Ich habe keinen elektrischen Strom zur Verfügung. Also muss mein externer Ofen ohne Pumpe auskommen. Das geht eigentlich nur mit dem Schwerkraftprinzip. D.h. beim Aufwärmen sinkt die Dichte, das warme Wasser steigt nach oben. Ein Ofen, der so arbeitet, muss folgende Bedingungen erfüllen.
- der Ofen steht unterhalb des Wasserspiegels
- Einlauf Kaltwasser unten an der Tonne und am Ofen, Auslauf Warmwasser jeweils oben
- je tiefer der Ofen unter dem Wasserspiegel steht, desto besser ist die Pumpwirkung (wikipedia: Schwerkraftheizung)
- die Rohre müssen einen großen Durchmesser haben UND so kurz wie möglich sein, damit der Druckverlust in der Leitung minimal wird
- für einen hohen Wirkungsgrad muss der Wärmetauscher an sich eine möglichst große Oberfläche haben; daher viele kleine Rohre, die parallel laufen
Um das mal vorweg zu nehmen, ich hab schon alles aufgebaut und bin einigermassen zufrieden. Die gut 2700 Liter in meinem Fass werden in ca. 7h richtig schön warm. Ich shcätze mal so knapp über 30°C. Muss den Aufheizprozess noch mal wiederholen mit Messequipment
Leider ist es relativ schwierig, die tatsächliche Leistung des Ofens im Voraus zu berechnen. Da braucht man schon einen VDI Wärmeatlas und/oder ein gutes Rechentool. Aber: viel (Oberfläche) hilft viel.
Ich bin folgendermassen vorgegangen. Den Platz, wo das Holzfass hinkommt habe ich so gewählt, dass das Gelände ein geringes Gefälle hat. Auf der Vorderseite ist der Einstieg, an der Rückseite ist gut Platz für den Ofen. Der Wärmetauscher sitzt in einem selbstegbauten Lehmofen (dazu später mehr).
Ich habe für das Ensemble der Rohre den hydraulischen Druckverlust ("Reibungsvlerust") überschlagen und geschaut, dass das mindestens dem thermischen Auftrieb des erwärmten Wassers entspricht. Da ich im Voraus nicht genau wusste, wie warm das Wasser wird, habe ich das für sinnvolle Temperaturen berechnet (Erwärmung im Wärmetauscher ca. 20-40°C). Wenn man das nicht zumindest überschlägig rechnet, besteht das Risiko, dass sich öfters mal heftig Wasserdampfblasen bilden. Dann könnte das beim Baden unangenehm werden (Geysir).
Folgendes kam raus. Ich habe im Ein- und Auslauf einen Innendurchmesser von 38mm gewählt. Der Wärmetauscher besteht aus drei parallelen Segmenten mit 28MM AD Zu-/Ablauf und senkrecht dazwischen 6x18mm AD Rohren.
Den Wärmetauscher an sich habe ich hartgelötet. Weichlot ginge auch, so lange Wasser im Rohr ist. Aber erstens war das Spaltmaß nicht soo toll - das kann man mit Weichlot nicht Überbrücken :\ Und zweitens für den Fall der Fälle, dass irgendwann jemand mal den Ofen anfeuert wenn kein Wasser im Rohr ist.
Die Bohrungen in die Rohre habe ich mit einem normalen Bohrer gemacht, der musste allerdings zurecht geschliffen werden, der Bohrer sollte etwas "spitzer" sein als für Stahl. Dann rattert auch nix. Ich habe dann drei Mal das selbe Teil gemacht. Die dünneren Rohre liegen später in Richtung der heißen Luft.
Hier ist der Wärmetauscher noch nicht ganz fertig:
Den Verteilerkasten als Übergang der drei Rohre zum Ein-/Auslauf musste ich zwei Mal fertigen - einmal war das Blech zu dünn (0.7mm) das hat sich beim Erwärmen zu arg verzogen. 1mm Blech ging dann.
Blech schneiden, Kanten anreißen und Löcher markieren. Ich habe das Blech auf einem Brett fest gemacht, damit es sich beim Bohren nicht losreißt.
Bohren (Blechbohrer)
Dann Kasten Kanten, Deckel kanten. Ich habe als Anschluß an den Hot Tub einen Gewebeschlauch gewählt, deshalb musste in den Verteiler noch ein Gewinde. Damit das in Position gehalten wird habe ich ein schmales Kupferrohr zurecht geschnitten und in den Verteiler gelötet. Das ging ganz gut. Dann Deckel und Kasten verlöten und mit den drei Wärmetauschersegmenten verlöten. Glücklich, wer auf der Arbeit ein Autogengasgerät hat
So, zum Einbau in den Lehmofen später mehr. Ich muss noch zum Steinbruch für mein nächstes Projekt.
Vielleicht kommen ja abends paar Waldelfen vorbei ?
