Miljøvenlig laveffektbrændeovn med høj nyttevirkning

Tillæg til hovedrapport

Indledning

På basis af de konstruktive krav til en 8-timers brændeovn opstillet i hovedrapporten af 12. juli 1998 er fremstillet en prototype for 8 timers drift pr. påfyring ved en afgivet effekt omkring 3 kW.

Morsø Jernstøberier A/S har tegnet ovnen, som er fremstillet af RAIS A/S og afleveret ultimo december 1998.

Foring af ovnen er udført af Teknologisk Institut i januar 1999.

Udstyr for bimetal-styring af underluft, sekundærluft og træk er udført af en lokal smed i Tåstrup i samarbejde med Teknologisk Institut i februar-marts 1999.

Ovnens detaljer blev vedtaget på et møde hos Morsø Jernstøberier A/S i september 1998. Der blev lagt vægt på, at prototypen forholdsvis enkelt kunne indpasses i en kappe, der minder om traditionelle brændeovne på markedet. På grund af manglende afklaring af enkelte konstruktive detaljer blev ovnen udført lidt anderledes. Den planlagte såvel som den endelige udformning fremgår af tegningerne side 5 .

Ovnen

• Brændemagasinet er isoleret foret med 2 lag 25 mm skamol og måler indvendigt 350 mm i bredden, 200 mm i dybden og 600 mm i højden og kan således rumme op til ca. 9 kg brænde med 18% vand.
• I bunden af magasinet er en rist (rysterist) beskyttet af ildfast materiale med udskæringer. Under risten er en askeskuffe med en manuelt betjent luftroset for tilførsel af underluft ved opstart, og en bimetalstyret luftventil, der åbner ved faldende røgtemperatur, beregnet for lufttilførsel til trækulforbrænding.
• Nederst i magasinets frontvæg er en 100 mm høj åbning i magasinets fulde bredde. 40 mm inde i åbningen er anbragt en udskiftelig blende-plade af 25 mm Skamol med 2 cirkulære 65 mm huller med 200 mm centerafstand. De 40 mm som pladen er trukket tilbage fra magasinvæggens plan skal forhindre brænde i at spærre for blende-åbningerne. Blendernes lysning 65 mm, men skal afpasses efter det ønskede effektinterval.
• 70 mm foran blende-pladen er anbragt en ildfast plade med 2 udskiftelige primærdyser med klokkeformet indløb, med dyse-lysninger på 18 mm, afpasset efter det ønskede effektinterval. Dysernes centerlinier går gennem blende-åbningernes centrer, og dysernes mundinger anbragt ca. 40 mm foran dysepladen.
• Mellem de to primærdyser er anbragt en 40 mm sekundærdyse således at sekundærluften rammer ind på blende-pladen mellem de to blendeåbninger. Sekundærdysen har også klokkeformet indløb, og er forsynet med et vippespjæld, der åbner ved stigende røgtemperatur, styret af en bimetalfjeder anbragt i ovnens røgafgang. Dyserne tager luften fra et kammer med rude og luftrosetter.
• Fra rummet mellem blende-plade og dyseplade føres de brændende gasser op gennem en skakt med et tværsnitsareal på ca 4000 mm² til et gasforbrændingskammer foret med 25 mm Kerenab, med en indvendig højde på 150 mm og et indvendigt tværsnitsareal på ca10000 mm². Gasforbrændingskammeret er forsynet med rude.
• Fra gasforbrændingskammeret kan røgen fordeles til 2 konvektions kanaler med forskellig isoleringsgrad. Begge kanaler udmunder i en fælles røgkasse. Den venstre kanal er isoleret delvist med 12 mm isoleringsplade, den højre helt med 25 mm isoleringsplade. Hvor den højre kanal udmunder i den fælles røgkasse er anbragt et spjæld, der ved hjælp af en bimetalfjeder anbragt i ovnens røgafgang kan styres af røgtemperaturen.
• Såvel bimetalfjederen som de tre spjæld der kan styres er ophængt i letløbende lejer.

Fyringsresultat

Der er udført et fyringsforsøg, hvor der er indfyret 8,000 kg brænde ved start på glødelag og 9,395 kg brænde efter 5½ times forløb, ialt 17,395 kg brænde med 18% vand. Forsøget blev standset efter 16½ time ved en røgtemperatur på 100°C.

Middelværdierne af CO ved 7,5 %CO₂ var for hele perioden 0,2464%, mens den for den første periode indtil 2. påfyring kun var 0,1058%. Resultaterne fremgår af skemaet og af kurverne på side 6 og 7.

Vurdering af resultaterne

Af kurverne over forbrændingsforløbet fremgår, at en meget bred og høj CO-spidsværdi umiddelbart efter 2. påfyring er forårsaget af, at brændet ikke tændte. En anden CO-spidsværdi skyldtes for høj værdi af CO₂ på grund af utilstrækkelig forbrændingsluft. Det skønnes muligt at fastholde CO-niveauet omkring 0,1% ved at justere sekundærluftstyringen og ved at ændre konvektorerne således at trækreguleringen bliver mere effektiv. Endelig kan det være nødvendigt at kløve det underste lag brænde ved de enkelte påfyringer noget finere for at sikre en hurtigere antændelse.

Konklusion

Det er muligt at fremstille en brændeovn, der med almindeligt skovbrænde ved en afgivet effekt på ca 3 kW kan brænde i 8 timer pr påfyring med en forbrændingskvalitet, der opfylder kravene i DS 887.

Ovnen vil kunne fremvise et tydeligt flammebillede i 3-4 timer pr påfyring.

Ved optimering af konvektionsparten og konstruktionsdetaljer vil ovnens vandrette dimensioner kunne reduceres, således at ovnen kan indpasses et almindeligt, salgbart design.

Den planlagte prototype

Den endelige prototype

Den planlagte prototype

Den endelige prototype