En jämförelse av vedkaminer för uppvärmning av badtunnor

Extern kamin kontra Intern kamin

Lligo Matson, fil mag. Fysiker

Test av effekt

Testet avser att beräkna kaminernas effekt vid uppvärmning av badtunna. I testet beräknas medeleffekten uttryckt i Kilowatt som eldstaden överför till badvattnet. Vi avser att studera de parametrar som påverkar verkningsgraden för respektive kamin.

Kamin 1

Kamin som placeras utanför badtunnan med självcirkulerande vatten i ett 34 mm rör mellan kamin och badtunna. Eldstadens volym är 88 liter och vattenvolymen i kaminen är 51,5 liter. Mantelyta mellan eld och vatten var 1,25 m2.

Kamin 2

Kamin som placeras i badtunnan har en eldvolym i vatten på 77 liter och en mantelyta på 1,4m2.

Förutsättningar

Kaminerna anslöts till en trätunna och en vattenmängd på 1320 liter +7 graders vatten i en utetemperatur på +15, omrörning sker före varje mätning. Ved tillfördes så att maximal eld brann hela mättiden. Veden bestod av lika längder bräder av gran för att förutsättningarna skulle vara lika i eldningen.

Under testet valde vi att inte använda lock under uppvärmingen. Det var vid testet vindstilla. Normalt används lock vid uppvärmning för att förkorta uppvärmningstiden vid kyla och vind.

Lligo Matson gör beräkningar för testet av vedkaminer. Fysiker Lligo Matson gör mätningar på vedkaminerna.

Mätresultat

Kamin 1

Tabell som visar mätvärden för vedkamin 1, extern kamin.

Kamin 2

Tabell som visar mätvärden för vedkamin 2, intern kamin.

Graf med mätvärden från testet.

Effektberäkning

Effekten P i kW beräknas med att dividera energiförändringen med den tid det tar för uppvärmingen. I vår mätning var trycket konstant varför vi använder c för isobar miljö.

Formel som visar hur effekten beräknas.

Där ΔT är temperaturförändringen i °C motsvarande Kelvin, m är vattnets massa och c är vattnets specifika värmekapacitivitet 4,181 kJ/kg K.

Pkamin 1 = 17,4 kW

Pkamin 2 = 36,8 kW

Slutsats

Kamin 2 konceptet visar sig mer än dubbelt så effektiv som kamin 1. Då varken eldvolymen eller mantelarean avviker så mycket mellan kaminerna kan effektivitetsskillnaden härröra från vattnets cirkulationsmöjligheter mot värmeytan. Vattencirkulationen begränsas för kamin 1 av anslutningsslangarnas area och längd. Cirkulationen genom kamin 1 minskas ju varmare badtunnan blir därav utplaningen i dess uppvärmningskurva. För kamin 2 ger genomströmningskanalerna en extra skjuts åt vattnets cirkulationsström och eftersom kaminen är nedsänkt i badtunnan blir cirkulationsströmmen stor.

Diskussion

Vid mätningarna maxeldades i båda kaminerna under hela tiden. För kamin 1 skulle en mindre aktiv eld ha räckt eftersom kaminen kokade och eldens energi inte kunde tas tillvara.

Temperaturfördelningen i tunnan blev bättre för kamin 2 på grund av vattenströmmen runt kaminen. För kamin 1 blev vattenstrålen ca 95 grader in i badtunnan och cirkulationsströmmen stannade på ytan i tunnan.