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Discussione: Zeolite per accumulare calore in estate

  1. #1
    Appassionato/a

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    In questo documento <a href="http://www.miniwatt.it/mwarchivio/mwb2006/0604_Tecno_Heat%20on%20the%20road.pdf" target="_blank">Trasporto di calore</a> si prospetta la possibilit&agrave; di trasportare calore trasportando materiale a bassa temperatura.<br>Evidentemente perchè il trasporto risulti conveniente il materiale impiegato dovrebbe avere per così dire una alta densit&agrave; calorica e una facilit&agrave; di &quot;riempimento&quot; e &quot;svuotamento&quot;.<br>Se così fosse si potrebbe pensare di usarlo in abbinamento con pannelli solari per costituire in estate una riserva di calore da utilizzare in inverno.<br>Qualcuno potrebbe provare a fare dei calcoli per vedere quanti quintali (o tonnellate ?) bisognerebbe stoccare ?

  2. #2

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    Alcuni esperimenti di accumulo stagionale di calore, sono stati fatti utilizzando serbatoi di acqua molto grandi, ben coibentati ed interrati<br>Una stima di massima la trovi quì (cerca &quot;stagionale&quot;)<br><a href="http://acustica.ing.unibo.it/Courses/FTA/EnergiaSolare.pdf" target="_blank">http://acustica.ing.unibo.it/Courses/FTA/EnergiaSolare.pdf</a><br><br>Però c&#39;è anche la possibilit&agrave; di utilizzare il terreno stesso come accumulatore termico<br><a href="http://www.energoclub.it/doceboCms/page/100/Accumulo_termico.html" target="_blank">http://www.energoclub.it/doceboCms/page/10...lo_termico.html</a><br><br>Odisseo

  3. #3
    Moderatore

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    odisseo,<br>non ho tempo, prova a verificare e a fare una veloce comparazione tra i due sistemi.<br>Ho la sensazione che il sistema a zeoliti abbia una capacita&#39; termica molto superiore, sia per le temperature che sono molto piu&#39; alte, sia per una trasformazione di stato che dovrebbe aiutare nell&#39;operazione.<br>Da approfondire ...... ma la vado bene solo per attivita&#39; industriali nelle vicinanze della fonte di calore, ci mancano sulle autostrade solo i camion pieni di materiale incandescente&#33;<br><br>Ciao<br>Mario

  4. #4
    Appassionato/a

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    Mi interesserebbe conoscere, ad es. per un metro cubo di zeolite, la capacit&agrave; di accumulo di calore ad una temperatura poco elevata (l&#39;ideale se fosse a meno di 60 °C) nonchè il suo peso, per capire se stoccandone un certo quantitativo in un sottotetto inutilizzato sia possibile un riuso successivo.<br>Gli altri sistemi mi sono abbastanza noti per aver scorazzato qu&agrave; e l&agrave; nel forum.<br>Grazie

  5. #5

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    bel problemino, le zeoliti in sè non sono particolarmente dense da 2 a 2,2 gr/cm^3 (a fronte di 1 gr/cm^3 dell&#39;acqua) ma, il loro calore specifico, trattandosi di materiali molto porosi dovrebbe essere più basso di quello dell&#39;acqua (non ho trovato dati specifici in mezz&#39;ora di ricerca in rete, a parte quello di una malta a base di tufo e zeoliti: 0,2 - 0,3 Kcal/Kg °C)<br>Di contro, trattandosi di materiali idratati, c&#39;è anche da tener conto del calore di idratazione, quando si effettua il passaggio di stato da materiale idratato a materiale disidratato<br><br>Continuo a cercare nei momenti liberi<br><br>Odisseo<br>

  6. #6

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    Comunque, quest&#39;azienda sembra si sia specializzata nel settore<br>(utilizzano zeolite sintetica , densit&agrave; 0,8 Kg/litro anidra)( il calore di adsorbimento varia in funzione del tipo di materiale, 20 - 100 Kcal/mole )<br><a href="http://www.zeo-tech.de/e_index.htm" target="_blank">http://www.zeo-tech.de/e_index.htm</a><br><br>Odisseo<br><br><div align="center"><div class="quote_top" align="left"><b>CITAZIONE</b> (Sanromanodoc @ 9/1/2007, 11:03)</div><div id="quote" align="left">Mi interesserebbe conoscere, ad es. per un metro cubo di zeolite, la capacit&agrave; di accumulo di calore ad una temperatura poco elevata (l&#39;ideale se fosse a meno di 60 °C) nonchè il suo peso, per capire se stoccandone un certo quantitativo in un sottotetto inutilizzato sia possibile un riuso successivo.<br>Gli altri sistemi mi sono abbastanza noti per aver scorazzato qu&agrave; e l&agrave; nel forum.<br>Grazie</div></div><br>dubito che sia facile da gestire in un sottotetto, dai un&#39;occhiata al sito<br><br>Odisseo<br><br><span class="edit">Edited by odisseo - 9/1/2007, 13:59</span>

