Stirling motoron alapuló hőszivattyú, építési és javítási cikkek
- Kategóriák
- Üzlet «háttérkép bolt»
- Segítség a javításban
- Építőanyagok
- Gondolkodik hangosan
- tervezés
- Építőipari gépek
- Stirling motor
A főbb pontok a Stirling motorok építésében, mind alacsony hőmérsékleten, mind magas hőmérsékleten. A számítások és a számológépek segítenek gyorsan megtalálni a megfelelő értékeket.
- Üzlet «háttérkép bolt»
- Cikkek katalógusa. szabályok
Thermal Stirling szivattyúk - Talán a megfelelő lépés a megtakarítási technológiák fejlesztésében. Nemcsak villamos energiát vagy égetett üzemanyagot takarítanak meg, hanem minimális negatív hatással is a környezetünkre. Rendszeres hűtőszekrényt képviselnek a Stirling motorból.
A működés elve egyszerű. Ha mechanikus energiát használ a Stirling motorhoz, akkor az úgynevezett " A forró henger lehűl, és a hideg felmelegszik, alacsonyabb potenciális hőt alakít fel (a hűtött részről) magasabb hőmérsékletre. A lehűtött rész hőmérséklete elméletileg -273 ° C-ra csökkenhet. A gyakorlatban könnyen el lehet érni -190 ° C-ot vagy annál alacsonyabb értéket.
Ha a henger lehűlt részét "kényszeríti", akkor a meleg oldal még jobban felmelegszik, és megpróbálja átalakítani a hőt a hűtött részre. Ezt a hőforrásnak a "forrás" és a "fogyasztó" közötti átadását nevezik. Kiderül, hogy a hideg forrástól még többet veszünk hőnek, még hidegebbé tesszük, és átadjuk ezt a hőt a fogyasztónak, ami még melegebbé teszi. Ez kiváló lehetőséget biztosít számunkra az alacsony potenciális energia (levegő, víz, talaj, szennyvíz stb. Például a talaj hőmérséklete gyakorlatilag állandó. Az orosz központi csíkban 4-8 fokos. Ie a henger fagyasztó részének melegítésével a talajban tárolt hőt felmelegíthetjük, otthonunkat felmelegíthetjük a motor forró részében. Röviden, ez a Stirling hőszivattyú és általában minden hőszivattyú lényege.
Stirling hőszivattyú
Eddig a Stirling motoron alapuló szivattyúk szinte nincsenek háztartási használatra. Elsősorban gázokból álló kompresszorok segítségével készülnek, amelyek alacsony nyomású folyadékot képesek lefolyni. Ezek különböző freonok, ammónia, szén-dioxid stb.
A hőszivattyú hatékonyságát az energiaátalakulás együtthatója (hőátadás) jellemzi. A gyors értékeléshez használhatja a számológépet. Hatékonyság (itt). Például a talaj hőmérséklete 4 ° C, és a melegítés hőmérséklete 70 ° C. A számológép segítségével közel 420% konverziós hatékonyságot kapunk. Ez azt jelenti, hogy 1 kW energia felhasználásával alacsony potenciális forrásból (esetünkben a földről) történő hőátadást kapunk, 4,2 kW hőenergiát kapunk. Figyeljük meg, minél alacsonyabb a hőmérsékletkülönbség, annál nagyobb a hatékonyság. És azok, akik újra gondolkodtak a perpetuum mobilról, azt tanácsolom, hogy olvassa el a posztot, néhány téveszmét a Stirling motorokról.
A gyakorlatban minden nem olyan rózsás. Minden eszköznek saját előnyei és hátrányai vannak. A hőszivattyúk számos különböző veszteséggel rendelkeznek, ami jelentősen csökkenti a készülék hatékonyságát.
- Veszteségek az elektromos motorban. A mechanikus erőt általában elektromos motorok hajtják végre. Hatékonyságuk a legerősebb példányokban eléri a 95% -ot. Kevésbé hatékony ez az érték ritkán meghaladja a 80% -ot.
