Hehe, #beniz.
Nie, to tylko silnik stirlinga w układzie rombic.
Kilka dni temu była krótka rozmowa o awaryjnym zasilaniu różnych rzeczy.
Mi głównie chodzi o awaryjne zasilenie pompek obiegowych w systemie centralnego ogrzewania. Główne moje założenie to działanie na energii cieplnej wychodzącej z kotła. Czyli albo włączam coś między kocioł a np grzejnik i część tej energii cieplnej zamieniam na energię mechaniczną i/lub elektryczną.
Pierwszy pomysł to wytwornica pary w kominie i zasilanie nią silnika parowego. Czyli układ Rankina, w obiegu zamkniętym potrzeba jeszcze pompki do wody. Tyle że ten układ wymaga zasilania ponad 100°C żeby woda mogła wrzeć. A spaliny w czasie normalnie pracy nie mają takiej temperatury. A inny czynnik niż woda raczej nie wchodzi w grę bo większość nieskowrzących jest łatwopalnych.
No to inny obieg, czyli Barytona-Joula. Czynnikiem pędnym jest gaz, więc można zastosować azot, argon, hel ostatecznie powietrze. Wodór mimo dobrych właściwości odpada ze względu na łatwopalność.
Gaz ogrzewa się w nagrzewnicy, trafia na turbinę, później na schladzalnik, i za pomocą sprężarki znów to nagrzewnicy. Wydaje się proste. Tylko problem jest z turbiną która będzie wstanie pracować w takim układzie. Zwłaszcza że czasami w kominie pojawia się 300°C+ więc jakikolwiek lubrykant ulegnie destrukcji.
Ogniwa Peltiera są fajne, ale też nie przetrwają takich temperatury. Chyba że jakiejś kosmiczne technologie za miliony PLNów.
Termopary, to jest dosyć prosty sposób, nie wrażliwy na wysokie temperatury, a wręcz lubiący takie. Stosunkowo proste do wykonania. Ale mają jedną wadę, każde gorące złącze musi być galwanicznie odseparowane od sąsiednich jednocześnie dobrze połączone termicznie z kominem/czopuchem. Ta sama sytuacja jest po stronie zimnej/chłodzenia. Sprawność elektryczna też nie jest duża, na elektrodzie jest temat gdzie ludzie budują takie termoogniwa i z kilku pakietów wychodzi im moc np 1mW. A mi potrzeba 10⁵ razy więcej.
Zostaje jeszcze silnik Stirlinga. @FeloniusGru podrzucił filmik z kanału YT Lechoslowianin, koleś połączył kominek z silnikiem Stirlinga. Jak na razie udało mu się uzyskać coś ok 11W. I to z zasilania z całej komory spalania a nie z ciepła odpadowego spalin.
Główny gif to silnik w układzie rombic (rys
1).
Szukając informacji natknąłem się na wykres jak powinny poruszać się tłoki żeby zwiększyć efektywność (rys.2). Jak widać jeden i drugi powinny mieć fazę bezruchu. Można to dosyć łatwo zorganizować.
Zmieniamy jedno z kół zębatych w rombicu na dwa razy mniejsze. Czyli będzie się kręciło 2x szybciej.
Przerabiamy lekko układ orczykowo-korbowy tak by skok korbowodu małego kółka to było jakieś 20-22% tego co daje duże kółko.
Dobrze to ilustruje wykres (rys.3)
Czerwona linia to skok korbowodu z dużego kółka, żółta to z małego kółka a niebieska to suma obu.
Jeszcze muszę znaleźć jakieś konkrety na temat regeneratora. Czy robić go z metalowych kulek, czy np wkład z katalizatora się nada, czy wełna stalowa jak większość.
Z silników stirlinga to jest jeszcze opcja liquid piston (rys.4). To by było fajne, bo od razu by pompował wodę. Tylko pojawia się inny problem, sprawność. Sprawność takiego liquid piston to ok 1%, mało w ciul.
