Warmte verlies bodemtank schip

[Aquademi]

Hallo allemaal,
 
Ik ben al een middagje bezig op dit forum om er achter te komen, hoeveel energie ik verlies vanuit een stalen tank die zich onder in een schip, op de stalen huid bevind.
 
De gegevens zijn als volgt :
 
Tank wordt gevuld met water van 35 graden Celsius
Water hoeveelheid is 7000 liter.
Tank is gesloten en niet geïsoleerd
De oppervlakte van de bodem van de tank is ongeveer 12m2
De bodem van de tank is dus de huid van het schip, en is van staal.
Staal is 2cm dik.
Het zeewater heeft een temperatuur van 12 graden Celsius.
Het water wordt op temperatuur gehouden d.m.v. een electrische heater.
 
Vraag : Hoeveel kW moet de heater zijn om dit water op temperatuur te houden.
 
Ik kwam met de formules die ik vond op 0,007 kW --- Of ik doe iets verkeerd of ik vergeet iets.
Of is dat 0,007 kW per ...??
 
Het gaat me met name dus even om het verlies naar het zeewater toe,  Dat zal de grootste energie vreter zijn lijkt me.
 
Alvast bedankt !!

[Pinokkio]

Ik weet niet welke formules jij gebruikt hebt, maar het is natuurlijk veel groter dan 0,007 kW.
Denk eerder in de orde van 100 - 300 kW.
 
Hoeveel precies is niet nauwkeurig uit te rekenen want de U-waarde zal niet nauwkeurig te berekenen zijn.
https://en.wikipedia.org/wiki/Heat_transfer_coefficient
 
Aan de binnenzijde van de tank is sprake van natuurlijke convectie plus wat beweging door beweging van het schip, en de warmteoverdrachtscoefficient h₁ hangt daardoor mede af van de vorm en hoogte van de tankwanden.
Aan de buitenzijde hangt de warmteoverdrachtscoefficient h₂ af van van de vaarsnelheid van het schip.
 
Overweeg liever om de tank te isoleren, bijvoorbeeld door aan de binnenzijde de bespuiten met een laag PUR of zoiets. De staalwand alleen isoleert niet.

[Aquademi]

Hallo Pinokkio,
 
Bedankt voor je reactie.
Ik had zelf al het idee dat ik op een iets te laag vermogen uitkwam
 
Het hoeft geen berekening te worden die in milliwatts overeen komt met de werkelijkheid.
Naar aanleiding van jouw link, kwam ik op het volgende :
 
(Ik ga er even vanuit dat het schip stil ligt)
 
Als U vond ik voor water-staal-water en waarde van 400 W/(m2 K)
 
Mag ik dan stellen dat :
 
12m2 en 23 graden verschil x 400W = 110400 W (110 kW)
 
Als het schip zou gaan varen, laten we zeggen 20 km/h, in hoeverre zal dit dan het benodigde vermogen beïnvloeden ?
Is dat : "Gigantisch" of "veel" of "min of meer" of "weinig" ???
 
 
Ik ga ook eens informeren naar tank isolatie aan de binnenzijde, dat zal echt een berg schelen.
Jij daar ervaring mee ??
 
Thnx !

[Pinokkio]

Ik had die wikipedialink geplaats om duidelijk te maken dat U vooral afhankelijk is van h1 en h2 maar de formules in die link zijn niet specifiek voor jouw situatie van toepassing.

Als U vond ik voor water-staal-water en waarde van 400 W/(m2 K)
 
Mag ik dan stellen dat :
 
12m2 en 23 graden verschil x 400W = 110400 W (110 kW)

Ja, als de U in jouw situatie inderdaad 400 W/m².K zou zijn.

Als het schip zou gaan varen, laten we zeggen 20 km/h, in hoeverre zal dit dan het benodigde vermogen beïnvloeden ?

Ik schat (met een natte vinger) dat het dan een factor 2 of 3 hoger zal zijn t.o.v. een stilliggend schip. Vandaar mijn eerder genoemde 100 - 300 kW. Het hangt er sterk vanaf hoe zeer het water in de tank zal bewegen (klotsen) als het schip vaart.

