Badtunnors uppvärmning med olika kaminer




Kamineffekt

"Hur snabbt går det att värma upp vattnet" är en av de vanligaste frågorna vi som säljer badtunnor får svara på.

Att höja temperaturen med ett visst antal grader under en viss tid kräver en viss energi (kWh). Formeln för Energi = Effekt (kW) x Tiden (i timmar h). Den teoretiska energin som krävs för att värma 1000 liter vatten 10 grader på en timme är 12 kWh. Följdaktligen är då den effekt som behövs 12 kW.

Då man talar om effekt, t.ex. för en vedkamin, uppges detta som nominell effekt som är den teoretiska maxeffekten. Den verkliga kan ändå i praktiken vara mycket lägre. Som jämförelse kan nämnas en vindmöllas effekt som också den uppges i nominell effekt. Där talas om t.ex. 1 MW medan medeleffekten kan ligga på 0,2 MW och även 0 MW då vinden inte räcker till.

En viktig sak för hur effekten kan utnyttjas är hur konstruktionen för t.ex. en kamin är gjord. Det finns stora kaminer som slukar ved men där en stor del av energin som alstras går rakt upp i och ut genom skorstenen. Stor nominell effekt men dåligt energiutbyte brukar också uttryckas i dålig verkningsgrad. Sedan finns det små kaminer som med en mycket mindre vedmängd ger stort energiutbyte. Med en bra konstruktion höjs verkningsgraden avsevärt och i stället för att "elda åt kråkorna" tas energin tillvara och värmer vattnet i stället.

För en effektiv och säker vattencirkulation så gäller följande regel: inkommande vattenrör skall placeras så lågt som möjligt för att blandas med kallare vatten och anslutningen för det vatten som tas in i kaminen skall vara så långt som möljigt från inkommande vattenrör.



I praktiken finns det 4 olika huvudkategorier av vedkamin.

  1. Fristående utvändig kamin som uppfyller regeln om placering av vattenrör.
  2. Utvändig kamin med självcirkulation som har större effekt och hög temperatur på inkommande vatten.
  3. Kamin som placeras på insidan.
  4. Frontmatad kamin som är ”inbyggd” i badtunnan.




Kamintyp 1 (SpaDealers Vilpra Wood)

Denna typ har också självcirkulation och själva konstruktionen av in- och utlopp i badtunnan gör att vattnet i hela tunna värms jämnt. Temperaturskillnaderna på olika platser i badtunnan är mycket små och ingen omrörning behövs.

Fördelar:
  • fristående utvändig kamin med självcirkulation
  • ingen risk att bränna sig på hett vatten
  • hela utrymmet i badtunnan kan användas även då kaminen används
  • högt energiutbyte (hög verkningsgrad) och därmed liten vedåtgång
  • uppvärmningen kan påbörjas efter att vatten fyllts upp 15 cm från botten
  • uppnår snabbt arbetstemperatur som förhindrar beläggningar på kaminens invändiga väggar
  • lätt att flytta och ansluta, vikt endast 26 kg
Nackdelar:
  • dyrare än invändiga kamintyper
  • kaminen måste tömmas på vatten om det finns fara för frysrisk



Blå färg representerar kallare och röd färg varmare vatten. Pilarna visar den teoretiska cirkulationen in och ut från kaminen och i vattnet.



Här tas vattnet in till kaminen från botten och det varma vattnet går ut under bänken via ett specialrör. Samtidigt som det varmare vattnet stiger uppåt så dras kallare vatten med från botten. Den effektiva cirkulationen gör att temperaturskillnader mellan varmare och kallare är max 6 °C och ingen risk för brännskador föreligger. Cirkulationssystemet har tagits fram i samband med att Chofu Propane (gasol) CE märktes. Samma system använder vi också för Vilpra Wood. Se också uppvärmningskurvan som ger tydligt besked om hur uppvärmningen fungerar.



Kamintyp 1X (SpaDealers Pioneer 25 kW kamin)

Samma princip som föregående. Skillnaden är att den är större med högre effekt och det gör att det kan vara svårt att placera kaminen så lågt att vattnet kan tas in under bänkarna på samma sätt som med Vilpra kaminen. Det inkommande vattnet från kaminen kommer då inte att blandas lika effektivt och relativt stora temperaturskillnader på olika vattennivåer kommer att finnas. Då vatten tas in från botten i motsatta sidan av där det strömmar ut ur kaminen gör det ändå att skillnaderna är betydligt mindre än om vattencirkultaion i huvudsak sker enligt principen för kamintyp 2.

