Hoelang blijft een 'vat' warm ? | Ecobouwers.be

U bent hier

Hoelang blijft een 'vat' warm ?

Het Ecobouwers forum is vernieuwd en verbeterd, daarom is deze discussie afgesloten. Je kunt hier niet meer reageren. Je kan deze vraag opnieuw stellen, of vragen aan de beheerder van Ecobouwers om deze discussie opnieuw te openen als een nieuwe vraag. 

23/03/2006 - 00:28

Een betonnnen 'vat' van 5 meter breed, 10 meter lang en 3 meter hoog langs alle kanten geïsoleerd met 30cm pur. Dit vat zit in de grond met dus een constante temperatuur van 10°C (?). Hierin bevindt zich 150m³ water op 80°C.

Kan iemand berekenen hoelang het duurt voordat dit water is afgekoeld tot 40°C ?

16 Reacties

Reacties

ja :)

ergens op dit forum kan je de warmteinhoud van water vinden (weet ik ni van buiten), en dan de U waarde van je wand berekenen en je kan beginnen rekenen hoeveel graden per uur er verloren gaat. reken wel voor elk volgend uur de lagere binnentemperatuur (om goed te zijn moet je daar dan misschien wel een iets complexere wiskundige formule op loslaten)

groeten,
christophe

23/03/2006 - 08:56

Als ik me niet vergis is de warmteinhoud van water 4190 Kilojoule per Graad Kelvin . Kg (KJ/K.kg)

Daaruit volgt dan dat je 4190 Kilojoule nodig hebt om 1 kg water 1 Kelvin op te warmen.

Dus je moet 4190 kilojoule warmteverlies hebben om 1 kg water 1 kelvin te doen dalen.

Als je dan weet dat 1 kg ongeveer 1 liter water is. Dan kan de verdere berekening niet zo moeilijk zijn.

Voor van Kilojoule naar Watt te gaan gebruik google "kilojoule to Watt"

1 Joule is trouwens 1 J/seconde

Veel succes en post de oplossing,

groeten,

23/03/2006 - 12:54

highschool flashback... alleen kan ik nu niet spieken :-)

Ik kom uit op een U-waarde voor de muren van 0,05W/m²Ken de vloer en plafond kom ik uit op 0,07W/m²K.

De muren hebben een oppervlakte van 90m² en de vloer & plafond hebben samen een oppervlakte van 100m².

Ik houd rekening met een temperatuur van 90° binnen en 10° buiten.

ALS de formules kloppen...
De tank bevat 150.000 liter water waaruit ik afleid met de gegevens van koen dat ik 150.000*4190=628500000KJ nodig heb om de massa 1 kelvin te doen dalen.

90m² x (90° - 10°) x 0,05 = 360 Watt
100m² x (90° - 10°) x 0,07 = 560 Watt
Samen kom ik dus op een totaal verlies van 920 Watt en dit komt uit op een verlies van (920 * 86400) 79488KJ per dag.

Dit zou er dus voor moeten zorgen dat op 1 dag tijd deze massa slechts 0.00012647°K zou gedaald zijn. Dus een tank van 90° zou na een maand nog steeds geen 89° zijn ?

Dit ruikt naar een verkeerde berekening maar ik vind nergens een soortgelijke studie... kan iemand de fout tonen ?

23/03/2006 - 16:14

De warmteinhoud van water zal niet 4190 kilojoule zijn maar 4190 joule ofte 4,19 kilojoule ?! Dit brengt de warmteinhoud voor het vat op 628500KJ ofte 628,5MJ !

Ok,... als we effe verder doen met mijn blijkbaar vrij nadelige waarden met dus 920 Watt verlies ofte 920 joule per seconde..

Dan kom ik uit op een daling van 1,4638027048528241845664280031822e-6 °K per seconde. Op 1 dag tijd komt dit dus op 0,12647255369928400954653937947494 °K seconde of een kleine 4°K per maand.

Dus als de massa water 90°C is zou deze na 1 maand 86°C zijn. Klinkt al iets realistischer maar misschien nog steeds te positief ?

