Forum Solaranlagen: Photovoltaik & Solarthermie

Hallo zusammen,

ich habe unter: Link

einen interessanten Ansatz gefunden, für eine selbstlaufende Wärmepumpe und diese sogar zur Stromerzeugung zu nutzen.

Kurze Zusammenfassung:

Material
- 8 Panele (2m x 1m) zur Wärmeaufnahme außen aufgestellt mit Freon (Kältemittel) gefüllt,
- einen oder mehrere verschiedene kompressor- u. oder kolbenartige Komponenten,
- einen Doppelkolbenantrieb
- Generator

gezeigte Arbeitsweise
Freon (Ozon schädigend) wird in den aufgestellten Panelen zum sieden und in einen gasförmigen Zustand gebracht, da es Außenwärme aufnimmt. Das Gas erhöht den Druck im System soweit, dass ein Kolben nach unten gedrückt werden kann. Soweit ist es nachvollziehbar. Nun gelangt der Kolben wieder nachoben, um das Gas komprimieren. Sobald das Gas höherem Druck ausgesetzt wird als es derzeit hat, steigt auch die Temperatur auf bis zu 200 - 250 F an. Diese Temperatur, bzw. dieser Kreislauf dient dazu, um einen zweiten Kreislauf mit Freon zu speisen. Nun treiben die beiden Kreise (Räder im Film) sich gegenseitig an - als Doppelkolben. Damit lässt sich bequem Wasser erwärmen, Wasser befördern und Strom erzeugen.

Meine Frage: Ist das möglich? Hat schon jemand diese Überlegungen angestellt?

Ich hab mich etwas schlau gemacht. Es gibt zu jedem Kältemittel Tabellen, die zeigen, wieviel Druck bei welcher Temperatur entsteht. Hier wäre eine: Liste

Praktisch bei Null Grad existieren noch permanent 1,92 bar. Dies ist offensichtlich abhängig von der Menge und Anzahl??? Soweit OK. Damit lässt sich ein Kolben bewegen. Die Frage ist aber, wie komprimiere ich das Gas noch höher?

Könnte es sein, dass etwa 0,5 Bar ausreichen, um den Kolben nach unten zu bewegen, um das Gas anzusaugen (negativ Druck, siehe Film) und dann mit den restlichen Bar (der anderen Panele) zu komprimieren, um im zweiten Schritt den Doppelkolben zu bewegen?

Wer kennt sich aus?

Das System soll selbständig laufen und Strom erzeugen. Es ist KEIN Perpetuum Mobile, es wird Umgebungswärme oder auch Solarwärme genutzt. Würde diese Art als Versuchsaufbau/ Projekt nachbauen und Dokumentationen verfassen und veröffentlichen - Kapital vorhanden... Ideen erwünscht...

Gruß
allianz

Gruß
allianz

Ich habe diegleiche Idee schon gehabt! Unglaublich, dass es funktioniert!
Ich würde gerne so eine Anlage aufbauen und berechnen.

Ich finde diese Anlage kann man beliebig optimieren und regeln. Außerdem kann man die gewonnene Kälte teils für sich nutzen und teils, durch den Temperaturunterschied für Antriebe mit nachgeschalteter Leistungselektronik.

Bitte um Kommunikation.

Gruß
Alex
Dipl.-Ing.

Hallo Alex, und interessierte Leser,

Danke für die Antwort. Ich habe mehr Informationen zu diesem Thema gefunden und recherchiert. Sehr, sehr interessant.

Das mit der Wärmepumpe ist nur ein Teil eines ausbaufähigen Prozesses. Wer nach dem Kalina-Prozess (älter ORC-Prozess) sucht und versteht kommt schon etwas weiter. Es gibt neuerdings auch eine Firma, die diesen Prozess (fast) ähnlich wie die Wärmepumpe umgesetzt hat. Hier die Firma Technologie: Link

Aber bis 2010 wollte ich nicht warten...

Dazu gibt es ein Patent von Herrn Schaeffer: Link

OK. Die Patent-Geschite soll mit Benzol und Wasser funktionieren. Was, denke ich, auch mit Kältemitteln funktionieren muss - wie im Film das Freon.

Ich weiss nun auch, warum sich der Kolben bewegt. Ist Wasser wichtig bei der Sache - aber im Kältemittel???.

