Химический аккумулятор теплоты

[Художник67]

Данила! Вот здесь почитайте

http://www.ngpedia.ru/id509516p1.html

хотя почти это я вам уже предлагал. Думаю вам понравится

Аммиак хранить как будете? Целесообразно жидким. На сжижение тратится энергия. На обратное испарение тоже. При адиабатическом расширении имеем потери тепла и проблемы сброса холода.

 

Основными недостатками способа являются дополнительные энергетические затраты на испарение жидкого аммиака. Кроме того, для получения концентрированного раствора циркулирующую аммиачную воду необходимо охлаждать до минусовых температур низкотемпературным хладоносителем.

Известен способ получения аммиачной воды путем смещения жидкого аммиака без его испарения с водой в специальной системе смешения при давлении, которое превышает как давление насыщенного пара аммиака при его температуре хранения, так и давление насыщенного пара аммиака при температуре поглощающей воды [2] При температурах 15-20^oC рабочее давление превышает 1 МПа, что является основным недостатком способа. Для подачи в смеситель как воды, так и жидкого аммиака необходимо использовать соответствующие насосы, что связано с расходом электроэнергии.

Известны способ и реактор для непрерывного получения аммиачной воды [3] по которому концентрированный жидкий аммиак при температуре от -20 до +35^oC и давлении 0,14-1,55 МПа непрерывно контактирует с водой, причем аммиак впрыскивают со скоростью 0,15-12,5 м/с, а воду подают со скоростью 0,05-6,7 м/с. Контакт протекает при давлении 0,105-0,76 МПа при температуре от -5 до +85^oC [3] (прототип).

Данный способ также является энергоемким. Для проведения процесса при малом давлении 0,105 МПа необходимо поддерживать температуру -5^oC, что требует значительных затрат холода. При отводе теплоты от смешения компонентов охлаждающей водой температура процесса составит 55-85^oC, давление будет 0,44-0,76 МПа. В этом случае не требуется холод, но на привод насосов, подающих аммиак и воду в аппарат смешения, расходуется электроэнергия.

Другим недостатком данного способа является необходимость наличия дополнительного оборудования для поглощения газообразного аммиака, выделяющегося из емкостей жидкого аммиака и аммиачной воды при их заполнении.

Цель изобретения снижение энергетических затрат.

Заявитель Акционерное общество открытого типа "Химпром" 1996 г.

Патент Российской Федерации:

http://ru-patent.info/21/05-09/2105716.html

 

Тут не до накопления сохранения энергии, люди бьются, как бы убытки потери уменьшить.

Изменено 12 Октября, 2014 в 05:03 пользователем Художник67

[Художник67]

Система должна быть дешевой. А электролиз таким не является.

Ну тогда Вам только на глауберовой соли, 8 руб кг, 50 кг мешок. 

Только не забывайте, всё равно нужны ёмкости, трубы, теплообменники, теплоизоляция, насосы, вентили, вода (возможно 58%),  площади размещения  систем 

Изменено 12 Октября, 2014 в 06:01 пользователем Художник67

[Художник67]

Специализированный сайт есть, типа биржи металлов в США?

Или надо по каждому соединению искать отдельно?

http://www.forumhouse.ru/threads/49696/page-53

http://newforum.delaysam.ru/topic.php?forum=2&topic=19&start=1

http://dom.delaysam.ru/ekootoplen/ekootoplen9.html

 

Ищите "тепловые аккумуляторы" 

 

По мнению авторов, роль

диоксида кремния заключается в устранении переохлаждения раствора и стабилизации условий обратимости процесса в многократных циклах "нагрев - охлаждение". В работе китайских авторов [16] рассмотрена методика изучения материалов для аккумулирования тепловой энергии. Исследовано плавление и замерзание СН-10. Установлено, что после 1500 циклов плавление-кристаллизация "тепловая емкость" материала превышает 30 

кал/г (т.е. 51% от энтальпии плавления СН-10). Ориентируясь на работы [12-16], мы попытались смоделировать некоторые составы АКК и исследовать их поведение в сходных с реальными температурных режимах нагрева и охлаждения. 

http://unichim.ru/back/tmp_file/526994833.pdf

 

Составы, не содержащие буры, абсолютно непригодны в качестве аккумуляторов – они не кристаллизуются. Наилучшие результаты были получены при добавке буры в количестве 3 %. Подобное замечание относится и к образцам, не содержащим этиленгликоля, так как у них очень мал эффект кристаллизации. 

Изменено 12 Октября, 2014 в 05:52 пользователем Художник67

[Художник67]

А до какой температуры сейчас можно нагреть с высоким КПД? Вроде же есть ТЭНы для 1200 С.

 

2. Так расплав соли нужно будет хранить при высокой температуре.

Некорректный вопрос. КПД нагрева практически не зависит от температуры нагрева. С ростом температуры растут потери на излучение, но соответственно растёт скорость нагрева и теплопередачи.

Вообще занятность этой идеи состоит в том, что процесс не должен иметь высокий КПД. Все тепловые потери пойдут на отопление. То бишь, стоит этот реактор в котельной, его охлаждает теплонос, который уходит в радиаторы отопления. Если реактор поставить в центре здания, то он сам может быть таким радиатором. Нет ветра - реактор начинает разлагать рабочее вещество теплоаккумулятора и продолжает греть. Надо посчитать по джоулям/моль сколько потребуется рабочего вещества, это может быть проблемой. 

