<html>
  <head>
    <meta content="text/html; charset=ISO-8859-1"
      http-equiv="Content-Type">
  </head>
  <body bgcolor="#FFFFFF" text="#000000">
    <div class="moz-cite-prefix">Marc and Crispin,<br>
      This is a useful document for assessing boiler/furnace
      performance, especially when they are on all the time. Seasonal
      space heating efficiencies need to take into account standby
      losses.<br>
      The masonry heater folks are grappling with this. Can we cap that
      chimney in the off cycle? Thats frowned upon. What is the true
      cost of that chimney? My daughter needs a new way to heat her
      home. There are interuptable electricty rates which together with
      mass thermal storage for off peak power rates allow for
      chimneyless space heating. (Still need some air change is humans
      are involved) Competing combustion based systems require venting
      where the effects of barometric draft dampers and their kin are
      often left out of the sales literature. <br>
      <br>
      Alex<br>
      <br>
      Gleaned by google;<br>
      <br>
      <meta http-equiv="Content-Type" content="text/html;
        charset=ISO-8859-1">
      <h2>Heating Efficiency</h2>
      <p class="MsoNormal" style="text-align:center;line-height:11.0pt;
        mso-line-height-rule:exactly;mso-pagination:widow-orphan"
        align="center"><u><span
            style="font-size:14.0pt;mso-bidi-font-size:10.0pt"><o:p><span
                style="text-decoration: none"> </span></o:p></span></u></p>
      <p class="MsoNormal"><span
          style="font-size:12.0pt;mso-bidi-font-size:10.0pt">High
          efficiency heating systems have become popular because they
          save fuel and, one
          would suppose, save money. But what do they mean when they
          talk about
          efficiency? What is furnace efficiency? Actually, there are
          two ways to measure
          it -steady state and seasonal. <o:p></o:p></span></p>
      <h3>Steady State Efficiency </h3>
      <p class="MsoNormal"><span
          style="font-size:12.0pt;mso-bidi-font-size:10.0pt">Steady
          state efficiency refers to how much usable heat is<span
            style="mso-spacerun:yes">  </span>created when a furnace is
          running.
          Conventional gas and oil furnaces have steady state
          efficiencies of roughly
          eighty percent. When the furnace is on, .twenty .percent of<span
            style="mso-spacerun:yes">  </span>the heat that is
          generated goes up the
          chimney while the remaining eighty<span
            style="mso-spacerun:yes"> 
          </span>percent is transferred through a component called a
          heat exchanger and stays
          in the house. This is<span style="mso-spacerun:yes">  </span>the
          heat that
          travels through the ductwork and ends up coming out of the
          registers in each
          room. But even in the dead of winter, furnaces are not on all
          of the time. They
          cycle on as the thermostat calls for heat, and off when the
          thermostat is
          satisfied. During start-up and cool down, the furnace is not
          operating as
          efficiently.<span style="mso-spacerun:yes">  </span>Also,
          when the furnace is
          not on, heat from inside the house escapes up the chimney flue
          the same way
          that heat would escape from an unused fireplace, if the damper
          was left open. <o:p></o:p></span></p>
      <h3>Seasonal Efficiency </h3>
      <p class="MsoNormal"><span
          style="font-size:12.0pt;mso-bidi-font-size:10.0pt">If
          you add these off-cycle losses to the steady state losses,<span
            style="mso-spacerun:yes">  </span>you end up with the
          seasonal efficiency.
          Seasonal efficiencies for conventional gas and oil furnaces
          are about sixty to
          sixty-five percent. <o:p></o:p></span></p>
      <p class="MsoNormal"><span
          style="font-size:12.0pt;mso-bidi-font-size:10.0pt">Therefore,
          if you buy a thousand dollars worth of gas or oil over the
          course of a winter
          and you have a conventional furnace, only about $600 to $650
          worth of<span style="mso-spacerun:yes">  </span>the fuel will
          be used to heat your house and
          rest will be wasted.<span style="mso-spacerun:yes">  </span>But
          what about mid
          and high efficiency furnaces? How efficient are they, and what
          makes them so
          efficient? <o:p></o:p></span></p>
      <h3>Mid-efficiency Furnaces </h3>
      <p class="MsoNormal"><span
          style="font-size:12.0pt;mso-bidi-font-size:10.0pt">Mid-efficiency
furnaces
          have a seasonal efficiency of about eighty percent. They
          achieve this
          by cutting off-cycle losses. Mid- efficiency gas furnaces do
          not have a
          continuously running pilot. It<span style="mso-spacerun:yes"> 
          </span>is shut
          off when the furnace is idle. Also, to prevent heat from
          escaping up the
          chimney when the furnace is not on, some manufacturers install
          a motorized
          damper in the exhaust flue to close it during idle periods.