Fördelar:
  • fristående utvändig kamin med självcirkulation
  • relativt liten risk att bränna sig på hett vatten
  • hela utrymmet i badtunnan kan användas även då kaminen används
  • högt energiutbyte (hög verkningsgrad) och därmed liten vedåtgång
  • uppvärmningen kan påbörjas efter att vatten fyllts upp över det övre röret där vatten går in
  • uppnår snabbt arbetstemperatur som förhindrar beläggningar på kaminens invändiga väggar
  • lätt att flytta och ansluta, vikt endast 26 kg
Nackdelar:
  • dyrare än invändiga kamintyper
  • kaminen måste tömmas på vatten om det finns fara för frysrisk
  • för att jämna ut temperaturskillnader i vattnet måste man röra om i tunnan före den tas i bruk och också då om kaminen används

Blå färg representerar kallare och röd färg varmare vatten. Pilarna visar den teoretiska cirkulationen in och ut från kaminen och i vattnet.





Kamintyp 2 (utvändig)

Självcirkulationen grundar sig på att varmt vatten stiger uppåt och skapar en genomströming i kaminen. Då in- och utlopp finns nära varandra och i samma "område" resulterar det i att ytvattnet och det som är närmast kaminen blir mycket varmt. Det ger en ojämn temperatur på olika platser i badtunnan. Omrörning är nödvändig för att få jämn temperatur.

Fördelar:
  • fristående utvändig kamin med självcirkulation
  • själva kaminen tar inte någon plats inne i badtunnan
  • uppnår snabbt arbetstemperatur som förhindrar beläggningar på kaminens invändiga väggar
  • relativt lätt att flytta och ansluta
Nackdelar:
  • relativt dyr konstruktion
  • då uppvärmningen koncentreras till området där in- och utlopp för kaminen finns så är det i praktiken inte möjligt att sitta där då kaminen används
  • det går inte att börja elda innan vattnet når över kaminens värmealstrande ytor
  • för att inte bränna sig på hett vatten måste man röra om i tunnan före den tas i bruk och också då om kaminen används
  • om det finns frysrisk måste kaminen tömmas på vatten


Blå färg representerar kallare och röd färg varmare vatten. Pilarna visar den teoretiska cirkulationen in och ut från kaminen och i vattnet.



Även om denna kamintyp har självcirkulation så gör konstruktionen och den dåliga vattencirkulationen i badtunnan att hett vatten snabbt stiger uppåt mot ytan. På den plats in- och utloppsrören finns och i dess nära omgivning är det i praktiken omöjligt att sitta då kaminen används. Temperaturskillnader mellan varma och kalla skikt kan här vara över 50 °C och bara kraftig omröring av vattnet kan ändra på detta.




Kamintyp 3 (invändig kamin)

Värmen ut till vattnet alstras här via väggar och kaminrör. Det varma vattnet stiger upp till ytan och värmen begränsas till en relativt liten yta. För att få jämn temperatur krävs att vattnet rörs om. Det kalla vattnet som omger kaminen ger lätt beläggningar på insidan.

Fördelar:
  • enkel och billig konstruktion
  • ingen frysrisk då inget vatten finns i kaminen
Nackdelar:
  • dålig verkningsgrad
  • kalla ytor ganska länge vid eldning ger lätt beläggningar på kaminens insida som är svåra att få bort försämrar verkningsgraden ytterligare
  • tar upp stort utrymme inne i badtunnan
  • svårt att elda i och hålla ren
  • skräp lämnar ofta i vattnet i samband med vedpåfyllning och rengöring
  • det går inte att börja elda innan vattnet når över kaminens värmealstrande ytor
  • för att jämna ut temperaturskillnader i vattnet måste man röra om i tunnan före den tas i bruk och också då om kaminen används


Blå färg representerar kallare och röd färg varmare vatten. Pilarna visar den teoretiska cirkulationen in och ut från kaminen och i vattnet.