  7. #7

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    Ok, faccio un calcolo mmooooooolto spannometrico (giusto per avere un&#39;idea dell&#39;ordine di grandezza), visto che dati specifici non ne trovo (per ora)<br><br>Suppongo di utilizzare la zeolite-a<br>Na12[(SiO2)12(AlO2)12].27 H2O<br><br>Se ho fatto bene le addizioni, i pesi molecolari sono:<br>anidra = 1842<br>idratata = 2328<br><br>equivale a dire che una grammomole di zeolite-a anidra (1842 gr), resituisce almeno 20 Kcal (stò usando il valore minimo possibile) quando viene completamente idratata (arriva a pesare 2328 gr)<br>cioè:<br>20/1,842 = 10,8 Kcal/Kg<br><br>Odisseo<br>p.s. prendete questi conti con il beneficio di inventario, almeno fintanto che non riesco a trovare dati decenti<br>

  8. #8
    Appassionato/a

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    Odisseo, intanto grazie.<br><div align="center"><div class="quote_top" align="left"><b>CITAZIONE</b> (odisseo @ 9/1/2007, 14:46)</div><div id="quote" align="left">... equivale a dire che una grammomole di zeolite-a anidra (1842 gr), resituisce almeno 20 Kcal (stò usando il valore minimo possibile) quando viene completamente idratata (arriva a pesare 2328 gr)<br>cioè:<br>20/1,842 = 10,8 Kcal/Kg</div></div><br>Ho visto il sito tedesco, mi sembrano ancora all&#39;inizio ma le idee non sono male.<br>Forse possiamo cominciare a fare qualche prima timida considerazione.<br>1. Per estrarre l&#39;acqua dalle zeoliti occorre somministrare calore a temperatura elevata (circa 200 °C).<br>2. Le zeoliti quando &quot;contengono energia&quot; sono prive di acqua (e quindi meno pesanti) e debbono essere conservate (bollenti ?) in contenitori sigillati (e altamente coibentati ?).<br>3. 10,8 Kcal/Kg equivale a raffreddare di 10 °C 1 litro di acqua : non tanto ma nemmeno poco, anzi.<br><br>Se ho scritto stupidaggini correggimi subito.<br><br>Attendo altre considerazioni.

  9. #9

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    <div align="center"><div class="quote_top" align="left"><b>CITAZIONE</b> (Sanromanodoc @ 9/1/2007, 16:36)</div><div id="quote" align="left">Odisseo, intanto grazie.<br><div align="center"><div class="quote_top" align="left"><b>CITAZIONE</b> (odisseo @ 9/1/2007, 14:46)</div><div id="quote" align="left">... equivale a dire che una grammomole di zeolite-a anidra (1842 gr), resituisce almeno 20 Kcal (stò usando il valore minimo possibile) quando viene completamente idratata (arriva a pesare 2328 gr)<br>cioè:<br>20/1,842 = 10,8 Kcal/Kg</div></div><br>Ho visto il sito tedesco, mi sembrano ancora all&#39;inizio ma le idee non sono male.<br>Forse possiamo cominciare a fare qualche prima timida considerazione.<br>1. Per estrarre l&#39;acqua dalle zeoliti occorre somministrare calore a temperatura elevata (circa 200 °C).<br>2. Le zeoliti quando &quot;contengono energia&quot; sono prive di acqua (e quindi meno pesanti) e debbono essere conservate (bollenti ?) in contenitori sigillati (e altamente coibentati ?).<br>3. 10,8 Kcal/Kg equivale a raffreddare di 10 °C 1 litro di acqua : non tanto ma nemmeno poco, anzi.<br><br>Se ho scritto stupidaggini correggimi subito.<br><br>Attendo altre considerazioni.</div></div><br>1. diciamo un flusso d&#39;aria ad una temperatura sufficiente a disidratare la zeolite (poi, occorre trovare qualche dato, le zeoliti, tra naturali e non sono una massa)<br>2. la zeolite anidra è priva di acqua, pesa meno, v&agrave; conservata in un ambiente sigillato, se deve essere anche coibentato, dipende da cosa vuoi, conservare ed utilizzare la quantit&agrave; di calore accumulata nel materiale in virtù della sua temperatura ? vuoi calore ad alta temperatura, quando reidrati ?<br>3. come stima di massima, l&#39;ordine di grandezza dovrebbe essere quello, ovviamente dipende dal materiale<br><br>Odisseo<br>