          (Other
          manufacturers use other approaches to accomplish the same
          thing.) </span><span
          style="font-size:12.0pt;mso-bidi-font-size:10.0pt;font-family:"Times
          New Roman";
          mso-bidi-font-family:Arial"><span style="mso-spacerun:yes"> </span><o:p></o:p></span></p>
      <p class="MsoNormal"><b style="mso-bidi-font-weight:normal"><u><span
              style="font-size:12.0pt;mso-bidi-font-size:10.0pt">High-efficiency
              Furnaces</span></u></b><span
          style="font-size:12.0pt;mso-bidi-font-size:10.0pt">. <o:p></o:p></span></p>
      <p class="MsoNormal"><span
          style="font-size:12.0pt;mso-bidi-font-size:10.0pt">High
          efficiency furnaces employ similar techniques to reduce
          on-cycle losses, but go
          further to improve the steady state efficiency. Instead of
          having one heat<span style="mso-spacerun:yes">  </span>exchanger,
          most have two or even three heat
          exchangers to extract more heat from the burning fuel. High
          efficiency systems
          can be 95 percent efficient.<span style="mso-spacerun:yes">  </span>Because
high
          efficiency systems are more complex, they cost more -typically<span
            style="mso-spacerun:yes">  </span>$1,000 to $1,500 more
          than a conventional
          furnace. If you look at fuel costs only, the house that cost
          $1,000 to heat
          with a conventional furnace should cost only $650 or so to
          heat with a high
          efficiency system, yielding a savings of $350 or so a year. In
          a few years, the
          system would have paid for itself. <o:p></o:p></span></p>
      <p class="MsoNormal"><span
          style="font-size:12.0pt;mso-bidi-font-size:10.0pt">Some
          models of high efficiency furnaces, however, have had
          reliability problems and
          virtually all high efficiency systems require more costly
          maintenance which
          eats into the savings. Therefore, if you are considering a
          high efficiency
          system, on a retrofit basis, or <o:p></o:p></span></p>
      <p class="MsoNormal"><span
          style="font-size:12.0pt;mso-bidi-font-size:10.0pt">as
          an option on a new home, it is best to speak to a reliable
          heating contractor
          to discuss .the pros and cons of various models and the
          estimated increase in
          maintenance costs. <o:p></o:p></span></p>
      <p class="MsoNormal"><b style="mso-bidi-font-weight:normal"><span
            style="font-size:12.0pt;mso-bidi-font-size:10.0pt">Source :
            Dwelling View
            Engineers 2000<o:p></o:p></span></b></p>
      <meta name="ProgId" content="Word.Document">
      <meta name="Generator" content="Microsoft Word 11">
      <meta name="Originator" content="Microsoft Word 11">
      <link rel="File-List"
href="file:///C:%5CUsers%5Calex%5CAppData%5CLocal%5CTemp%5Cmsohtml1%5C01%5Cclip_filelist.xml">
      <!--[if gte mso 9]><xml>
 <w:WordDocument>
  <w:View>Normal</w:View>
  <w:Zoom>0</w:Zoom>
  <w:PunctuationKerning/>
  <w:ValidateAgainstSchemas/>
  <w:SaveIfXMLInvalid>false</w:SaveIfXMLInvalid>
  <w:IgnoreMixedContent>false</w:IgnoreMixedContent>
  <w:AlwaysShowPlaceholderText>false</w:AlwaysShowPlaceholderText>
  <w:Compatibility>
   <w:BreakWrappedTables/>
   <w:SnapToGridInCell/>
   <w:WrapTextWithPunct/>
   <w:UseAsianBreakRules/>
   <w:DontGrowAutofit/>
  </w:Compatibility>
  <w:BrowserLevel>MicrosoftInternetExplorer4</w:BrowserLevel>
 </w:WordDocument>
</xml><![endif]--><!--[if gte mso 9]><xml>
 <w:LatentStyles DefLockedState="false" LatentStyleCount="156">
 </w:LatentStyles>
</xml><![endif]-->
      <style>
<!--
 /* Style Definitions */
 p.MsoNormal, li.MsoNormal, div.MsoNormal
        {mso-style-parent:"";
        margin:0cm;
        margin-bottom:.0001pt;
        mso-pagination:none;
        mso-layout-grid-align:none;
        text-autospace:none;
        font-size:10.0pt;
        font-family:Arial;
        mso-fareast-font-family:"Times New Roman";}
h2
        {mso-style-next:Normal;
        margin:0cm;
        margin-bottom:.0001pt;
        text-align:center;
        line-height:11.0pt;
