Temperatuur regelen met een onbetrouwbare fluctuerende energiebron.

[hennep]

Ik ben op zoek naar een simpele manier om een vat met vloeistof te verwarmen boven een houtvuur. Het gaat om het brouwen van bier. Je vindt daar een paar websites van, waarbij een PID regelaar wordt beschreven. Zo'n regelaar werkt uitstekend als je elektrisch verwarmt maar met de huidige energieprijzen doe ik dat liever niet. Het gebruik van een PID regelaar met een volledig geprogrammeerd traject van brouwtemperaturen en brouwtijden lijkt me echter wel een goed plan.

Ik heb overwogen om met een elektrische lier het vat omhoog te tillen boven een vuur, maar bij (nagenoeg) windstilte stijgt de warme lucht van het vuur te steil om het vat bijvoorbeeld gedurende ca. een kwartier op 40 graden te houden, het wordt dan al snel te warm. Ook moet het geen te omvangrijke constructie worden.
Het beste plan tot nu toe is om over twee rails het vat heen en weer te schuiven. Uiteraard elektrisch geregeld via een microcontroller met daarin een PID regelaar geprogrammeerd. Ik voorzie echter nog steeds een veel te ingewikkelde mechanische constructie.

Op dit moment doen we het door het vat met een paar kettingen aan een driepoot te hangen. De drie poten verzetten we dan handmatig om het vat in hoogte en zijdelings te verplaatsen. Dat werkt wel, maar is erg arbeidsintensief en we willen die tijd uiteraard veel liever besteden aan het proeven van de vorige batch.

Heeft iemand hier een goed idee om toch de temperatuur betrouwbaar te kunnen reguleren met de energie van een houtvuur?

[Rola]

Indirect verwarmen?
Dus de ketel in een grotere ketel met heet/ kokend water. En dan verder of minder ver erin hangen.

[HansH]

ik zou meer denken aan een manier om die onbetrouwbare fluctuerende energiebron om te zetten in een betrouwbare regelbaar houtvuur. dat kan bv met een rocket stove principe. Daarbij voer je hout toe op basis van het vermogen wat je op dat moment nodig hebt. dat is ook nog eens veel efficiencter dan de overdracht van vuur naar ketel regelen, want dan regel je het vermogen immers door een groot deel van het vermogen weg te gooien.

[boertje125]

inderdaad maak het vuur regelbaar al zou ik het eerder in de zuurstof toevoer zoeken dan in de brandstof toevoer.
Door het op te sluiten en de zuurstof toevoer open en dicht te kunnen zetten kan je de verbranding sturen
Het vuur moet daarbij wel de tijd hebben gehad om voldoende hout te verkolen
een jong vuur gaat uit als je te weinig lucht geeft

Als je handig bent met sensoren en elektronische aansturing kan je het regelen automatiseren maar dat is mijn ding niet

[HansH]

al zou ik het eerder in de zuurstof toevoer zoeken dan in de brandstof toevoer.
Door het op te sluiten en de zuurstof toevoer open en dicht te kunnen zetten kan je de verbranding sturen

uit ervaring weet ik dat zuurstof wegnemen bij een houtvuur onmiddellijk voor een enorme rookontwikkeling zorgt. dat komt omdat het houtgas wat ontstaat door de hitte op een bepaald moment in evenwicht is met de hoeveelheid zuurstof die er wordt aangevoerd. als je nu die hoeveelheid zuurstof snel gaat verminderen dan neemt de hoeveelheid houtgas niet in een keer af omdat dat een temperatuur gedreven proces is terwijl er heel veel warmte in het vuur zit wat niet snel weg is. Gevolg is een overmaat houtgas en daardoor rook en koolmonoxide vorming. daardoor gaat het vuur uit en krijg je een meekoppel effect waardoor nog veel meer rook ontstaat uit het vormende houtgas want dat gaat nog een tijdje door met vormen op hetzelfde nivo. Dus je kunt beter zorgen dat je altijd voldoende zuurstof toevoert en de brandstof de beperkende factor is.

[HansH]

zelfde geldt ook voor een gasbrander. daar regel je ook de brandstoftoevoer en niet de zuurstoftoevoer. de zuurstoftoevoer is het gevolg van de brandso0ftoevoer (venturi werking in een gasbrander zuigt de zuurstof aan in een bepaalde verhouding met de brandstoftoevoer)

[HansH]

een jong vuur gaat uit als je te weinig lucht geeft

dat dus inderdaad. maar wel met heel veel rookvorming tgv verkeerd brandstof/lucht mengsel.

[boertje125]

rook en verkeerde verbranding krijg je toch wel met hout ook als je weinig hout toevoegt en steeds nieuw
brengt dat moet namelijk eerst ook zijn water en andere stoffen kwijt.

een belemmerde zuurstof toevoer is pressies zoals een houtkachel normaal werkt je sluit het niet af maar verminderd de aanvoer daar zit een groot verschil tussen
vanzelfsprekend pas als het goed brand en het vocht en andere stoffen grotendeels zijn verdwenen.

