Er zijn een aantal factoren die meespelen in dit verhaal,

Het begin is dat je moet gaan verwarmen, dus zeg van 20 graden Celsius naar 100 graden Celsius, hierbij geldt dat water een soortelijke warmte heeft van 4187 Joule per kilogram water per graden Celsius. Bij het koken van water moet je door de faseovergang heen, dat betekent 2256 kJ per kilogam water aan energie moet leveren. 

De hoeveelheid water die je verdampt is dus ook afhankelijk van de hoeveelheid water waarmee je begint, 10 liter water verwarmen kost veel minder energie dan 10 kuub water.

Dan heb je nog warmteverlies dat optreedt, omgevingstemperatuur etc. spelen hierbij nog een rol. Vaker is voor de hobbyist makkelijker om dit empirisch vast te stellen, meet de temperatuur in het begin en de hoeveelheid water, laat een uur draaien en kijk wat er gebeurd is. 

Ik werk graag met kcal dus 1 kcal kan 1 kg water 1° verwarmen. Dus in mijn geval zou 80 liter verwarmen van 20° naar 100° 6400 kcal vergen. Met een vermogen van 3 kw omgerekend in kcal 2579 kcal zal dat dus 2h 48 min duren. Dat komt aardig in de buurt met wat ik empirisch vastgesteld heb. Maar ik heb nog geen condensor. De koeler van mijn boka had iets teveel warmte gekregen en de tri clamp koppeling is vervormd. Niet meer waterdicht. Dus weer opnieuw beginnen. Maar nu met een ander ontwerp. Maar zit met een burnout wegen te lang teveel cortisol in mijn systeem.

Stierke, met empirisch vaststellen bedoel ik het gewoon een keer uitvoeren en kijken wat gebeurd.

We zullen er even een rekensommetje van maken, we gaan uit van een adiabatisch proces (géén uitwisseling van warmte met de omgeving).

80 liter water van 20°C stellen we gelijk aan 80 kilogram water (150 gram verschil accepteer ik wel).

Dus hebben we 4187 Joule * 80 Kilogram = 334960 Joule per graden Celsius nodig.

Een 3 kW element levert 3000 Watt, dus 3000 Joule per seconde.

Dat betekend dat één graden Celsius verhogen, 112 seconden duurt.

80 graden Celsius (van 20 naar 100) duurt dan 149 minuten, wat neerkomt op de 2.48 uur waar jij ook op uitkwam.

Echter is de faseovergang nog niet bereikt, er is “nog geen stoom” gemaakt, met de faseovergang is 2256000 Joule per kilogram nodig zoals eerder aangegeven. Dit komt neer op 0.001329787 kilogram per seconde.

Dus na 149 minuten begint er pas stoom te komen, die met een 3 kW element 0.00133 kilogram ofwel, iets meer dan een gram per seconde stoom oplevert.

Dat aldus kladblok rekenwerk.

En kladblok uitgerekend is 1 gram per sec = 60 gram per min=3600 gram per uur of te wel 3.6 liter per uur. Net wat ik heb uitgerekend. Dank je wel alchemist.

Graag gedaan, er zijn wel twee kanttekeningen bij te plaatsen;

• Je hebt warmteverlies richting de omgeving, ik ga er even vanuit dat het gros van je ketel koper is wat een hoge warmteoverdracht heeft, dus ook makkelijk warmte vanuit binnen naar buiten afgeeft. In theorie zou je 4,8 kilogram per uur kunnen halen maar ga eerder van een 2,5 a 3 kg per uur met water. De warmteoverdracht wordt deels bepaald door het temperatuursverschil dat met de omgeving van een graden of 20, 80 graden bedraagt.
• Ik denk niet dat je de ketel gebouwd hebt om water mee te stoken 😉 water heeft een hele hoge soortelijke warmte vooral als je kijkt naar de grootte van het molecuul. Ethanol zit bijvoorbeeld 2460 Joule per kg per graden Celsius, en de faseoverdracht kost 841 kJ per kg wat stukken lager is dan water.

Ketel is in rvs met isolatie er rond. Als hij kookt en ik leg hem af in de avond is hij in de morgen nog altijd 80+ graden. Als hij goed werkt met water ben ik zeker dat hij goed werkt met water ethanol mengsel. Ik bekijk dat als een veiligheidsmarge. 

Prima, dan wordt het warmteverlies meteen een heel stuk minder.