Onderwerp: Project Snow Leopard: Ontwerp

Daar zat ik ook aan te denken: tegenstromende warmtewisselaar. Maar je zult wel iets tegen ijsafzetting moeten verzinnen lijkt me.

Ik heb inderdaad een systeem in mijn hoofd met een warmtewisselaar die via de kachel pijp gaat. Daarover binnenkort meer samen met de isolatie details.

Ja, niet alles zelf verzinnen hè? Dan is er voor ons ook niks meer aan

We moeten dat plaatje in de romp “design supported by ZF” wel verdienen natuurlijk...

Is een warmteterugwinningsinstallatie niet een optie hiervoor? Of doe je niks met geforceerde of andere ventilatie?

Zit je wel weer met allemaal ventilatie slangen natuurlijk, en hij verbruikt stroom i.p.v. diesel

En je kan de douchekoudewateraanvoer naar de mengknop eerst om de afvoer laten draaien, zo geeft het afvoerwater veel warmte af aan het verse koude water. #alle kleine beetjes helpen.

Erik, ik volg met belangstelling jouw ontwerpproces en alle commentaren. Het meeste kan ik niet volgen en ook is mijn kennis wat verouderd, maar iets van bouwfysica weet ik nog wel. De inhoud van de boot stel je op 600 m3. Dat komt me voor als rijkelijk veel voor een boot, als je bedenkt dat de meeste woningen niet meer dan 300 m3 halen. Verder zou ik die m3 nog eens onderverdelen in verblijfsruimten (18 gr C), techniekruimten (vorstvrij) etc. Is het volume echt 600 m3?
Misschien heb ik het gemist, maar ook voor koken, wassen en douchen voor 14 man heb je veel energie nodig.

Erikdejong schreef :
Als je warmte onttrekt aan de rookgasafvoer van je kachel moet je wel in de gaten houden dat 1) de rookgasafvoer blijft "trekken" en 2) als de tegenstromende buitenlucht zo koud kan zijn er condensatie van corrosieve stoffen uit de verbrandingslucht plaats kan vinden. Heb je ook ideeën hoe daar mee om te gaan?

HotSnail schreef :
Dit is in de basis wat ik bedoelde. Maar als de verse lucht van buiten -60 °C kan zijn komt de temperatuur van de binnenlucht eerst ergens in de warmtewisselaar onder het dauwpunt en treedt condensatie op en vervolgens ergens onder het vriespunt en vindt aanvriezing plaats. Daar moet wat op verzonnen worden. Een warmteterugwinningsinstallatie voor onze gematigde contreien zal niet zonder meer bruikbaar zijn in arctische gebieden.

@Nardus, dat gaan we zeker doen. Heb ik thuis ook gedaan en het maakt toch zo'n 30% verschil in warmwater verbruik.

@Jerry, de inhoud van de boot is 300m3. Ik heb nog even terug gelezen in mijn post, maar ik zie die 600 niet staan. Heb ik ergens een typfut gemaakt en er overheen gelezen?
Koken word elektrisch (inductie) en een elektrische oven. De hoofdverwarming is een dickinson kachel, de grootste die ze hebben. Dar kun je ook op koken en in bakken. Dus als de kachel aanstaat dan heb je gelijk kookwarmte. In de zomer als de kachel niet aanstaat dan zijn de zonnepanelen, de windgenerator en de schroefas generator meer als voldoende om elektriciteit op te wekken voor koken, watermaken etc.

@Jotm. De luchtvochtigheid in de poolgebieden is zo laag dat condensatie van de opwarmende lucht eigenlijk niet echt een probleem meer is. De warmtewisselaar is feitelijk een dubbelwandige schoorsteen op de kachel waarbij de koude inkomende lucht in de buitenwand komt. Dit verminderd de trek inderdaad een beetje, maar dat kan die kachel makkelijk aan. De efficientie zal er wat groter door worden omdat de rookgas afvoer een lagere temperatuur zal hebben.

