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Den Energieverlust durch Wärmerückgewinnung mindern

142 Beiträge, Schlüsselwörter: Wärmewandler, Energierückgewinnung

Den Energieverlust durch Wärmerückgewinnung mindern

23.04.2018 um 22:23
kuno7 schrieb:Sicher könnte es was besseres geben als ne Stirling Maschine, aber nichts besseres als die 3,3% bei 30 Grad zu 20 Grad Umgebungstemperatur
Also, wegen der geringen Temperaturdifferenz ist nicht allzu viel mehr machbar - verstehe ich das richtig?


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23.04.2018 um 22:26
keinIngenieur schrieb:Kannst du auch den Wert für 90°C errechnen?
Die Formel wurde doch oben sogar aufgeschrieben: eta = 1 - Tkalt / Theiss {Temperaturen in Kelvin}

Für 90 Grad und Raumtemperatur liegt du bei ca. 19,3% maximal
Yoshimitsu schrieb:Also, wegen der geringen Temperaturdifferenz ist nicht allzu viel mehr machbar - verstehe ich das richtig?
Exakt!

mfg
kuno


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23.04.2018 um 22:41
@keinIngenieur:
keinIngenieur schrieb:Kannst du auch den Wert für 90°C errechnen?
Das sind die von @kuno7 genannten ca. 19,3%.
keinIngenieur schrieb: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.
Mir ist nicht ganz klar, wie Du das meinst, aber ganz allgemein: Durch Menge und Temperatur des Wärmemediums einerseits, und die Umgebungstemperatur andererseits ist über den Carnot-Wirkungsgrad die absolute Obergrenze für die daraus gewinnbare Exergie festgelegt. Jeder Zwischenschritt vor der eigentlichen Umwandlung der Wärmeenergie in Exergie kann diesen Wert nur verschlechtern.


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23.04.2018 um 23:20
@keinIngenieur: Nochmal etwas anders ausgedrückt: Es wird nahezu immer deutlich effizienter sein, ein speziell auf niedrige Temperaturdifferenzen abgestimmtes Verfahren (z.B. einen entsprechend konstruierten Stirling-Motor oder einen Nitinol-Motor) zur direkten Umwandlung der ursprünglich anfallenden Wärmeenergie in Exergie einzusetzen, als diese Wärmeenergie zunächst (unter Verlusten) auf eine höhere Temperatur "hochzutransformieren" und erst danach in Exergie umzuwandeln.


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02.05.2018 um 13:19
keinIngenieur schrieb am 21.04.2018:Vielleicht ist das auch alles nur blödsinn was ich versuche, das kann ich wirklich nicht beurteilen.
Naja, das könntest du ja ändern wenn dich das Thema wirklich interessiert.
Ein wirklich empfehlenswertes Buch Praxis der Wärmeübertragung, Grundlagen-Anwendungen-Übungsaufgaben ISBN: 978-3-446-43241-3, für keine 35 Euro, würde dir Licht ins dunkle zaubern.

Es ist meiner Ansicht nach didaktisch sehr gut gelungen und dank der ausführlichen Beispielaufgaben lassen sich die physikalischen Vorgänge gut nachvollziehen, so dass es dir selbst gelingen sollte eine Antwort auf deine Problemstellung zu erarbeiten.
Dem Buch liegt auch eine CD bei, die Programmbeispiele* für Excel enthält (dir ohne dem Buch aber wenig hilfreich sein dürften).

* https://www.th-deg.de/files/0/fakultaet_mb-mk/praxis-der-waermeuebertragung-excel.zip (4,5MB)


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02.05.2018 um 23:29
Hab jetzt nur den Ep und zwei, drei Beiträge weit gelesen.
Geht es nicht letztlich wieder darauf hinaus, den Thermodynamischen Gesetzen ein Schnippchen herauszuschlagen?
Eigentlich wird das hier behandelte Prinzip doch schon so gut es geht und überall wo es funktioniert und Sinn macht angewendet, oder nicht?
Was kann man also noch verbessern?


