Батарея мембранных двигателей Стирлинга на суточном перепаде температур воздуха

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Вот кое-какие наброски из того, что хотелось бы получить в итоге.
Для отопления дома мне нужно около 30 квт электроэнергии и еще около 5 квт на обычные нужды. Если учесть, что перепады температур в разные дни разные, а внутри суток двигатели Стирлинга будут отдавать различную мощность, то приблизительно мне нужно чтобы в пике батарея отдавала 100 квт электроэнергии. Думаю, что одна ячейка мощностью 100 вт - это главная задача. Тогда мне нужно будет установить 100 двигательных ячеек.
Чтобы придти к такому результату, вначале нужно собрать модель мембранного двигателя стирлинга и попробовать на ней добиться работоспособности от как можно меньшего перепада температур. По результатам тестирования определить возможность построения настоящей энергетической ячейки с мембранным двигателем Стирлинга.


Ошибочка в тексте моем закралась. Не 100 а 1000 ячеек нужно поставить.

 

Как я уже писал, в кубе воздуха при dT 15 градусов содержится 0.002 кВт*ч
То-есть потребуется прогнать сквозь теплообменники 35/0.002= 17 500 м3 воздуха.
О КПД я не задумывался.
Могу ошибаться, пересчитайте.

 

Наверное потребуется прогнать и более 20-30 тыс м3 воздуха. Но это не очень большая проблема.

 

Да не вопрос! А где опытный образец?! Хотя бы схемка какая ...

 

Вам сразу чудо подавай натуральное. Нетю. Его, это чудо нужно попробовать с превеликими трудами сделать своими ручками. Ссылку на макет мембранного двигателя я выше приводил. Можно легко нагуглить аналогичное. Нужны эксперименты.

 

Я нашел его! Чудо!
https://www.forumhouse.ru/threads/73929/
Барабанит день и ночь и летом и зимой

 

Про энергию тяги трубы перенес сюда - https://www.forumhouse.ru/threads/73777/.
Здесь просьба это больше не обсуждать.

 

Тут serko правильно указал на низкую энергетическую способность воздуха.
А я добавлю и добью гвоздь в крышку гроба этого топика:
любая тепловая машина работает по термодинамическому циклу и в самом идеальном случае (реально в разы хуже) дает КПД 1-Tmin/Tmax. Причем температура меряется в Кельвинах.
Суточный перепад делить пополам - это градусов 5 в лучшем случае. Значит теоретический КПД 1-295/300=1.6%
Реальный КПД точно меньше процента.

И поэтому начинаете мерять воздух который вам нужно прогнать не в кубических метрах - а в кубических километрах. Будет в самый раз!

 

1. Если в кубе воздуха при dT 15 градусов содержится 0.002 кВт*ч,
то при dT 5 градусов содержится ~0,00067 кВт*ч. Если я правильно вычислил это.
2.Теоретический КПД 1-295/300=1.6% (при 22 и 27 градусах по цельсию).
3. Для получения 35 квт/ч механической энергии нужно:
35/0,00067 = 52239 м3 воздуха. При реальном КПД в 2 раза меньшем нужно прогнать ~100 000 м3. Много это или не очень? Не знаю.
Но то, что в окружающей природе воздуха много, уверен. Главное - правильно его прокачивать с наименьшими потерями и добиться наименьшей рециркуляции его.
Вопрос. А можно ли создать двигатель со столь малым КПД?

 

двигатель создать легко.
И омывать его холодный и горячий конец жидкостью - тоже легко.
А вот как прогнать столько воздуха через радиаторы - это загадка. Вся мощность на это и уйдет

 

по стирлингу добавлю сайт
самый понятный из всех, что мне встречалось...

 

Вот что я нашел давно на просторах инета:
"На рисунке показан вариант ДС, в котором поршни заменены одной мембраной (металл, пластик, резина - в зависимости от рабочей температуры), а рабочие пространства обоих цилиндров объединены. В остальном это тот же стирлинг, и принцип его работы остается тем же.
Перемещение кронштейна, жестко соединенного с мембраной, происходит за счет вращения неуравновешенного маховика, и может составлять доли миллиметра. Воздушный зазор между мембраной и корпусом должен быть чуть больше амплитуды колебаний мембраны.
В случае принудительного вращения вала с маховиком одна часть корпуса начинает разогреваться, а другая - охлаждаться. Если же разные части корпуса греть и охлаждать, то предварительно раскрученный маховик начнет ускоряться и выполнять механическую работу.
Мощность данной машины не может быть особенно высокой из-за малого рабочего объема, но можно попытаться увеличить ее за счет увеличения оборотов. Для этого нужно правильно выбрать степень неуравновешенности маховика."

 

Вот моя импровизация на тему мембранного альфа двигателя Стирлинга. Две емкости с теплоемкой жидкостью, одна из которых теплая, т.к. была нагрета дневным воздухом, другая - холодная, т.к. остыла от ночного воздуха. Над поверхностью жидкостей закреплены мембраны, по одной на каждую емкость. Воздушное пространство между поверхностью жидкости и мембранами обоих сосудов соединяются между собой трубками через регенератор. Мембраны соединены механической связью аналогично обычному альфа двигателю Стирлинга. Правда, я на рисунке немного нарушил механику, т.к. маховик (вверху) толкает шатуны под углом к поверхностям мембран. Но, думаю, есть несложный способ исправить это.
Суть такого решения - исключить из теплопередающего контура сопротивление теплопередачи стенок цилиндра между рабочим газом и источником тепла. Правда, вылазят другие сложности.

 

Вот этот рисунок.

 

Народ. Вы сначала почитайте. Мембранный не пойдет. У него очень низкий КПД. Хватает только, что бы самого себя раскрутить тут и речи не идет о полезной нагрузке. Подходит только для детских опытов. Что бы получить хоть какой то КПД надо строить поршневой.
Он не на много больше получиться зато им уже можно и генератор раскрутить. Чертежей в инете много.
Самый оптимальный вариант в автономии если его посадить одной стороной на печь в доме, а вторую на улицу вынести зимой. Просто супер будит. А летом особо бесполезен.
Хотя если только на солнце зацепить. Такое делают.