Onderwerp: Alternatieve brandstof

Erikdejong schreef :
Er bestaan ceramische PTC verwarmings elementen, die vaak in ventilator kachels gebruikt worden. Deze PTC elementen worden hoger in weerstand als ze heter worden en bereiken een evenwicht. Als je ze koelt met een ventilator gaan ze meer vermogen verbruiken.
Het regelen van een ventilator gekoppeld aan je ladings toestand lijkt me niet moeilijk.

Eric, (17.41 uur) 12 sept

Daar omschrijf je eigenlijk precies wat hier gebeurt.
Minder dan 200 watt zonpanelen, (1000 watth per dag denk ik) wind molentje dat eindelijk bij 8 knopen wind iets levert, (200 watth per dag denk ik)
Water voor douchen warm ik op met een opgerold koperpijpje van 30 meter lang. (´s zomers 4 douches, ´s winters 2)

Wanneer ik wat beter zou kunnen vissen en er hier wat regen zou vallen, zou ik zelf suporting kunnen zijn.

Door computer gebruik en omdat ik nogal eens wat voor de buurt repareer kom ik niet helemaal uit met de energie.
Zonodig dan maar een stukje op motor. (ongeveer 100 ltr per jaar diesel)
En zo nu en dan walstroom is ook wel plezierig

In een zon/wind installatie die ik vorig jaar plaatste zat een heel simpel schakelingetje dat (instelbaar) een relais (in dit geval 400 Amp) triggerde, Bij 14 volt in en bij 13,8 weer uit.
Iets vertraging er ook nog in om klapperen te voorkomen.
Het schakelt nu een paar dump elementen.
Het is de bedoeling dat dit in de toekomst een boiler gaar verwarmen.

Ik meen me te herinneren dat het bij Missouri wind en solar vandaan kwam.

Saeftinghe:

In een gematigd klimaat is het niet zo moeilijk om rond te komen, dat lukt ons in de herfst/voorjaar ook vrij aardig, hier wordt het in de winter echter min 20 en ik stook ongeveer 800 liter diesel per winter weg met de kachel alleen al.

De zonnepanelen/windmolen combinatie leveren ongeveer driemaal zoveel electra als dat ik nodig heb aanboord dus ruim 60% zou ik willen gebruiken om op te stoken in een electrische kachel. Nog steeds is dat niet toereikend, maar ik heb op die manier wel een brandstof besparing van meer dan 30%. Ik zat me alleen af te vragen of dat automatisch geschakeld kon worden want nu houd ik het bij door een paar maal per dag even op de accumonitor te kijken. Walstroom heb ik niet waar ik lig.

Is het een bewolkte windstille dag dan komt bijna alle warmte uit de diesel kachel, is het een onbewolkte dag met 18 knopen of meer wind en niet te koud buiten, dan kan de electrische kachel het wel bijhouden en gaat de diesel kachel zelfs helemaal uit. Het is altijd een beetje zoeken naar de juiste balans.

In navolging daarop kwam mijn idee van de warmte buffer in zeewater, daar moet voldoende energie in gestopt kunnen worden tijdens een passage van een ijsveld op de motor om de boot een dag of 5 warm te houden.

Erikdejong schreef :
Op jouw breedte geven panelen dus nog voldoende stroom af / opbrengst?

fsd schreef : Ik kom gemiddeld ongeveer aan 30% van het opgegeven vermogen van de panelen dat daadwerkelijk in de accu's terecht komt. Gemeten vanaf het moment dat het licht word tot het moment dat het donker word. Deze winter wil ik de panelen beter verstelbaar/richtbaar maken en dan moet het nog wat beter kunnen.

Ze werken prima met gewoon daglicht, je hebt niet echt zon nodig en het voordeel van het hoge noorden is dat het voor een grootdeel van het seizoen dat het bevaarbaar is niet donker word. Het absolute rendement is natuurlijk minder, maar het is uitgesmeerd over een (veel) langer deel van de dag. Onze winter ligplek is op 44'40 noord dus in de winter doen ze het ook nog behoorlijk.

