Discussione: Gli specchi di Archimede

Dopo la solita cenetta mi è venuto un dubbio.
Perchè non si discute del famoso specchio ustorio inventato dal nostro non-allora-connazzionale(stava contro ai romani)Archimede?
Non rende?
Costa troppo poco?
Non abbisogna di ciclopici investimenti con ritorni economici diluiti negli anni?
Funzionerebbe troppo al sud del mondo con conseguente inversione della polarità della ricchezza?

Ciao, scusami se faccio un pò d'ironia ma che vuoi dar fuoco ad una collina?

Io sono molto interessato agli specchi ma solo per costruire un concentratore solare per scaldare l'acqua per il riscaldamento. Ho diversi dubbi ad esempio a che temperatura si può arrivare? Che materiali bisogna usare?

Se si parla di questo scopo ci sono volentieri.

Ciao a tutti

CITAZIONE (blackbombay @ 17/3/2008, 23:46)

Dopo la solita cenetta mi è venuto un dubbio.
Perchè non si discute del famoso specchio ustorio inventato dal nostro non-allora-connazzionale(stava contro ai romani)Archimede?
Non rende?
Costa troppo poco?
Non abbisogna di ciclopici investimenti con ritorni economici diluiti negli anni?
Funzionerebbe troppo al sud del mondo con conseguente inversione della polarità della ricchezza?

Gli invasori erano i romani...e l'Italia era il sud. Archimede stava dalla parte giusta.

CITAZIONE (geiar @ 18/3/2008, 13:59)

CITAZIONE (blackbombay @ 17/3/2008, 23:46)

Gli invasori erano i romani...e l'Italia era il sud. Archimede stava dalla parte giusta.

CITAZIONE (andel55 @ 18/3/2008, 13:50)

Ciao, scusami se faccio un pò d'ironia ma che vuoi dar fuoco ad una collina?

Io sono molto interessato agli specchi ma solo per costruire un concentratore solare per scaldare l'acqua per il riscaldamento. Ho diversi dubbi ad esempio a che temperatura si può arrivare? Che materiali bisogna usare?

Se si parla di questo scopo ci sono volentieri.

Ciao a tutti

Anche io voglio arrivare a questi risultati........

Benissimo black, allora siamo in due!!

Non sono un espertissimo ma qualche nozione la conosco.

Visto che sto finendo la costruzione della mia abitazione volevo predisporre i tubi per il flusso del fluido ad alta temperatura. Dovrà essere, penso, totalmente di fluido antigelo o meglio di qualcos'altro che consente di arrivare ad alte temperature e che non geli alle basse.

Ho letto in questo forum che, per i tubi, sia meglio usare quelli in acciaio e non quelli zincati ma non ho cognizione di come coibentarli visto, l' ho letto da qualche parte, che si possono arrivare a temperature veramente alte.

Non ho cognizione nemmeno cosa può succedere nel serbatoio di acqua, dove ci sarà lo scambio termico, e dove si potrà arrivare a più di 100° .

Fammi sapere cosa ne pensi fin qui e come te la cavi con l'elettronica in quanto bisognerà costruire un circuito per l'inseguimento.

ciao

CITAZIONE (andel55 @ 18/3/2008, 16:25)

...Ho letto in questo forum che, per i tubi, sia meglio usare quelli in acciaio e non quelli zincati ma non ho cognizione di come coibentarli visto, l' ho letto da qualche parte, che si possono arrivare a temperature veramente alte.
...

Dopo i cento gradi si puo' usare la mouse di neoprene; (quello nero e morbido) ma se la T sale parecchio, diciamo grossomodo dai 150° in su, resta solo la lana di roccia.
Domanda: cosa te ne fai di temperature cosi' elevate ?

Eddy

CITAZIONE (blackbombay @ 17/3/2008, 23:46)

Dopo la solita cenetta mi è venuto un dubbio.
Perchè non si discute del famoso specchio ustorio inventato dal nostro non-allora-connazzionale(stava contro ai romani)Archimede?