  10. #10
    Appassionato/a

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    L&#39;idea dalla quale ero partito era :<br>- disidratare in estate la zeolite con un flusso di aria calda proveniente da pannelli posti sul tetto, conservarla (in contenitore sigillato, come ho scoperto ora) e<br>- riusarla in inverno idratandola e scaldando acqua a bassa temperatura per alimentare un impianto di riscaldamento a pavimento.<br>Mi sembra però che i volumi (e i pesi) coinvolti siano veramente troppo alti.<br><br>Forse si potrebbe ripiegare su una ipotesi di immagazzinamento con una autonomia limitata a pochi giorni e quindi con volumi, e pesi, più accettabili. Una specie di volano termico per appianare i picchi di consumo e sopperire alle mancanze di sole.<br>In tale ipotesi, nella stagione invernale, nei giorni di sole il calore verrebbe solo in parte utilizzato immediatamente ed in parte accumulato nella zeolite per essere riusato di notte e in parte nei giorni privi di sole.<br>Dovrebbe essere presupposto, credo, un edificio a basso consumo energetico.<br>Ipotesi che nel mio caso non mi pare ora praticabile in quanto la coibentazione del fabbricato di cui sto parlando è tutt&#39;altro che buona e quindi la quantit&agrave; di pannelli e di zeolite necessari dovrebbe essere molto grande e forse spropositata.<br>

  11. #11

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    Behh un accumulo di calore a temperature medio basse, progettato per sopperire alla mancanza di sole per uno o più giorni è la soluzione adottata universalmente per questo genere di applicazioni<br><br>Non fosse altro che per un problema di costi<br><br>Però, secondo mè, dovresti pensarci bene, prima di pensare ad un sistema complesso come quello che ipotizzi<br><br>1. per disidratare la zeolite, non puoi ricorrere a temperature basse e devi utilizzare un flusso di aria<br>quindi dovrai utilizzare sistemi di focalizzazione della radiazione solare e, l&#39;impianto dovr&agrave; essere in grado di sopportare temperature piuttosto elevate<br><br>2. accumulatore termico ben coibentato e a tenuta stagna<br><br>3. sistema per insufflare aria umida nell&#39;accumulatore, per reidratare gradualmente la zeolite anidra<br><br>4. circuito di prelievo ad acqua per prelevare il calore prodotto dalla re-idratazione della zeolite<br><br><br>Molto meglio utilizzare pannelli solari termici ad acqua e, un accumulo ad acqua<br>Tra l&#39;altro, sono ben conosciuti e collaudati, riservano poche sorprese in fase di impianto e conduzione<br><br>Cercando sl forum o sul link che ti ho postato prima di energoclub, dovresti trovare molti spunti al riguardo e, molti indirizzi utili<br><br>odisseo<br>

  12. #12
    Appassionato/a

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    Odisseo<br><div align="center"><div class="quote_top" align="left"><b>CITAZIONE</b> (odisseo @ 10/1/2007, 00:23)</div><div id="quote" align="left">Molto meglio utilizzare pannelli solari termici ad acqua e, un accumulo ad acqua.<br>Tra l&#39;altro, sono ben conosciuti e collaudati, riservano poche sorprese in fase di impianto e conduzione.</div></div><br>Concordo con te.<br><br>Tuttavia ammetterai che se si potesse disidratare la zeolite con aria appena tiepida [.. ma sei proprio sicuro che occorrono temperature elevate ?] sarebbe veramente una bella soluzione. Infatti per reidratare e estrarre calore non dovrebbero esserci grossi problemi.<br><br>Grazie comunque<br><br>Sanromanodoc

  13. #13
    Moderatore

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    Ecco un'altra appicazione con accumulo di calore nella base dell'edificio:

    Labyrinth To Store Energy in Basement for Later Use - Renewable Energy World

    Ciao
    Mario

  14. #14
    Seguace

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    Predefinito Calore accumulabile nelle zeoliti

    Un saluto a tutti, sono un nuovo iscritto appassionato di energie alternative.