@ fsd, juist op de evenaar valt het rendement tegen van zonnepanelen omdat daar het licht s avonds om 7 uur UIT gaat en smorgens rond zeven uur weer AAN. vooral met de nieuwe panelen die meer op "licht" reageren dan op zonne licht is dat vaak wat tegenvallend.

er staan hier een paar hectare zonnecellen in mijn "achtertuin" maar de beheerder vindt het tegenvallen, de windmolens (pasaat wind) presteren beter. ( per geinvesteerde euro)

Wacht maar een paar jaar, tot de windmolens om de haverklap stuk zijn, en de zonnepanelen het 30 jaar blijven doen...

OK, ik heb een plan gemaakt en een ontwerp voor de vorm van de tank klaar liggen. Ontwerp ivm het passen in de bescikbare ruimte gecombineerd met een zo groot mogelijke inhoud.

Een vraag echter, en de handleidingen van de motor geven geen uitsluitingen daar over: wat voor flow-rate/druk kan ik verwachten van de koelwater by-pass? Aan de hand daarvan kan ik schatten hoe lang het gaat duren voordat de tank de maximale hoeveelheid energie heeft geabsorbeerd.

Ik kan het natuurlijk proefondervindelijk vast stellen, maar als het absurd lang duurd, dan zal ik zeker overwegen om de tank kleiner te maken.

iemand suggesties?
het betreft een Ford Lehman 2713E, een 5.95 liter 6 cilinder lijn motor met een gewicht (zonder kk) van 473kg. Er gaat ongeveer 23 liter koelvloeistof in het blok en de slangen die aan het blok horen, maar zonder de expansie tank en koelvlak mee te tellen.
Ik ben van plan de bypass voor de drinkwater boiler te gebruiken, dus het koelwater word voor de thermostaat afgetapt en weer terug gestopt.

Problemen? suggesties? betere alternatieven?

Andere optie is om het koel water af te tappen na de thermostaat en het weer terug in het systeem te leiden voor het koelvlak.

Denken jullie dat een extra pomp nodig zal zijn om de extra 25m aan leidingwerk aan te kunnen (inclusief 35 nagenoeg haakse bochten?) Ik ben nog even aan het kijken of ik een bedrijfje kan vinden die een dubbele spiraal kaan walsen voor me, maar nog even geen succes. dat zou echter wel de doorstroom weerstand aanziendelijk verminderen.

Ik heb goed gekeken naar ons vaargedrag van de afgelopen 4 maanden en ik denk dat een dergelijke tank een brandstof besparing van ongeveer 55-60% voor ons kan opleveren. Warmte afgifte heb ik voor deze berekening lineair geextrapoleerd van de drinkwater boiler die we hebben.

Die extra pomp heb je zeker nodig want de opvoerhoogte van de koelwaterpomp van het interne motorcircuit is maar heel gering.Dat ding heeft misschien een waaierdioameter van hooguit 8 cm wat bij 300 rpm een opvoerhoogte oplevert van maximaal een paar tienden Bar. Voor die 20 meter leiding met bochten en eventuele afsluiters heb je best wel wat opvoerhoogte nodig.
De opvoerhoogte kun je ongeveer berekenen met bijv. dit tooltje www.eekels.eu/nl/activiteiten/...ols/leidingweerstand .
Alleen is de 10% die zij rekenen voor afsluiters en bochten nogal krap. Ik zou daar minstens 20% voor nemen.
Beter nog is voor de bochten , afsluiters e.d. de zogen. equivalente leidinglengte toe te voegen aan de leidinglengte . Daarover kun je hier wel wat lezen: www.qplus.nl/files/1/2_oker_le...ie%20instructies.pdf .
Voor jouw doel is dit nauwkeurig genoeg. het kan nog wel beter maar dan wordt het wel heel wiskundig.
Ad

