Электростанция на тепловом насосе

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Строительство собственного дома у меня только в планах, но я уже задумался об автономности. Ветрогенераторы и солнечные панели требуют больших вложений в аккумуляторы и генерируют энергию не постоянно.
Собственно сабж. Эффективный тепловой насос грунт-вода имеет КПД 400-800% и способен разогреть воду до 90 градусов. В то же время существуют низкотемпературные турбины (носитель энергии - толуол или другие органические вещества с низкой температурой кипения), КПД которых достигает 85%. Таким образом турбина может приводиться в движение полученным теплом, питать тепловой насос и отдавать избыток электроэнергии.
Подобные электростанции строятся в США.

Тепловые насосы, берущие тепло из воздуха, я не рассматриваю в виду особенностей нашего климата.
Насколько реально собрать такую установку в масштабах одного хозяйства для выработки 5-10 киловатт электроэнергии и отопления дома от одного теплового насоса?

 

На фоне вот этого Вашего высказывания:

на вот этот следующий Ваш вопрос

есть только такой ответ:

"...Это, как его,... ВОЛЮНТАРИЗМ!..." (с)

 

COP 3-5 (а не 4-8) и макс. температура 55С. При температуре 60-80С COP будет около 2.
Отнимите КПД турбина-генератор, и получите почти то же количество энергии, что и на входе.

Вот тут и разница в методах. В тех установках в земле 90С, нужно только прокачать. А у нас в земле - 5 градусов. У нас в стране мест с высокими температурами грунта - Краснодарский край и Камчатка. В обых местах вас как частника к таким скважинам не допустят.

 

У грунтовых 4-8 и температура выше.

В продаже есть турбины с заявленным кпд 85%, мощность начинается от 2 киловатт.

Вовсе нет, откуда в обычной земле 90 градусов на 150 метрах? Горячие источники эта технология не использует.

 

Похоже на утку. Да, грунтовый тепловой насос действительно может иметь эффективность и 4 и 8, но при низких температурах на его выходе, порядка 20 градусов для СОР=8 и 35 градусов для СОР=4. И да, грунтовый тепловой насос может дать на выходе температуру 75...90 градусов, но либо с очень низкой эффективностью, около 1,5 на вскидку. Либо с высокой эффективностью, около 4, но в малом количестве. Т. е. основной объём теплоносителя будет иметь температуру 35 градусов, а 5 % теплоносителя в предварительном конденсаторе будут нагреваться до 75 градусов.
Я так понимаю ни один из вариантов не подходит для генерации ЭЭ.

 

Чем выше разница температур на входе и выходе теплового насоса, тем меньше СОР.
Идея создания вечного двигателя второго рода очень интересна. Возможно, вам стоит отказаться от турбин, и посмотреть на низкопотенциальные двигатели - например, двигатель Стирлинга?

 

Спасибо, пояснили неграмотному. Турбины работают на разнице температур 50-52 градуса.

Вариант тоже любопытный, изучу его.

 

Идеальный вариант, это не "изобритать велосипед", а взять уже готовые системы.
Например ТН грунт-вода ,как и писал автор, очень хорош в плане включения его в систему низкотемпературного отопления (теплый пол) и ГВС. И все ...и не надо огород городить подобными бреднями по поводу каких-то генераторов с толуолом.
Для питания теплового насоса устанавливается солнечная электростанция, которая и дает эл. энергию для ТН в дневное время, плюс ТА для накопления тепла, в зависимости от проживающих и квадратных метров. Если 150 м2 ,то ТА не менее 2000 литров на отопления и для 4 человек 500 литров на ГВС.
Мощность ТН и солнечной электростанции расчитать не сложно.
Такиая стоит у моего соседа, а у меня солнечная электростанция 5 кВт/час. ТА 150 литров для ГВС и ТА на 500 литров для сброса излишков эл. энергии зимой, но посредством тена, хотелось бы конечно ТН поставить грунт-вода ,но у меня это невозможно сделать. Потом использую эту воду для отопления. ТА стоит в обратке до газового котла.
И да главное, нет такого понятия, как кпд 100 ,200,300...1000%.Это все рекламные буклеты для непродвинутого обывателя.
ТН потребляет эл. энергию, а переносит тепловую, но он берет ее не из пустоты, а переносит в дом из грунта, поэтому потребленна эл. энергия затрачивается только на перенос, а не на производство.
Вот и пишут СОР, соотношение эл. энергии к принесенной тепловой.
Если например теплообменник ТН поместить не в грунт, а в вакум, где нет тепловой энергии грунта, то СОР будет 0.
А самые продвинутые ТН грунт-вода ,может есть и другие, о которых я слышал или видел, имеют СОР 5.
и то при номинальных условиях, это температура грунта не ниже 17 градусов, а температура нагрева воды не выше 50. Если выше то СОР резко падает и как писал один из форумчан, может быть и 2.
Так что розовые очки надо бы снимать иногда.
И наконец финасовый вопрос. То что я написал выше уже само по себе стоит доволно дорого и это без всяких там генераторов с толуолом сомнительного происхождения.
Беспорно, при отсутствии газа и дров, это выход, но в остальном, что бы такое поставить, надо либо иметь много денег, лишних, либо очень любить природу и иметь при этом много лишних денег, ну и как третий вариант, очень обидится на ГазПром.

