Mitäs mieltä olette uudesta nanolämmönsiirtimestä?

[mikar]

Kuten hyvin tiedätte, että kiven ja metallin yhdistäminen tulisijatuotteissa on vaikeaa, mutta onkos se mahdotonta vai vain innovatiivisuuden puutetta.

Kiven hyvät lämmön varaamisominaisuudet ja metallin hyvät lämmön johtumisomaisuudet voitaisiin ottaa käyttöön, ja näin pienemmällä puumäärällä ja siten pienemmällä rahamäärällä ja päästöillä saataisiin merkittävä edistysaskel. Mutta miten?

Esimerkiksi lainsäädännössä on kiellettyjä asioita tulisijoista, kuten tulikivien muurauksessa ei saa käyttää raudoitusta. En usko, että näissä lämpötiloissa ei esimerkiksi kuparitahnalla saada nuohoojaa tyydyttävää ratkaisua.

Suomi on massiivisten varaavien takkojen ja uunien maa, näistä tuotteista käytetään myös nimitystä Russian fireplace. Joku on sanonut, että asunnon rakennustekniikan kehitys on ollut suurta jo kymmenien vuosien ajan, mutta vasta viime aikoina se kehitys on alkanut koskea tulisijoja. Esimerkiksi kamiinoiden ”lämmönvaraamiseksi” on esitetty erittäin haitallista kitupolttoa.

Esimerkiksi Keski-Euroopassa on lainsäädäntö kiristymässä, ja laaksoja ei saa laittaa savusumuun niin ihmisiä kuin luontoa saastuttaen. Sama lainsäädännön kiritys tulee tapahtumaan myös Suomessa. Jo nyt Suomen markkinoille on tullut kasvavassa määrin metallisia kevyttakkoja ja -uunia, mutta niiden ongelmanahan on yleensä se, että niiden lämmönvaraamiskyky on heikko.

Armeijan kokemukset voi olla syynä, miksi kamiinan kehitystä ei ole Suomessa tapahtunut. Jalat polttavan kuumat ja pää jäässä. Ja unettomat yöt kipinämikkona. Nykyiset kamiinat, jos ne eivät ole tuttuja, niin niitä löytyy esimerkiksi täältä http://www.suomela.fi/kamiina-lammittaa-nopeasti-kaakeliuuni-pitkaan.aspx

On olemassa kaksi varaavaa vaihtoehtoa
- perinteinen ilmakiertoinen
- ja sen jälkeen on kehitetty vesikiertoinen, paremmat ominaisuudet, mutta veden ominaisuudet eivät sovi tulipesään (kiehuminen 100 C)

Miksei sulavaa metallia? http://en.wikipedia.org/wiki/Liquid_metal_cooled_reactor
Mutta natrium ei sovellu tulipesään sen räjähdysherkkyyden ja alhaisen höyrystymislämpötilan takia.

Toteutusesimerkki: sisä- ja ulkokuori terästä, sisällä sulavaa tinaa (sp 232 C, kp 2602 C) ja paljon varaavaa kiveä. Ja siten tehokas lämmönsiirto atomi/molekyylitasolla, eikä tapahdu kiven/metallin halkeamista, vaan ovat "sulassa sovussa".

Rautainen palopesä polttaa kovassa lämmössä ympäristöystävällisesti, lämpö voidaan ottaa sieltä talteen niin, ettei lämpötila laske haitallisen alhaiseksi (eikä siten isot päästöt) ja lämmön otto on tehokasta.

Hieman asian vierestä. Hiemanhan se on kuin keskustelu kuumalla hiilloksella kävelystä. Ilmeisesti alkurituaalien aiheuttama jalkojen hikoilu, ja näin kosteus ja hiilien huono lämmönjohtokyky aiheuttaa sen, että on mahdollista ns. paranormaali kävely hiilillä. Kuivin jaloin kävely tulikuumalla metallilevyllä olisi jotakin, mutta en ole ainakaan itse ollut näkemässä.

Vilkasta keskustelua odottaen,
mr

[jussik5]

No terve

Olen ihmetellyt ja mietiskellyt juuri samaa asiaa, miten yhdistää tulisijassa valurautasydän
ja tulisijamuuraus.

Itse olen lähtenyt kehittämään mielessäni lämmönsiirtoöljyyn perustuvaa väliainetta
raudan ja kiven väliin.
Lämmönsiirtoöljythän kestää sen 350 astetta celsiusta kuumaa, suljetussa tilassa enemmänkin.
Öljyyn vois sotkee sekaan jotain, esim. hiiltä tai alumiinijauhoo tai kaikkia sekasin
Ongelma noitten nykyisten valurautasydänten kanssa on vaan juurikin se kitupoltto, sinne
saa palamiseen tarkoitettua ilmaa tarpeeksi millään, jotta sais lämpötilan nousemaan oikeeksi.

