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Den Energieverlust durch Wärmerückgewinnung mindern

142 Beiträge, Schlüsselwörter: Energierückgewinnung, Wärmewandler

Den Energieverlust durch Wärmerückgewinnung mindern

22.04.2018 um 12:14
Huch, vergessen >Satire< bei zu schreiben.
In Lybien gibt es natürlich gar keine offizielle Schreibweise von irgendwas, da es Lybien nicht gibt.


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Den Energieverlust durch Wärmerückgewinnung mindern

22.04.2018 um 12:19
Peter0167 schrieb:man braucht also wenigstens 800°C damit das Teil überhaupt was nennenswertes ausspuckt, und somit wäre auch die Herkunft dieses Parameters geklärt. Und vielleicht hat er ja selbst noch rausgefunden, dass der Wirkungsgrad der Wärmepumpe mit zunehmender Temperaturdifferenz dramatisch abnimmt (nur noch knapp über 1)
In dem Wiki Artikel steht ausserdem das Wärmepumpen über 550°C teuer zu bauen sind. Man überlege sich auch weshalb man in Autos Drehstromlichtmaschinen anstelle von Stirlingmotoren verbaut...


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Den Energieverlust durch Wärmerückgewinnung mindern

22.04.2018 um 20:23
Ziel ist die Effizienzsteigerung, nicht der Mehrgewinn an Energie. Ein Perpetuum Mobile ist was völlig anderes.

Das Schaubild habe ich überarbeitet und es versucht etwas übersichtlicher zu gestalten.

Stirling Motor4

Bitte verzeiht stumperhafte Mathematik, fehlerhafte Zeichensetzung, oder sonstige Fehler in der Ausführung.


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Den Energieverlust durch Wärmerückgewinnung mindern

23.04.2018 um 20:27
Youtube: 016 Can You Run an Arduino from a Stirling Engine?

Und in meinem Fall sind es 99.irgendwas% Watt abwärme in mittelhoher Quantität von 0.500-3KW.
Ich sehe in der Umsetzung soweit keine groben Fehler, sonst klärt mich bitte auf.


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Den Energieverlust durch Wärmerückgewinnung mindern

23.04.2018 um 21:14
OMG, was für eine Demonstration! Elektrotechnik auf höchstem Niveau, vorgeführt vom Meister der Messkunst ... und das ohne Bedienungsanleitung .... und noch nicht einmal das Haus abgefackelt :D


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Den Energieverlust durch Wärmerückgewinnung mindern

23.04.2018 um 21:28
keinIngenieur schrieb:sonst klärt mich bitte auf.
uatu kann das sicher besser als ich, und wie ich sehe ist er gerade am schreiben.

Mich interessiert nur noch eins, ... was zum Geier ist das für ein Verbraucher, der 99,x% Verlust produziert? Ein Tauchsieder?


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Den Energieverlust durch Wärmerückgewinnung mindern

23.04.2018 um 21:31
Peter0167 schrieb:Elektrotechnik auf höchstem Niveau, vorgeführt vom Meister der Messkunst ... und das ohne Bedienungsanleitung .... und noch nicht einmal das Haus abgefackelt
Och, ich find den kleinen Sterling ganz geil, der weckt den Spieltrieb in mir. :)
Muss ich gleich mal googeln, was son Teil kostet.

edit:
Habs gefunden: https://www.ebay.de/itm/Heisluft-Motor-Stirlingmotor-Model-Generator-Stream-Maschine-Modellbau-Spielzeug-/253525385261?c...
14 Euro sind doch ein richtiges Schnäppchen, spiel mit der Idee mir eins zu bestellen.


mfg
kuno


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23.04.2018 um 21:33
kuno7 schrieb:Och, ich find den kleinen Sterling ganz geil, der weckt den Spieltrieb in mir. :)
Der Stirling ist gar nicht das Problem, das Teil ist echt cool. Das Problem ist der Honk der ihn ausgepackt hat. :D


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23.04.2018 um 21:37
@keinIngenieur: Das fundamentale Problem bei der Umwandlung von Wärmeenergie in Exergie (arbeitsfähige Energie, z.B. mechanische oder elektrische Energie) ist der Carnot-Wirkungsgrad:

eta = 1 - Tkalt / Theiss {Temperaturen in Kelvin}

Bei 30 °C (≈ 303 K) warmem Wasser und einer Umgebungstemperatur von 20 °C (≈ 293 K) beträgt der Carnot-Wirkungsgrad:

eta = 1 - 293 K / 303 K ≈ 0,033 = 3,3%

Es ist in diesem Szenario unmöglich, mehr als 3,3% Exergie aus der Wärmeenergie dieses Wassers zu gewinnen. Jeder Zwischenschritt (wie z.B. das "Hochtransformieren" der Wärme in Deinem Entwurf) verschlechtert den Gesamtwirkungsgrad durch Verluste. Der Carnot-Wirkungsgrad verbessert sich dabei zwar, aber die nutzbare Wärmenergie verringert sich überproportional. Es wäre nahezu sicher effizienter (falls es sich überhaupt lohnt) ein direktes Umwandlungsverfahren (z.B. irgendwas auf Nitinol-Basis, obwohl selbst dafür 10 °C Temperaturdifferenz vermutlich zuwenig sind) einzusetzen.