Eccoti un buon punto di partenza per la discussione...

http://www.enea.it/com/solar/index.html



Per Eddy79

Per temperature realmente elevate, si possono utilizzare anche le fibre ceramiche, calcio silicato, in diversi formati, fiocco, materassini, lastre, coppelle ecc.

http://www.sirrefrattari.it/fibre-ceramiche.html

CITAZIONE (blackbombay @ 17/3/2008, 23:46)

Dopo la solita cenetta mi è venuto un dubbio.
Perchè non si discute del famoso specchio ustorio inventato dal nostro non-allora-connazzionale(stava contro ai romani)Archimede?
Non rende?
Costa troppo poco?
Non abbisogna di ciclopici investimenti con ritorni economici diluiti negli anni?
Funzionerebbe troppo al sud del mondo con conseguente inversione della polarità della ricchezza?

Lo specchio ustorio di archimede , ammesso che sia esistito , non avrebbe certo potuto incendiare una nave di legno a distanze di oltre 100mt...

Quello che dici te si chiama solare a concentrazione e ne e' gia stato parlato abbondantemente , il problema e' che l'irradiazione che arriva sulla terra e' sempre la solita , ca 1kw a mq. , che poi li utilizzi su 1 mq. o li concentri in un cmq , non cambia niente a livello di energia e' sempre la solita .....

Grazie a tutti per le informazioni molto utili.

Effettivamente il discorso delle alte temperature potrebbe solo complicare le cose visto che l'energia del sole è sempre la stessa.

La mia idea è quella di poter accumulare energia termica nella quantità maggiore nello spazio, possibilmente, minore.

Un mio vicino ha un accumulo di 1500L di acqua a circa 80° e, se ho capito bene, con questa energia si può reggere la temperatura, in casa, per circa una giornata; ovviamente con molta approssimazione.

Certo l'ideale sarebbe di accumulare calore d'estate per usarlo d'inverno ma a quanto pare ci vorrebbero, penso, 200000L di accumulo.

3000L penso che sia sufficiente per garantirsi calore per 2-3 giorni.

Nei serbatoi si potrebbe mettere del materiale che riesce ad accumulare più energia termica rispetto all'acqua? Tipo mattone in laterizio, pietra o altro?
Che ne dite?

E insomma a vostro parere qual'è la temperatura conveniente da potersi fermare?

Grazie

[QUOTE=spider61,18/3/2008, 23:28]

CITAZIONE (blackbombay @ 17/3/2008, 23:46)

Quello che dici te si chiama solare a concentrazione e ne e' gia stato parlato abbondantemente , il problema e' che l'irradiazione che arriva sulla terra e' sempre la solita , ca 1kw a mq. , che poi li utilizzi su 1 mq. o li concentri in un cmq , non cambia niente a livello di energia e' sempre la solita .....

converrai con me che se concentro 1 kw in 1/4 di mq avrò speso 1/4 per costruire il pannello.

CITAZIONE (andel55 @ 19/3/2008, 11:00)

Nei serbatoi si potrebbe mettere del materiale che riesce ad accumulare più energia termica rispetto all'acqua? Tipo mattone in laterizio, pietra o altro?
Che ne dite?

E insomma a vostro parere qual'è la temperatura conveniente da potersi fermare?

Grazie

L'acqua, a temperatura ambiente e non solo, ha la più alta capacità termica massica fra la gran parte dei materiali di uso comune.
c di H2O = 4,20 kJ/kg*K = 1 kcal/kg*°C
c di pietrame = 0,88 kJ/kg*K
c Al = 0,89 kJ/kg*k
ecc. ecc.


L'accumulo del progetto Archimede, realizzato in sali fusi, raggiunge i 520 °C (Nitrato di sodio e potassio?).
La perfezione della coibentazione consente una riduzione di temperatura di 1 °C nell'arco di 12 ore.
A questo proposito sarei interessato a sapere quali materiali ed accorgimenti sono stati adottati per ottenere questi eccellenti risultati. Nel documento divulgativo del progetto non è specificato. Forse una camera/intercapedine sottovuoto a vaso di Dewar?