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15.05.2018 um 19:01
skagerak schrieb am 02.05.2018:Geht es nicht letztlich wieder darauf hinaus, den Thermodynamischen Gesetzen ein Schnippchen herauszuschlagen?
Wieso wird das Thema von so vielen auf diese Weise betrachtet?

Immerhin erfinde ich nichts neues. Kompressoren finden in vielen Bereichen der Energiegewinnung /-rückgewinnung eine Rolle. Die meisten Kraftwerke werden so betrieben. In meinem Fall geht es darum, eigentlich verlorene Energie (Wärme), äquivalent zu 500w/h, wieder zu recyclen.

Genauso als wenn jemand auf seiner Grafikkarte ein Spiegelei brät.
Energie sinnvoll nutzen.

In meinem Fall stehe ich vor der Herausvorderung mehrere Verbraucher in einem konzept zu vereinen. Diese müssen auf ganz spezifische Temperaturen gebracht werden und erzeugen, oder absorbieren wärme.

Durch die Nutzung einer Wärmepumpe, möchte ich diesen Prozess so effizient wie möglich gestalten, da damit alles steht und fällt.

Tatsächlich ist das Projekt noch wesentlich größer und die hier präsentierten Kreislauf ist nur ein Teil davon. So arbeite ich mich durch alle Themen nach und nach durch und hoffe auf dem Weg expertiese finden zu können. Wenn man sich vorstellen will was ich baue... ich würde es als eine Art extrawagantes Terarium bezeichnen, indem ich eine besondere Atmosphere für bestimmte Biochemische prozesse erzeugen möchte.

Der Stirlingmotor ist nur das Sahnehäupchen, eine Idee die mich nicht mehr los lassen wollte. Mal sehen ob ich es noch irgendwie in das System integriert bekomme. Peltier sagt, mit 1/10 Effizienz im Gegensatz zum Stirlingmotor, meinen Bedürfnissen nicht zu und hohe Temperaturen muss ich trotzdem aufbringen.


Der Erste Verbraucher mit 90% der Input Leistung verbraucht, sollte auf einer Temperatur von 50°C gehalten werden.
Der Zweite Verbraucher mit 9% der Input Leistung, muss auf eine Temperatur von 29°-31° gehalten werden.
Der dritte Verbraucher Muss auf 25-29°C regulierbar sein und wird mit 18°C gegengekühlt
Der vierte Verbraucher muss auf 18°C gekühlt werden, wird durch Verbraucher 3 und 2 gegengewärmt

Dabei stehen auch mir noch viele Fragen offen, zB. wie die genaue Energieverteilung aussehen muss, jedoch wird ein hoher überschuss, ca. 90% vom Input, als reine Wärme vorliegen.


Wartet es ab, wenn ich mit allem durch bin, werdet ihr alle so etwas in der Wohnung haben wollen.


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15.05.2018 um 19:20
@keinIngenieur
Sorry dass du dich auf den Fuß getreten fühlst.
Aber ganz Unrecht habe Ich ja denn nicht.
Meinst Du nicht dass sich da schon so einige dran versucht haben? Zu 100% wird das doch sowieso nie etwas mMn... aber mach man. Ich entschuldige mich denn wenn denn jeder so ein Teil bei sich im Wohnzimmer stehen hat.


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15.05.2018 um 20:05
Woran scheitert es denn?

Unbenannt-1
Skizzen sind noch unvollständig.


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15.05.2018 um 20:56
keinIngenieur schrieb:Woran scheitert es denn?
Wurde dir doch schon erklärt! Wenn du versuchst ein Medium mit vielleicht 50 Grad Celsius um 100K mit kaskadierten Wärmepumpen zu erwärmen um damit dann eine Wärmekraftmaschine zu betreiben, die dann wieder Strom produziert, dann verbrauchen deine Wärmepumpen mehr Strom/kinetische Energie als dein Stirling liefern kann.
Glaub uns einfach, Thermodynamische Prozesse werden nich erst seit gestern erforscht.
keinIngenieur schrieb:Wartet es ab, wenn ich mit allem durch bin, werdet ihr alle so etwas in der Wohnung haben wollen.
Wozu sollten wir eine "Energie Vernichtungsmaschine" haben wollen? :)