 

чёт я слышал с любовью к природе у ТН не очень если водоём не проточный и не сильно огромный, так как имеет место вымораживание и рыбкам с травкой бобо.

 

Как я понял, СОР теплового насоса при большой разнице температур падает до 1,5 и ниже, в этом случае турбина даже с высоким кпд в 85% будет не очень эффективна.
Вариант с двигателем Стирлинга выглядит уместнее, несмотря на низкий по сравнению с турбиной кпд (до 30%), СОР теплового насоса будет выше из-за меньшей разницы температур и в целом установка будет гораздо эффективнее. Давненько видел на ютубе видео с самодельным двигателем Стирлинга из стеклянных шприцов, который приводился в движение теплом руки.
Поправьте если что-то не так понял.

На данном этапе я не рассматриваю финансовую сторону вопроса, не рассматриваю и теоретическую - такие установки есть и отлично работают, но в промышленных масштабах. Меня интересует возможность запуска маломощного генератора такого типа и лишь после этого его стоимость и срок окупаемости.

 

Пока поиск приводит только к комбинированным котлам-генераторам на двигателе стирлинга, отработанное на генераторе тепло используется для отопления дома, их суммарный кпд очень близок к 100%, однако кпд именно генератора не превышает 10%. Работают они на сжигаемом топливе, однако они низкотемпературные, топливо греет непосредственно воду. Буду искать варианты смещения кпд от 90/10 к 70/30 и сниженя рабочей температуры.

 

Как раз таки в Вашем первом постинге темы это и рассматривается:

 

Забираю свои слова обратно.[офф]Сформулирую по-другому. Для полной автономности хозяйства на ветряках нужно увеличивать мощность генераторов в 7 раз (ветер дует 15% времени), для солнечных - в 3-4 раза от необходимой мощности, а самое большое потребление у нас зимой, когда солнце выходит меньше чем на 7 часов в сутки. Солнечные панели и ветряки "украшают" участок и занимают большую площадь. Эта идея мне не симпатична.
Кроме того, не так давно (около 500 лет назад) в мире было так называемое "смутное время", когда до земли доходило очень мало солнечного света, некоторые учёные это связывают с извержением крупного вулкана, облако дыма от извержения укрыло всю планету на несколько десятилетий. Вероятность повторения тех событий мала, но всё же)[/офф]

На рынке есть высокотемпературные тепловые насосы, способные выдавать до 150 градусов с СОР 4-5, с такой температурой преобразовать тепло в электричество значительно проще. Этот вариант мне видится наиболее доступным.

 

Посмотрел подходящее друг к другу по параметрам оборудование. Стоимость такой установки на 3 киловатта электроэнергии и 12 киловатт тепла, вклжчая монтаж, подходит к миллиону рублей. Расчетный срок окупаемости по сравнению с отоплением газом - 6 лет без учёта цены подключения к газопроводу и газового котла. Буду курить эту тему.

 

Ага. Еще покурите чем будете обеспечивать эту установку таким количеством электроэнергии в случае аварийного отключения сети.