Обсъждане на цикли на Стърлинг и Карно при термопомпите

[kri]

   Днес си мислех как да убедя един опонент от друг форум в съществуването на евтини, достъпни и ефективни източници на свободна енергия. На такива които биха могли да осигурят енергийна независимост на едно домакинство например. Човекът е с определено закостеняло научно разбиране в областта на енергетиката и понятия като оргон, етер и др. подобни няма да минат. Предложих му и няколко патента на устройства от близкото и далечно минало, но номера не мина .
 Той се представя като специалист по термопомпите и в тази връзка съвсем случайно се сетих за една моя стара детска мечта - автомобил, който използва топлината на околната среда. Тогава си нямах на идея какво е това термопомпа и така мечтата си остана само една мечта.
Тъй като не мога да се похваля със сериозни технически познания и не разполагам с необходимото време ще ви представя идеята която ми хрумна с няколко прости сметки и една графика.
Ако вземем една термопомпа с КПЕ =4 ще получим 4 единици енергия  а ще вкараме само една. С полученото загряваме вода до получаване на пара.  Парата я пращаме в турбина на Тесла. Ако тази турбина има КПД >=50%(не знам колко е КПД на такава турбина, но съм чувал че е по-високо от останалите) ще получим изходна мощност от около 2 единици. След преминаването през ел. генератора ще загубим около 30 % от нея. С остатъка можем да захраним термопомпата и да остане нещо за лични нужди . Нека не забравяме факта, че КПЕ на термопомпите зависи много от температурната разлика на двата топлообменника която в случая не би трябвало да е голяма. Отчитайки факта че връщаме голяма част от използваната в системата енергия обратно би трябвало КПЕ да е доста над 4.
Идеята ми се вижда проста и ефективна. Вероятно и други хора са се сещали преди мен и сигурно има доста инфо по темата.

Поздрави!

[mzk]

Здравей,

Според мен КПЕ-то на термопомпата ще спадне доста рязко, за да загрееш вода до 100 градуса (че и повече).
Най-удачно е да се направи прототип на термопомпа, ползваш елементи на Пелтие - създадената от термопомпата температурна разлика да  генерира електричество, което да захрани компресора.

[CPU]

Цикълът на Карно, и максималната ефективност която той дава, не разрешава построяването на самозахранваща се термопомпа.
При ниски температурни разлики кпд на термичните машини е много нисък, 5-10%. Турбината на Тесла също се подчинява на цикъла  на Карно, както и елемента на Пелтие.
Ако КОП-а на термопомпата расте, ще намалява КПД на термичната машина, и ще се допълват до единица, например при коп 10 термичната машина която трябва да произведе работа от температурната разлика ще е 10% теоритичен лимит.

[kri]

    Не знам защо, но КПЕ>3 ми изглежда доста съблазнително поне теоретически. Предложих идеята в доста усложнен вариант. Какво би се получило ако поставим Тесла турбината на мястото където (не знам как да го нарека) нагорещеният течен фреон навлиза в изпарителя? Т.е. заменим водата с работен газ. При това решение ще получим максималната ефективна температурна разлика необходима за турбината. Ако тази идея не доведе до самозахранване на системата, дали тя ще има практическо приложение в традиционните климатици с цел икономия на електричество?

[Seeker]

@ CPU
Освен цикъл на Карно има и други, например Стърлинг машините ползват друг цикъл с по-голямо КПД. При термоелементите на Пелтие се ползват квантови ефекти които се приравняват към Карно само за да се получи приблизителна представа за крайния ефект, но като същност са коренно различни.  Последните разработки на ТЕМ с ефект на Пелтие , където се използва и тунелен ефект на електроните и се получава така нареченото "отрицателно" съпротивление, показват КОП на три порядъка над съществуващите. Естествено тази технология ще се появи на пазара след 20 години, но всяко нещо с времето си.

[CPU]

Четем какво ще се появи след 20 години, а не знаем неща открити преди 200 години.
Цикълът на Стърлинг не може да има по-голямо кпд от този на Карно (η = 1 - Tmin / Tmax) и то при наличие на 100 % -ов регенератор. Ако го сравняваме с цикли на други машини, той има предимство ( по-голямо кпд) дължащо се на изотермично сгъстяване и изотермично разширение, но не може да надскочи границата на цикъла на Карно.

Термопомпите боравят с "отпадъчна" топлина,  непригодна за ефективно превръщане в мех. енергия, това е което искам да изтъкна.

[Seeker]

η = 1 - Tmin / Tmax  е общ за всички топлинни машини.  Идеализираните параметри на цикъл на Стърлинг при регенериране на енергията и използване на реални материали ( Тмах- 2800 градуса К, Тмин-280 градуса К)  показват резултат от 90% КПД. А при отчитане на всички реални загуби - до 63% КПД. Основното преимущество  на цикъла на Стърлинг е по-дългото време на внасяне и изнасяне на топлина в работното тяло в сравнение с това на Карно.  Темата е добре описана в научната литература и има достатъчно обосновки в полза на цикъла на Стърлинг.