Ongelma on tietysti saada muuraus tarpeeksi tiiviiksi jotta öljy ei tuu seinän läpi ja
valahda lattialle.

Kuulumisiin

T Juha

*^^^^^^^^^*

[siviili2003]

Ensimmäinen lähtökohta puunpoltossa pitäisi kuitenkin olla että savukaasut sisältävät vain typpeä,hiilidioksidia ja vesihöyryä.

parhaaseen polttotulokseen päästään ainoastaan kun palolämpötila ylittää 850 astetta sillä kohdalla mistä kaiken savukaasun on mentävä läpi.

linkki aiheeseen: http://steamcastle.fi/?p=woodburning&l=fi

yleensä käy juuri niin että palolämpötila ei saavuta koskaan 850 astetta, tai että palopesässä tapahtuu osittaista ohivirtausta jolloin vain osa hiilimonoksidista palaa, ja palamatonta hiilipölyä päätyy savukaasuun, sekä laskeutuu savuhormien sokkeloihin.

Kaikkein edullisinta olisi tehokkaan lämmöntalteen oton kannalta että palopesän lämpöä saataisiin tehokkaasti siirtymään varastoivaan väliaineeseen (olipa se sitten vettä, rautaa taikka kiveä, lämmönsiirtoöljyä, tsm), mutta toisaalta taas palotapahtuma täytyisi mahdollisimman nopeasti saavuttaa 850 asteen lämpötila viimeistään siinä vaiheessa kun savukaasut ovat lähdössä palopesästä, ja heti sen jälkeen välittömästi kyetä jäähdyttämään poistuvat palokaasut mahdollisimman tarkkaan ja "taloudellisesti".

Samuli Penttisen keksimä ja kehittämä tuote C-convert vastaa jälkimmäiseen haasteeseen. lämmön talteen oton hyötysuhde paranee useita kymmeniä prosentteja, tutkimukset tehty Kuopion yliopistossa.

vielä olisi ratkaistava millä puunpoltossa saavutettaisiin melko pian sytyttämisen jälkeen 850 asteen lämpötila.

Pro Works oy:n tuotteella "Ecocomb" toivottu lopputulos saavutetaan öljyn ja kaasunpoltossa.
Ecocomb tuotteessa läpivirtaavasta polttoaineesta eroitetaan katalyyttisesti hiilivedystä pieni määrä aktiivista vetyä juuri ennen polttoa, energian se saa polttoaine pumpun tuottamasta painemuunnoksesta, Ecocomb toimi erittäin nerokkaasti ja tehokkaasti.

Kun palotilaan saatetaan sekaan aktiivista vetyä, palolämpötila nousee pistemäisesti useassa kohdin palopesää yli 3000 celsiukseen, kuitenkin niin ettei nuo kuumat pisteet kosketa palotilan seinämiä suoraan vaan kohdistuvat jotakuinkin palopesästä poistuvien hiilihiukkasten ympärille. Lämpö siirtyy näin palokaasujen välityksellä keskuslämmitys kattilan seinämiin.

Tuotteella Ecocomb on saavutettu se etu että kattilan käyttäjä vältyy kokonaan palopesän solien hiilipölyn ja karstan nuohoamiselta, tällä selittyy aivan kiistattomasti että kattilan hyötysuhdetta on saatu kohotettua jopa 15%, Ecocomb on tuonut selvää säästöä käyttäjälleen, josta on lukemattomia referenssejä nähtävillä pyydettäessä. ja tuotteen hinnan takaisinmaksu aika on ollut muutamissa kuukausissa.

Noh edellä mainittu nyt meni vähän liikaa ehkä mainostamisen puolelle.

Mutta kehitelläämpä eteenpäin puunpolton puhtausasteen parantamista millä tahansa, vaikka sitten nanolämmönsiirtimellä.

voisiko tässä olla mahdollista hyödyntää lämmönsiirrosta jokin aika sitten puhuttua magneettista jääkaappi keksintöä jossa, oli keksitty eräs magneettisesti aktiivinen metalliseos joka magneettikentän vaikutuksesta jäähtyi?

tässä linkki uutiseen: http://www.illvid.dk/polopoly.jsp?d=157&a=4671

[penttinen]

Offtopikiksi menee, mutta mielenkiintoinen ilmiö, ja minulle ihan uusi Lainaus edellisestä linkistä:

"Magneettijäähdytys perustuu magnetokaloriseen ilmiöön, joka havaittiin 1881. Sen mukaan magnetisoituva kappale lämpenee joutuessaan magneettikenttään ja jäähtyy poistuessaan siitä.

