Tepelné čerpadlo

[BraTr]

Přátelé, můžete s omítkami čarovat, jak chcete, ale není nad 10 cm tlustý polystyren. Když k tomu přidáte ještě plastová okna, tak i v té nejtužší zimě ohříváte topnou vodu v kotli na 40 °C a v baráku je cca 20 °C, i když je venku -15 °C. A ta úspora za plyn...

Co se týče akumulace energie pro zimní období, spíše než skladovat teplo bych zvažoval možnost elektřinou z fotovoltaiky rozkládat vodu, vodík skladovat a v zimě s ním topit. Fotovoltaické elektrárny jsou dost drahé, nedávno jsem viděl na Netu 5 kWp., plocha panelů 37 m2 (5 x 7,5 m) za 550 000,-- Kč, pokud si to smontujete sami. S těmito experimenty bych počkal, až liberecká firma Elmarco uvede na trh své revoluční panely z nanovláken. Slibují nízké ceny, vysoký výkon, výraba elektřiny i při zatažené obloze. Pak už bude opravdu stačit jen vymyslet, jak zabezpečit vodík, aby Vám nevyletěl do luftu barák. Vodík je pěknej neřád, gumové těsnění ho neudrží, obzvlášť při vysokém tlaku.

[Merlin]

http://ekonomika.idnes.cz/nanobyznys-do ... nomika_zra

[BraTr]

Přátelé, v souvislosti s TČ bych se rád zeptal na Váš názor na toto řešení problému, jak z TČ dostat využitelnou energii:
Napadla mě pyramida tří tepelných čerpadel. Jak to myslím? Dvě tepelná čerpadla by dodávala teplo ze země do výměníku (v němž by byla teplota např. 70 °C) a třetí čerpadlo by toto teplo odebíralo a z jeho kompresoru by již vycházelo médium o teplotě např. 130 °C. Myslíte, že kdybychom využili tepelný rozdíl mezi tímto horkým médiem a např. vodou ze studny, která má cca 10 °C, že by tímhle rozdílem poháněná turbína vyrobila více elektřiny, než potřebují ty tři kompresory dohromady?
(Pokud Vás udivuje, že by třetí čerpadlo mělo brát energii z výměníku - nikde není dáno, že TČ musí brát teplo jen ze studených zdrojů. Já myslím, že díky tomuto nápadu dosáhneme akcelerace teploty)Byl bych rád kdyby se k tomu vyjádřil i nějaký odborník, jako je např. Akord. Ale beru všechny názory.

BraTr

[kutil]

Ahojky,
na kutilsky sestavená TČ je odborníkem ing.Žeravík (aze@seznam.cz), nevím o někom jiném kdo by byl ochoten se bavit na této úrovni Pokud nastuduješ cokoliv o TČ, základem pro "přesun" tepla na vyšší teplotní potenciál je použité chladivo. Sám nevím které by bylo vhodné pro vyšší teploty kolem 70/130 st.C jak by sis přál. Také nevím jak by se zachoval kompresor při vyšších provozních teplotách
To víš, zabrousil si na pole neorané .......
H.v.

[Ilem]

Taky mě to kdysi napadlo. Pak jsem o svém nápadu polemizoval s panem Žeravíkem a nakonec vzal do ruky kalkulačku a musel mu dát za pravdu. Naši polemiku možná ještě najdeš na TZB-info.

[gromit]

kombinace TČ + generátor je na první pohled lákavá, ale jsou tu jisté limity - něco málo popisoval Petr Hawliczek na svém blogu http://hawelson.blog.cz/0707/tepelny-ge ... ne-energie, kaskádové řazení TČ sice zvýší teplotu média jak píšeš, ale zase to sníží "účinnost" té pyramidy. Obvykle se TČ doporučují provozovat při co nejnižší výstupní teplotě. Na přítápění to stačí, na výrobu el. energie zatím chybí vhodný generátor (?)

[Akord]

Napadla mě pyramida tří tepelných čerpadel.

Souhlasím s Ilemem a Gromitem. Stačí vzít tu kalkulačku. Bilance je dále o dost zhoršena i tím, že pokud se kalkulačkou požítá pouze Carnotuv dej, tak to nestačí, protože uvedený dej nedobre modeluje reálnou kompresi a expanzi, chybí vliv zmeny tlaku. Získaný teplotní spád a teplo nestačí na pohon obehu. Podmínka obehu čerpadla je totiž to, že součet tepla dodaného do výparníku a elektrické energie je rovný odevzdanému teplu. Podmínka obehu motoru je, že součet odpadového tepla a mechanické/elektrické energie je rovný dodanému teplu.