YELLOW BOAT schreef : helaas ken ik de preciese capciteit van de pomp niet, maar hij draait op 1200 rpm2700rpm en de diameter van de waaier is zo ongeveer 16-17cm zeg ik uit mijn hoofd. Wel een aardig pompje en hij heeft geen probleem om 3m2 koelvlak met 94 haakse bochten er door te drukken. Mijn bedenking is alleen dat als ik dan ook nog deze leiding met al zijn bochten ga toevoegen dat het wel eens een beetje te veel van het goede zou kunnen worden.

Maar een pomp toevoegen lijkt me opzich ook geen onoverkomelijk probleem. Heb jij wellicht een idee van koelwater druk/flow-rate? Zal trouwens ook afhangen van de weerstand van het gehele systeem dus zal lastig te zeggen zijn denk ik. Toch maar proefondervindelijk vaststellen denk ik dus.

Voor gewone leidingen geldt een drukverlies van 1 Bar per 100 meter. Als je de leidingen groot genoeg kiest en met ruime (stroom) bochten maakt zal de extra weerstand over 25 meter wel meevallen en zo ook de opbrengst. Het is een gesloten rondpompsysteem toch?.

Proost schreef : Klopt, ik zit te denken aan leidingen van 16mm binnen diameter, dit is relatief dunwandig kunststof dat redelijk goed warmte geleid en dat niet corrodeerd.

De tank gaat waarschijnlijk van glasvezel versterkt PVC schuim gemaakt worden.

Omdat je de drukval laag wilt houden en bovendien niet teveel warmte wilt verliezen ( warmteoverdracht is bijna linear met de snelheid) zou ik de snelheid in de buis niet te hoog kiezen , zeg 1 m/sec, dat betekent bij 16 mm dan wel slechts 12 liter/minuut en dat lijkt nogal weinig.
Ik begrijp trouwens dat je de buffer via een warmtewisselaar wilt opwarmen? Besef dan wel dat je voor een goede warmteoverdracht in dat ding weer genoeg snelheid nodig hebt wat dan weer opvoerhoogte kost om de drukval van die warmtewisselaar te compenseren.
Het omntwerpen van zo'n systeem is echt niet zo simpel en via trial and error proberen voert vrees ik niet tot een bevredigend resultaat.
Probeer trouwens als warmtewisselaar eens of je ergens een kleine platenwarmtewisselaar kunt kopen. Die hebben veruit de beste warmteoverdracht bij de minste weerstand en afmetingen.

Ad

Warmtewisselaars zoals Ad laat zien zitten in combi cv ketels, circulatiepomjes daaruit zijn misschien ook bruikbaar.

De rede dat ik liever leidingen zou gebruiken is dat een 1000 liter tank best groot is en dat een platen koeler erg ruimte efficient is, maar daardoor voornamelijk het deel waar hij gemonteerd is opwarmt en de rest niet. Dat moet dus door geleiding van het water zelf gebeuren wat het proces wat meer zal vertragen.

Verwarmen van water is lineair en weerstand is kwadratisch met de snelheid en lineair met de lengte. Volgens mij kom ik een eind als ik de gegevens die bekend zijn van de boiler extrapoleer naar het grotere formaat tank.
Er is verder niets kritisch dat er vanaf hangt omdat de koeling van de motor niet veranderd, theoretisch koelt de motor iets meer, maar dat is geen probleem. Mocht dat wel een probleem blijken te worden, dan zou ik makkelijk genoeg het aftappunt na de theromostaat kunnen maken en dan bepaald de thermostaat de motor koeling.

Al met al kan er niet veel fout gaan dus ik zie niet in waarom trial en error een probleem zou geven.