- Ha egy gáz folyadékba kerül, és amikor folyadékból gázba jut, akkor a munkatest visszavonhatatlanul elfogyasztja az ehhez a folyamathoz alkalmazott energiát.
- Súrlódás a dugattyús csoportban. A tömörítés növeléséhez különféle tömítési sémákat kell bevezetni. Ez arra kényszerít bennünket, hogy felhasználjuk az alkalmazott energiát nem csak a munkaközeg tömörítéséhez, hanem a tömítések súrlódási erejének leküzdéséhez is.
- Hőveszteség. Az alkalmazott anyagoknak hővezető képességük van. Ha hő megtakarításra szorul, akkor "dobja" el a környezetbe, ahol le kell dobni, nem teszik meg, amilyen gyorsan csak akarnak. Ugyanez vonatkozik a hőszivattyú hideg részére is.
- Hidraulikus veszteségek. Minden gáznak vagy folyadéknak saját viszkozitása van. A munkaközvető tulajdonsága miatt a viszkozitás leküzdésére energiát pazarolunk. A munkatest mozgásának gyorsaságával pedig a viszkozitás leküzdésére szolgáló erők exponenciálisan növekednek. Hidraulikus veszteségeket helyeznek el a folyadék áramlásánál az alacsony potenciál hőkörön és a meleg kontúr mentén.
- Mechanikai veszteségek. A motorok tervezése nem tökéletes. A mozgatható részek kiegyensúlyozatlansága és egyensúlyhiánya negatívan befolyásolja a kompresszorok mechanikai részének hatékonyságát.
Olvassa el: Stirling csöves fűtőtesteket, hogyan lehet őket elhagyni?
Általában a hőszivattyúk összes ilyen veszteségét a termodinamikai tökéletesség fokának nevezzük, és azt a h együtthatóval jelöljük. Legfeljebb 3 kW h = 0,35 max. A korszerűbb és drágább fejlesztésekben jelentősen növelhető ez az érték. Ez azt jelenti, hogy a példánkban (ahol 420% -os hatékonyságot kaptunk) a tényleges hatékonyság maximum 147% (420 * 0,35). Hatékonyabb berendezések esetén h = 0,5. Ie és a hatékonyság itt 210% lesz. A gyakorlatban azonban ilyen magas fűtési hőmérsékletet ritkán alkalmaznak. Általában nem magasabb, mint 55 ° С. Ezen a hőmérsékleten az elméleti hatékonyság 543% lesz, és az alacsony teljesítményű hőszivattyú tényleges hatásfoka körülbelül 200% lesz. Ie 1 kW villamos energia kiadása esetén 2 kW hőt kap. A hatékonyság növelése érdekében arra kell törekedni, hogy növelje a hőforrás (talaj, víz, levegő) hőmérsékletét. Mivel a föld alacsony hőmérséklete országunk számos szélességében nem nyereséges hőszivattyúk használata az otthoni fűtéshez, különösen a permafrost területeken.
Mi vonz bennünket a Stirling-hajtóműveken alapuló hűtőgépek gyártásában? Először is elveszítünk néhány hátrányt, nevezetesen a párolgás és a kondenzáció elvesztését. A Stirling motor a Carnot cikluson működik, és ez a leghatékonyabb hőátalakítási ciklus. Továbbá, a különböző technológiai trükkök javíthatják a termodinamikai tökéletesség mértékét. Például - a kettős skála konfigurációja. A súrlódási veszteséget csaknem kétszer csökkentheti. Freonok és más veszélyes munkaeszközök helyett Stirlingben bármilyen biztonságos gázt használhatunk: levegő, szén, nitrogén, hélium és hidrogén. Természetesen ennek kifizetése nagymértékben a 100-as légkörbe jutó mőködı gázok és mások hatásának felel meg.
Lásd még: Az ideális Stirling motor hatékonyságának diagramja