Het gaat niet om condensatie in de opwarmende lucht (daar gebeurt dat sowieso niet, ook niet in de tropen), maar in de afkoelende lucht (cq. rookgas).

Dat bedoelde ik ook, maar zie nu dat ik het een beetje ongelukkig heb opgeschreven.
Daar heb je niet echt last van bij dit soort kachels. Op mijn boot heb ik dezelfde kachel maar dan een maatje kleiner. Daar heb ik nooit last van gehad van condensatie in de kachelpijp, ook niet als het buiten -40 was.

Excuses Erik, ik kan die 600 m3 ook niet (meer?) vinden. Ik moet me dus vergist hebben.

Hoe geweldig je ontwerp ook. Natuurkunde is wel lastig te omzeilen.

Afhankelijk van de stochiometrische condities zal de rookgas beneden de ~55°C gaan condenseren. Of je er last van hebt of niet. Ik denk dat je er terecht op gewezen word dat je daar rekening mee moet houden als je warmte terug wilt winnen. Het condensaat van verbrande diesel is zowel erg zuur als dat het nare cationen kan maken bij metallische afgasmaterialen die spectaculaire en onvoorziene effecten kunnen geven op vrijwel alle polyolefinen (ook als die gecopolymeriseerd zijn in rubbers!). Condenserende oliekachels worden daarom tegenwoordig vrijwel allemaal met grafiet warmtewisselaars uitgevoerd.

boarderbas schreef : Dat was mij dus onbekend. Ik ben er voor het gemak vanuit gegaan dat als ik met -40 geen consensatie heb dat je daar met -60 ook geen last van zal hebben.
Ga eens bellen met Dickinson om te vragen wat hun ervaringen zijn en wat er aan te doen is.

Als ik het goed lees heeft BoarderBas het over ‘tilde’ 55 deg (dus ongeveer 55 graden) boven nul, niet minus 55 graden…

Correct!

Het condenseren van rookgas geeft zeer veel energie. Ofwel, er is een stevige warmteflux de pijp uit nodig om hoeveelheden te condenseren. Je pijpje zal dus vast wat condenseren, en dubbelwandig uitgevoerd nog minder. Een druppel gevormd op het binnenoppervlak van de schoorsteen verslechterd de warmtegeleiding aanzienlijk. De druppel zal aan de andere zijde ook weer verdampen. Zo ontstaat een condenslaag zoals aan de binnenzijde van je autoruit zonder dat er echt druppels vormen. Daar is een pijp gewoon een te slechte warmtewisselaar voor.

Ga je actief warmte terugwinnen uit de afgas, dan ga je ook echt condensaat produceren.

Zwaardopzee schreef :
12 ton extra, ligt de boot dieper van. Minder luchtweerstand. Niet meer.

Zwaardopzee schreef : Een tocht van 10.000 mijl in de hoge breedten, zou mooi zijn als dat allemaal voor de wind zou zijn


@Boarderbas, ik ga er nog eens wat op zitten studeren. Dank voor de feedback!

Nou heb ik geen ervaring met dickingson, maar wel met somy.
Wat mij altijd tegen valt is het brandstof gebruik van deze kachels. Ofwel het rendement is relatief laag, er gaat veel warmte de schoorsteen uit.
Harde (betrouwbare) cijfers heb ik niet gevonden, maar op diverse forums wordt ~60% genoemd voor een potbrander tegen 90+% voor een waterverwarmer met 'aanjager'. Nadeel is natuurlijk elektriciteit gebruik, en je kan er niet op koken.
Je kan een potbrander natuurlijk 'verbeteren' door de verbrandingsgassen na te koelen in de schoorsteen, maar het wordt heel lastig om ook maar in de buurt van een 'aanjager' te komen.

Bij een verbruik van 21.000ltr en een 10% beter rendenment, toch weer 2100ltr gewonnen.
Zoiets bedoel ik dus.

Erikdejong schreef :
Dat zou mooi zijn, maar als je iets hebt uitgevonden dat meer massa (12 ton gewicht of zelfs nog oneindig meer?) kan verplaatsen met de zelfde hoeveelheid brandstof verbruik en in het zelfde schip door het water (BK er is meer weerstand dan lucht) dan lijkt de klimaattop nu al een groot succes.

