Egzergia

Oznaczenia sie pomieszaly, powinno byc tak:

Mamy zrodlo ciepla o mocy Qh= 100W i temperaturze Th=773K. Chcemy przy jego pomocy utrzymywac zrodlo ciepla Qw o temperaturze Tw=323K. Gdy doprowadzimy cieplo bezposrednio, to Qh >= Qw .

Mozemy jednak tak zadzialac, zeby Qw>Qh. Jezeli dysponujemy dowolnym cieplem z otoczenia o temperaturze To=276K, mozemy uzyc ciepla Qo o temperaturze Th, do napedu silnika o sprawnosci Carnota uzyskujac moc L1=Qh*(1-To/Th)=64W . Nastepnie mozemy zastosowac ta moc L1 do napedu pompy cieplnej uzyskujac cieplo Qw=L1/(1-To/Tw)=442W o temperaturze Tw. Ponad czterokrotny zysk na cieple!

WM

5 kilometrów ode mnie stoi elektrociepłownia, w której spala się gaz, w palenisku jest powiedzmy 900C. Ja chcę w swoim pokoju mieć 21C, więc mam sobie kaloryfer, w którym odkręcam zawór. Żeby ten kaloryfer działał, pod ulicami idą rury o średnicy 6 cali. Poproszę o praktyczne zastosowanie tego konceptu tak, żeby wystarczyły rury o średnicy 2 cali. Konrad

Wiekszosc osob uwaza, ze wystarczy minimalizowac straty energii. Malo kto ma swiadomosc, ze istotne jest rowniez minimalizowanie strat egzergii. Analiza egzergetyczna jest stosowana od dawna:

Elektrocieplownia wytwarza ciepla wode glownie w procesie kondensacji pary wylotowej z turbin. Jest to wiec raczej wykorzystanie ciepla odpadowego. Temperatura czynnika na wejsciu sieci cieplnej do budynku jest duzo duzo wyzsza niz w grzejniku domowym. Im jest wieksza ta roznica, tym wieksze straty egzergii. Nie zdziwilbym sie, gdyby UE wprowadzila odgornie, ograniczenie na ta roznice. ;) To by wtedy niestety wymusilo wyzsze koszty instalacji. Ograniczanie strat zwykle wymaga dodatkowych nakladow inwestycyjnych. Nie zawsze to sie oplaca, ale to ostatecznie wyniknie z rachunku ekonomicznego.

WM

W dniu niedziela, 9 lutego 2014 17:15:55 UTC+1 użytkownik Konrad Anikiel napisał:

Czemu 2 cale. Bez rur obejdzie się, wcale, wcale. Staruchy...

W dniu niedziela, 9 lutego 2014 18:07:56 UTC użytkownik WM napisał:

Zachodni wiatr spienione goni fale...

A tak bardziej konkretnie, można prosić?

W dniu niedziela, 9 lutego 2014 18:09:57 UTC użytkownik hk napisał:

Wiem, wycelują w mój pokój skupioną wiązkę mikrofal.

W dniu niedziela, 9 lutego 2014 19:14:30 UTC+1 użytkownik Konrad Anikiel napisał:

Jak juz zaczynasz spiewac, to najwyzszy czas odespac te promile. ;)

Prosic zawsze mozna. ;)

Dnia Sun, 9 Feb 2014 10:07:56 -0800 (PST), WM napisał(a):

Zaraz zaraz - a czym chcesz w domu grzac ?

Z elektrocieplowniami jest tak, ze zima podnosza temperature w kondensorze i sprawnosc w produkcji pradu im spada. Spada niewiele, za to wiecej uzytecznego ciepla mozna transportowac do odbiorcow.

Jesli w domu grzejesz ogniem ... to niska temperatura w grzejnikach ma tylko ta zalete ze mniej ciepla przez komin ucieka. Ale nadal ogien ma wysoka temperature, ktora marnujesz ogrzewajac wode. W domowej kotlowni nalezy postawic mala turbine albo diesla i przy okazji ogrzewania prad produkowac. A wtedy by wystarczyla 2" rurka do paliwa.

Takie rozwiazania juz zreszta sa, ale na razie moc i wielkosc raczej na duzy budynek niz na domek. W przyszlosci ... ech, gdyby tak jakies wydajne ogniwo termoelektryczne bylo. Albo lepiej paliwowe i sprzezone z pompa ciepla ...

J.

E tam. Zainstalują specjalny egzolejek i skupiona hipergorąca wiązka wody o strukturze ciekłego kryształu będzie tryskać w ten lejek bez żadnych rur.