Označme teplo výparníka V, elektrickou energii E, teplo topení T, a v zátvorkách ať je teplota.
Pak lze napsat pro tepelné čerpadlo 3V(10)+1E=4T(30), ať tedy stačí na 4kWh tepla 1kWh elektriny. Druhé čerpadlo má bilanci stejnou, pripočteme ji k první. Obeh motoru by pak musel mít tuto bilanci, aby se kruh bezeztrátove uzavrel, a byla idealizovane elektrina pro oba kompresory: 8T(30)=2E+6T(10). Z tohoto lze číst, že účinnost premeny musí být 25 procent. Pokud si ale spočítáme Carnotuv limit (273-273+30-10)/(273+30), tak vyjde 6.6 procent. Z techto teplot vyplývá, že teplotní rozdíl je pro požadovanou účinnost nedostatečný a kruh se neuzavre. A to ješte aby všechno fungovalo ideálne.

[BraTr]

Přátelé, děkuji Vám za odpovědi, i když tomuhle moc nerozumím:

... Pokud si ale spočítáme Carnotuv limit (273-273+30-10)/(273+30), tak vyjde 6.6 procent. Z techto teplot vyplývá, že teplotní rozdíl je pro požadovanou účinnost nedostatečný a kruh se neuzavre.

Na Wikipedii jsem našel téma Carnotův cyklus a Carnotova věta.

Abych si v této věci udělal jasno, vymyslel jsem následující stroj:

Stroj se skládá ze dvou okruhů:
1. Modrý okruh - kompresor stlačuje médium na 70°C, to prochází teplým výměníkem, pak škrtící clonou (někdy nazývanou škrtící ventil), za níž ztrácí tlak a teplotu a nakonec studeným výměníkem, v němž médium předá svou "studenou energii", sloužící k vytvoření tepelného spádu pro červený okruh, (která se v běžných TČ promrhává - kdyby aspoň někdo vymyslel zkombinovat TČ s mrazničkou na potraviny, ihned by doma odpadnul jeden hltač elektřiny) aniž by se obzvlášť zvýšila spotřeba kompresoru.

2. Červený okruh - měl by sloužit k výrobě elektřiny v turbíně, která využívá tepelný spád 80°C (od +60 do -20), zatím co kompresor v modrém okruhu produkuje nárůst jen 60°C. Jenom nevím, jak přimět médium v červeném okruhu, aby z teplého výměníku šlo do studeného přes turbínu a nikoliv druhou cestou, která má sloužit k návratu média od studeného k teplému. Napadá mě třetí vyrovnávací nádrž se dvěma ventily nebo umístit teplý výměník k zemi a studený někde nahoře.
Možná je to všechno kravina - to už nechám na vašem posouzení.

... Na přítápění to stačí, na výrobu el. energie zatím chybí vhodný generátor (?)

Tuhle otázku bych rád pootočil:
Jaký COP by muselo mít TČ, aby vyprodukovalo dost energie pro utáhnutí svého kompresoru?

BraTr

[Akord]

BraTr, je to totéž, co v Tvém linku pod odstavcem Účinnost Carnotova cyklu.

Zbytečne značíš do Tvých obrázku teploty, podle nichž by to na pohled šlo. To je jenom jedna strana mince. Pokud si tam ale doplníš tepla a použiješ postup podobný, jako v príkladu, který jsem Ti napsal predešle, tak by se to melo vyjasnit. Jde nejenom o teploty, ale i o tepla. No a to si pak začne protirečit. Mohl by jsi potvrdit, že mému príkladu rozumíš, a pak argumentovat, co je na nem nejasné. Já taky obetoval času pri studiu Tvé otázky.

Na to, aby TČ uživilo svuj kompresor, by muselo mít nekonečné COP, a navíc ani kompresor, motor a další veci by nemohly mít ztráty.

[Ilem]

Přátelé, děkuji Vám za odpovědi, i když tomuhle moc nerozumím:
Abych si v této věci udělal jasno, vymyslel jsem následující stroj:

Stroj se skládá ze dvou okruhů:
1. Modrý okruh - kompresor stlačuje médium na 70°C, to prochází teplým výměníkem, pak škrtící clonou (někdy nazývanou škrtící ventil), za níž ztrácí tlak a teplotu a nakonec studeným výměníkem, v němž médium předá svou "studenou energii", sloužící k vytvoření tepelného spádu pro červený okruh, (která se v běžných TČ promrhává - kdyby aspoň někdo vymyslel zkombinovat TČ s mrazničkou na potraviny, ihned by doma odpadnul jeden hltač elektřiny) aniž by se obzvlášť zvýšila spotřeba kompresoru.

2. Červený okruh - měl by sloužit k výrobě elektřiny v turbíně, která využívá tepelný spád 80°C (od +60 do -20), zatím co kompresor v modrém okruhu produkuje nárůst jen 60°C. Jenom nevím, jak přimět médium v červeném okruhu, aby z teplého výměníku šlo do studeného přes turbínu a nikoliv druhou cestou, která má sloužit k návratu média od studeného k teplému. Napadá mě třetí vyrovnávací nádrž se dvěma ventily nebo umístit teplý výměník k zemi a studený někde nahoře.
Možná je to všechno kravina - to už nechám na vašem posouzení.

... Na přítápění to stačí, na výrobu el. energie zatím chybí vhodný generátor (?)