        mso-line-height-rule:exactly;
        mso-pagination:widow-orphan;
        page-break-after:avoid;
        mso-outline-level:2;
        mso-layout-grid-align:none;
        text-autospace:none;
        font-size:14.0pt;
        mso-bidi-font-size:9.0pt;
        font-family:Arial;
        font-weight:normal;
        text-decoration:underline;
        text-underline:single;}
h3
        {mso-style-next:Normal;
        margin:0cm;
        margin-bottom:.0001pt;
        mso-pagination:none;
        page-break-after:avoid;
        mso-outline-level:3;
        mso-layout-grid-align:none;
        text-autospace:none;
        font-size:12.0pt;
        mso-bidi-font-size:10.0pt;
        font-family:Arial;
        text-decoration:underline;
        text-underline:single;}
@page Section1
        {size:612.0pt 792.0pt;
        margin:72.0pt 90.0pt 72.0pt 90.0pt;
        mso-header-margin:36.0pt;
        mso-footer-margin:36.0pt;
        mso-paper-source:0;}
div.Section1
        {page:Section1;}
-->
</style><!--[if gte mso 10]>
<style>
 /* Style Definitions */
 table.MsoNormalTable
        {mso-style-name:"Table Normal";
        mso-tstyle-rowband-size:0;
        mso-tstyle-colband-size:0;
        mso-style-noshow:yes;
        mso-style-parent:"";
        mso-padding-alt:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt;
        mso-para-margin:0cm;
        mso-para-margin-bottom:.0001pt;
        mso-pagination:widow-orphan;
        font-size:10.0pt;
        font-family:"Times New Roman";
        mso-ansi-language:#0400;
        mso-fareast-language:#0400;
        mso-bidi-language:#0400;}
</style>
<![endif]--><br>
      <br>
      On 15/10/2012 3:04 PM, Marc Pare wrote:<br>
    </div>
    <blockquote
cite="mid:CAPJQZbx-x3MYc_Xc==MeLfomK5+510EJv1apvU_8BBcxX8vjDg@mail.gmail.com"
      type="cite">
      <div>Sure thing, Crispin.</div>
      <div><br>
      </div>
      <div>Crispin help me set up an interesting efficiency calculation
        the last few weeks, and the results may be of general interest
        to the list.</div>
      <div><br>
      </div>
      <div>I have been trying to quantify the efficiency of the direct
        combustion of rice hull for heating applications. This should
        have some interest in stove design since sometimes stoves are
        used for such applications e.g. space heating.</div>
      <div><br>
      </div>
      <div>The big question was how efficient is direct combustion of
        rice hull when it is powered by natural draft?</div>
      <div><br>
      </div>
      <div>The tricky part of answering this question is that the amount
        of excess air (the amount of air pulled into the system that
        isn't used for combustion) has a great effect on the overall
        efficiency. It's too hard to measure the outlet velocity of
        chimney. Plus, you would need an accurate measurement of fuel
        consumption. Finally, it's not really feasible to measure the
        temperature of the products of combustion.</div>
      <div><br>
      </div>
      <div>Luckily, you don't need any of these things. By leaning on
        the chemistry of the combustion reaction, you can calculate the
        overall "efficiency as a heater" with just a gas concentration
        reading (O2 or CO2) and an outlet temperature.</div>
      <div><br>
      </div>
      <div>In other words, with just a combustion analyzer, you can see
        how much heat energy was available for your system. This is
        exactly the number you need to compare between options for
        energy sources.</div>
      <div><br>
      </div>
      <div>The details of the calculation with this method are in the
        attached document -- BS845, a British boiler efficiency
        standard.</div>
      <div><br>
      </div>
      <div>The results from direct combustion of rice hull are really
        fascinating. I attached a plot of the measured efficiency.</div>
      <div><br>
      </div>
      <div>To get most of the energy out of the fuel in the traditional
        process, the combustion is done in phases. </div>
      <div>Phase 1 (5-10 minutes): A pile of raw hull is dumped on an
        inclined grate. It roars up into flame. Reaches > 1000 C</div>