23/03/2006 - 16:50
Leo

Tiele,

Ik zou deze persoon eens contacteren ivm zijn bevindingen
http://www.xs4all.nl/~jtemp/Culemborg.html

greetz
leo

23/03/2006 - 19:28
jan

30cm pur met een lambda van 0,021 geeft een warmteverlies van: 0,021/0,30 = 0,07watt/m2 watt per uur en per graad verschil.
Dus voor 190m2 en 80° verschil is dit 0,07*190*80=1064 watt verlies per uur of 25536watt/dag =25,5kw *3,6 = 91,9mj verlies/dag. Voor een warmtecap. van 628,5mj is dit dan na ongeveer 7d een egalisatie van de temperatuur.
(voor een optimale berekening moet je rekening houden met het feit dat de warmtecapaciteit van water verandert volgens zijn temperatuur evenals dat het warmteverlies vertraagt narmate de temperatuurgradiënt over de betonwand zal afnemen, maar dat gaat boven mijn petje)

met groeten, Jan

23/03/2006 - 20:27

Tiele

Het antwoord is niet zo belangrijk, wel belangrijk is dat de investering in beton en isolatie nooit terugverdiend kunnen worden op deze manier.

Zet een ronde tank van 7 m hoog en 2 a 3 m diameter in de kern van je huis en isoleer die met 15 cm PU o.i.d., je hebt dan geen warmteverliezen en gebruikt dezelfde zonnecolelctoren die jij (waarschijnlijk) voor je betonnen tank wilt gebruiken om in de winter en tussenseizoenen weer bij te warmen.

Dat is ecologisch en economisch tenminste nog enigszins haalbaar

zie sonnenhaus op google

Mvg Arnold

24/03/2006 - 13:24

tiele,

Ja men warmteinhoud van water was toch wa groot. Ik het nog eens opgezocht en het is inderdaad maar 4190 Joule per Kilogram . Kelvin

groeten,

24/03/2006 - 17:43
ah

simpeler sommetje:

1000 liter water 1 graden verwarmen (of afkoelen) = 1,36kWh +/-

Mvg Arnold

25/03/2006 - 17:55

Tiele, Arnold

Ik ben nog van de ouwe stempel en heb niet leren goochelen met joules etc.
Mijn wiskunde zegt:
Om 1 kg water van 14°C met 1 graad op te warmen heb je 1 kcal/h nodig.
1 kcal/h = 1,163 watt (niet 1,36).
Transmissieverlies is U-waarde * delta T * A (oppervlak) * massadichtheid (voor 90° is dat 0,965 kg/m³).

Hans

26/03/2006 - 11:56

Tiele, Arnold,

Grote boilers midden in de woning zijn sinds de uitvinding van het Passiefhuis niet meer aan de orde.

Ze zijn bovendien peperduur,en zorgen in de zomer (wanneer ze op hun maximum temperatuur staan) voor oververhitting van de woning.

Het is een illusie te denken dat je in ons klimaat op die manier energie van de zomer (augustus) kan bewaren voor de winter (februari, maart ???)

Enig idee hoeveel m² collectoroppervlak er nodig is om die duizenden liter water op temperatuur te krijgen ?

dirk

26/03/2006 - 12:04

Dirk

" Grote boilers midden in de woning zijn sinds de uitvinding van het Passiefhuis niet meer aan de orde. "
Nochthans past Wagner in Colbe deze methode toe, 85000 lt
water op 95° met 66m² collectoren, je kent het project zelf ook. Of dat de meest economische oplosing is, is natuurlijk een andere vraag.

Hans

26/03/2006 - 13:07

Dirk

Passiefhuis ie EEN oplossing, niet DE.

Een passiefhuis heeft nog altijd verwarming nodig en, erger nog, de mensen verbruiken ook warm water.

Isoleren boven een Rc=waarde van 5,5 a 6 is ecololisch en economisch amper meer rendabel, en omdat die extra isoaltie vaak zo peperduur is is er in passiefhuizen meestal geen geld meer voor een fatsoenlijke warmwatervoorziening en komt en een electrische backup verwarming en warmwater, daardoor het primaire stroomverbruik uiteindelijk even hoog is is als bij een standaard woning. Lekker systeem. De warmtepompen op de balansventilatie hebben in de winter een cop van ca 2 a 2.5 dus dat is ook praktisch electrisch verwarmen met een goed geweten ;-)

Doel van een groot vat is niet de zomerzon opslaan voor de winter, maar om een zonnige herfst of winterdag zo veel mogelijk warmte te kunnen bufferen om bijv. een 10 tal dagen door te komen. Een eenvoudige houtvergasser of houkachel kan 1x per week een dagje aan om hele duistere weken door te komen.

