Доброго времени суток.
Есть простенькая техническая задачка, необходимо оценить ее реализуемость: Имеется источник горячей воды, градусов этак в 60-80. Надо преобразовать эту тепловую энергию в электрическую ( речь идет о 4-5 киловаттах). Подкиньте пожалуйста ссылки как такую задачку решить? Ну хотя бы куда смотреть посоветуете? Был бы пар в наличии, а тут вода, пусть и горячая. Проблема решаема? А если есть уже готовое решение будет вообще хорошо.
Ну хоть место, где такие проблемы обсуждаются?
Ну не теплотехник я, да и по электрике больше потребитель, чем генераторщик.
Комментарии
может быть термопара
сиречь Генератор термоэлектрический. Оные продаются на авито, но как правило их присобачивают на походные котелки для зарядки переносимой лабуды
https://www.avito.ru/moskva/bytovaya_tehnika/teplovoy_generator_15_v_pos...
https://www.avito.ru/moskva/zapchasti_i_aksessuary/termoelektricheskiy_m...
Там КПД низковат вроде бы. По идее хочется процентов 50 иметь.
Четыре варианта, по реализуемости:
1. Отказаться от реализации. Восславить бога за многие сэкономленные средства, время и здоровье.
2. Выучиться на мага 7 уровня и найти необходимый свиток с нужным заклинанием.
3. Неприлично разбогатеть и накупить кучу радиаторов и элементов Пельтье, и каждый день молится во спасение души и повышении КПД.
4. Найти в списке своих предков Кулибина и сконструировать подходящий вам двигатель Стирлинга, молится об уменьшении размеров получившейся конструкции, увеличении доступной площади недвижимости и не повышении налогов на имущество.
50 не будете. Для этого нужна дельта температур 150-200С как минимум.
Детали - более 80 скважин, до 13МВт 150°С в сепарате.
http://kamchatkaland.ru/note/mutnovskaja-geotermalnaja-stancija
Цикл для неё разработан в 1960-х, придуман того ранее
https://sakuryan.livejournal.com/78523.html
Как только у вас дельта 50С, а это холодная вода из Атлантики если вы и вправду с Испании с глубины 30-40м и более, то КПД будет в хорошем исходе 10%. Причём высокое давление, 10МПа и выше на входе в машине и нетрадиционные рабочие тела. Нужно считать.
А так для малых температур в РФ применяют ПВМ - фактически винтовой компрессор. Наиболее продаваемы 250-500кВт установочной мощности. Даботает на отрабаотанном паре тех же 150С, хотя грязные мех КПД в 60% и выше достигается при дельте не менее 200С.
http://wintoo.ru/docs/presentation.pdf
В РФ их как минимум две фирмы делают.
К сожалению самый известный теплотехник не поможет вам. Он, правда, был не "теплотехник и электрик", а теплотехник и истребитель".
Это уже вроде интереснее.
Это сложно.
Нужен очень хороший технический задел...
Стирлинги эффективны когда градусов 800С в нагревателе, уже при 500-550 (сильно перегретый пар) падает мощность. Актуальны для пиролизных котлов при мощностях до 150кВт общей установочной.
Перспективный чат детектед! Сим повелеваю - внести запись в реестр самых обсуждаемых за последние 4 часа.
Вы, случаем, не от батареи отопления решили электричество халаявное вырабатывать? Отпишите, если получится! Я тоже так хочу! )))
От теплотрассы общего назначения. Одна из вариаций врезки в газовую магистраль.
Горячая вода это хорошо, а какое давление источника и какой пропускной объем?
Пельтье на килловаты... Уже не конский с слонски дорого
Горячая вода это хорошо, а какое давление источника и какой пропускной объем?
Как и в случае с отоплением, вентиляцией и кондиционированием индивидуальных жилых домов не изображать из себя Мастера Самоделкина: обратиться в специализированную проектную (или наладочную) организацию, желательно через знакомого - они те еще орлы и могут так "насоветовать" ...
Здесь важнее не сама по себе идея утилизации и её принципиальная технологическая схема, а конкретные технические решения для конкретного источника по месту и их экономическое обоснование.
Легко. Нужно помещение 10-15 кв.м., бензогенератор, канализация для слива воды, водопровод, соответственно.
В помещении организуете банно-прачечный комплекс, по 100руб. с человека, на 100 руб. покупаете бензин для генератора.
В чем проблема ее немного подогреть? И получится пар с небольшими затратами.
Тут есть вариант.
загугли удельную теплоту парообразования и посчитай теплоту для нагрева на 50
На 50 то ее зачем греть от 70 градусов?
Паровые котлы же как-то работают.
"Погугли" для начала температуру пара для турбины и понятие КПД паровой машины.. А на "закуску" - "законы термодинамики"
А че ТС собрался целую турбину ставить? Ему нужен простейший паровой котел и энергогенератор, и всё.
КПД? Да чихать на этот КПД, если для нагрева можно использовать любой горючий материал, даже обыкновенные дрова.
Ну например можно построить паровую турбину но в замен воды использовать жидкость с более низкой температурой перехода в парообразное состояние.