Утилизацията на "отпадъчна" топлина е частен случай на използване на термопомпите. Има достатъчно примери за използване на нископотенциална енергия  - например хидротарана, концентраторите на слънчева енергия и други.

Липсата на познания за откритите преди 200 години неща, е проблем на историците. Техниката постоянно се развива и се откриват  някои от заблудите отпреди 100 или 200 години.

[kri]

Може бе не съм се изразил достатъчно ясно или пък липсата на достатъчно знания по въпроса ми позволяват да гледам на нещата от друг ъгъл. Затова ще направя ново описание на системата:
   газ, ниско налягане, температура на околната среда.
   компресор.
   флуид, високо налягане, температура с около 40 градуса над тази на газа.
   турбина.
   газ, ниско налягане, температура на околната среда.
Нека за МОМЕНТ забравим, че говорим за термопомпи и КПЕ . Нека говорим за турбини.
  На входа имаме флуид под високо налягане с температура много над температурата му на кипене.
  По средата стои турбина в която този флуид се изпарява активно за сметка на температурата на околната среда и увеличава в пъти своя обем.
  На изхода пък имаме обем с ниско налягане и температура по-ниска с  около 40 и повече градуса от тази на флуида преди турбината.
 

[Радико]

Просто не издържах да не се включа в тази дискусия.
Първо бих искал да помоля всички участници да проверят кой е Карно кой Стърлинг, защото доколкото си спомням няма такова нещо като цикъл на Стърлинг, има стърлингов мотор, и цикъла на карно обяснява по скоро стърлинговия мотор отколкото мотора на Ото. иначе относно термопомпите има една не много рекламирана новост с голяма перспектива
http://www.otoplenie.bg/articles/view/14/437    тук информацията е оскъдна но има снимка. Става дума за магнитен пренос на топлина чрез гадолиниев сулфат. Въпреки всички приказки за нов, неизследван, скъп и тн. метод неоспоримият факт е, че колайдера в Церн се охлажда с този метод до температури близки до абсолютната нула   

[Seeker]

@Радико
Не си спомняш за цикъл на Стърлинг, щото сигурно си спал на лекциите или си наблягал на записките за Винпрома.   
Освен цикъл на Карно  има още много други термодинамични цикли, но за да си ги чувал  трябва да четеш специализирана литература. В Церн са загробили не един милиард евро, така че там могат да си позволят и други редкоземни елементи в конструкциите.
Наистина в  двигателите на Стърлинг реално се ползва цикъла на Шмидт, описан през 1861г. като техническа реализация  на цикъла на Стърлинг .
Разликите между циклите са следните : Цикъла на Карно използва изоентропични процеси на топлообмена,  докато при  Стърлинг се използват регенеративни процеси при постоянни обеми, а при цикъл на Ериксон рег. процесите са при постоянно налягане.  До тук с  лекцията, повече - в книгите.

[valex]

Здравейте !
Гледам че тази тема е позабравена, но си мисля че тук е мястото на въпроса ми.
Ако теоретично имаме климатик на който подаваме 1КW ел. енергия. Климатика пренася 4КW топлина енергия от охлаждане на помещение и ги разсейва като топлина в пространството. Поставяме един двигател на Стирлинг който равоти с топлината от климатика. При КПД на двигателя 25% примерно от 4КW получаваме 1КW механична енергия (или евентуално електрическа) колкото е входящата енергия към климатика . Че то стана вечен двигател
Въпрос : къде ми е грешката ?

[coke2k]

Да, така е.
Гледай филма  "The Race to Zero Point Energy" - там става въпрос и за такава система с термопанели.

[valex]

coke2k в какъв смисъл е така?
Ако е вярно това което написах да почваме да произвеждаме

[Радико]

Да така е няма грешка по скоро има проблем, технически да го наречем.
Климатика или термопомпата имат коефициент 3-4 когато превъртат големи количества флуиди с малки температурни разлики, недостатъчни за задвижването на какъвто и да е двигател "поне от познатите досега"
Но пак ви казвам пък ако щете вярвайте грешка няма.
според мен е въпрос на технология да се извлече енергия по този начин.
Споменал съм в по горната ми публикация "която разни дървени философи оплюват незабавно" Машини използващи магнитокалоричният ефект имат голям шанс да осигурят достатъчна температурна разлика за да заработят нещата. 

[valex]

А относно филма: ако поне 1% от нещата там са верни то тези хора трябва да са милиардери, ама нещо не ги виждал в класациите на годината за богаташи
И хайде да не почваме да говорим за великата конспирация на нефтените компании, които убиват хората измислили безплатна енергия.