Magnetokalorinen ilmiö puolestaan selittyy termodynamiikan laeista. Niiden mukaan epäjärjestyksen määrä suljetussa järjestelmässä on vakio. Jos esimerkiksi rautatanko lämpöeristetään ja viedään magneettikenttään, sattumanvaraisessa järjestyksessä olevat rauta-atomit järjestyvät samansuuntaisiksi. Tämän järjestyksen vastapainoksi syntyy epäjärjestystä raudan kidehilan värähtelynä, jolloin tanko lämpenee. Kun magneettikenttä poistetaan, rauta-atomit palaavat epäjärjestykseen ja tanko taas jäähtyy.

Magnetokalorinen ilmiö jäähdyttää jääkaappia nelivaiheisessa prosessissa. Ensin kestomagneetti magnetisoi jäähdytinmagneetin, jolloin se lämpenee. Lämpö poistetaan lämmönvaihtimella, jolloin tuloksena on jäähdytinmagneetti, joka on sekä magneettinen että kylmä.

Kun magneettisuus poistetaan, jäähdytinmagneetti kylmenee edelleen. Sitten toinen lämmönvaihdin tuo magneettiin lämpöä jääkaapista, jolloin sisätila viilenee. Lämmönvaihtimien välillä kiertävä jäähdytysneste johtaa lämmön kaapin ulkopuoliseen lauhduttimeen.

Magneettijääkaapin vähäinen sähkönkulutus perustuu siihen, että magnetokalorinen ilmiö on reversiibeli eli ennalleen palautuva prosessi. Energiaa ei häviä jäähdytinmagneetin magnetisoituessa eikä magneettisuuden poistuessa."

[mikar]

Kiitokset aktiivisesta keskustelusta ja se jatkukoon!

Jos palopesän yläosassa on nanolämmönsiirrin ja muu osa normaali kamiinaa, niin eikös siellä kamiinassa aika kovat kuumuudet ole (850 C). Jos lämmönsiirrin viedään piippuun, niin vaarana, on ettei metalli sula riittävän nopeasti (ja tuoko haittoja vetoon). Esimerkiksi tankotinan sulamispiste on noin 350 C, sisältää kuparia 0,7 % ja loput tinaa, puhtaan tina 232 C, toki löytyy erilaisia metalliseoksia, joilla on erilaisia sulamispisteitä. Esimerkiksi ennen sallitulla lyijytinalla on alhaisempi sulamispiste.

Öljyn käyttöön lämmönsiirtoon, niin kuin mainitsit, liittyy erilaisia ongelmia tulipesässä.
Metalliin liittyvä mm. elektronimeri-teoria on tärkeä myös.

Kuten foorumin otsikko on, niin vapaa energia ja sen rajoittaminen esim. magneettikentällä on varsin mielenkiintoinen, mutta luulen, että sen tuloon tässä sovelluksessa kestää aikaa. Ja materiaalit voivat olla kalliita, mutta esimerkiksi sulavan tina tapauksessa, tinan määrä on minimoitu siirtäessään lämpöä esim. kivilaattaan. Tinan kilohinta on jotakin, mutta esimerkiksi kehittyneet kamiinat maksavat jo hieman enemmän. Periaatteessa ei tarvitse olla kuin tietty kiven alue kohta sulan tinan kanssa kontaktissa, niin molekyylimittakaavassa konduktio on ilmeisen tehokas.

Muutenkin hieman haasteellista voi olla tehdä yksinkertaista jäähdytysnesteen kierrätysjärjestelmää ja ilman konekäyttöistä menetelmää.

[siviili2003]

No, mutta lämpökonvektiohan jo luonnostaan toimii ilman konevoimaa?

lisään edelliseen tekstiin erään nippelitiedon joka liityy hiilimonoksidin ja hiukkashiilen syttymislämpötilaan, siihen liityy se seikka että miksi tarvitaan 850 asteen lämpötila johtuu siitä että mikään palotapahtuma tai muu kemiallinen yhdistyminen ei ole mahdollinen ennenkuin kemialliseen tapahtumaan osallistuvat alkuaineet ovat atomitilassaan!

siis tarvitaan 850 asteen lämpötila jotta molekyylihappi O2 suostuu jakautumaan kahdeksi erilliseksi happiatomiksi, tämä on seikka joka normaali kemisteiltä tuppaa ajanoloon unohtumaan ja kaavanväsääjiltä etenkin.

kemiallisissa reaktioissa molekyylit eivät muodosta yhdisteitä. atomitiloissa olevat alkuaineet muuttuvat hyvin aktiivisiksi, josta hyvänä esimerkkinä ammomiakki synteesi, ammoniakki synteesiä ei synny jos pistämme samaan paineastiaan vetyä ja typpeä, mutta heti alkaa tapahtua kunhan sähkövalokaarella hajoitetaan niin vetymolekyyli kuin typpimolekyylikin, sen jälkeen yhdistyminen on rajua.

minkä tahansa aineen syttymislämpötila on suoraan riippuvainen kyseisten molekyylien siirtymisestä atomitilaan.

