Messungen / Tests / Versuche

 

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Der Selbstbauofen soll einige Tests durchlaufen, die etwas über die Qualität seiner Verbrennung aussagen. Vielleicht können darauf Rückschlüsse gezogen werden, ob seine oft gelobte Effizienz und Umweltfreundlichkeit auch der Wahrheit entsprechen.

 

Von einigen Testläufen ausgehend und aus dem Gebrauch des Ofens scheint subjektiv eine bessere Ausnutzung des Brennstoffes gegeben zu sein als mit Lagerfeuern in Blechbüchsen. Der Ofen könnte eine echte Verbesserung in Sachen Holzfeuerung darstellen.

 

Aber jetzt erstmal der Reihe nach.

 

Tests im Bereich Holzofen könnten etwa so aussehen:

 

1)      Temperaturtest mit einem Digitalthermometer. 

2)      Zugtest. Wie gut zieht der Ofen mit verschiedenen Abgasrohrlängen?

3)      Verbrauchsmessungen.

4)      Wie lange dauert es, z.B. einen Liter Wasser zum Kochen zu bringen?

5)      Sichtprüfungen: Wann hört es auf zu qualmen? Wie sieht das Abgas aus (Farbe, Zustand usw.)?

6)      Gastests: CO, O2, HC, CO2, was aber nur mit einem sogen. Abgastester oder Viergastester funktioniert. Ausführung steht noch aus.

7)      Rußtest oder Partikelemissionen (Feststoffe im Abgas). Ausführung steht noch aus.

8)   Sicherheitstests. Auf Dauer vollastsicher? Dicht? Rückschlagsicher?

 

 

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1) Temperaturtest mit einem Digitalthermometer.

Viele Multimeter (Spannungstester) haben eine eingebaute Temperaturmessfunktion. Bei Conrad-Messgeräten sind schon die günstigsten Messgeräte damit ausgestattet.

 

Bauteiltemperaturen am Rocket Stove
Messstellen am Ofen

Es sollen verschiedene Bauteiltemperaturen am Ofen gemessen werden. Äussere Brennerseite 1, Deckeloberfläche 2 und Abgasrohr aussen 3.. Und das in verschiedenen Zeitabständen.

 

 

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2) Zugtest.

Eine Zugprobe kann sehr einfach mit einem normalen Gasfeuerzeug durchgeführt werden. An jeder Ofenritze oder Öffnung kann mit einer kleinen Flamme die Zugrichtung festgestellt werden. Die Flamme kippt und zeigt in Zugrichtung.

Das funktioniert an jedem Ofentyp.

 

Flamme kippt ab
Zugprobe mit Gasfeuerzeug

Die abkippende Gasflamme zeigt die Zugrichtung an.

 

 

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3) Verbrauchsmessungen.

Mit verschiedenen Mengen Holz in verschiedenen Ofenformen. Z.B. wie lange dauert die Verbrennung von ca. 2 kg Holz?

 

 

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4)  Wasserkochen. Wie lange benötigt der Raketenofen, um ein Liter Wasser zu kochen im Gegensatz zu einer normalen Elektroherdplatte oder Campinggaskocher?

 

 

 

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5) Sichtprüfungen. Wo und in welcher Form glühts, qualmts, verformt es sich usw.?

 

 

 

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6 und 7) Gas und Partikelemissionen. Dazu wird professionelles Equipment benötigt, welches nur Heizungsbauer oder Schornsteinfeger besitzen. Entweder leihen oder in Absprache mit den genannten Berufsgruppen Tests durchführen.

Diese Messungen sind im Gegensatz zu Vermutungen unbestechliche Aussagen über die wirkliche Effizienz oder Umweltfreundlichkeit einer Heizanlage.

Die Messergebnisse sind ausschlaggebend für die weitere Zukunft der Rocket-Stove Technik und für eine offizielle Zulassung als Hausheiztechnik.

 

 

 

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8) Sicherheit. Auch nach stundenlangen Betrieb unter Vollast sollte ein Ofen bestimmte Sicherheitskriterien erfüllen.

 

Als da wären zum Beispiel:

 

  • gasdicht?
  • glühen Bauteile?
  • verformen sich Bauteile?
  • Brennrichtung korrekt?
  • benötigt man u.U. zusätzliche Bauteile zum Schutz oder Verstärkungen?
  • Handhabung? Bedienungshinweise erarbeiten.

 

 

 

 

 

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9) Verbrennungsreste wie Asche oder Ruß. Nach der Verbrennung sollte man das Innere des Heat-Risers, der Tonne und des Abgasrohres nach Flugasche, Teer und Ruß wie Schmier- oder Glanzruß untersuchen. Aschemenge und Konsistenz im Brenner begutachten!

