Artikel : Udvikling af masseovn til et superlavenergihus og som kan bygges uden fundament
At installere en traditionel masseovn i et meget velisoleret hus vil i reglen være totalt overdimensioneret da masseovnen vil levere for meget varme i forhold til behovet.
Jeg er ovnsætter og har bygget flere ovne gennem de sidste 20 år. Desuden arbejder jeg med superlavenergihuse og har derfor sat mig for at udvikle en mikro-masseovn, som kan bruges i superlavenergihuse eller passivhuse og andre steder hvor der er brug for en varmekilde der ikke afgiver for meget varme på én gang. Mikro-masseovnen vejer mere end at den kan bygges på de fleste trægulve uden først at skulle støbe et bærende fundament til ovnen.
Vi byggede i 2014 et ”superlavenergihus” af naturmaterialer. Konceptet, huset er bygget ud fra, er inspireret at passivhuskravene, som er de strengeste energikrav i verden til boliger. Huset er derfor super godt isoleret og har meget lavt energiforbrug til opvarmning.
På vores hjemmeside www.naturhus.dk kan du læse mere om huset.
Med en billig radiator til 200kr har vi opvarmet vores superlavenergi hus fra 2015 til 2022. Vi har gennem årene brugt omkring 500 kWh/år til opvarmning. Det har indtil energikrisen kostet os omkring 1000 Kr/år. En radiator er dog ikke særlig energieffektiv og vi har siden vi byggede huset haft ønske om at finde en mere effektiv varmekilde. Energikrisen satte skub i den proces.
En mulighed var en varmepumpe, som ifølge teknologisk institut, ville kunne nedbringe vores energiforbrug til opvarmning til omkring 100-150 kWh/år. Vi har alligevel fravalgt varmepumpen, da den økonomiske besparelse på el-regningen sandsynligvis ikke ville kunne tjene investeringen i varmepumpen hjem. Og fordi varmepumper støjer.
En anden mulighed var en brændefyret ovn. Det er en kendt udfordring at finde ovne som er små nok til velisolerede huse og små rum. Med en forkærlighed for diverse udviklingsprojekter og problemløsninger inden for byggeri og med erfaring/baggrund som ovnsætter var det tillokkende at tage den udfordring op.
Hvorfor ikke bare installere en brændeovn? Kort fortalt vil en klassisk brændeovn give for meget strålevarme i et superlavenergihus og ville skulle småfyres hele tiden.
Det vi har brug for, er en ovn der afgiver varmen jævnt over tid. Masseovne tilbyder netop det.
Kort om hvordan en masseovn virker.
En masseovn er typisk bygget af ildfaste sten og mursten, altså materialer med høj/meget termisk masse som kan akkumulere meget varme. En masseovn vejer gerne 2-5 ton alt efter udgave og kræver et stabilt fundament.
Masseovnen har et primært brandkammer, der hvor bålet er, og et sekundært brændkammer, hvor røggasser afbrændes. I det sekundære brændkammer bliver temperaturen meget høj og man opnår en rigtig god udnyttelse af brændets energi, da røggasserne udgør størstedelen af energien i træ. Samtidig bevirker de høje temperaturer at forurening fra afbrændingen er minimal.
I en masseovn fyre man typisk en times tid en til to gange i døgnet. Når træ og røggasser brændes afgives varmen til den termiske masse i ovnen. Massen afgiver derefter stille og roligt varme til huset over længere tid. Hvor lang tid ovnen afgiver varme, afhænger af tykkelsen på massen og hvor meget man har fyret.
For at en masseovn er lovlig og kan tilmeldes til skorstensfejeren, er der nogle krav der skal overholdes. Det er bl.a. diverse afstandskrav og krav til skorstenen. Desuden skal masseovnen bygges af en ovnsætter, som også skal udfylde en installationsattest.
Principperne fra masseovnen er gode og velafprøvede og dem tager jeg afsæt i til udviklingen af en ovn til vores superlavenergihus.