Зимой хорошо греть помещение реактором. Летом другая проблема - отвод тепла или даже охлаждение.

Идея как раз в том, чтобы эту сбрасываемую энергию теплоцикла сохранить, например до зимы.

[Художник67]

Еще как вариант можно водородом восстанавливать железо из оксида.

Полученное железо использовать как топливо по типу коррозионной грелки.

Отработанное железо из грелки в виде оксида опять запускаем в процесс..

Теоретически правильный вариант. Практически в таком случае при нынешних ценах на ферросплавы железо экономически целесообразно купить. Лучше сразу закупить ферросилиций в гранулах и едкий натр технический, и делать водород в недорогой стандартной установке, чем создавать высокотемпературные реакторы..

Кроме того известь гасят большим количеством воды иначе кипит-разбрызгивает,значит много тепла уйдет на нагрев воды,а не воздуха

Собственно воду то и надо греть, проблема в цикличности работы реактора, сложности с загрузкой-выгрузкой, и как правильно здесь уже отмечалось, большие объёмы теплоносителя, большие теплопотери, сложность и дороговизна оборудования высокотемпературных процессов.

А я вижу проблему в способе перевода энергии ветра

Например, выработку тепла с помощьью трения люди освоили ну очень давно

А что тереть будем и как тепло сохранять?

[Художник67]

Нагреваем часть FeCO3 получаем CO2

CO2 взаимодействует с  CaO,  идет  выделение теплоты, часть идет на нагревание и разложение FeCO3 и т.д.

А можно хранить FeCO3 при повышенной температуре и давлении. Открываем кран - давление понижается, начинается разложение.

Или использовать другое соединение, которое разлагается на твердое вещество и CO2 при низких энергозатратах.

Можно еще не хранить CO2, а получать его при сжигании топлива.

Вариантов очень много. 

С CaO так не получится, стрелки у реакций расставьте, температуры распишите, условия смещения равновесий учтите. 

 

С карбонилами металлов и СО ещё можно что-то похимичить, но опять же, СО ядовит, карбонилы ядовиты и взрывоопасны. Специальная запорная арматура потребуется, и т. п. Дорого получится.

[Художник67]

аккумулятор стоит дешевле стирлинга и автоматики с тепловодами и реакторами.

Навскидку - сомневаюсь. Электро аккумулятор - штука дорогая, ограниченная по циклам заряд-разряд, имеет большие массо-габариты/мощность, ограниченный ресурс работы, зависит от температуры, ёмкость со временем падает, требует преобразователей напряжения, той же автоматики.

Вот например 125 000 тонн соли в 12 хранилищах http://en.wikipedia.org/wiki/Solana_Generating_Station

Что за "соль в хранилищах" ?

[Художник67]

Закрытая система (нет поступления или выхода реагентов)

 

1. AB -> A + B

A+B -> AB

 

а) А и В могут хранится вместе, если А + В реакция идет только в присутствии катализатора

 

2 NH3 <>N2 + 3 H2

 

б) раздельное хранение:

 

Ca(OH)2 <> CaO + H2O

 

CaCO3 <> CaO + CO2

 

2. Использование еще одного вещества для хранения газа

AB <> A + B,            BC <> B + C

 

CaCO3 <> CaO + CO2

 

Лихо Вы процессы расписываете 

Температуры, давление, теплопотери не учитываем? 

Термин "натронная известь" ни о чём не говорит? 

[Художник67]

 

Гыы, человек тепло планирует запасать, а не воздух в баллонах 

 

Воздух под давлением можно в любой момент превратить в тепло.

 

 

В каком приборе и с каким кпд?

Обратный компрессор -> Электрогенератор -> ТЭН 

 

Потеря тепла в компрессоре при сжатии. Процентов 10, если не брать их в зачёт по теплу и не улавливать. Потери на тепловой цикл при сбросе давления. Можно не сбрасывать холод адиабатического расширения, преобразовывать в тепло.  Теоретический КПД по теплу ~ 95%, КПД электрогенератора ~ 85 %, по теплу можно поднять до ~95% , если ввести охлаждение/улавливание тепла трубками/рубашкой, ТЭН - КПД 100%   

 

Рессивер,  запорная аппаратура, автоматика, трубки, денег стоят конечно, но не больше, чем печь для обжига карбида или известняка и системы их обслуживания.  

 

Естественно удобство эксплуатации, непрерывность процесса, управляемость, лёгкость регулирования, компактность, минимум обслуживания, долговечность, отсутствие "мокрых" и относительно опасных и высоко/низко температурных процессов, в том числе горения, отсутствие взрывоопасных химических соединений, отсутствие как такового теплоносителя, доступность рабочего вещества - воздух пока бесплатно.   

 

Для небольших мощностей очень неплохое решение.

 

Вообще в этой теме следует разграничивать необходимые мощность и объёмы систем. Тогда можно составить таблицы и графики рентабельности.

 

Одно дело теплицу обогревать, другое дело - большой район северного региона России, и совсем другое - какое нибудь южное государство типа Израиля.

Изменено 12 Октября, 2014 в 08:10 пользователем Художник67

[Himeck]

Ух, как Художник разошелся!   

В качестве примера прямого преобразования энергии ветряка в тепло, можно рассмотреть  Гидромеханические генераторы тепла http://www.findpatent.ru/patent/241/2413906.html 

Коэффициент преобразования не оч велик, зато долговечен.