Tuhle otázku bych rád pootočil:
Jaký COP by muselo mít TČ, aby vyprodukovalo dost energie pro utáhnutí svého kompresoru?

BraTr

Začnu poslední otázkou. Čistě teoreticky: COP TČ by musel být větší, než podíl, kde v čitateli je účinnost turbíny a ve jmenovateli 100.
Pokud vím, jediný tepelný motor, který funguje s teplotním spádem 80st je asi Stirlingův motor. Jeho účinnost však při tomto teplotním spádu odhaduju na 5-10 procent. Takže TČ by muselo mít COP 10-20. Jenže při teplotním spádu 80 st mají současná TČ COP asi tak 1,3. Proto se používají téměř výhradně ve spojení s podlahovým (nízkoteplotním) topením). To je i důvod, proč ho nikdo nespojil s mrazničkou. Existují ale klimatizace spojené se sprchama. Tam je pak teplá voda "zadarmo".

[Mirun]

Neposlal by někdo návod jak udělat čerpadlo z ledničky?

[martin11]

ahoj mirun....to je jednoduchý a umí to každý .....vezmeš FUNKČNÍ ledničku...to je podmínka, vykucháš celý agregát a nic nepoškodíš, mrazák dáš ven na sluníčko, popř. ho budeš ofukovat aby byla větší cirkulace a to co je vzadu ...ten černej rošt...na ledničce si dáš domů a tím budeš topit doma to také můžeš pro lepší efektivnost ofukovat.....trubičky jdou prodloužit, ale to umí znova naplnit jen ledničkář....nebo Jim68 zdraví m11

[poota]

Vyčištěno - poo.

[Jim68]

ahoj mirun....to je jednoduchý a umí to každý .....vezmeš FUNKČNÍ ledničku...to je podmínka, vykucháš celý agregát a nic nepoškodíš, mrazák dáš ven na sluníčko, popř. ho budeš ofukovat aby byla větší cirkulace a to co je vzadu ...ten černej rošt...na ledničce si dáš domů a tím budeš topit doma to také můžeš pro lepší efektivnost ofukovat.....trubičky jdou prodloužit, ale to umí znova naplnit jen ledničkář....nebo Jim68 zdraví m11

Ahoja,
s tím nechci mít nic společnýho:).
Výparník ledničky ( to, co je uvnitř..) má tak malý výkon, že dělat si starosti s nějakým kucháním nemá smysl. Většina tepla, která Ti bude zvyšovat teplotu na tom černým vzadu, je z motoru.... Jestli to myslíš vážně, dá se udělat opravdický čerpadlo, ale je to starost, aby to fungovalo:).
Reálný výkon z ledničky jsem vytáhl na 800w při příkonu cca 220w, a to jsem měl výparník s dmychadlem a voštinou (cca 1,2kw). Nebo musíš vrazit ten ledničkový do vody....

[Slavek Krepelka]

ahoj mirun....to je jednoduchý a umí to každý ..... zdraví m11

Ahoja,
s tím nechci mít nic společnýho:)...... Nebo musíš vrazit ten ledničkový do vody....

Ačkoliv souhlasím s Martinem, že to co navrhl bude z kvalitativního hlediska jaksi pracovat, je neodiskutovatelným faktem, že po tom kvantitativně nic nebude, jak se vyjádřil Jim. Vnější výměník, tedy ten studený, musí mít zatraceně velikou účinnost přenosu tepla, což ledničkový výparník na sluníčku a navíc ofukovaný vzduchem a navíc v zimě, kdy je teplo do domu potřebné, zatraceně nemá. Jakž takž by fungoval v létě, ale to zase není zapotřebí. Na tepelné čerpadlo je potřeba především zdroj tepla a čím je teplota toho zdroje blíže venkovní teplotě, tím musí být výměník účinnější a tudíž i rozsáhlejší. Proto jsou ty systémy pro domečky tím dražší, čím jsou nevýhodnější vnější zdroje tepla. Je veliký rozdíl, jestli je přístupné třeba hlubší jezero, bažina, nebo suchá zem. Ideální je silný pramen vody. Dostávat teplo ze sluníčka je o dost jednodušší přímým topením z výměníků. Jaká tepelná pumpa?

Snad jedinné, jak by se dalo využít "ledničkové" tepelné čerpadlo, by bylo čerpat zbytkové teplo ze spalin v kamnech, nebo plynového topení (popřípadě výfuku ze sušičky na prádlo, pokud někdo tento aparátus používá). Ono toho tepla zdánlivě moc není, pokud se člověk podívá jenom na teplotu a množství spalin, ale je nutné se také podívat na množství latentní tepelné energie obsažené ve vodní páře, která je součástí spalin a které se uvolní kondenzací na i celkem malém výměníku. Tam už by mohlo být dost na to, co by stálo za výdaje a údržbu. Bez dobré matiky a dobře navrženého zařízení to však asi nemá cenu jen tak zkoušet. Tady je matika velice na místě.

Ahoj, Slávek.