Jij daar ervaring mee ??

Nee.

[Aquademi]

Hallo Pinokkio,
 
Het ging mij om de grote lijnen, en met jouw link en antwoorden is mij dat nu duidelijk.
Dank daarvoor.
Ik wist gevoelsmatig dat de verliezen groot moesten zijn.
Als we praten over 100 tot 200kW om 7000 liter op temperatuur te houden, is dat aanzienlijk.
 
Nu blijkt overigens dat het oppervlak kleiner is (7m2) en het temperatuur verschil kleiner (10 tot 12 graden)
Maar toch blijft het nog een beetje stoken tegen de klippen op.
 
Ik heb een bedrijf gevonden op internet, die bijna alles doet op het gebied van isolatie. Ik zal hen eens vragen
of zij mogelijkheden hebben om de tank te isoleren.
 
Bedankt voor je input en tijd !

[Back2Basics]

Gewoon nieuwsgierig: waarom moet die 7 m³ water op 35 C worden gehouden? Is laten afkoelen, en bij gebruik of bij lossen weer opwarmen naar de hogere temperatuur, een mogelijkheid? Of in kleinere, geisoleerde tanks vervoeren?

[Aquademi]

Hallo Back2Basics,
 
Ook hier is de factor "tijd" weer onze grootste "vijand".
Geheel in de pas met de tegenwoordige tijd moet alles snel
 
De tank is er al en kan niet worden veranderd.
We kijken nu inderdaad naar de mogelijkheid die jij beschrijft.
Het uiteindelijke temperatuur verschil zal een graad of 10 bedragen.
Met 75kW hebben we dat er in iets meer dan een uur weer bij.
 
Ook veel logischer, want het water onderin het schip heeft altijd de temperatuur van het zeewater (is dus een relatieve constante)
En anders zijn we uren lang met 150kW of meer het water op temperatuur aan het houden, om uiteindelijk 60 minuten winst te boeken.
 
Maar ja, 60 minuten wachten is wel heel lang ... zeker voor de rijkere mensen.
Hun uurloon ligt ook stukken hoger dan dat van ons

[Pinokkio]

Nu blijkt overigens dat het oppervlak kleiner is (7m2) en het temperatuur verschil kleiner (10 tot 12 graden)

Warmteverlies is in dat geval nog maar 30 % van eerder genoemde vermogens.
 

Met 75kW hebben we dat er in iets meer dan een uur weer bij.

Nee, want als de tank niet geisoleerd is verlies je tijdens dat opwarmen immers ook warmte en bovendien moet je dan ook telkens een hoop staal mee opwarmen.
 
Is het niet simpeler om alleen de waterafname uit de tank op te warmen naar 35 ^oC ? Of is dat afnamedebiet vaak zo groot dat je toch weer 100 kW of nog meer nodig hebt?

[Aquademi]

Warmteverlies is in dat geval nog maar 30 % van eerder genoemde vermogens.
 
 
 
Nee, want als de tank niet geisoleerd is verlies je tijdens dat opwarmen immers ook warmte en bovendien moet je dan ook telkens een hoop staal mee opwarmen.
 
Is het niet simpeler om alleen de waterafname uit de tank op te warmen naar 35 ^oC ? Of is dat afnamedebiet vaak zo groot dat je toch weer 100 kW of nog meer nodig hebt?
 

 
30%   ... dat is nog wel te overzien ... duik ik nog even in !
 
Het opwarmen gaan we doen in het bad.
Had ik nog niet vermeld, we slaan het badwater er in op als het schip gaat varen.
Vandaar dat we het water ook meteen in 1 keer nodig hebben.
Daarmee het afnamedebiet gesteld op 14m3/h ... een doorstroomapparaat hebben we al uit ons hoofd gezet
 
Nog maar eens bedankt voor het meedenken, ik wordt er vrolijk van !!
 
Thnx.