So könnte der Prozess ablaufen (Erkenntnisse aus dem Patent und Idee):
1. Freon siedet bei geringer Temperatur - aufgenommene Wärme durch die Panele,
2. Dadurch wird Druck aufgebaut, das Freon würde über eine Dosierdüse in den Zylinder gespritz,
3. der Kolben bewegt sich nach unten,
4. der Zylinder ist geschlossen, der Kolben bewegt sich nach unten und erzeugt einen Unterdruck,

Jetzt müsste sich durch den Unterdruck die Temperatur automatisch erhöhen (? wer kann mir das sagen), da im Vakuum (zumindest Wasser leichter in den Siedezustand gerät). Durch die Temperaturerhöhung des Gases entsteht weiterer Druck, der den Kolben noch weiter bewegt.
Nun geschied die Kondensation an den Zylinderwänden. Durch die Kondensation im unteren Todpunkt, kühlt sich das Gas ab - es kommt schlagartig zur Abkühlung des Gases auf fast der gleichen Temperatur wie es anfangs eingespritzt wurde. Die Abkühlung bewirkt eine Saugwirkung, der Kolben geht nach oben und so weiter...

Dabei ist die Dosierung und die "Vorlauf" Temperaturverhältnisse wichtig. Ich könnte mir das so vorstellen, nur gebaut und getestet werden muss es.

Gibt es Kältemittelexperten, die sich auskennen?

Ich bin auf Antworten gespannt!!!

Gruß
allianz

leider funktionieren die links so ziemlich alle nicht.

Würde auch mehr über das Thema erfahren...

bisher sind alle recherchen eine sackgasse die imemr wieder
am 2. Hauptsatz enden (den ich nur für begrenzt gültig halte)

sowie aus gewissen statischtischen Gesetzmäßigkeiten, daß mikroskopisches Rauschen nicht Makroskopisch nutzbar sind.

das thema ist sehr komplex und wohl auch schon sehr stark sondiert.

oder noch niemand konnte seine vermutung über die machbarkeit wissenschaftlich belegen.

ich glöaube an dessen Möglichkeit, nur den Weg habe ich noch nicht gefunden.

Der Carnot-Wirkungsgrad, auch Carnot-Faktor genannt, ist der höchste, theoretisch mögliche Wirkungsgrad bei der Umwandlung von Wärmeenergie in mechanische oder elektrische Energie.

Der Wirkungsgrad η berechnet sich aus dem Verhältnis der höchsten (Th ) und der niedrigsten (Tn ) Temperatur des Prozesses nach der Formel:

n=1-(Tn/Th)

mit Ti = absolute Temperaturen in K


Der Carnot-Wirkungsgrad ist umso höher, je größer das Temperaturgefälle zwischen Th und Tn und je kleiner die untere Temperatur ist.


Tatsächlich wird dieser Wirkungsgrad in der Praxis jedoch nie erreicht und liegt, je nach Kreisprozess, bei einem Drittel bis etwa zwei Drittel des Carnot-Wirkungsgrades.

(Aus Wikipedia zitiert)

Dass heißt bei einer mit einem Flachkollektor zu ereichenden Temperaturdifferenz von 120 Grad zu 50 Grad und einer Kollektorfläche von 2m²: (1600W eingestrahlter Leistung)

n = 1-(50+273,15)/(120+273,15) = 0,178 = 17,8% maximal möglicher Wirkungsgrad.


1600W*0,178 = 284,87W maximal mögliche Leistung

Dann kommen noch so böse Dinge wie Reibung, Leistung von Umwälzpumpen etc. Da werden wohl nur 50W übrig bleiben.

Bei dem nötigen Aufwand: Kollektor, Pumpen, Wärmetauscher ist dann PV günstiger.

Es muss eine höhere Temperaturdifferenz mittels konzentrierender Spiegel her, dann wird es auch was mit der Wärmekraftmaschine.


Axel

danke daß du die Arbeit für die Recherche und Herleitung übernommen hast was mich wahrscheinlich mehr zeit gekostet hätte.

mir würde es eigentlich schon reichen, daß die wärmepumpe "nur" kühlt...

ich überlege nähmich ob man denn nicht mit einer größeren anlage z.B. Wüsten bewässern könnte indem man durch Abkühlung der Luft, der Luft das wasser entzieht.

(fragt sich natürlich ob es dafür nicht einfachere aufbauten gibt, die genau den gleichen effekt erziehlen mit 0 mechanischen teilen...?)

ich weiß man braucht für einen kleinen tropfen wasser schon eine beachtliche Kühlleistung aber ich könnte mir so ein feldversuch in der wüste durchaus mal vorstellen...

wer will investieren?

Hallo Felix,
je höher die Temperaturdifferenz ist, umso besser läuft eine Wärmekraftmaschine. Auch wenn sie eine Klimaanlage antreibt.

Auch ein Verdampferkühlschrank braucht eine hohe Temperaturdifferenz.