We hebben bij het bedrijf waar ik veel mee samenwerk op verschillende loodsboten het koelvlak via 14 bootlengtes aan koker profielen tegen het dek aan gelegd. Dit om sneeuw te smelten en ijsvorming te voorkomen. Ook de railing buizen en handgrepen zitten in dit circulatie systeem. Op deze schepen is er ook nooit een probleem. er is een theromostaat die bepaald hoeveel water er naar de kielkoeling gaat als het dek niet voldoende koelt. Dt omdat een dek in de zomer makkelijk 40 graden kan worden in de zon. Op deze schepen zijn er ook nooit problemen. Ik kan me niet voorstellen dat je grove fouten kunt maken in een trial en error proces. Het enige resultaat is dat je wellicht een iets minder efficient systeem hebt, maar aangezien iedere W aan warmte die je wint feitelijk winst is kun je ook niet echt iets verliezen.

Al met al lijkt het er niet op dat ik een methode kan vinden om theoretische warmteafgifte van de motor te bepalen, T&E lijkt me de enige overgebleven methode met als handvat de extrapolatie van het bestaande systeem.

Proost schreef : Wat voor voltage werken die op? Het liefst zou ik, als er een extra pomp nodig is, een 24 volts pompje gebruiken. Een extra pomp zal overigens nooit kwaad kunnen denk ik. En aangezien de motor loopt als de pomp aan staat is het verbrijk van de pomp ook niet echt een probleem.

Erik, je hebt toch ook 220 V aan boord?. Die cv pompjes gebruiken tegenwoordig niet veel. Van 10 tot 40 W ongeveer, hangt er van af hoeveel er gepompt moet worden.

Proost schreef : zijn ze ook 220v of hebben ze een klein transforatortje ingebouwd? meestal word het interne systeem van een dergelijke installatie teruggebracht naar meer beschikbare voltages zoals 19 volt.

Maar een pompje is niet het grootste struikelblok hier.

Ik ga in November eens lekker knutselen!

220V(60Hz) is inderdaad aanboord, net als 110 (50Hz), 24(DC), 12(DC) en 5(DC)

Ook in 24V en 12V, www.allesvooruwschip.nl/index....cle&aid=6716&lang=NL

Maar gewoon 220/240 is veel goedkoper en meer keus.

Erikdejong schreef :
De theoretische warmteafgifte of warmteverlies via het koelwater van een "klassieke" dieselmotor bedraagt 30-34% van de verbrandingsenergie van de brandstof. Daarnaast verdwijnt er ook ongeveer 30% met de uitlaatgassen en blijft er dus zo'n 30% vermogen over. Een 25pk motor zal dus ook ongeveer 25 pk ofwel 19 KW warmte via het koelwater afvoeren.

Pas trouwens op dat de stroomsnelheid van de koelvloeistof in de motor niet te laag wordt anders kan het zijn dat er slecht gekoelde plaatsen ontstaan . Bovendien kan de motor door de zo ontstane lagere warmteoverdrachtscoëfficient zijn warmte mogelijk niet goed meer kwijt.

Ad

YELLOW BOAT schreef : bedoel je dan niet 30% van die 25 pk (dus 5.7kW) aan warmte afgifte aan het koelwater?

Wij hebben een 73 of 76 kW motor waarvan we op kruissnelheid ongeveer 35kW van gebruiken. Met de vuistregel van 30% voor de uitlaat, 30% via de koelvloeistof en de rest voor de voortstuwing dan zouden we ongeveer 9kW aan warmte in de koelvloeistof krijgen. Laten we zeggen dat we via de warmtewisselaar de helft van die warmte in de watertank zouden kunnen krijgen (is dat realistisch?). dan zouden we dus 4,5kW aan energie op kunnen slaan.

Een 1000 liter tank zou bij een temperatuurs verschil van 80 graden 80kWh op kunnen slaan. Dat zou betekenen dat het 18 uur zou duren voor de tank warm zou zijn. daar komt altijd nog wat warmte verlies bovenop (gaat wel de te verwarmen ruimte in dus echt verlies is het niet). laten we dat eens op 10% schatten, dan zou er grof weg 20 uur nodig zijn.