[hennep]

Ik denk dat ik wat met een rocket stove ga experimenteren. Ik denk dat daarin een goede zuurstofaanvoer belangrijk is vanwege de kleine stookruimte, die moet heet blijven. Een rocket stove temperen lijkt me daarom geen goed idee. Ik ga dan toch de warme lucht weg leiden van de stookplaats om te reguleren. Dat dit energieverspilling is maakt niet zo veel uit. Er is voldoende snoeihout beschikbaar dat anders toch in de vuurkorf wordt opgestookt.

Dit is het plan:
Links het gat om brandstof in te voeren. Op de blauwe kwartcirkel, in het middelste gat, draait een klep die door een PID controller wordt bediend met een stappenmotor. Ik sluit daarmee afwisselend het uitlaatgat of het omleidingskanaal af. Ik moet even spelen met de lengte van het groene deel zodat er wel trek in de rocket stove blijft maar het vuur hoeft niet op volle kracht te branden.
Toch nog een omvangrijk apparaat!
Zien jullie nog beren op de weg of zou dit kunnen gaan werken?

[HansH]

Zien jullie nog beren op de weg of zou dit kunnen gaan werken?

ik zie wel een risico dat het omleidingskanaal niet warm genoeg is bij inschakelen of te lang/veel weerstand waardoor er alsnog veel rook zal komen. volgens mij kun je zon rocket stove best op een laag pitje zetten door er weinig hout in te hebben. Dat scheelt weer een hoop bouwwerk van een extra omleiding. dus ik zou het project in 2 en opsplitsen en eerst eens gaan experimenteren met alleen de rocket stove zonder omleiding. Dan kun je daarna altijd nog beslissen om de uitbreiding eraan te lassen. hout kun je simpel toevoeren met latjes waarvan je de toevoersnelheid elektronisch regelt via transportrolletjes. maar in eerste instantie kn je met de hand uittesten of het idee uberhaupt werkt.

[HansH]

als het gaat om bierbrouwen dan zou ik aanraden om ook eens op deze site te kijken: https://www.hobbybrouwen.nl/forum/ daar zitten heel veel hobbybrouwers (waaronder ikzelf) en is een enorme bron van kennis en ervaring aanwezig
zie bv https://www.hobbybrouwen.nl/forum/index.php?msg=508489
https://www.hobbybrouwen.nl/forum/index.php?msg=388387

[HansH]

een belemmerde zuurstof toevoer is pressies zoals een houtkachel normaal werkt

Ik denk dat dit precies het voorbeeld is van hoe veel mensen verkeerd stoken en daardoor voor de hele buurt overlast en een slechte naam voor houtkachels bezorgen. houtkachels regel je door de hoeveelheid brandstof en een beperkte variatie van de hoeveelheid brandstof zodat je het vuur de tijd geeft om zich steeds aan te passen zonder veel rook. (en de grootte van de kachel kiezen op het vermogen wat je nodig hebt zodat je niet op een te laag nivo hoeft te stoken)

[HansH]

rook en verkeerde verbranding krijg je toch wel met hout ook als je weinig hout toevoegt en steeds nieuw
brengt dat moet namelijk eerst ook zijn water en andere stoffen kwijt.

nat hout stoken is zowizo als slecht en wat je niet zou moeten willen. zoals je zegt: 'verkeerde verbranding' en dus een verkeerde manier van stoken waarmee je anderen veel overlast bezorgt. Zelf ben ik erg gehecht aan een mooi gestookt houtvuur, maar daarom snap je misschien ook dat ik wat moeite heb met verkeerde stookmethodes waardoor houtvuur straks misschien wel uitgebannen gaat worden terwijl het eigenlijk een mooie vorm van zonne energie is met ook nog een mooie vorm van energie opslag. Dat is precies de combinatie die we met alle zonnepanelen en thuisbatterijen nog niet op orde hebben (te duur op dit moment) maar met hout al sinds mensenheugenis bestaat. en als je het hout niet verstookt wordt het in de natuur op andere manieren afgebroken en komt die energie (en Co2) dus ook vrij, maar heb je die energie niet effectief gebruikt om fossiele brandstoffen uit te sparen.

[HansH]

rook en verkeerde verbranding krijg je toch wel met hout

Dat klinkt vooral als excuus om verkeerd stoken goed te kunnen praten. Dus mijn advies zou dan zijn om je eens goed te verdiepen in goede stookmethodes en daarmee te oefenen.

[HansH]

Het beste plan tot nu toe is om over twee rails het vat heen en weer te schuiven. Uiteraard elektrisch geregeld via een microcontroller met daarin een PID regelaar geprogrammeerd. Ik voorzie echter nog steeds een veel te ingewikkelde mechanische constructie.

Op dit moment doen we het door het vat met een paar kettingen aan een driepoot te hangen. De drie poten verzetten we dan handmatig om het vat in hoogte en zijdelings te verplaatsen.

ipv de ketel (zwaar met klotsende hete vloeistof en hoog van de grond) te verplaatsen lijkt het me veel makkelijker om het vuur te verplaatsen (licht en vaste stof en dicht bij de grond).

Dus je zet het vuur op rails met wieltjes en regelt dan simpel de positie van het vuur. Dat kan trouwens ook nog steeds met een rocket stove als je de ketel ophangt aan een driepoot. dan heb je 2 vrijheidsgraden om het vermogen te regelen:
1) de hoeveelheid brandstof
2) de positie vvan het vuur tov de ketel
evt een afschermende aluminium plaat naar onderen om de straling naar de grond te beperken.