voi laskea että pesällinen puuta maksaisi sähkössä n. 14 euroa!

[Pähkäilijä]

Miten pitään tuo 35 kiloa puuta palaa keskimäärin eli oletkos laskenut monta kiloa tuntiin menee? Itsellä näyttää vajoavan 4.5 kg paikkeille pitemmässä mittauksessa kun savukaasut saa pidettyä 200c paikkeilla (alle 300 asteen). Tosin kattila on puolet pienempi nimellisteholtaan ja valovuoden vanhempi polttotavoiltaan. Huomaa kovemmilla pakkasilla kun varaajan jäähtymisen perusteella olen laskeskellut 9 kW tehontarvetta asunnolle alkaa polttosessiot kasvamaan puolen vuorokauden mittaisiksi... Seuraavaa kattila on sitten kokoluokassa samanlainen kun sinulla tai pikkuisen suurempi. Varaaja on ja 3000 litrainen täällä.

[teelaakso]

Tehokäyrän mukaan (alla) poltto kestää aika tarkalleen 4 tuntia jos katsoo vaan intensiivivaihetta. Tarkoittaisko tämä sitten 9 kg/tunti...

En koskaan lisää puuta kesken polton koska yläpesä jossa puu kaasutetaan roihahtaa ilmiliekkeihin, tai savun määrä ainakin on hirveä. Tässä mallissa ei kaiketi ole tarkoituskaan.

Homma toimii niin että sytytyksessä laitan alimmaksi pienempiä halkoja jotka "tukkivat" pohjassa olevan reiän. Näiden päälle heitän sanomalehden jonka yksi kulma sojottaa niin että sen pääsee sytyttämään vaikka lehden päälle laitetaan koko pesällinen puita. Sitten sytytän tuon lehden ja vähän ajan päästä käynnistän savukaasuimurin joka heti imaisee liekin alareiästä toisiopalopesään. Siinä välissä on ne ensimmäiset sytykepuut jotka jäävät liekin tielle ja syttyvät. Annan palaa pari minuuttia jonka jälkeen voin kääntää imurin termostaatin käyttöasentoon. Seuraavan kerran käyn kattilalla kun on aika polttaa seuraava pesällinen. Aikaa menee 10 min päivä + puiden kanto liiteristä.
Alimmat puut palavat pikku hiljaa ja pesän pinta vajoaa samaan tahtiin. Kattila rajoittaa tehoa imuilmaa ja savukaasuimuria ohjaamalla. En ole seurannut savukaasujen lämpötilaa mutta taitavat pysyä alle 200 asteen. Ikinä ei ole jäänyt mitään palamatonta, ja tuhkan määrä on pieni.
Imuri sammuu ja imuilma-aukko menee kiinni kun kattila alkaa on jo reilusti jäähtynyt palon sammuttua.

 

[miikavir]

Et siis sytytä Atmosta valmistajan ohjeiden mukaan, ns. "kynsitulilla"? Käytätkö sitä ohituspeltiä ollenkaan?

[Pähkäilijä]

Ookei, siis polton keskitehot noin 31.5 kW paikkeilla. Itsellä sitten ko pannulla voisi kovilla pakkasilla laskea noi 7 tuntia polttoaikaa päivässä ja näillä keleillä vähän yli 2 tuntia - ei ihan vielä riittäs uunillinen 2 päiväksi. Saatkos tuon 35 kg mahtumaan pesään koivua vai muuta kun koivua?

Noita pikkusen suuremmista käänteispalokattiloista ei juurikaan ole mitään juttua löytynyt kun yleensä on jääty 20 kw luokkaan (ip30 luokkaan) vaikka tuplaten suurempi pannu ei paljoa enempää maksa mutta vähentää kummasti lämmitystyötä okt kokoluokassa.

[teelaakso]

En käytä kesäpeltiä kun saan edellämainitulla systeemillä täytettyä pesän kerralla, ilman luukun availua ja savunhajua. Imuri vetää liekin tosi hyvin alapesään ja syttyminen on taattu. Alussa käytin valmistajan ohjeita mutta käytäntö on opettanut ja nykyään syttyy ilman mitään pilkkeitä, ihan halkoa vaan ja vähän paperia/pahvia.

Pannun polttoaikaan ei voi juurikaan vaikuttaa, ja kesken kaiken puun lisääminen on savuista hommaa. Ihan loppuvaiheessa kun on enää hiillos yläpesässä jäljellä ja kaasutus on loppunut voi pesän taas laittaa täyteen. Puu on sekalaista 50cm halkoa ja rankaa. Täytyy vielä punnita paljonko puuta ihan oikeasti menee, käytännössä reilusti kukkurallinen kottikärryllinen kerralla.

Tosi tyytyväinen olen kattilaan. Meiltä puuttuu vielä katosta pirusti eristettä ja siitä huolimatta 260m2 talo pysyy lämpimänä kerran päivässä lämmittämällä. Vähän liiankin helposti koska ne eristeet on vielä hankkimatta....