      <div>Phase 2 (10-20 minutes): The rice husk turns to char. It's
        still red hot and still burning. This proceeds slowly and the
        temperature gradually decreases to < 500 C</div>
      <div><br>
      </div>
      <div>The char is scraped off of the grate. It hasn't combusted all
        the way to ash.</div>
      <div><br>
      </div>
      <div>What's interesting about this is that the efficiency of
        "Phase 2" drops considerably. This isn't the case with other
        fuels I have seen reports of. I plugged in some of the data from
        an assessment in India of charcoal kilns, and even with similar
        excess air values, the efficiency doesn't drop as low as rice
        hull.</div>
      <div><br>
      </div>
      <div>What I think is responsible is that the particular chemical
        structure of rice hull (high ash, a silica skeleton) acts as a
        brake on the "char reactions" (I'm not sure of the technical
        term for this). You have to strike a balance between getting the
        energy out of the rice hull char and running at low efficiencies
        in your process.</div>
      <div>I'm going to take a deeper look into this area some time
        soon. </div>
      <div><br>
      </div>
      <div>Any others have thoughts to weigh in?</div>
      <div><br>
      </div>
      Marc Paré<br>
      B.S. Mechanical Engineering<br>
      Georgia Institute of Technology | Université de Technologie de
      Compiègne<br>
      <br>
      my cv, etc. | <a moz-do-not-send="true"
        href="http://notwandering.com" target="_blank">http://notwandering.com</a><br>
      <br>
      <br>
      <div class="gmail_quote">On Sun, Oct 14, 2012 at 11:19 PM, Crispin
        Pemberton-Pigott <span dir="ltr"><<a moz-do-not-send="true"
            href="mailto:crispinpigott@gmail.com" target="_blank">crispinpigott@gmail.com</a>></span>
        wrote:<br>
        <blockquote class="gmail_quote" style="margin:0 0 0
          .8ex;border-left:1px #ccc solid;padding-left:1ex">
          Dear Marc<br>
          <br>
          Would you like to describe some of your recent work on using
          rice hull to fire bricks in Vietnam?<br>
          <br>
          It is an interesting application and he methods you used are
          of general interest.<br>
          <br>
          Thanks<br>
          Crispin stuck in Beijing<br>
          <br>
          <br>
          _______________________________________________<br>
          Stoves mailing list<br>
          <br>
          to Send a Message to the list, use the email address<br>
          <a moz-do-not-send="true"
            href="mailto:stoves@lists.bioenergylists.org">stoves@lists.bioenergylists.org</a><br>
          <br>
          to UNSUBSCRIBE or Change your List Settings use the web page<br>
          <a moz-do-not-send="true"
href="http://lists.bioenergylists.org/mailman/listinfo/stoves_lists.bioenergylists.org"
            target="_blank">http://lists.bioenergylists.org/mailman/listinfo/stoves_lists.bioenergylists.org</a><br>
          <br>
          for more Biomass Cooking Stoves,  News and Information see our
          web site:<br>
          <a moz-do-not-send="true"
            href="http://www.bioenergylists.org/" target="_blank">http://www.bioenergylists.org/</a><br>
          <br>
        </blockquote>
      </div>
      <br>
      <br>
      <fieldset class="mimeAttachmentHeader"></fieldset>
      <br>
      <pre wrap="">_______________________________________________
Stoves mailing list

to Send a Message to the list, use the email address
<a class="moz-txt-link-abbreviated" href="mailto:stoves@lists.bioenergylists.org">stoves@lists.bioenergylists.org</a>

to UNSUBSCRIBE or Change your List Settings use the web page
<a class="moz-txt-link-freetext" href="http://lists.bioenergylists.org/mailman/listinfo/stoves_lists.bioenergylists.org">http://lists.bioenergylists.org/mailman/listinfo/stoves_lists.bioenergylists.org</a>

for more Biomass Cooking Stoves,  News and Information see our web site:
<a class="moz-txt-link-freetext" href="http://www.bioenergylists.org/">http://www.bioenergylists.org/</a>

</pre>
    </blockquote>
    <br>
  </body>
</html>