Warmteverlies keramiekoven

[alexkoel]

Hi,
 
Ik ben elektrotechnicus origine, maar moet me nu noodgedwongen op het pad van warmteafgifte e.d. begeven. Heb wel al wat gelezen op internet, maar het duizelt me. Wellicht is er iemand die mij kan helpen.
 
De casus:
 
Ik heb een ronde keramiekoven van ca. 80 cm doorsnede en 90 cm hoog. Staat als een olievat rechtop. Deze oven wordt elektrisch verwarmd. De oven moet een temperatuur van 1240 graden Celsius kunnen halen, maar strandt bij ca. 1200 graden. Ingangsspanning is 234 volt. Dit moet in principe voldoende zijn.
Ik ben bang dat de omgevingstemperatuur in combinatie met het ontbreken van isolatie het probleem is. Ik probeer te achterhalen hoeveel energie de oven afgeeft aan de buitenwereld. De buitenwand wordt ca. 70 graden (Ik moet dat nog een keer exact meten). De ruimte temperatuur loopt op naar ca. 26 graden.
 
Ter info:
 
In de oude situatie stond de oven in een vrij kleine ruimte waar de temperatuur vrij snel waarden van 45 graden en hoger bereikte. Een oude min. max thermometer is toen zelfs licht vervormd. De oven haalde toen wel de juiste waarden.
 
Het klopt toch dat de buiten temperatuur bepalend is voor het energie verlies?
 
Behalve isolatie heb ik ook nog de mogelijkheid om met een trafo (secundaire wikkeling in serie met de netspanning) de spanning ca. 10 volt op te krikken. Dit levert me ca. 500 Watt extra vermogen op. Ik heb echter het idee dat ik met isoleren meer bereik. Dit wil ik graag bevestigd zien voordat ik € 150,-- investeer in isolatie.
 
Hopend op een techneut die me kan helpen
 
Alex

[klazon]

Van wat voor materiaal is die oven, en wat is de wanddikte? Als de buitenkant 70 graden wordt, dan zal het geen stalen olievat zijn.
Voor warmteverlies geldt een formule die lijkt op de wet van Ohm: Warmtestroom = temperatuurverschil tussen binnen en buiten gedeeld door de thermische weerstand van de wand.
De thermische weerstand is weer afhankelijk van materiaalsoort, wanddikte en wandoppervlakte.

[alexkoel]

Hi,
 
De oven heeft een wand van het klassieke ovensteen. Dat hele lichte en een beetje poreuze materiaal. Daaromheen zit een dunnen stalen plaat om het geheel bij elkaar te houden.
 
Alex

[klazon]

Ergens op het web vond ik dat de warmtegeleidingscoëfficiënt van die steen 1,3 is.
De totale wandoppervlakte is ingeveer 3m2, de dikte heb ik op 5 cm gesteld.
Bij een temperatuurverschil tussen binnen en buiten van 1200 graden kom ik dan op een verlies van ongeveer 95 kW.
Lijkt me eerlijk gezegd een beetje veel, dus misschien maak ik ergens een denkfout.
Wat is het elektrisch vermogen van die oven?

[Michel Uphoff]

Lang geleden had ik een dergelijk probleem.
Toen hielp een laag steenwol rond de oven prima, dat scheelde meer dan honderd graden en kostte een tientje.

[alexkoel]

Hi,
 
Even een reactie op beide reacties.
 
Aan de laag steenwol had ik al lopen denken. Wordt het achter de steenwol niet te heet, want als ik de boel isoleer dan wordt de stalen buitenwand van de oven natuurlijk een stuk warmer bij gebrek aan koeling.
 
De oven heeft een elektrisch vermogen van ca. 14 Kw.
 
Groet
Alex

[klazon]

Het smeltpunt van staal ligt nog zo'n 300 graden hoger dan de temperatuur die je in de oven wil bereiken. Dus daar hoef je je geen zorgen over te maken.
Een laag steenwol lijkt me ook een goed idee. Het is eigenlijk nog maar een relatief klein temperatuurverschil wat je tekort komt.