De ovne jeg har mest erfaring med at bygge, er den type masseovn som kaldes fleksovn eller raketovn og det er den jeg vil udvikle en mikro udgave af.
Udviklingsprojektet.
Udfordringen i dette projekt handler om at bruge principperne fra masseovnen i en kraftigt nedskaleret model og finde den rette størrelse og vægt på mikro-masseovnen til vores superlavenergihus.
Vi vil gerne have en ovn som er energieffektiv. Det vil sige at ovnen skal brænde godt, så alle røggasser så vidt muligt bliver brændt af og der er mindst mulig røgudledning og dermed forurening.
Dernæst vil vi gerne have afleveret så meget varme i massen som muligt og have en mængde masse som kan afgive varmen hen over et døgns tid.
Og ovnen må ikke blive tungere end vores trægulv kan bære.
Ovnen skal gerne give nok varme til huset. Men den må heller ikke afgive for meget varme. Når ovnen først er varm kan man ikke lige ”slukke” for den og overophedning kan godt blive et problem i så velisoleret et hus som vores.
Det er også et vigtigt parameter at vi ikke skal fyre for mange gange om dagen. Det er optimalt at kunne nøjes med at fyre én gang, eller to hvis det er meget koldt.
Alle disse ting skal gerne balancere.
Min erfaring er at den indvendige dimensionering af ovnen er vigtig for at få en ovn der brænder super godt. Jeg vil i mikro-masseovnen nedskalere den indvendig dimensionering jeg plejer at bruge.
Idet bålet startes op er det svært at undgå røg fra skorstenen, da temperaturen i det sekundære brændkammer endnu ikke er høj nok til at brænde røggasserne af.
Min tommelfingerregel er at, hvis man ikke kan se røg fra skorstenen ca. to minutter efter at der er tændt op i ovnen. Så brænder ovnen ovn godt og rent, et tydelige tegn på at dimensioneringen i ovnen er god.
Til udviklingsprojektet har jeg valgt en stålskorsten fra Kierulff. En stålskorsten er lettere end en muret skorsten, hurtigt installeret og under fyrring bliver stålskorstenen hurtigt varm og sikre et godt træk.
Mikro-masseovnen bygger jeg i mursten. Murstenene er hårdbrændte, så de kan bedre holde til varmen. Der er dog en risiko for at de går til over tid. Hvis man vil være på den sikre side, så skal man bruge ildfaste sten til den indvendige del af brandkamrene.
Ovnen vælger jeg at bygge i en kvart murstens bredde (ca. 5,5 cm) og overgangen til stålskorstenen mures i en halv stens bredde (ca. 11,5 cm). Det er udfra min erfaring alt for lidt masse til at afgive varme hen over et døgn, men da totalvægten med den tykkelse ender omkring 250kg og den skal bygges på trægulv, så føler jeg mig tvunget til at starte her.
Så vidt jeg har kunnet læse mig til, skal de tyndeste trægulv kunne holde til minimum 200kg/m2. Disse gulv skal forstærkes lidt eller behøver end bedre vægtfordeling.
Vores gulv er 30mm tykt og har jeg testet til at kunne bære minimum 500 kg mellem gulvspærene uden synlig nedbøjning.
Fordelen er så at med de 5,5 cm i ovnen får vi en hurtig varmeafgivelse herfra og med de 11,5 cm i overgangen til skorstenen en lidt langsommere varmeafgivelse, som forhåbentlig passer godt til vores hus.
På de følgende billeder, kan man se hvordan ovnen bygges.
Den lovpligtige gulvplade og et lille fundament af fliser og mursten, som hæver ovnen op fra trægulvet, for at overholde afstandskravet til brændbart materiale. Der er altså ikke støbt fundament under gulvet. Trægulvet bære hele ovnen.