Mijn stelling was dat jij niets hoeft te sjouwen, maar je schip wel. Kortom de filosofie van Twight, en niet de letterlijke betekenis van de klimmer die dat op zijn rug doet.

Leuk onderwerp is dit! Blijf ik nog even fijn volgen.

@Rooiedirk
Die Kabola's zijn we mee bekend, daar hebben we er een van in Snow Dragon en dat werkt inderdaad heel mooi. De Dickinson is niet krachtig genoeg om de hele boot warm te houden, dus er komt ook een 10kW Kabola aanboord, net als een houtkachel.

De Dickinson fornuizen zijn best wel efficient, een stuk beter als de potkachels. De rookgassen gaan namelijk eerst een rondje om de oven heen voor ze de pijp uit gaan. De kachelpijp op mijn boot kan ik meestal met de hand nog vasthouden.

@Zwaardopzee. Als ik na 5000 mijl varen met al dat extra gewicht aanboord nog steeds een daggemiddelde heb van rond de 150 mijl iedere 24 uur en dat dit met een volle of lege boot vrijwel geen verschil maakt, dan schrijf ik gewoon heel simpel dat het het verschil eigenlijk niet merkbaar is. Punt is namelijk dat je in lichtweer iets inlevert, maar de rompsnelheid van de boot veranderd niet. Veel tijd vaar je tegen de rompsnelheid aan en dat maakt gewoon bar weinig verschil. Gewicht bij zeilboten doet er eigenlijk helemaal niet zoveel toe, mits het tuig daarop afgestemd is. bij planeer boten maakt het wel een wereld van verschil.

Ok. We hadden het over brandstofbesparing, dus motoren. Maar goed, als je tijd over hebt en vastgevroren ligt, lees dat boek

Wordt de isolatie PIR, PUR, EVA, PE of XPS? Want alle varianten hebben zo hun voor en tegens

De isolatie word zo dik als we maar kwijt kunnen. Op het moment neig ik naar PIR vanwege de brandvertragende eigenschappen en het uitgassen van minder schadelijke stoffen in het geval van brand in combinatie met lokale verkrijgbaarheid (moet gespoten worden met specialistische uitrusting en laten we dus doen). Tegen de tijd dat er gespoten moet worden laten we ons nog eens goed informeren over de mogelijkheden en beschikbare materialen, maar vooralsnog ga ik van PIR uit.

Hier onder een schets rond het grootspant met de dikten die we kwijt kunnen voor de isolatie:


De vloer staat hier aangegeven als 50mm dik isolatie, maar op de meeste plekken word die 100mm dik.

Isolatie is belangrijk, maar het grote probleem op veel boten die in de koude opereren is de koude bruggen die overal terug te vinden zijn en dat zijn nu juist de plekken die gaan condenseren. Condens mag geen plek hebben aan boord. De volgende oplossingen staan momenteel op tekening (er komen er nog wel meer).

Ramen:
Driedubbel-gasgevuld glas met een totale dikte van 58mm. De buitenlaag is gehard glas (staal glas) van 16mm dik. Traditioneel worden de ramen in aluminium sponningen gelijmd, maar daar gaan we vanaf wijken vanwege de koude brug die dat altijd oplevert. Op de aluminium plaat word een rand van 8mm dik aluminium gelast met boutgaten daarin. Met behulp van bouten zetten we daar een rand van 52mm dik POM bovenop. Daar word dan de aluminium sluitflens in gebout. Op die manier komt de alumnium sluitflens niet in aanraking met het aluminium van de buitenkant.

Luiken:
Het dekhuis krijgt 6 stuks standaard dekluiken van Lewmar, die met de hoge rand. Die zijn natuurlijk niet geisoleerd. Het dak van het dekhuis is echter ruim 100mm dik. We gaan dus een tweede dekluik (identiek) op de kop aan het plafond van het dekhuis schroven. Op die manier creeer je een luchtsluis. In de lange winters op hoge breedten is het 24 uur per dag donker en dan kun je de luchtsluis vullen met schuim blokken.