[Michel Uphoff]

Zorg ervoor dat de delen die niet al te heet mogen worden (het aansluitkastje voor de stroom, de schakelaar etc) vrij blijven zodat koele lucht er langs kan blijven stromen, en dan kan je hoogstens verwachten dat een eventuele verflaag wat kan gaan stinken in het begin.

[alexkoel]

Ok, ik ga de steenwol optie binnenkort proberen. Even wachten op het weekend in ieder geval, want dan is de stroom goedkoper. Ik blijf een Nederlander   . Ik laat weten wat de resultaten zijn. 
 
Alex

[alexkoel]

Ik heb de oven inmiddels ingepakt in 12 cm steenwol.
 

Oven ingepakt 2931 keer bekeken

 
Vannacht om 2:15 stoken gestart.
Vanmorgen om 8:15 op 640 graden. Dit eerste stuk gaat in verband van het sinteren van de klei gecontroleerd. Daarna gaat de oven volle kracht door naar de eind temperatuur.
Om 9:45 werd de 1020 graden bereikt. Dit duurde in de oude situatie ca. 1 uur langer.
11:50 is de eindtemperatuur van 1240 graden bereikt. Dit is echt heel snel. De vorige stook haalde we slechts 1200 graden, maar dat duurde wel ruim 8 uur. De isolatie € 34,--, verdient zich zo snel terug. 5 uur korter stoken a 12 KWh per uur. Dit is 60 KWh minder en dus ca. € 12,-- minder energie alleen in deze fase.
 
Prima tip.

[Pinokkio]

Ergens op het web vond ik dat de warmtegeleidingscoëfficiënt van die steen 1,3 is.
De totale wandoppervlakte is ingeveer 3m2, de dikte heb ik op 5 cm gesteld.
Bij een temperatuurverschil tussen binnen en buiten van 1200 graden kom ik dan op een verlies van ongeveer 95 kW.
Lijkt me eerlijk gezegd een beetje veel, dus misschien maak ik ergens een denkfout.

Die 95 kW zou juist zijn als de steendikte inderdaad slechts 5 cm zou zijn, en er geen overgangsweerstanden waren tussen ovenlucht en ovenbinnenwand, en tussen ovenbuitenwand en kamerlucht. Bovendien moet men corrigeren voor het verschil in binnen- en buitenoppervlak van de oven.
 
De dikte van die steenlaag moet veel groter zijn dan 5 cm.
 
Bij een buitenwandtemperatuur van 70 ^oC en een kamertemperatuur van 26 ^oC schat ik een warmteovergangscoefficient van 10 W/m².K (straling + convectie) tussen wand en kamerlucht, oftewel een R_se waarde van 0,1 m².K/W. Dat zou een warmteverlies van slechts 1,4 kW betekenen in plaats van 12 - 14 kW, dus die wandtemperatuur van 70 ^oC kan nooit kloppen als de oven werkelijk op 12 - 14 kW draait om de boel op 1200 ^oC te houden.
 
Als de ongeisoleerde oven op maximaal vermogen moest draaien om de boel op 1200 ^oC te houden dan moet de totale R_c waarde van de wand 0,30 W/m².K geweest zijn.
 
Als men daar 12 cm glaswol isolatie aan toevoegt over 90 % van het oppervlak dan zal, in theorie, de R_cwaarde naar ruwweg 3 W/m².K stijgen, een toename van een factor 10.
Dat zou betekenen dat, in theorie, het vermogen om de boel op 1240 ^oC te houden een factor 10 daalt, naar zeg 1,4 kW, en dat de temperatuur van het staalwand enorm stijgt, in theorie tot boven 1000 ^oC. Alles wat aan de staalwand vast zit, zoals die rode schakelkast, maar ook de poten, zal dus ook fors in temperatuur stijgen, althans in theorie.
 
Pas op dus, want misschien heb je wat overdreven met die 12 cm dikke glaswol isolatie.