Als ik dat vergelijk met de 55 liter boiler die we hebben:
55 liter dat 50 graden opgewarmt word zou in theorie 37 minuten nodig hebben met 4,5 kW om op te warmen.

In de praktijk halen we echter een stuk kortere tijd (bijna 1/3e).
Ergens ligt er dus iets een beetje anders in de verhoudingen en redendementen. Ik heb een 200 liter vat beschikbaar dat ik eens ga proberen op te warmen met een tochtje op de motor, en dan eens meten hoe lang het duurd voordat het warm word en wat voor temperatuur we kunnen bereiken.

Inderdaad is dat in mijn voorbeeld niet 30% van die 25 pk maar 30% van de energie die in de verstookte diesel zit.
Immers de efficientie van scheepsdiesels is ongeveer 30% en die 25pk diesel uit het voorbeeld levert die 25 pk aan de schroefas ( of aan de krukas maar dat maakt weinig uit).
Van de verbrandingsenergieenergie die er in één liter diesel zit gebruiken we dus maar zo'n 30% voor de voortstuwing!
Zo zie je maar weer hoe inefficient we met die brandstof omgaan.
Als vergelijking: met een CV ketel zit je bijna op 100%!

Als jij dus maar 35KW gebruikt van die 73 KW geinstallerd vermogen gebruikt betekent dat dat je die energie aan je schroefas levert. Daarnaast gaat er dus ongeveer evenveel naar je koelwater en dus naar buiten en ook evenveel naar je uitlaatgassen.
Waarom heb je trouwens een 73KW motor vraag ik me af?
In werkelijkheid is bij de slechts 35KW die je ervan gebruikt de efficientie nog belabberder!

Overigens zul je maar een deel van de beschikbare koelenergie kunnen gebruiken voor opslag. Alles zou misschien wel kunnen maar dan moet je i.p.v. de thermostaat in het motorkoelcircuit een thrmostaat bedenken die de hoeveelheid naar de buffer regelt met de koelwatertemperatuur in de motor.
Op zich natuurlijk veel mooier wwant dan past die regeling zich ook aan aan het vermogen dat je van de motor vraagt.
Ad

p.s.
Het zou me niet verwonderen als ik (we) zo dadelijk de moderatoren op het dak krijgen want dit alles gaat misschien welk wat ver voor dit "simpele" zeilforum.

ad, ik geloof niet dat we hiet te ver gaan hoor

De 35kW is gebaseerd op het feit dat een middelsnellopende diesel (max rpm voor onze motor is 2400) ongveer 190 gram diesel per kWh gebruikt, wat ook zeer aardig overeenkomt met de snelheidsvoorspellingen die voor de boot zijn gemaakt in combinatie met het schroef ontwerp.
Het brandstof verbruik op kruissnelheid voor onze boot is me bekend dus het vermogen aan de uitgaande as is ook bekend, 7 knopen vind ik een mooie snelheid op de motor .

De reden dat er toch een 73kW motor in staat is tweeledig. Ten eerste was ik op zoek naar een gebruikte motor en bij voorkeur een industriele want veel geld had ik niet voor de motorisatie. Ik was eigenlijk op zoek naar 55-60kW tot ik onze huidige motor voor een zeer luttel bedrag tegen het lijf liep en hij was zelfs al gemariniseerd. Nadeel was wel dat de motor iets groter, een stuk zwaarder en ook krachtiger was dan waar ik naar op zoek was, toch genomen vanwege dat gegeven paard en in zijn bek kijken.
De andere kant is dat de gebieden waar we varen redelijk extreem zijn. Ik wil me niet laten stoppen door een veld mat Brash-ijs op de weg of een baai die 's nachts bevriest als we ergens voor anker liggen. Ook treffen we regelmatig katabatische winden in de gletsjer rijke gebieden en dan heb je nogal eens wat extra vermogen om nog boven je anker te komen om weg te kunnen. 80 knopen is geen uitzondering.