mfg
kuno


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15.05.2018 um 21:02
@keinIngenieur:
keinIngenieur schrieb:... bestimmte Biochemische prozesse ...
keinIngenieur schrieb:Wartet es ab, wenn ich mit allem durch bin, werdet ihr alle so etwas in der Wohnung haben wollen.
Ich bin sehr skeptisch, ob ich ausserhalb der sich erwünscht dort aufenthaltenden Lebewesen und Pflanzen biochemische Prozesse in meiner Wohnung haben möchte ...


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15.05.2018 um 21:11
kuno7 schrieb:Wurde dir doch schon erklärt!
Das Thema ist doch lange durch. Hinzuzufügen wäre, dass die bisherigen Rechnungen noch Fehlerhaft sind.

Hier baut niemand eine Energievernichtungsmaschiene. Ich erkläre das nicht nochmal.
Nur weil am Anfang fehlerhafte annahmen gemacht wurden, heißt nicht das ich darauf beharre.
Die Wärmekraftmaschiene wird zur Wärmeregulierung und Kühlung verwendet.

Geht das denn nicht aus den Skizzen hervor, oder sind diese so schlecht?
Auch wenn noch unvollendet, sollte sich doch Sinn und Verstand erkennen lassen... so hoffe ich!


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15.05.2018 um 22:11
Noch steige ich durch den Sinn nicht durch!
Waere es nicht Sinnvoller durch isolierung die Waermeverluste zu minimieren, anstatt mit der 10fachen leistung zu heizen und dann runterzukuehlen? Das Systen mit der geringsten Temperaturanforderung mit einer Waermepumpe zu kuehlen und die Abwaerme dem hoechsten Bedarfstraeger zuzufuehren macht ja noch Sinn - aber So sehe ich bis jetzt nur eine "was passiert dann Maschiene".


:pony:


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15.05.2018 um 23:10
keinIngenieur schrieb:Geht das denn nicht aus den Skizzen hervor, oder sind diese so schlecht?
Also ich hab keine Ahnung was das vorstellen soll. Kannste das mal erklären?

mfg
kuno


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15.05.2018 um 23:44
Dies ist die Wärmepumpe.
Links davon, seht ihr die einzelnen Wärmetauscher, danebem die Druckventile. Angeschlossen werden die Tauscher an 3 Leitungen in denen die Kühl/Heizflüssigkeit zirkuliert, damit die Wärme genau da zugeführt und entzogen werden kann, wo es benötigt wird.

https://coolautomation.com/wiki/vrv-or-vrf/
Ich bediene mich dabei dem HVAC VRF

Geregelt wird das dann über zwei 4-wege Ventile. Womit ich die Flussrichtung des Kühlmittels bestimmen kann, je nach auslastung kann ich damit sehr effizient in der ersten und zweiten Phase den primären Hitzequellen entziehen und diese an anderen Orten zuführen. Selbstverständlich sind das alles isolierte Systeme. Allerdings sind diese auch voll und ganz geschlossen und erfordern sehr spezifische Temperaturbereiche die aufgrund von exothermen und endothermen massiv schwanken. In dem Fall müssen Wärmetauscher 3 und 4 sogar direkt wechselwirken.

Zum Schluss sind da dann noch ein Spiralkompressor mit einen Ölfilter und Accumulator. Der Kompressor drückt das unter hochdruck stehende Kühlmittel druch das 4-wege Ventil und entweder kommt es zum Heizen in eines der Wärmetauscher zum Einsatz, oder wird im letzten Wärmetauscher, der - welcher auf der rechten Seite steht, an der Umgebungsluft gekühlt und wieder als Kühlmittel dem System zugeführt.

