Теплоаккумулятор на основе каустической соды (гидроксид натрия)

Вот такая информация попалась.

Технология создания запаса тепла летом и расходования его зимой.

Только тут вопросы сразу о количестве тепла, которое выделится при увеличении содержания влаги в NaOH.
Как это посчитать?

Пусть имеем 25 кг NaOH (мешок) Такой мешок содержит 92 процента NaOH и 8 процентов воды. Порошок или кристаллы.

Добавили 2 литра воды туда. Сколько тепла выделится?
Добавили 3 (4,5, 8, 10 и т. д.) литра воды. Сколько тепла выделится в каждом конкретном случае?

Цены самые различные от 14 000руб/тонна и до 100 000оуб/тонна.

Надо знать какое количество гидроксида натрия загрузить в свой теплоаккумулятор.
И стоит ли его вообще делать такой теплоаккумулятор, если неизвестно количество выделяемого тепла. при увеличении влажности.

Спойлер: Технология создания запаса тепла летом и расходования его зимой

Стремление уйти от использования ископаемых видов топлива при отоплении жилых и производственных помещений является частью глобального плана по обеспечению более экологически чистого будущего человечества. Но, в настоящее время только своевременный поворот регулятора термостата на газовом котле или электрическом нагревателе может обеспечить практически мгновенную реакцию на изменение температуры окружающей среды.

Однако группа исследователей из Швейцарии разработала технологию, позволяющую использовать экологически чистую тепловую энергию для отопления, а применение этой технологии позволит аккумулировать тепло в течение лета и использовать его зимой по мере необходимости, увеличивая или уменьшая теплоотдачу системы простым «щелчком выключателя».
Помимо этого, агент, хранящий в себе энергию, может быть без труда перемещен туда, где в данный момент времени есть необходимость в источнике тепловой энергии. Система аккумулирования тепловой энергии была разработана специалистами швейцарского института EMPA (Eidgenossische Materialprufungs-und ForschungsAnstalt). Агентом, выступающим в роли аккумулятора и носителя тепловой энергии, выступает концентрированный раствор гидроокиси натрия (NaOH), помимо этого в системе использован ряд стандартных узлов и компонентов, позволяющих ей собирать, преобразовывать, хранить и высвобождать тепловую энергию с максимальной эффективностью.

В основе работы системы лежит эффект, заключающийся в том, что когда в сухую гидроокись натрия попадает влага, происходит экзотермическая реакция и заключенная в гидроокиси химическая энергия выделяется в виде тепла. Поскольку гидроокись натрия является чрезвычайно гигроскопичным материалом, достаточно большое количество тепла выделяется даже уже при поглощению ею содержащихся в воздухе водяных паров, а еще большее количество тепла может быть получено путем добавления воды к концентрированному раствору гидроокиси.

Если раствор гидроокиси натрия подвергается воздействию высокой температуры, к примеру, от солнечных лучей, то вода из раствора достаточно хорошо выпаривается, раствор приобретает большую концентрацию, т. е. накапливает тепловую энергию в виде химической энергии. Раствор с высокой концентрацией, помещенный в специальные емкости, может сохраняться сколь угодно долго, в течение нескольких месяцев или даже лет. И емкости с этим раствором достаточно просто перевезти туда, где возникла потребность в дополнительной энергии.

В системе, разработанной швейцарцами, носителем энергии является 50-процентный раствор NaOH, вязкая жидкость, способная медленно передвигаться по трубам спиральных теплообменников. Эти теплообменники устроены так, что раствор гидроокиси натрия контактирует с водяным паром, поглощая его и разогреваясь до более высокой температуры. В ходе экспериментов удалось ученым выяснить, что снижение концентрации раствора с 50 до 30 процентов нагревает объем этого раствора до температуры в 50 градусов Цельсия, до температуры, лежащей в идеальном для отопления диапазоне.

Обратный процесс, заключающийся в выпаривании воды и увеличению концентрации раствора гидроокиси натрия до 50 процентов, так же производится в трубах другого теплообменника. Однако этот теплообменник должен нагреваться до высокой температуры и для этого можно использовать коллектор солнечных лучей, к примеру.
Полученная в системе горячая вода подается в стандартную систему отопления помещения, проходя по радиаторам системы и по трубам, проложенным в толще пола. Когда эта вода отдает тепло и ее температура снижается на 10 градусов, она возвращается в теплообменник для следующего цикла нагрева.