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23.04.2018 um 21:38
@Peter0167

Naja, der war halt recht begeistert von dem Teil. Ich hab auch nur die Hälfte verstanden, weil mein Schulenglisch mich des öfteren im Stich lässt, mag also sein das ich zwischendurch was Honk-mäßiges verpasst hab. ;)

mfg
kuno


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23.04.2018 um 21:42
uatu schrieb:eta = 1 - 293 K / 303 K ≈ 0,033 = 3,3%
Ich möchte noch ergänzend hinzufügen (@uatu ich weiß, dass dir das klar is, aber vielleicht nich für jeden, der hier mit liest), die 3,3% sind hier das theoretische Maximum, jede reale Maschine wird sich noch unterhalb davon bewegen.

mfg
kuno


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23.04.2018 um 21:45
@kuno7

Da braucht man gar nix verstehen, es reicht wenn man ohne Ton zuschaut (ich hab den Ton eh abgedreht, da es nicht auszuhalten war)

Mich hat das stark an einen Kunden erinnert, der mir mal ein Gerät mit den Worten gebracht hat "Netzteil ist kaputt"

Gemeint war ein einfaches Steckernetzteil 12V / 2A. Ich fragte ihn, wie er darauf gekommen ist. Darauf er "Ich hab nachgemessen"

Ich "Wie?" ... ER "Na zuerst die 12V, die warn da, dann den Strom, der ist nicht da"

Ich nehme an, du weisst wie er das gemessen hat ... :D


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23.04.2018 um 21:50
Peter0167 schrieb:Ich nehme an, du weisst wie er das gemessen hat ... :D
Kann ich nur raten: Ohne Last? dann sollte man aber auch was messen können, je nach Innenwiederstand des Netzteils oder des gewählten Messbereichs, ggf. auch ganz kurz, ganz viel. :D

mfg
kuno


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23.04.2018 um 21:55
@kuno7

Bei Strommessung ist der Innenwiderstand des Messgerätes grundsätzlich niederohmig, d.h. der hat mit dem Messgerät die Sekundärseite des Netzteils mit einen Kurzschluss versehen, und so was mögen Netzteile ganz und gar nicht, die sind dann zumindest eingeschnappt, einige reagieren sogar über und gehen wirklich kaputt :D


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23.04.2018 um 22:02
Peter0167 schrieb:Bei Strommessung ist der Innenwiderstand des Messgerätes grundsätzlich niederohmig
Naja, das is mir auch klar, ich schrieb ja auch vom Innenwiederstand des Netzteils und der is normal abhängig von der Leistung des Selben. Mit der Aussage, "ganz kurz, ganz viel" meinte ich auch das zerstören des Messgeräts oder alternativ des Netzteils.
Der Spruch is bei uns Strippenziehern ein geflügelter und kommt daher, wenn man zB. ne 12V Lampe an 230V anschließt, dann leuchtet die ganz kurz, ganz hell. :D

mfg
kuno


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23.04.2018 um 22:12
@uatu
@Peter0167
@kuno7

Ich bin jetzt in der Thematik nicht so drinn, aber was mich grad interessieren würde - auch, wenn das jetzt evtl. etwas unbedarft klingt - ist es aus physikalischer Sicht ausgeschlossen, dass es da was mit einem besseren Wirkungsgrad geben kann, als den Stirling-Motor?

Vom Gefühl her würde ich jetzt sagen "ja" - hauptsächlich nur erstmal deshalb, weil seit der Erfindung soviel Zeit vergangen ist, und dann nichts weiter passiert ist.

Stehen tatsächlich die Gesetze der Thermodynamik dagegen?


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23.04.2018 um 22:19
Peter0167 schrieb:Mich hat das stark an einen Kunden erinnert, der mir mal ein Gerät mit den Worten gebracht hat "Netzteil ist kaputt"
Nehme ich nbichteinmal als Beleidigung auf, trifft es sogar ganz genau.
uatu schrieb:Das fundamentale Problem bei der Umwandlung von Wärmeenergie in Exergie (arbeitsfähige Energie, z.B. mechanische oder elektrische Energie) ist der Carnot-Wirkungsgrad
Vielen Dank für diese Ausführung. Ich verstehe noch nicht die genaue Bedeutung, aber das hilft mir weiter.
Kannst du auch den Wert für 90°C errechnen? Denn eine Kondensationskühlung findet ohnehin statt und das wäre die Wärme mit der zu arbeiten ist. Mit jeder Energie die als Wärme vom Verbraucher, bis zum letzten Kondensator kommt, "kann" also noch gearbeitet werden.


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23.04.2018 um 22:19
Yoshimitsu schrieb:ist es aus physikalischer Sicht ausgeschlossen, dass es da was mit einem besseren Wirkungsgrad geben kann, als den Stirling-Motor?
Sicher könnte es was besseres geben als ne Stirling Maschine, aber nichts besseres als die 3,3% bei 30 Grad zu 20 Grad Umgebungstemperatur und eigentlich nich mal die, denn das würde eine Maschine ohne eigene Verluste erfordern, die es aber nich geben kann.

mfg
kuno


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23.04.2018 um 22:22
keinIngenieur schrieb:Nehme ich nbichteinmal als Beleidigung auf
Du warst gar nicht gemeint, sondern der Spassvogel aus dem Video :D


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23.04.2018 um 22:22
Vergesst aber nicht, das wir von einen unsagbar kleinen Wirkungsgrad beim Verbraucher sprechen. Selbst 3% könnten schon ihre Kunst bewirken. Okey, aber ab hier kann ich nurnoch mutmaßen.


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