 

 

 

 

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Erster Testversuch. Ein Kombinationstest aus 1) und 3), durchgeführt im April 2013. Die Raketentonne stand in der Garage mit Abgasleitung durch die halboffene Garagentür.

 

Aussentemperatur 7°C. Innentemperatur Garage 15°C.

 

Es kam 2100gr. fein gespaltenes Fichtenholz zum Einsatz. In drei Tranchen a 550gr., 750gr. und 800gr.. Im vierten Bild ist die Gesamtmenge dargestellt inkl. Anzündmaterial.

Unter 10% Wassergehalt, z.T. das Holz korkig, pappig (alt).

 

 

Gemessen wurde die Bauteiltemperatur an den Stellen 1) (seitliche Brenneraussenwand), 2) (Tonnendeckel Mitte) und 3) Abgasendrohr.

 

  1. Die 550gr. Tranche wurde eingefüllt und nach der dargestellten Anzündprozedur entflammt. (Beginn 0min).
  2. Nach 10min kaum Rauch sichtbar. Feuer faucht normal. Bei 2) 150°C und bei 3) 80°C. Die Brenneraussenwand 1) hab ich vergessen im Protokoll zu notieren (Schlamperei).
  3. Nach 20min bei 1) > 400°C. Bei 2) 230°C und bei 3) 110°C.
  4. Nach 30min. sind alle drei Tranchen in Betrieb, d.h. die letzte wurde eingelegt. Bei 1) 460°C. Bei 2) 275°C und bei 3) 120°C.
  5. Nach 40min bei 1) 380°C. Bei 2) 180°C und bei 3) 110°C.
  6. Nach 45 min war kein Fauchen mehr vorhanden und die Restglut lag unten auf dem Brennerboden. Testende.


Innerhalb einer Zeit von ca. 45min. wurden 2100gr. Weichholz verbrannt.

 

 

 

 

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Leider konnte ich mit meinem Eigenbau noch keinen eigenen Viergas- und Partikeltest durchführen.

 

Für die englisch sprechenden Techniker unter uns sei hier folgende Website empfohlen:

 

 

Dort werden teilweise technische CAD Grafiken erstellt, besprochen und Testläufe durchgeführt. Die verwenden, wenn ich mich recht entsinne, oft einen "TESTO" Rauchgastester.

 

Dann kommen oft solche Testausdrucke bei raus: Um es klarzu sagen. Diese Bilder sind oben genannter Seite als Beispiel entnommen und keine Messprotokolle meiner Raketentonne.

Test eine RMHs aus einem US Forum
Test eine RMHs aus einem US Forum

Das Prüfprotokoll zeigt die beteiligte Gase und den Wirkungsgrad in rot. Die Ausschläge sind z.T. dadurch begründet, dass Holz nachgelegt wurde.

Prüfpapier zeigt die Partikelschwärzung
Prüfpapier zeigt die Partikelschwärzung

Hier z.B. zwei Prüfpapiere, die die Rauchgastrübung im Abgastrakt anzeigen. Unter hoher Last arbeiten Öfen am besten und saubersten.

 

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Die Firma "Normatherm" bietet auf ihrer Website eine Seite zur Berechnung des Wirkungsgrades an.

Wenn man die Messwerte für leicht ermittelbare Werte wie Temperaturen und Feuchtegehalt weiß oder mißt, benötigt man lediglich den Sauerstoffgehalt im Abgas und erhält auf Knopfdruck den Wirkungsgrad.

 

Wirkungsgradberechnung

 

 

 

 

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Nach den ersten Probeläufen im Frühjahr 2013 habe ich die Tonne geöffnet und die Rauchgasführung sichtgeprüft, um herauszufinden, welche Art von Resten und Rückständen vorhanden sind.

 

Innenseite des Tonnendeckels
Innenseite des Tonnendeckels

Hier der geöffnete Tonnendeckel von innen. Leichte Schwarzfärbung.

Tonne von innen
Tonne von innen

Leichter Staub an den Innenseiten der Rockettonne. Was zu diesem Zeitpunkt das Ergebnis ggf. verfälschen konnte, war die Restfarbe an den Innenwänden, da die Tonne bzw. das Fass aus einer Farbfabrik stammte. Da musste noch einiges "freigebrannt" werden.

Fingerprobe
Fingerprobe

Trockener Ruß an der Tonnenwand. Einmal mit dem Finger langwischen.

Trockener  und lockerer Ruß
Trockener und lockerer Ruß

Alles normal.

 

 

 

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Was mich nach den ersten Brandversuchen ebenfalls interessiert hat, war der Ascheanfall und die Kohlereste im Brenner.

 

Natürlich erst nach dem Erkalten des Stoves...