 

Возможно такая рекомбинация энергии и имеет место быть, но каково ее количество в объеме, та еще и помноженное на количество циклов и скорость процесса. Парафин, имея схожие свойства, и то достаточно дорог по сравнению с эффективностью.

 

КАк посчитать и определить количество теплоты?

 

Каустик не лучший химикат для накопления энергии, к тому же не безопасный в обращении.

 

Статья под сполером вызывает много вопросов,(Возможно журналисты напутали)
Для дома и семьи однозначно такое решение не подходит.
1 Очень дорого.
2 Очень опасно
3 При контакте с воздухом, гидроксид натрия поглощает углекислый газ и преврашаеться в соду и сказка заканчивается
4 Низкая эффективность (при таких затратах)

 

Возражаю.

1. Не дорого.
2. это как посмотреть
3. Контакт с воздухом можно избежать
4. Эффективность надо считать, а не голословно что то говорить.

По сути эти швейцарцы предложили аккумулятор для солнечной энергии. Не зависящий от перепадов наружных температур, удобный в транспортировке этой солнечной энергии.
Они обезвоживают NaOH, используя Солнце, а потом извлекают эту энергию разбавляя каустик водой.

Действительно NaOH вещество ядовитое и опасное при обращении с ним.

Однако сама мысль какова!

Надо искать какое то другое вещество с подобными свойствами. Либо его надо создать.

 

1 От 14тр до 100тр за тонну это не дорого !? Вода бесплатна! Плюс оборудование немного не стандартное. Это как минимум в пять раз дороже стандартного (А если учесть, что и стандартное не укупаемое)
2 Второй класс опасности. NaOH не столько ядовит, сколько едкий. Если любопытный котенок случайно попадет в емкость, то растворится без осадка.
3 Очень интересный момент в статье: что сушат в каких то специальных закрытых теплообменниках, от солнечной энергии. Не могу такое представить у себя на участке
4 1кг сухой щелочи при бесконечном разбавлении выделит 1 МДж тепла.
В статье рабочий раствор 50%, и разбавляется до 30%. Грубо: с 1л (05кг сухой щелочи) ,-это составит 100кДж. В реале учитывая все, будет еще меньше (50кДж)
Это из-за 50кДж столько хлопот и вложений! Щвейцарцы - смешные!
Здесь на форуме были предложения использовать цеолиты. Это более реально.

 

Негашеная известь даст с трёх килограмм при реакции с водой 1 кВт тепла.

 

А еще гидроксид натрия активно реагирует с углекислотой воздуха, превращаясь в карбонат/гидрокарбонат натрия, т. е. соду.

 

Если вливать воду тоненькой струйкой, то 1 кВт.
А если толстой струей!?, то можно выжать и 10 кВт. Правда, возможно закипание и разбрызгивание. Берегите глаза (в магазине запасные не купишь). Лучше всего ОЗК и противогаз, или владеть навыками по прыжкам в сторону, на безопасное расстояние.

 

Теплотворность экзотермической реакции зависит от количества моль вещества, а не от толщины струйки.
3 кг оксида кальция - это 36 рублей. За 36 рублей на пропане, керосине, солярке, мазуте можно примерно энерги получить 10 КВтч, на метане целых 70.

 

Мощность (1 кВт) зависит от скорости экзотермической реакции. Для гетерогенной реакции скорость определяется площадями поверхности реагирующих веществ. Желательно кусковой оксид кальция предварительно измельчить (например молотком, операцию проводить в противогазе, будет пылить), а потом толщиной струи подаваемой воды регулировать скорость и соответственно выделяемую мощность.
На счет цены согласен, вполне демократичная за 3кг. Вопрос сколько кг необходимо запасти на зиму?
Что потом делать с образовавшейся гашеной известью? Где хранить исходное вещество и продукт?
Вы решили что с 3кг оксида кальция можно получить 10 кВт х ч тепла?

 

Я напомнил просто, что теоретически речь идёт об одном КВтч с трёх кг оксида кальция, что по цене гораздо эффективнее гидроксида натрия. На практике углеводороды гораздо емче энергетически и практичнее. Если уж говорить о практической схеме ТА, в котором теоретически не будет иссякаемых состовлящих, - это схемы со стеарином или ацетатом натрия.

 

Согласен. Хотя тема интересная. Во время ВОВ фрицы в окопах разогревали тушенку на таких грелках (оксид кальция + вода).

 

Тема конечно интересная но не более. С таким успехом карбид кальция тепла выделяет не мало плюс ацетилен прекрасно горит. Отходы всё те же гашёная известь.