Axel

hab jetzt grad die gleichung nicht da,

aber bei einer wärmepumpe gilt dieses prinzip genau umgekehrt... ge höher die temperatur differenz desto geringer der wirkungsgrad...

that's the problem... ich recherchier weiter.

Da wird was vermischt !!!!
Bei einer elektrisch (Atomstrom etc.) betriebenen Wärmepumpe ist natürlich der Wirkungsgrad umso besser je kleiner die Temperaturdifferenz ist.

Aber der Grundgedanke dieses Beitags war doch, dass die Wärmepumpe solar angetrieben wird. Da glaube ich nicht, dass sich da was bewegen, pumpen, kühlen wird, wenn nur 70 Grad Temperaturgefälle anstehen.


Axel

axel_jeromin hat Folgendes geschrieben:

Aber der Grundgedanke dieses Beitags war doch, dass die Wärmepumpe solar angetrieben wird. Da glaube ich nicht, dass sich da was bewegen, pumpen, kühlen wird, wenn nur 70 Grad Temperaturgefälle anstehen. Axel

Wir reden nicht von Exogener Energie wie Solarstrom, Atomstrom oder ähnlichem, wir reden davon die Gewonnene Wärme die die Wärmepumpe geliefert hat dazu zu verwenden einen Sterling Motor o.ä. anzuschließen der wiederum die wärmepumpe antreibt. Ein Perpetuum Mobile 2. Art.

Da in der Theorie wie in der Praxis eine Wärmepumpe 4-6 mal mehr Energie liefgert wie hineingesteckt sollte die Energie ausreichen.

Nur der wirkungsgrad zwischen wärmepumpe vs. wärmekraftmaschine soll anscheinend nicht ausreichen daß beide sich selbst gegenseitig am Laufen halten.

Nun das interessante an der ganzen Frage ist: ich finde keinerlei wissenschaftliche Untersuchungen zu diesem Thema im großen weiten Internet...!

... wenn ich zeit hab rechne ich mal die Gleichungen aus....

Zitat:

Nun das interessante an der ganzen Frage ist: ich finde keinerlei wissenschaftliche Untersuchungen zu diesem Thema im großen weiten Internet...!

Ach so. AFAIK (und ich habe das doch ein paar Jährchen studiert) haben sich Wissenschaftler (und solche die sich so bezeichnen), in den letzten Jahrhunderten oft damit beschäftigt uns sind an sich immer zum selben Ergebnis gekommen.

z.B. (es gibt noch hunderte andere Links)

http://de.wikipedia.org/wiki/Thermodynamik#Zweiter_Hauptsatz...

Hallo Felix,
es läuft am Ende immer auf ein Gesamtsystem hinaus:
Auf der einen Seite die Solarkollektoren mit ihrer Betriebstemperatur in der eingestrahlten Leistung und auf der anderen Seite Wärmesenke meist in Form einer Wasserkühlung.

In diesem, durch das Wärmegefälle angetriebenem Wärmestrom steht dann die Wärmekraftmaschine.

Egal welche Wärmepumpen dazwischen geschaltet sind, die max Temperaturdifferenz zwischen Ein- und Ausgang und damit auch der Carnot-Wirkungsgrad bleibt der gleiche.


Axel

Kommentar von "Jack" erstellt am 02.07.2010,12:26
Thema: Erdwärme & Wärmepumpen(Sonstiger Kommentar/ Tipp)

Hier jemand der das ganze "angeblich" gebaut hat.
http://video.google.de/videoplay?docid=-7365305906535911834...
ab 1h 11min 40sek

Aufjedenfall sollte es möglich sein mit dem prinzip der Energienutzung aus einer Wärmepumpe sollte der Bau einer low energie Klimaanlage möglich sein
Mail an Jack

Kommentar von "Jack" erstellt am 02.07.2010,21:46
Thema: Sonstiges(Sonstiger Kommentar/ Tipp)

Also wer lust hat sowas zu bauen -- ich bin dabei mailme

allerdings habe ich mal ein paar dinge durchgerechnet:
eine wärmepumpen system (energieklasse A) schafft mit
1,4kw ca 3,5kw wärme zu transportieren (kühlen/heizen)
ein guter sterlingmotor kommt auf 30% effizienz.
problem kältemittel geht bis ca 100°c
der Sterling motor braucht 1000°C temperaturunterschied um die effizienz zu erreichen

(den restlichen text musste ich löschen wegen 800 zeichen limit)

aber hatt jemand mal versucht eine dampfturbinen kraftwerk statt mit wasserdampf - mit kältemittel zu betreiben (oder ein stirlingmotor) und mit der wärmepumpe das gas zu kondensieren bzw den stirlingmotor zu kühlen?

Mail an Jack