Deuren:
Er is 1 deur die naar buiten gaat, die word van aluminium (waterdicht natuurlijk) en die word 150mm dik met isolatie voorzien. De houten binnenkant krijgt een rubberen pees welke aansluit op de rest van het houtwerk waar het interieur uit bestaat. Op die manier creeer je ook weer een mini luchtsluis tussen de waterdichte seal en de niet waterdichte interieur seal op het hout.

Grondhout:
Het interieur van een metalen boot word bevestigd door middel van grondhout. Traditioneel word er een stuk hout van ongeveer 25mm dik op ieder spant geschroeft. De kop van schroef komt dan slechts enkele milimeters onder de afdek laag te zitten. Het grondhout isoleert niet heel erg goed en het spant is koud omdat het alumnium is wat met de buitenlucht in contact staat. Zodra het een graadje of -5 tot -10 word zie je op Bagheera kleine ronde condens plekjes waar de schroeven zitten, en als het -20 tot -25 word dan zie je het grondhout doorschemeren met hele dunne vochtstrepen. We gaan het grondhout dus iets anders doen. We gaan kleine houten blokken van 35mm dik op de spanten schroeven met de schroefkoppen flink verzonken. Dan gaat het 25mm grondhout er langsscheeps overheen, en dus niet de spanten volgend. Op die manier zijn de schroeven van het grondhout niet in contact met het aluminium en is het contact oppervlak van het grondhout bijna met 90% greduceerd. De koude brug word dus aanzienlijk kleiner.

Dekluiken:
Er komen twee grote dekluiken in het voor en achterschip en een groot luik om de generatoren er in 1 geheel uit te kunnen tillen. Daarnaast komen er in ieder vertrek waterdichte vluchtluiken. De luiken wil helemaal volledig flush met dek hebben zodat het makkelijker is om deklading mee te nemen. Die luiken zijn allemaal custom made vanwege dekrondte. Het idee is dat we ze op dezelfde manier gaan maken als de waterdichte deur die de toegang vormt naar het dekhuis, dus met een extra luchtseal welke aansluit op het interieur. Deze luiken worden allemaal ruim 20cm dik. Het generator luik zal (hopelijk) niet vaak gebruikt worden, die waterdichte seal word dus van binnenuit dicht geperst met verwijderbare isolatie en dan komt er een verwijderbaar plafond paneel tegenaan te zitten, zodat het net lijkt alsof er helemaal geen luik is.

Fraaie constructie!

Ik ben zelf helemaal fan van Nitto EPT sealer. EPDM mosrubber wat héél weinig indrukkracht vergt. Je kan het gemakkelijk 80% comprimeren, maar bij 40% compressie is het al luchtdicht. Daardoor kun je hele grote toleranties overbruggen. In de autoindustrie is het veel gebruikt om bijvoorbeeld spiegelunits met mechanische binnenverstelling te plaatsen zonder dat er een luchtlek en rijwindgeruis is.

EPDM kan zeer lage temperaturen aan, heeft een lage compression-set (blijft niet ingedrukt, ook niet na lang gecomprimeerd te zijn)

Ik heb het al in veel van de producten die ik heb ontworpen gebruikt omdat een goede afdichting niet afhankelijk is van krappe toleranties, en dat scheelt veel geld en zorgt er ook voor dat bij doorhang/slijtage etc. de seal betrouwbaar blijft.

Voordeel in jouw geval is dat het een schuim is en dus erg goed isoleert. Ga je naar pezen of d-profielen, dan heb je toch al snel weer een koudebrug te pakken. Let er op dat siliconen een heel erg goede warmtegeleider zijn en (denk ik) voor jouw doeleinden niet geschikt.

Lewmar heeft ook een fabriek waar in ze custom hardglazen flush dekluiken maken voor superjachten. Je kunt ze eens uitdagen of ze ook tripple-glas aandurven.