De besparing in bouwkosten t.o.v. een passiefhuis zullen ongeveer gelijk zijn aan het vat en de collectoren (25-40m2 zelfbouw)

Ik heb in december dagen gehad dat ik met 10 m2 ca 20 kWh oogstte (en dat is nog niet eens extreem) met 40 m2 was dat 80 kWh geweest of nog meer met een groot (koud) buffervat.

Over die oververhitting maak ik me ook wel zorgen maar als je het vat goed isoleert zal het vergelijkbaar zijn met een warmtebron van enkele 100W, een paar fikse gloeilampen dus.
Je kunt ook pas in augustus gaan opslaan en in juni/juli je vat kouder houden.

Mvg Arnold

26/03/2006 - 14:08

Hans,

Met "niet meer aan de orde" bedoel ik inderdaad in de eerste plaats dat het economisch absoluut niet te verantwoorden is. (laat staan ooit terug te verdienen)

Maar ook bij de energetische pay-back time zou wel eens negatief kunnen uitdraaien.
Er is namelijk veel meer energie nodig om boilers, isolatiemateriaal, collectoren, pompenergie, ... aan te maken dan dat je er (op ééngezins-woning schaal) ooit kan uithalen.

Het kantoorgebouw van wagner is natuurlijk veel groter, en bovendien is de boiler (met 50cm isolatie) gekoppeld aan een cenertec WKK, die in de winter een groot deel van de verwarming voor zijn rekening neemt.

@ arnold,

Om 10 dagen slecht weer te overbruggen heb je geen 30, en zeker geen 150 m³ boiler nodig.
Die dingen worden (werden !!!) vaak toegepast in oostenrijk en zwitserland, waar de zon in de winter veel meer uren schijnt dan hier bij ons.

dirk

27/03/2006 - 23:08

Eventjes reageren op dat vat Tiele:
- je stelt precies de vraag betreffende die 10°C - dat is juist - vanaf 20 meter onder de grond blijft de temperatuur onveranderlijk op 10°C - dus hoever zit dat vat wel onder de grond?
- als je de overgangsweerstanden door convectie en straling op nul zet en de lambda waarde van PUR op 0,028 W/m.K den is de totale thermische weerstand van je wand Rt = 0,30/0,028 = 10,71 m²K/W - wat dan een U-waarde geeft van 0,1 W/m².K
- je totale oppervlakte is 190 m²

Maar dan komen de problemen:
- je water geeft natuurlijk vanboven meer warmte af dan beneden - warmte heeft de neiging om te stijgen
- een formule zoals m.c.delta t gebruiken is niet juist omdat deze alleen geeft hoeveel warmte je er in zitten hebt én hoeveel warmte je moet afgeven (en trouwens c van water is 4,186 kJ/kg.K)
- de afgifte van dat water van 80 naar 40 graden gebeurt niet liniair - best te begrijpen, want hoe kleiner het temepratuursverschil gaat worden hoe minder warmte je gaat afgeven per uur
- neen de afgifte gebeurt dus exponentieël (vegelijk met het ontladen van een condensator)
dus probleem is iets complexer dan dat het eigenlijk voorstelt.

27/03/2006 - 23:16

Willy

" een formule zoals m.c.delta t gebruiken is niet juist omdat deze alleen geeft hoeveel warmte je er in zitten hebt én hoeveel warmte je moet afgeven "
klopt, maar ken jij een betere benadering?

" en trouwens c van water is 4,186 kJ/kg.K "
de massadichtheid vab water op 90° is wel degelijk 965,1 kg/m³, de soortelijke warmtecapaciteit 4,205 kJ/kgK bij 90°C, het cijfer dat jij opgeeft is bij ongeveer 60°C.

Hans

Het Ecobouwers forum is vernieuwd en verbeterd, daarom is deze discussie afgesloten. Je kunt hier niet meer reageren. 

Je kan deze vraag opnieuw stellen, of vragen aan de beheerder van Ecobouwers om deze discussie opnieuw te openen als een nieuwe vraag.