[seppol]

Kun olen tavallaan vastuussa koko kattilatehon mittauskeskustelusta julkaisemalla vuosi sitten mnetelmän sen määrittämiseksi. Siinä lähettiin siitä että jokainen varaajan vesikuutio sitoo lämpöä 1,16 kWh lämmetessään asteen. Varaajan koko yleensä tiedetään. Myöhemmin siihen lisättiin myös varaajan ja kattilan teräs jonka ominaislämpö on sama veden kanssa tilavuusyksikköä kohti. Teräksen paino jaetaan kahdeksalla ja paino lisätään veteen.
Vaikeudeksi on muodostunut veden kerrostuminen ja tulokset heittelee paljon. Yleensä hyötysuhde on jäänyt odotettua huonommaksi (50 - 70 %).

EN 303-5 direktiivin mukaan parhaaseen luokkaan päästäkseen kattilalta vaaditaan vähintään 74,8 % kattilahyötysuhde. Nyt teelaakso on saanut kokonais hyötysuhteeksi yli 90 %. Mittaus on suoritettu ottamalla sekunnin välein näytteitä meno ja paluuveden lämpötilasta sekä virtausmäärästä. Näytteitä otetaan 3600 tunnissa ja ne lasketaan yhteen. Jos lämmitetään 4 tuntia näytteitä otetaan kaikkiaan 14400. Lämpötila ei juuri muutu eli sen tarkkuudella ei ole merkitystä. Se sijaan yksittäinen vesimäärä sekunnissa on mitattava erittäin tarkasti että kokonaisvesimäärä tulisi oikein. Riippuu tietenkin ohjelman näytteen ottotavasta.

En minä mitenkään halua torpata menetelmää, päin vastoin. Näin laboratoriossakin kattilan teho mitataan.

90 % hyötysuhde puun hyötylämpöarvoon verrattuna vedestä mitattuna sisältää myös polton kaikki häviöt. Siis mahdollisen hään, palamattomat hiilivedyt ja palokaasujen sisältämän lämpöenergian. Kun poltettaessa ensin kuumennetaan vain palokaasut jotka sitten jäähdytetään veteen, palokaasujen lähtölämpötilasta uunista voidaan laskea se lämpötila josta kaasut alettiin jäähdyttää.
Jos esimerkiksi kaasut jättävät kattilan 200 astetta kuumina, lähtölämpötilasta +20 niitä on lämmitetty 180 astetta. Kun niillä on energiaa jäljellä 10 %, palolämpötilan on tarvinnut olla 9 x 180 + 200 = 1820 astetta. Se ei ole ilmalla mahdollista.
Tässäpä lisää mietittävää. Yritetään selvittää.

[teelaakso]

Ei tämä kovin tieteellistä tässä vaiheessa ole minun osaltani. Esim polttoainetta ei ole punnittu tarkasti. Olisi kyllä mielenkiintoista.

Mutta toisaalta teho on laskettu tarkasti - ainoa epävarmuustekijä on virtaama joka on otettu valmistajan käyrästä eikä pidä välttämättä täysin paikkaansa koska siihen vaikuttaa pumppauskorkeus. Lämpötilaero mitataan tarkasti PT100 antureilla jotka ovat saman mittaisten johtojen päissä. Muut ovat luonnonvakioita kuten veden ominaislämpökapasiteetti ja tiheys.

Toisaalta, kattilan valmistaja on ilmoittanut hyötysuhteeksi 90,5, ja kattila ohjaa itseään (en voi vaikuttaa juurikaan polttoon) joten ei se nyt täysin epärealististakaan ole.

 

[lorvi]

>virtaama joka on otettu valmistajan käyrästä eikä pidä välttämättä täysin paikkaansa
Se on arpapeliä, ihan turhaa mittausta ennenkuin tietää todellisen virtauksen. Virtausmittari.
http://personal.inet.fi/yritys/vks/1-wire/IMG_0005.JPG

>koska siihen vaikuttaa pumppauskorkeus.
pumppauskorkeudella ei ole mitään tekemistä virtausmäärän kanssa(poikkeuksena tietysti jos järjestelmässä on ilmaa)

[teelaakso]

Kyllä se mittaus ihan mielekästä on, näkee itse mikä on hajonta, polttoaineen vaikutus jne.
Eikä se ihan pielessä voi olla kun kerran valmistaja ilmoittaa kattilan tehoksi 40kw ja minulla laskelmieni mukaan maksimi on suurin piirtein 40kw.

En tässä mitään pilkuntarkkaa ole hakemassa. Tässä vaiheessa minulle riittää valmistajan ilmoitus pumpun virtaamaksi, joka ei voi olla ihan pielessä jos kerran pumppauskorkeuskaan ei vaikuta.

Niin ja hyötysuhteen laskenta on ihan suuntaa antava. Polttoaineen kosteuskin on mitä on...
Mutta kivaa on!

[lorvi]

>Mutta kivaa on!

Niin muuten on, minäkin neljättäkymmentä vuotta lämmitellyt samalla kattilalla eikä alkuvuosina ollut viiden kuution varaajassa kuin yksi vanha traktorin farenhait lämpömittari säiliön päällä villojen alla ja hyvin tuli toimeen, yhtä hyvin kuin nytkin vaikka nyt on ihan vain harrastuksen puitteissa noita antureita ripoteltu sinnetänne.