Ставиться "теплообменник" в котором нагревается до пара новое рабочее тело, затем пар вращает турбину (отлично подойдет двигатель от МИ-2 с которого скинуто лишнее оборудование)с выходного вала которой снимается кинетическая энергия и производится генерация с помощью переделанного в генератор мощного электродвигателя.. Самое сложное будет вернуть обратно в жидкое состояние рабочую жидкость, и потом закачать в теплообменник.
Бюджет такого развлечения будут косарей триста, так что дешевле платить
Боян ващета. Несколько лет назад было. Не факт, что задача была решена.
Сейчас искать не буду, но условия ровно те же.
Маловато данных, то-е известных параметров, для серьезного подхода необходимо знать технологический процесс, какая вода (оборотная или дренаж), температура от и до, давление, расход, план помещения, климатическая зона, сезонная или нет задачка и ...т...д
Тепло воровать из теплоцентрали таким образом нельзя, сделают бо бо и будут правы, отдавать воду надо тоже с определённой температурой и не меньше.
А так, при наличии такой температуры, концептуально правильно делать только двигатель Стирлинга, холодный контур на улицу.
Но реализация не для самодельщиков, так как что бы получить хоть какое то приемлемое КПД, видимо придётся использовать гелий под большим давлением, а это вакуумно плотное оборудование, хотя тоже при наличии прямых рук и нужного оборудования относительно легко реализуемо, но для этого надо иметь ещё и соответствующую квалификацию, в том числе и для оптимального расчёта двигателя Стирлинга.
Про то что воровать плохо уже писали?
А если по теме - то добывать электричество бессмысленно. Теплообменник и берите теплом ;)
https://www.forumhouse.ru в помощь.....
Тепловая энергия превращается в электрическую в основном на тепловых электростанциях (ТЭЦ), где сжигают углеводородное топливо или уголь для получения водяного пара с высоком давлением. Этот пар вращает турбины электрогенераторов вырабатывающих электроэнергию.
Всё. Жирная точка.
Врежьте турбину в магистраль и ждите ареста! Украл, выпил, в тюрьму, романтика!
При таких небольших тепловых напорах - Organic Rankine Cycle (ORC) на фреонах.
Подбор теплоносителя и все. Можно и пропан-бутан залить. Далее турбинка или даже проще - паропоршневой двигатель, двойного расширения.
Но конечно все имеет смысл только при серьезных объемах сброса горячей воды.
ИМХО - если бы можно было сделать хотимое выгодно, на ТЭС уже бы реализовали (а у ТС, скорее всего, исчез бы повод :-)
При пониженном давлении вода способна перейти в пар при таких температурах.
Но чем двигать парогенератор с нагрузкой, если рабочее давление в два раза ниже атмосферного.
Город подает теплоноситель температуры более 100 С, а что бы не вскипала вода давление доводят до 20 очков. Только в домах сейчас ставят теплосчетчики. У вас получиться "золотая" электроэнергия.
Была статья Анпилогова здесь на Афтершок, что то там про фреоновый паровоз. Там в серии статей подробно изложено решение вашей задачи. Перепад между охладителем и нагревателем по памяти нужен хотя бы градусов 80, кпд будет несколько процентов, имеет смысл если тепло совсем халявное. Принцип работы - кондиционер наоборот, фреон или другое легкокипящее рабочее тело испаряется в нагревателе, вращает компрессор в режиме турбины, конденсируется в охладителе, в замкнутом цикле. Была где то в сети конструкция японцев от солнечных коллекторов по такой схеме, кпд получился чуть ниже чем от солнечных батарей, правда грели они тело до 130 (по памяти). Стирлинг и термопары это нереально совсем.
Задача не "простенькая", конечно. В России, насколько понимаю, ее никто не решает (разве что кустари-любители). Если нужны готовые решения и рассчеты - смотрите на https://en.wikipedia.org/wiki/Organic_Rankine_cycle и похожие технологии. Наши нелюбимые западные "зеленые" обсуждают это в своих кругах.
Идея довольно простая: это цикл Ранкина, но в качестве рабочего тела используется органика с низкой температурой кипения. Использовали даже более экзотические рабочие тела, например пары ртути.
Грубо прикинуть КПД можно так: на "горячем" конце у вас 60-80гр. Цельсия, это 330-350К, на "холодном" - ну пусть 20C (290К) - ну, теоретический максимум где-то 10%. Практически, наверное, выше 1-2% не получится.
Считаем, сколько литров воды мы можем нагреть 4кВт*ч с 20C до 70C (дельта 50С) в идеальных условиях:
x*50=4000
x = 80л
т.е. для обратного преобразования с 1% КПД нужно будет около 8000 литров воды в час (фактически, конечно, больше)
Всем принявшим участие в обсуждении большое спасибо. Идея с заменой теплоносителя на легкокипящую жидкость похоже самая перспективная. По крайней мере кажется наиболее легко реализуемой.
И да, совсем забыл про источник этой самой горячей воды сказать, а то меня тут в воровстве заподозрили. Я кроме идей ничего не ворую. Так что источник - тепловой насос. Единственный известный мне агрегат с кпд больше 1 . Отсюда требования к кпд преобразования тепла в электричество.
Ах, да и еще одно замечаньеце. Может кто-нибудь возьмется эту фигню реализовть? Много не дам, я известный скупердяй, но предложения принимаются. Общие требования: КПД 0.5, мощность 3 КW? Температура теплоносителя 60 C. пишите в личку, договоримся.