    La stima spannometrica che è stata fatta in questa discussione credo sia molto per difetto, forse perché chi ha letto i valori pensava si riferissero a moli di zeolite, mentre probabilmente si riferivano a moli di acqua.
    Il calore che si accumula nel processo di adsorbimento del vapore acqueo nei materiali adsorbenti, tipo zeoliti, silica gel o certi tipi di argille, tutti usati diffusamente come disseccanti, è pari alla somma del calore latente di evaporazione/condensazione dell'acqua + un'energia di legame che varia secondo il materiale adsorbente. Come molti sapranno l'evaporazione/condensazione dell'acqua è tra i processi fisici più energetici in natura, basti pensare che l'energia che occorre per far evaporare un litro d'acqua è tra 5 e 6 volte quella necessaria per innalzarne la temperatura di 100 gradi. Nell'adsorbimento l'energia in gioco è ancora più alta per via del forte legame tra le molecole d'acqua e il materiale adsorbente. Ad esempio per le zeoliti di tipo 13X, per ogni mole di acqua, o meglio di vapore d'acqua (18 g) che viene adsorbita, si libera un calore pari a 15 Kcal (62 KJ, ovvero 17,2 Wh).
    In altre parole, per ogni litro d'acqua (o forse sarebbe meglio dire per ogni kg di vapore acqueo) adsorbito/desorbito l'energia coinvolta è dell'ordine dei 10 KWh.
    Dato che la percentuale d'acqua che può essere adsorbita nei pori della zeolite arriva anche al 30% del peso della zeolite, facendo un po' di conti si arriva a cifre di tutto rispetto, fino a 188 KWh/m3, vale a dire che in un serbatoio di 100 litri di zeolite si potrebbero accumulare A TEMPERATURA AMBIENTE e senza dispersioni, quindi a tempo indeterminato, quasi 19 KWh, ovvero quanto in un serbatoio d'acqua calda di 300 litri che oltre a essere molto più ingombrante è soggetto, tra l'altro, a inevitabili dispersioni, per quanto ben coibentato (e la coibentazione aumenta l'ingombro).
    Certamente non è tutto così semplice, all'interno del materiale bisogna lasciare degli spazi vuoti per far circolare l'aria calda o l'aria umida a seconda che si voglia accumulare o recuperare calore, ma la cosa più interessante è proprio la possibilità di conservare senza dispersioni un "calore potenziale" a temperatura ambiente.
    Forse fra una decina d'anni gli attuali sistemi pannelli-serbatoio acqua di accumulo acqua-acqua saranno soppiantati da sistemi ad aria-zeolite,.
    Staremo a vedere...

    Se qualcuno volesse approfondire la questione può scaricare questo file da un sito svizzero:
    http://www.solarenergy.ch/fileadmin/...sorption01.pdf

    Aggiungo un link su uno studio fatto da studiosi cinesi con zeoliti naturali al posto di quelle sintetiche, da sito della FAO
    http://www.fao.org/docrep/t4470e/t4470e0j.htm
    Ultima modifica di eribird; 13-09-2010 a 09:07

  15. #15
    Pietra Miliare

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    vale a dire che in un serbatoio di 100 litri di zeolite si potrebbero accumulare A TEMPERATURA AMBIENTE e senza dispersioni, quindi a tempo indeterminato, quasi 19 KWh, ( =1mC di zeolite accumula equivalente di 18mc di metano)
    ovvero quanto in un serbatoio d'acqua calda di 300 litri che oltre a essere molto più ingombrante è soggetto, tra l'altro, a inevitabili dispersioni, per quanto ben coibentato (e la coibentazione aumenta l'ingombro).


    sarebbe un ottimo sistema per i rimandi degli impianti di teleriscaldamento,
    dove i picchi di richiesta sono alle 19 dei giorni freddi.
    ora per sopperire a una super-richiesta in genere si usano STUFE DI QUARTIERE (nemmeno cogeneratori!!)
    che "lavorano" meno di 300 ore all anno

  16. #16
    Pietra Miliare

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    zeoTHERM

    Sistema ibrido integrato a zeolite con bollitore solare per riscaldamento e acqua calda sanitaria.

    Vaillant Group

  17. RAD

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