Forrest til højre er starten på det primære brandkammer og forrest til venstre en rustfri stålplade med hul til det sekundære brandkammer (i fleksovne også kaldet ”heatriser”). Bagtil er starten på overgangen til skorstenen.
Lidt hjælp fra en lille udviklingsekspert 🙂
Starten på primært brændkammer, heatriser og overgang til skorsten set ovenfra.
Her ses det rustfri stålrør i heatriseren, som er med til at øge hastigheden og dermed temperaturen.
En fedtstensplade som overgang til skorsten. Under fedtstenspladen ses et spjæld i rustfri stål, som forhindre kold luft i at køle massen i ovnen ned når man ikke fyrre. Dog skal lovkravet om minimum 20 cm2 passage overholdes. Ofte laves det som et hul i midten af spjældet, men her har jeg lavet en luftspalte rundt i kanten.
Her ses det færdige primært brandkammer til højre og heatriser til venstre.
Her den færdige ovn set fra den anden side. Med selve mikromasseovnen til venstre og overgangen til skorstenen til højre, med håndtag til spjæld og renselem.
Den færdige ovn med Kierulffs Metalbestos Wood 150mm fuldisoleret stålskorsten. Den fuldisoleret skorsten sikre at mikromasseovnen kan komme så tæt på væggen som afstandskravet tillader det.
Når ovnen er helt tør kan den indfyres. I en indfyring, som sker gradvist over nogle dage, fyrre man med omkring 1kg den første dag, 2 kg den næste osv. indtil man er oppe på den mængde der skal til for at varme huset op.
Således minimere man risiko for sprækker, hvis der gemmer sig lidt fugt i ovnen.
Vores superlavenergi hus www.naturhus.dk nu med mikromasseovn og Metalbestos Wood stålskorsten fra Kierulff.
Og så lige for at vise hvad der sker, hvis ikke der anvendes rustfri stål eller støbejern. Her lavede jeg lige, i mangel af rustfri stål, en hurtig askeskuffe af en olivenolie metaldunk. Den holdte ca. 14 dage!
Her en hjemmelavet askeskuffe i rustfri stål, som er tilpasset denne mikromasseovn. Den holder som den skal, selvom den bliver rødglødende ved hver fyring.
Ovnen er nu bygget færdig, er den blevet tilmeldt af skorstensfejeren. Efter vi har fyret i ovnen i nogle måneder, kan vi se at ovnen brænder super godt. Der er et fantastisk træk i den og vi ser ikke røg i skorstenen to minutter efter vi har tændt op. Ovnen har også den klassiske ”raketovns lyd”, som buldre lidt under fyring 🙂 Gulvet har ingen synlig nedbøjning, så det har også fungeret fint at bygge den på vores trægulv. Lidt som forventet holder ovnen ikke på varmen så længe som vi ønsker det. De fleste dage må vi fyre to gange og på kolde dage tre gange i døgnet. Det er en gang mere i døgnet end vi er vant til i normal størrelse masseovne.
Mikro-masseovnen fungere, men ikke så optimalt som vi ønsker det. Derfor planlægger vi allerede en ombygning af ovnen til en version 2.0. Ovnens tykkelse skal fordobles til en halv stens tykkelse, 11,5 cm. Denne vægtøgning vurdere jeg at vores gulv sagtens kan bære.
Så må næste vinter vise om det er nok masse til at opnå en mere stabil varmeafgivelse så rumtemperatuen kan opretholdes med en til to fyrringer i døgnet.
En anden mulighed for at optimerer varmeakkumuleringen, er at bygge en røgkanal/varmebænk på den venstre side af ovnen. Denne kanal/bænk vil gå ind over det næste sæt gulvspær i huset og vi kan derfor god lave nogle hundrede kilos kanal/bænk her.
Når vores udviklingsprojekt er slut står vi forhåbentlig med en mikro-masseovn som fungere optimalt til passivhuse og små rum, som også kan bygges på de fleste gulve, uden at man skal have gravet ud og støbt fundament til ovnen.