- Categorii
- Business «Wallpaper Shop»
- Ajutor în reparații
- Materiale de constructii
- Gânduri cu voce tare
- desen
- Echipamente de constructii
- Motorul Stirling
Principalele puncte ale construcției motoarelor Stirling, atât la temperaturi scăzute, cât și la temperaturi înalte. Calculele și calculatoarele vă vor ajuta să obțineți rapid valorile corecte.
- Business «Wallpaper Shop»
- Catalog de articole. norme
Pompele termice Stirling - probabil pasul potrivit în dezvoltarea tehnologiilor de economisire. Ele permit nu numai economisirea energiei electrice sau a combustibilului ars, ci și efecte negative minime asupra mediului înconjurător. Și reprezintă un frigider obișnuit din motorul Stirling.
Principiul de funcționare este simplu. Dacă aplicați energie mecanică motorului Stirling, atunci așa-numitul " Cilindrul fierbinte se va răci, iar frigul se va încălzi, transformând căldura potențială scăzută (din partea răcită) în căldură cu o temperatură mai mare. Temperatura acestei părți răcite poate scădea la -273 ° C (teoretic). În practică, este ușor să atingeți -190 ° C sau mai puțin.
Dacă este forțat să încălzească partea răcită a cilindrului, partea fierbinte va fi și mai încălzită, încercând să transforme căldura furnizată în secțiunea răcită. Aceasta se numește transferul căldurii de la "sursă" la "consumator". Se pare că noi luăm căldură din sursa rece, făcând-o chiar mai rece și transferând această căldură către consumator, făcând-o mai hotărâtă. Acest lucru ne oferă o oportunitate excelentă de a utiliza energia cu potențial redus (aer, apă, sol, canalizare etc.) pentru a încălzi orice. De exemplu, temperatura solului este practic constantă. În fâșia centrală a Rusiei, acesta variază de la 4 la 8 grade. Ie încălzind partea de congelare a cilindrului cu căldură stocată în pământ, ne putem încălzi casa în partea fierbinte a motorului. Pe scurt, aceasta este esența pompei de căldură din Stirling și, în general, orice pompă de căldură.
Pompa de căldură Stirling
Până în prezent, pe baza motorului Stirling, aproape nici o pompă de căldură pentru uz casnic. Acestea sunt realizate în principal cu ajutorul compresoarelor cu gaze care au capacitatea de a fi lichefiate la presiune scăzută. Acestea sunt mărci diferite de freoni, amoniac, dioxid de carbon etc.
Eficiența pompei de căldură este caracterizată de coeficientul de transformare a energiei (transferul de căldură). Pentru o evaluare rapidă, puteți utiliza calculatorul. Eficiența (aici). De exemplu, temperatura solului este de 4 ° C, iar temperatura pentru încălzire este de 70 ° C. Prin calculator, obținem eficiența conversiei de aproape 420%. Aceasta înseamnă că, prin aplicarea unei cantități de energie de 1 kW pentru a transfera căldură dintr-o sursă de potențial scăzut (în cazul nostru de la sol), vom obține 4,2 kW de energie termică. Rețineți, cu cât diferența de temperatură este mai mică, cu atât este mai mare eficiența. Și cei care s-au gândit din nou la mobilul perpetuum, vă sfătuiesc să citiți postul. Unele concepții greșite despre motoarele Stirling.
În practică, totul nu este atât de roz. Fiecare dispozitiv are propriile sale avantaje și dezavantaje. Pompele de căldură au multe pierderi diferite, care reduc în mod semnificativ eficiența dispozitivului.
- Pierderi la motorul electric. Forța mecanică este de obicei efectuată de motoarele electrice. Eficiența lor în cele mai puternice specimene atinge 95%. Pentru o valoare mai mică, această valoare rar depășește 80%.
- Când un gaz trece într-un lichid și când trece de la un lichid la un gaz, corpul de lucru își petrece irevocabil energia aplicată pentru acest proces.
- Fricțiune în grupul de pistoane. Pentru a crește compresia, este necesar să se introducă diferite scheme de etanșare. Acest lucru ne obligă să consumăm energia aplicată nu numai pentru a efectua compresia fluidului de lucru, ci și pentru a depăși forța de frecare a sigiliilor.
- Pierdere de căldură. Materialele folosite au o conductivitate termică. În cazul în care aveți nevoie pentru a salva de căldură, acestea sunt ale lui „aruncat“ în mediul înconjurător, în cazul în care trebuie să-l picătură, ei nu fac acest lucru la fel de repede cum ne-am dori. Același lucru este valabil și pentru partea rece a pompei de căldură.
- Pierderi hidraulice. Fiecare gaz sau lichid are propria vâscozitate. Această proprietate a fluidului de lucru ne face să pierdem energie pentru a depăși viscozitatea. Și cu o creștere a vitezei de mișcare a corpului de lucru, forțele de depășire a vâscozității cresc exponențial. Pierderile hidraulice sunt, de asemenea, stabilite în transferul lichidului de-a lungul circuitului de căldură cu potențial scăzut și de-a lungul conturului încălzit.
- Pierderi mecanice. Designul oricărui motor nu este perfect. Dezechilibrul și dezechilibrele în părțile mobile afectează negativ și eficiența părții mecanice a compresoarelor.
Citește și: Încălzitoarele tubulare din Stirling, cum pot fi abandonate?
În general, toate aceste pierderi totale în pompele de căldură sunt numite gradul perfecțiunii termodinamice și se denumește prin coeficientul h. Pentru dispozitive de până la 3 kW h = 0,35 maxim. În cazul unor evoluții mai moderne și costisitoare, este posibilă o creștere semnificativă a acestei valori. Aceasta înseamnă că pentru exemplul nostru (unde obținem 420% eficiență) eficiența reală va fi de maximum 147% (420 * 0,35). Pentru instalații mai puternice, h = 0,5. Ie iar eficiența va fi de 210%. În practică, totuși, temperaturile ridicate de încălzire sunt rareori utilizate. De obicei nu depășește 55 ° С. La această temperatură, randamentul teoretic va fi de 543%, iar eficiența reală pentru o pompă de căldură cu putere redusă va fi de aproximativ 200%. Ie cheltuind 1 kW de electricitate, veți obține 2 kW de căldură. De asemenea, pentru a spori eficiența, trebuie să se depună eforturi pentru creșterea temperaturii sursei de căldură (sol, apă, aer). Datorită temperaturii scăzute a pământului în multe latitudinile țării noastre nu este favorabilă de a folosi pompe de căldură pentru încălzirea locuințelor, în special în zonele cu permafrost.
Ce ne atrage in productia de frigidere pe baza motoarelor Stirling? Mai întâi, pierdem unele dintre dezavantajele, și anume pierderea evaporării și condensarea. Motorul Stirling funcționează pe ciclul Carnot și acesta este cel mai eficient ciclu de conversie a căldurii. De asemenea, diverse trucuri tehnologice pot îmbunătăți gradul de perfecțiune termodinamică. De exemplu - configurația unei scări duble. Acesta poate reduce pierderile de frecare aproape în două. În loc de freoni și alte organisme de lucru periculoase din Stirling, putem folosi orice gaz securizat: aer, carbon, azot, heliu și hidrogen. Desigur, plata pentru aceasta va fi presiuni ridicate ale gazelor de lucru care ajung până la 100 atmosfere și mai mult.
Vezi și: Graficul eficienței motorului ideal Stirling