Värmen koncentreras kring kamin och det varma vattnet stiger snabbt upp mot ytan. Temperaturskillnader mellan kallaste och varmaste skikt ligger på minst 40 °C så omrörning av vattnet behöver göras ofta.



Kamintyp 4 (frontmatad kamin som är integrerad i badtunnan)

Denna typ är i princip en utvändig kamin och funktionen med självcirkulation är densamma. Här är också in- och utlopp för vattnet nära varandra och det ger dålig cirkulation för resten av vattnet. Mer eller mindre kontinuerlig omrörning krävs för att jämna ut de stora temperaturskillnaderna då varma vattnet stiger upp till ytan och värmen begränsas till en relativt liten yta. Själva ”inbyggnaden” av kaminen tar bort en stor del av sittytan inne i tunnan.

Fördelar:
  • fristående utvändig kamin med självcirkulation
  • uppnår snabbt arbetstemperatur som förhindrar beläggningar på kaminens invändiga väggar
Nackdelar:
  • dyr konstruktion
  • konstruktionen tar bort stort utrymme inne i badtunnan
  • då uppvärmningen koncentreras till området där in- och utlopp för kaminen finns kommer temperaturen i vattnet att vara hett på ytan och kallt längre ner
  • det går inte att börja elda innan vattnet når över kaminens värmealstrande ytor
  • för att inte bränna sig på hett vatten måste man röra om i tunnan före den tas i bruk och också då om kaminen används
  • om det finns frysrisk måste kaminen tömmas på vatten


Blå färg representerar kallare och röd färg varmare vatten. Pilarna visar den teoretiska cirkulationen in och ut från kaminen och i vattnet.



Värmen koncentreras kring kamin och det varma vattnet stiger snabbt upp mot ytan. Temperaturskillnader mellan kallaste och varmaste skikt ligger på minst 40 °C så omrörning av vattnet behöver göras ofta.

Viktigt att observera!

Kom ihåg att vattennivån höjs med ca. 5 cm då en person av normal storlek sätter sig i en badtunna med 150 cm diameter. Detta motsvarar då ca. 80 liter vatten. För 5 personer kan då vattennivån hålla sig 25 cm under kanten (400 liter vatten mindre att värma upp) utan att vattnet börjar rinna över då alla sätter sig i badet. OBS! Detta gäller där kaminens konstruktion tillåter detta. För t.ex. Vilpra kaminer är inkommande värmerör placerad under bänken. Då kan uppvärmningen påbörjas redan efter att 15 cm vatten fyllts på. För kaminer där inkommande värmerör eller värmealstrande ytor är högt placerat kan inte uppvärming påbörjas innan vatten når minst 5 cm över dessa ytor. Sätter sig många personer i badet finns det risk att vatten svämmar över och då man avlägsnar sig kan vattennivån lätt sjunka under de värmealstrande ytorna som kan leda till att kaminen brinner sönder. Illustrationerna här visar principen för olika kamintypers uppvärmning och hur vattennivån varierar då personer stiger i och ur badet och vad det kan förorsaka.

Tryck på knappen för att visa hur nivån påverkas då personer stiger i badet.
Vattnet sjunker vartefter personer lämnar badet. Om vattnet sjunker så mycket att det inte längre cirkulerar genom kaminen så överhettas den.
Tillbaka till början
Visar eldningsprincipen och hur vattencirkulationen fungerar. Vilpra har ett cirkulationssystem som ger jämn och säker temperatur i hela badet. Illustrationen ger en ganska bra bild av hur det fungerar i praktiken.


Här tas vattnet in till kaminen från botten och det varma vattnet går ut under bänken via ett specialrör. Samtidigt som det varmare vattnet stiger uppåt så dras kallare vatten med från botten. Den effektiva cirkulationen gör att temperaturskillnader mellan varmare och kallare är max 6 °C och ingen risk för brännskador föreligger. Cirkulationssystemet har tagits fram i samband med att Vilpra Propane CE märktes. Samma system använder vi också för Vilpra Wood. SpaDealers torde vara ensamma om att ha en CE märkt kamin för uppvärmning av vatten till badtunnor.



Höga värmealstrande ytor och inkommande/utgående rör i samma område ger höga yttemperaturer med risk för brännskador. I princip är det omöjligt att använda kaminen då personer sitter i badet. Illustrationen ger en ganska bra bild av hur det fungerar i praktiken.