2019 szeptember 18 - szerda
Kezdőlap > 8. AZ OLVASÓK ÍRTÁK > 8.28. Jakab György: Környezeti hőenergia forgómozgássá alakítása

8.28. Jakab György: Környezeti hőenergia forgómozgássá alakítása

Írta: Jakab György

A környezeti hő egy nagyon érdekes alkalmazását ismerteti György ezen az oldalon.

Azoknak a gondolkodni szerető embereknek a figyelmébe szeretném ajánlani az oldalon szereplő berendezést, akiket valóban érdekel, hogyan lehet alacsony energiaszintű környezeti hőmérsékletet ismert fizikai folyamatok segítségével forgómozgássá alakítani.

Két nyomás alatt álló tartályban lévő részben cseppfolyós halmazállapotú hűtőgépgázt környezeti hőenergia felhasználásával hőszivattyú segítségével eltérő hőmérsékletűre hűtünk, illetve fűtünk. A cseppfolyós gáz a különböző hőmérsékleteken eltérő nyomáson párolog, létrehozva ezzel egy nyomáskülönbséget a két tartály között. Az alacsony nyomású tartályból egy folyadékszivattyú cseppfolyós gázt juttat vissza a magasabb hőmérsékletű tartályba, így hozva létre a körfolyamatot.

Van tehát két egymással zárt rendszert képező módon csatlakoztatott tartályban két eltérő hőmérsékletű és nyomású, részben cseppfolyós halmazállapotú gázunk, amely energiatartalma kisebb részben a hőszivattyú kompresszorán keresztül bejuttatott mechanikai munkából, nagyobb részben a környezetből elvont hőenergiából származik. Ez lesz a motorunk üzemanyaga.

A párolgásból keletkező gáz halmazállapotú gáz nyomáskülönbségét egy nyomáskülönbséggel működtetett légmotorban hasznosíthatjuk nem túl nagy hatásfokkal. Célszerűbb tehát, ha a cseppfolyós halmazállapotú gázt, mint folyékony üzemanyagot használjuk fel hasonló módon, mint a dieselmotorban a gázolajat, csak épp itt nem a gáz elégetésekor keletkező magas hőmérséklet miatt keletkezett nyomásnövekedést, hanem a folyadék állapotú gáz elpárolgásakor keletkező térfogat-növekedést hasznosítjuk munkavégzésre. Értelemszerűen az ilyen motor zárt rendszert képez a két tartállyal, amelyben a gáz újra cseppfolyósítására kerül sor, fenntartva ezzel a körfolyamatot. A hatékony energiaátalakításhoz célszerű az egyetlen motorban mindkét folyamatot egyidejűleg használni. Pontosabban a gáz halmazállapotú gáz nyomását mintegy turbófeltöltőből származó nyomást a henger töltésére felhasználni, az összenyomás után pedig a megnövekedett hőmérsékletet a folyadék állapotú hengertérbe fecskendezett gáz elpárologtatására fordítani, és az így létrehozott térfogat-növekedést felhasználni a motorban munkavégzésre.

Mivel a motor üzemanyagának energiatartalma nagyobbrészt a környezeti hőenergia elvonásával kerül az üzemanyagba, az előállítására fordított energia pedig csupán a hőszivattyúba bevitt kompresszió munka, igen valószínű, hogy alacsony hőfok és kis hőmérsékletkülönbség ellenére hatékony energiamérleggel rendelkező berendezést lehet megfelelő tervezés esetén megvalósítani.

A megoldás lényeges eleme, hogy a bevezetett hőenergia mindaddig visszakerül a körfolyamatba, amíg mechanikai munkává nem alakul, tehát a rendszer által felvett energia majdnem teljes egészében mechanikai munkaként hasznosul. A körfolyamat akkor válik önfenntartóvá, amikor a motor hatásfoka nagyobb, mint a hőszivattyú kompresszormunka igénye. Egy 4-es COP-jú hőszivattyú esetében ez 25% os hatásfokot jelent. A rendszer hővesztesége növeli a hőszivattyú COP ját. Vagyis csökkenti a hőszivattyú munkaigényét, tehát a két rendszer együttes működtetése következményeként mindkét rendszer hatásfoka javul.

KornyHo1 8.28. Jakab György: Környezeti hőenergia forgómozgássá alakítása

1. ábra.

Az ábra felső részén egy hőszivattyú működési ábrája látható.

Az ábra alsó részének két oldalán a hőszivattyú által fűtött és a hűtött gáztartály látható a belsejében a hőcserélővel és a részben folyadék halmazállapotú gázzal.

Az alsó rész közepén egy belsőégésű motor ábrájának segítségével mutatom be a motor működési elvét. Lényegében annyi a különbség hogy itt nem égéshő miatt keletkezik a nyomás, hanem a folyékony gáz párolgása, forrása okozza a nyomásnövekedést.

A fenti rajz erősen egyszerűsített változat, a működési elv megismertetését szolgálja.

Hozzászólok!

A weblap további használatával Ön beleegyezik a sütik használatába. További információ

A süti beállítások ennél a honlapnál engedélyezett a legjobb felhasználói élmény érdekében. Amennyiben a beállítás változtatása nélkül kerül sor a honlap használatára, vagy az "Elfogadás" gombra történik kattintás, azzal a felhasználó elfogadja a sütik használatát.

Bezárás