Фазовый переход вода-лед. Теплоаккумулятор

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Позволю себе обрисовать получившуюся картину.
1. Испаритель - даже пара вариантов.
2. Конденсатор - куча готовых вариантов.
3. Двигатель
3.1. Турбина. При использовании компрессора можно достичь дельты в 5 атм., но скорее всего меньше. И малая разность температур. Монструозность. Не подходит, будет очень дорого по первоначальным затратам, с малым выхлопом.
3.2. Двигатель по типу парового замкнутого цикла. Те же проблемы.

Нам нужен двигатель, который преобразует ОГРОМНОЕ количество газа с невысоким давлением и низкой температурой, близкой к конденсации. Недорогой, простой, и без монструозности.

 

Ну на базе спирального компрессора такое получится? Лично у меня не хватает спец знаний, чтобы оценить. Я по образованию электронщик.

 

Вряд ли. Капли конденсата, скорее всего, убьют двигатель. Я по профессии программист. Я боюсь, что турбину по той же причине не удастся использовать.

 

Понятно. т. е. нужно перегревать/пересушивать паровую фазу, чтобы можно было эффективно использовать паровую машину. А это сокращает и без того не высокую разницу температур.
Монструозность не является недостатком для стационарной системы...

 

Пойдем с другой стороны. Берем закольцованную цепь, на цепь вешаем резиновые шарики, заправленные бутаном. На дне озера и на поверхности - звездочки, на которых висит цепь.
Шарики на поверхности охлаждаются ниже -5, бутан становится жидким. Пусть бутан стекает в какой-нибудь теплоизолированный стакан, закрепленный на дне шарика. Шарик скукоживается. Опустившись на дно при прохождении нижней звездочки стакан переворачивается, бутан выливается в шарик, вскипает, надувает шарик. И по кругу.

 

Я читал, мембранным компрессорам на низких частотах не страшны мелкие капли. Они как раз работают на небольших давлениях. Правда, КПД будет ниже плинтуса.

 

Можно было бы использовать МГД генератор, если бы у газа при этой температуре была бы проводимость.

 

Нам нужен не компрессор, а двигатель-генератор. Мембранный двигатель-генератор?
В общем можно наверное. Для долгоживучести металлическая гофрированная мембрана и два электроклапана. На мембране постоянный магнит и рядом катушка. Первым клапаном впускаем газ под мембрану - получаем импульс ээ., вторым клапаном выпускаем газ в конденсатор., + второй импульс ээ.
Для нормальной работы на разнице давлений обратная сторона мембраны (не рабочая область) соединена по давлению с конденсатором.
Как посчитать КПД?

 

Это воплощение того о чём я сам думал.
Думал как на глубине наполнить подобный "шарик" воздухом чтобы он приобрёл плавучесть.
Додумался то того, чтобы собирать газ поднимающийся из кратера вулкана, который находится водой.

Размеры установки какие получатся для получения различных мощностей тоже прикинуть можно.

Потом. Стаканы должны либо опускаться и подниматься по теплоизолированным вертикальным каналам чтобы исключить несвоевременное вскипание, либо иметь клапан, который раскрывался бы в момент прохождения нижней точки у дна.

В цифрах прикинуть нельзя ли?
Взять объём шарика, отсюда выталкивающая сила.
И хватит ли энергии вскипающего бутана для наполнения шарика?

 

Всё же это, что предложил VinsentAoki, гораздо проще. Уже всё есть для того чтобы механическую энергию на звёздочках преобразовать в электрическую.

Давайте обсудим до конца.
И вынесем какое-то решение. Пригодно или не пригодно.

Северный Ледовитый океан большой. Глубины там на расстоянии от полукилометра и далее 15-30 метров всего.
Расставляй такие установки вдоль побережья и гони энергию на берег.
И никаких ТЭЦ, АЭС, котельных, угля, мазута и т. д. не надо.

 

Если давление не будет сильно большим (глубина) то хватит.
Проблема как обеспечить долгоживучесть регулярно скукоживающегося шарика.
Да и цепь в Северном Ледовитом кто будет обслуживать?
Еще надо обеспечить быстрый нагрев-охлаждение неподвижного объема газа...
тоже задачка та еще...

 

Осталось создать вулкан. Жаль, местные жители захотят, скорее всего, Вас побить.

При тяговом усилии 10 тонн 1х1х10 метров минимум, скорее на 20-30% больше.

Стакан жестко зафиксирован на цепи. Когда шарик опускается вниз, стакан находится дном вниз. Т. к стакан термоизолирован, вскипания не будет. Как только цепь пройдет нижнею звездочку, стакан, вместе с цепью развернется и выльет бутан на мембрану.

Что именно?

Объемом газа в жидкой фазе можно пренебречь. Соответственно, например, 10 шаров по 1 м3 - 10 тонн подъемная сила.

Если взять пропан-бутановую смесь, то при -20 давление 0 бар (шарик сам скукожиться.). При 0 - 2 бара, т. е можно работать с глубинами порядка 20 метров на этой смеси.

На сегодняшний день это не проблема. Текущие материалы позволяют создавать мембраны, работающие при отрицательных температурах на частотах порядка 50 герц десяток лет. У нас частоты горазда ниже.

В нашем случае газ конденсируется, и это хорошо. Площадь поверхности нашего шарика (или гармошки) велика, при конденсации газ в виде жидкости стекает в стакан, его место занимает не охоложенный газ. Прямо ТТ . То же самое при нагреве. Сжиженный газ стекает по стенкам шарика на дно, кипит. Площадь, правда, небольшая. Но и здесь можно что нибудь придумать.

 

А, самое главное, при кипении отбирается тепло у воды. Вода превращается в лед, но т. к шарик увеличивается, расправляется, лед откалывается, всплывает вверх, его место занимает, вода...

 

1. Долгоживучесть "шариков" - это проблема конструкторов подобрать материал. Кроме того "шарики№ могут быть не из резины или другого эластичного материала, а металлические.
2. Обслуживание цепи. Вопрос. А кто оборудование обслуживает на нефтедобывающих платформах?
3. Нагрев - охлаждение. Это тоже конструкторская задача.
4. По давлению. Уже указал, что не более 4х атмосфер будет давление на глубине 30 метров.
К примеру. В Чаунской губе (морпорт Певек) глубины от 13 до 15 метров всего. Размер этой "лужи" в среднем 80км. на 80км.
Сколько энергии можно с неё выкачать охладив на 1 градус всего?
И вдоль побережья Восточно_Сибирского и Чукотского морей на расстоянии от 500 метров от берега тоже такие же глубины.

Наше дело обсудить и сделать вывод. Рабочая это идея или нет.
Мне кажется, что рабочая.
Только цифры нужны. И сначала максимально возможные, а потом только потери считать.

 

Я прикинул, площади теплообменников - вода сжиженный газ слишком малы, слишком мала разница температур. Нужны отдельные теплообменники, а значит нужен двигатель...