Waarom het draaien van een motor van 73 kW op slechts half vermogen minder efficient zou zijn ontgaat mij eerlijk gezegt een beetje, het specifieke brandstofverbuik veranderd namelijk niets, de schroef is geoptimaliseerd voor half vermogen en kruissnelheid.


Er zit maximaal 11.6 kWh aan energie in een kg diesel. Mijn motor hoort 5.3 kWh uit een kg diesel halen (190gram /kWh, wat zo ongeveer de standaard is voor een middelsnelle industrie diesel). Het mechanisch rendement komt daarbij theoretisch dus op 46%, al het andere word omgezet in trillingen en warmte. Voor het gemak kunnen we dus stellen dat 54% van de de diesel in warmte word omgezet. De vraag word dan hoe de verdeling is tussen warmte uit de uitlaat en warmte dat afgevoerd word door het koelwater. Daarna natuurlijk de vraag hoeveel warmte kunnen we nog uit het koelwater halen.

35kW aan mechanische energie zou dan betekenen dat er 39kW aan warmte energie uit de motor komt.

Ik ben geneigd te zeggen dat er niet heel veel uit de uitlaat gaat. Daar kan ik namelijk gewoon mijn hand voor houden dus warmer dan 30 graden zal het niet zijn. Het koelvlak daar entegen is niet aan te raken zo warm.

Als ik kijk naar hoe lang het duurd voordat de drinkwater boiler warm is, kom ik op een verhouding van minimaal 78% van de warmte naar het koelvlak en 22% uit de uitlaat. Of dit realistisch is weet ik niet, maar als het niet zo is dan kan de boiler nooit warm worden in zo'n korte tijd.

Deze verhoudingen zouden de tank verwarming dan op 2 uur en 45 minuten brengen. Als de verhoudingen tussen koelwater en uitlaat warmte afvoer meer naar 50-50 zouden liggen, dan zou tank verwarming in 5 uur mogelijk zijn.

Al met al komen we wel een stuk verder met dit vraagstuk, dank daarvoor!
Toch om uitsluitsel te krijgen zal ik toch wat experimenten moeten gaan doen denk ik

Resumerend komt het volgende dan bij mij naar voren:
- Het systeem zou moeten kunnen werken;
- Bij voorkeur geen metalen in het systeem ivm corrosie;
- Zorg voor voldoende geforceerde circulatie van koelwater.

Volgens mij kun je niet veel fout doen bij een systeem als dit. De vraag voor mij blijft dan alleen: hoeveel warmte wil ik opvangen of voor hoelang wil ik mijn boot kunnen verwarmen met deze warmte.

Dat je uitlaat niet berg warm is komt natuurlijk doordat je daar een bult water in spuit!
In feite verdwijnt bij een scheepsmotor met gekoelde uitlaat dus alle verlies door de uitlaat.
En vergis je niet; bij bijvoorbeel 25 liter/minuut koelwater , buitenwatertemperatuur 15 graden en uitlaat 35 graden praat je al over 35 KW ( 25/60*20*4,2=35 KJ/sec oftewel KW) Als je je hoeveelheid koelwater weet en de temperatuur een keer opmeet kun je het ook zelf uitrekenen.
Overigens, hoeveel KW aandrijfvermogen je motor op een gegeven moment afgeeft is niet zo simpel vast te stellen. De vermogen/toerental lijn die mogelijk in je handboek staat kun je daarvoor niet gebruiken want die geldt alleen als je de motor bij elk toerental vol zou worden belast. En dat is nooit zo maar alleen op het kruispunt van vermogenlijn en schroefkarakteristiek lijn. De eerste loopt minder dan linear omhoog , de andere (schroef) met bijna de derde macht.

Maar nu wordt ik weer erg theoretisch...
Ad