W dniu niedziela, 9 lutego 2014 19:46:05 UTC+1 użytkownik J.F. napisał:

Nie o to mi chodzilo. Chcialem zwrocic uwage na korzysci plynace z bilansowania egzergetycznego. Probowalem przyblizyc pojecie egzergii. (...)

Pomyslow na rozproszone zasilanie energia jest wiele. Tu pomysly na zasilanie kieszonkowymi reaktorami jadrowymi:

Watpie jednak, czy uda sie zapewnic odpowiedni poziom bezpieczenstwa.

WM

ne.

Ale korzysc jest wlasnie taka: wszedzie gdzie korzystamy ze zrodla wysokotemperaturowego (ogien) a potrzebujemy niskiej temperatury - tam tracimy. Bo moglibysmy przy okazji uzyteczna energie produkowac.

Tracimy tez uzywajac prad do grzania, tracimy pompujac butle ze zbiornika wysokiego cisnienia.

J.

W dniu wtorek, 11 lutego 2014 08:38:59 UTC+1 użytkownik J.F. napisał:

Tu nie o to chodzi, by przy okazji produkowac energie, ale o to zeby zobaczyc na ile cieplo, ktorym dysponujemy, mozemy powiekszyc, bez dostarczania dodatkowej pracy z zewnatrz. Po co to robic? Ano po to, zeby ocenic efektywnosc gospodarowania energia.

Przyklad: Jezeli dysponujemy cieplem Qh o temperaturze Th , a potrzebujemy ciepla Qw w duzo nizszej temperaturze Tw , to mozemy dostarczac go bezposrednio i wtedy co najwyzej Qh=Qw .

Mozemy tez zbudowac uklad pomnazajacy cieplo, skladajacy sie z silnika cieplnego napedzajacego pompe cieplna. Zakladamy przy tym, ze dysponujemy nieograniczonym, dolnym zrodlem ciepla o temperaturze otoczenia To. Przypominam ze: Th>Tw>To

Praca uzyskana z silnika to: L= Qh *ns {1}

gdzie: ns - sprawnosc silnika (przyjmijmy sprawnosc Carnota, wtedy: ns=1-To/Th)

Cieplo uzyskane z pompy cieplnej to: Qw=L/nc {2}

gdzie: nc=1-To/Tw - sprawnosc cyklu Carnota dla obiegu pompy cieplnej

Po podstawieniu {1} do {2} otrzymujemy wzor na pomnazanie ciepla:

Qw/Qh= (1-To/Th)/(1-To/Tw) {3}

Zrobilem obliczenia dla To = 293K (to=20C), Tw = 320K (tw=50C) i roznych (Th-Tw)

Th-Tw ; Qw/Qh

-------------------

0 ; 1 5 ; 1,148882114 10 ; 1,293293293 15 ; 1,433431953 20 ; 1,569484937 25 ; 1,701628352 30 ; 1,830028329 35 ; 1,954841713 40 ; 2,076216713 45 ; 2,194293478 50 ; 2,309204647 55 ; 2,421075838

Gdy Th=Tw to nie mamy zadnej korzysci, ale juz przy 40-to stopniowej nadwyzce temperatury zrodla mozna podwoic cieplo dostarczane.

Chcialbym podkreslic, ze uklad pompy cieplnej napedzanej silnikiem cieplnym jest konstrukcja czysto teoretyczna, wymyslona celem oceny efektywnosci gospodarowania energia. Wiemy przynajmniej ile tracimy w stosunku do idealnego procesu. To na wypadek pytan typu: ile kosztuje takie urzadzenie i kiedy sie zwroci? ;)

WM

Tak jak napisal - z podlaczona pompa ciepla.

Gdyby te niskotemperaturowe silniki i pompy byly zblizone sprawnoscia do teorii..

W zasadzie wystarcza dwa ogniwa Peltiera. Tylko one strasznie niewydajne.

J.

Ok, żonglowanie liczbami, zero konkretów. Idziemy dalej.

Jest sobie ISS, lata nam nad głowami już trochę lat. Po jednej stronie słońce, po drugiej stronie kosmos. Niegraniczone źródło ciepłe i neograniczone źródło zimne. Idealne miejsce na zastosowanie maszyny cieplnej. To na cholerę im te hektary baterii słonecznych?

Można staruszkowie, pomyśleć o tworzeniu w strugach deszczowych nad domem np.: wodzianów wodoru. To by było lepsze niż manna z niebiesiech. A może to o to biega ?