Jest jeszcze jedna koncepcja. Silnik zwany FlameLicker. Mógłby zasysać ciepłe/gorące spaliny, odzyskiwać energię cieplną, a ochłodzone gazy wypuszczać do strony ssącej kotła. Coś jak EGR w samochodzie.
a ogniwa peltiera nie zasila Ci takiej pompy?
@Helikopter moc ogniwa Peltiera jest zależna od różnicy temperatur, zresztą jak każdego termicznego źródła energii.
Ale konstrukcja uniemożliwia stosowanie temperatury rzędu 300°C bo się uszkodzą, a tyle bez problemu bywa w czopuchu.
@myoniwy a może odsunac się trochę z peltierem, żeby temperatury nie były aż tak wysokie? Wszystko kosztem sprawności, ale może i tak to być najprostsze rozwiązanie?
@myoniwy mozesz peltiera ustawic na mniejszym radiatorze blisko pieca i dac drugi wiekszy radiator po drugiej stronie zeby zrobic roznice temp i zasilic pompe. Moze nie taka standardowa pompe 230v ale jakas 12v samochodowa?
nie wiem nie znam sie zgaduje tylko
Rozwiązane wydaje się dość fajne, tylko podczas normalnej pracy będzie zmniejszać wydajność pieca. Z drugiej strony zimna woda mogła by ochładzać zewnętrzny radiator. Kolejnym problemem jest, czy warto dawać dodatkową pompkę, czy nie lepiej zasilać przez jakiś UPS (ładowany przez ogniwa Peltiera podczas braku prądu), co niejako rozwiązuje problem braku prądu na czas wygaszenia/awaryjnej pracy pieca. Można było by też zobaczyć, czy nie wystarczy różnica temperatur w kominie (poza głównym wymiennikiem ciepła w piecu).
@wojownicza_konczyna ogólny zamysł jest taki że transfer ciepła byłby z kotła lub komina do systemu CO. Więc sprawność systemu byłaby większa niż jest teraz.
UPS jest dobry na kilka godzin. A ja chciałbym żeby to było ciągłe źródło.
To mi przychodzi tylko do głowy ogniwa Peltiera. Zabezpieczenie przed zbyt dużą temperaturą możesz zrobić pasywnie, np przez regulację powierzchni/odległości ciepłowodów przykladanych do komina. Nieeleganckie było by też podłączenie zewnętrznego radiatora do zimnej wody i spuszczanie tego do kanalizacji ;)
Niestety musisz podnieść ciśnienie w całym silniku aby uzyskać lepszą sprawność cyklu carnotta. Do tego pasuje nabić układ helem a ten może uciekać. Szczelności układu też są problemem. Ja próbowałem to rozwiązać silnikiem liquid ale tak jak piszesz sprawność… Teraz zastanawiam się nad generatorem wysokotemperaturowym z emisją elektronów ale to nadal ma bardzo małą sprawność. Może lepiej generować z PV wodór/etanol i potem spalać w piecu na ciepło? Albo jakiś akumulator do pompki?
@0x34 podniesie ciśnienia to żaden problem. Szczelna obudowa i wyprowadzenie energii przez przepust kablowy.
Generowanie wodoru z PV to całkiem inny temat. Mi chodzi o napędzenie pompek gdy pali się w kotle. Więc potrzebny jest jakiś termogenerator.
@myoniwy może zainstaluj akumulator i jakiś mało efektywny układ ładujący akumulator. Przy odpowiednim poziomie naładowania uruchomisz pompkę. Wiadomo nie uzyskasz w ten sposób pracy ciągłej ale np. 20% czasu może Ci wystarczy na przerwy w zasilaniu.
@0x34 Nie chodzi o przerwy w zasilaniu. Zamysł jest taki żeby to mogło pracować całkowicie samodzielnie przez wiele dni/tygodni/miesięcy.
@myoniwy
|Coś jak EGR w samochodzie.
To będzie w pyte!
Nie krytykuję
Zaloguj się aby komentować