[mikar]

Terve!

Juu, konvektiohan tapahtuu ilman konettakin, mutta kaiketi sitä on tehostettu tuulettimilla yms. jotta tehoa piisaisi.

Mietin sitä, kun muistan kun armeijassa nopeastikin kamiinan kyljet punaisena hehkuivat. Luulisi sitä lämpöä olevan riittävästi (850 C).

Ja jos nanolämmönsiirrin-moduuli laitetaan ei-muurattuun tulisijaan, niin se on helppo tehdä esimerkiksi tietyn geometrisen muodon mukaisesti tehdä metallisen tulisijan ympärille. Osa esim. kamiinasta on vuorattu näin ja osa ei, ja näin saadaan sekä nopea että pitkäaikainen lämmitys. Virtausmekaniikan, metallilaskujen + kokeet yms. tehdään, ja varaavalla moduulilla, sen paikalla ja koolla ei häiritä normaalia palamista.

Mitäs mieltä olette?

[mikar]

Mietin sitä, että miksi tulisijoissa on joko valurautaa vai terästä. Yleensä valurautaa ennen, mutta nykyisin ovat yleistymässä teräksiset.

Valurauta ei kai juurikaan lämpölaajene, niin oliskos se ollut "ennen aikaa nanolämmönsiirtimen" se syynä. Ja jos varaamiskykyä on haettu valuaraudan kautta (kuten valurautapannulla) niin se voipi olla syynä, mutta ko. nanoinnovaatiossa tämä ei ole oleellista.

Ja kun siirrytään hitaasta valuraudasta nopeaan teräkseen niin 850 C ei ongelma.

[siviili2003]

Ennenvanhaan osattiin paremmin tuo valimotekniikka ja koska valurauta sulaa jo 1150 asteessa niin onhan se jo selvästi kustannuskysymyskin ollut, mistä näitä tulisijoja oikein tehtiin.

puhdas rauta sulaa 1500 asteessa ja rapiat päälle.

vasta myöhemmin osattiin valmistaa terästä joka kesti paremmin kuumuuden vaikutuksia vääntelehtimättä.

# oletko huomioinut että Vuolukivi on tunnetusti parhaimpia tulisija materiaaleja tulitiilen ohella (samottikivi).

vuolukivihän on itseasiassa magnesium mineraali, eikö se ole nanolämmönsiirrin materiaalia aidoimmillaan?

[penttinen]

Käsittääkseni valurauta on ainoa aine veden ohella, jolla on jossain kohtaa negatiivinen lämpölaajeneminen. Valurauta on siksi hyvä, että siitä voidaan rakentaa tasaisia pintoja, jotka ei kupruile vaikka lämpö olisi pistemäisesti keskellä ja muu osa olisi kylmempää. Normaali pelti menee kuprulle. (vrt. saunan kiukaan posket siellä ulkokuoren takana) Yksi syy peltikamiinoiden yleistymiseen on peltitekniikan yleistyminen/halpuus. Sekä kestävyystavoite: Ennen muinoin tehtiin laitteita, jotka kesti 50-100 vuotta. nykyisin elinkaari on max 15 vuotta. Johtuneeko tämä kulutushysteriasta tai yhteiskunan hektisyydesta ja markkinavoimista.. asia erikseen.

Tossa muuten silmämääräisen lämpömittarin tulkintaohje:

punahehku alkaa himmeästi n.650C asteessa,800 hehkuu jo selvästi,900 on jo kirkkaampi hehku hiuman osanssi,1000 anturin hehku alkaa olla kuin taottavan raudankeltainen. 1100 sain maksimin,jolloin hehku jo vaalenee. Noxeja (typen oksidit) alkaa tulla muistaakseni hiukka vaille 900 asteessa. Siitä sitten voi katsella kiukaan väliin.. jos oranssia alkaa näkymään, niin varmasti tulee jo päästöjä. Lämpötila tällöin tulisijan sisällä lienee jo korkeampi