Aber eigentlich war ich hier, damit ihr mir erklärt was abgeht!
Woher soll ich denn wissen ob nur irgendwas sinn macht


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16.05.2018 um 01:22
@keinIngenieur
Du, deine Intention in allen Ehren, aber selbst ich als relativ verständnisreicher Laie, erkenne sogar das da nicht mehr als bisher möglich an Wärmeverlust effizient umgewandelt werden kann. Du kannst dir ja gerne alle Mühen geben und rumrechnen wie dir grad nach ist. Aber du wirst sicher nichts Neues entdecken, das alles revolutionieren wird.

Ich hab absolutes Verständnis für deine Intention, aber erstens bist Du sicher nicht der erste der darauf kommt, und zweitens scheint mir das mit dem Verlust an Wärme am schwierigsten zu bewältigen zu sein, also konkret dass die zu nutzende Wärme zum entsprechenden Aufwand in keinem innovativen Verhältnis steht.
Aber ich will dich natürlich nicht daran hindern es zu versuchen...es kommt mir halt nur sehr bekannt vor ;-)


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16.05.2018 um 16:41
Was glaubst du denn, habe ich vor zu entdecken?
Kannst du bitte etwas genauer darauf eingehen.

Irgendwie finde ich deine Aussagen sehr verwirrend. Denn ich erinnere mich nicht etwas über meine Intentionen gesagt zu haben, dass ich etwas revolutionieren will, oder das ich den Umwandlungsprozess optimieren will.... hier die Zitate, wo ich absolut nicht weiß wovon du sprichst:
skagerak schrieb:deine Intention in allen Ehren
skagerak schrieb:erkenne sogar das da nicht mehr als bisher möglich an Wärmeverlust effizient umgewandelt werden kann.
skagerak schrieb:Aber du wirst sicher nichts Neues entdecken, das alles revolutionieren wird.
skagerak schrieb:erstens bist Du sicher nicht der erste der darauf kommt
....worauf kommt.
Ich bin nicht der erste, der wo-rauf kommt.

Nochmal: ich erfinde hier nichts neues, alles was ich hier thematisiere gibt es schon so, oder in anderer Form. Ich erfinde nichts neues, ich will nichts entdecken und ich habe keine Lust mehr.

Alles was ich mache, ist mir einen plan zusammen zu stellen, wie ich einzelne Elemente verbinden und nutzen kann. Also jetzt mal die Hose aus dem Arsch und zuhören:

Das ich einen Verbraucher habe der nur zu ca. 1% seinen Zweck erfüllt und dieser mit einen Kompressor gekühlt werden muss, steht völlig außer Frage. Da gibt es nichts was "möglich" oder "unmöglich" ist.

Und wenn man rechnet wie viel man will, dann fragt man sich schon was man mit 99% Wärmeenergie machen will. Ich könnte mir ein Ei darauf braten, WENN ich die Restwärme heiß genug bekomme und weil ich denke das ihr verdammt kluge Köpfe seit, gehe ich davon aus das ihr mir dabei helfen könnt. Oder ist der Wissenschaftsbereich nur schall und rauch?


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16.05.2018 um 16:56
@keinIngenieur:
keinIngenieur schrieb:... WENN ich die Restwärme heiß genug bekomme ...
Genau das ist, wie ich bereits geschrieben hatte, der falsche Ansatz. Anscheinend ist das aber nicht die Antwort, die Du haben willst. In diesem Fall kann ich Dir nur empfehlen, zu bauen, was Du für richtig hältst. Du solltest Dich allerdings hinterher nicht darüber beschweren, wenn das Ergebnis nicht Deinen Vorstellungen entspricht.


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16.05.2018 um 17:31
Okay, mein Fehler, dass ich das wieder hervorgeholt habe. Energierückgewinnung, in der Form von Elektrizität, ist ersteinmal vom Tisch und ich fokusiere mich auf die eigentliche Kompressor basierte Kühlung. Denn wenn ich Energie nicht in Form vom Elektrizität nutzbar machen kann, kann ich sie trotzdem zum heizen verwenden und soweit ist das kein hokus pokus mehr der den wirren fantasterein eines irren Mannes entspringt.


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16.05.2018 um 17:37
Youtube: How Does a Heat Pump Work?

Das, nur kleiner und vielleicht etwas komplizierter in meinem Fall.


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