CITAZIONE (Wilmorel @ 19/3/2008, 14:05)

CITAZIONE (andel55 @ 19/3/2008, 11:00)

Nei serbatoi si potrebbe mettere del materiale che riesce ad accumulare più energia termica rispetto all'acqua? Tipo mattone in laterizio, pietra o altro?
Che ne dite?

E insomma a vostro parere qual'è la temperatura conveniente da potersi fermare?

Grazie

L'acqua, a temperatura ambiente e non solo, ha la più alta capacità termica massica fra la gran parte dei materiali di uso comune.
c di H2O = 4,20 kJ/kg*K = 1 kcal/kg*°C
c di pietrame = 0,88 kJ/kg*K
c Al = 0,89 kJ/kg*k
ecc. ecc.


L'accumulo del progetto Archimede, realizzato in sali fusi, raggiunge i 520 °C (Nitrato di sodio e potassio?).
La perfezione della coibentazione consente una riduzione di temperatura di 1 °C nell'arco di 12 ore.
A questo proposito sarei interessato a sapere quali materiali ed accorgimenti sono stati adottati per ottenere questi eccellenti risultati. Nel documento divulgativo del progetto non è specificato. Forse una camera/intercapedine sottovuoto a vaso di Dewar?

Grazie per l'interesse Wilmorel,

nel frattempo sono andato in giro per questi dati ma visto che non sono nel mio campo ti prego di spiegarmi.

Ho riscontrato che il valore attribuito all'acqua = 4,20 kJ/kg*K e del pietrame è =0,88 kJ/kg*K.

Cosa vuol dire che l'acqua è più veloce all'accumulo termico e quindi più veloce al rilascio del pietrame o sbaglio?
Il valore termico non è sempre lo stesso sia nell'accumulo che al rilascio?

Visto che ne sai sicuramente più di me; cosa succede se porto l'acqua di un serbatoio, con dovuto vaso di espansione, ad una temperatura intorno ai 150°?

Rispetto alla coibentazione non so di preciso ma ho degli amici che hanno l'isolamento a cappotto e dicono che la caldaia parte davvero molto raramente. Tieni conto che abito in una zona tra le più fredde d'Italia.

Metterò anch'io un bel cappotto appena fatto le scale esterne e la predisposizione per il riscaldamento solare!!!

ciao

Edited by andel55 - 19/3/2008, 15:26

CITAZIONE (blackbombay @ 19/3/2008, 11:02)

converrai con me che se concentro 1 kw in 1/4 di mq avrò speso 1/4 per costruire il pannello.

Potrei convenire con te se avessi bisogno solo del pannello da 1/4 , ma siccome devo costruire oltre al 'raccoglitore' di calore anche il riflettore , e come dici te anche un inseguitore , diventa un sistema complesso, costoso e molto critico.....

CITAZIONE (andel55 @ 19/3/2008, 15:13)

Ho riscontrato che il valore attribuito all'acqua = 4,20 kJ/kg*K e del pietrame è =0,88 kJ/kg*K.

Cosa vuol dire che l'acqua è più veloce all'accumulo termico e quindi più veloce al rilascio del pietrame o sbaglio?
Il valore termico non è sempre lo stesso sia nell'accumulo che al rilascio?

Caso mai il contrario , prendi ad esempio una batteria ricaricabile , una da 2000ma e una da 1000ma , la prima mi ci vuole il doppio per caricarla a parita' di corrente (nel ns. caso il calore assorbito dal sole) , la seconda meta' tempo, pero' la prima mi dura il doppio dell'altra... piu' o meno e' cosi'....

Il pietrame e' stato utilizzato da qualcuno come accumulo , in un sistema a concentrazione, perche' non ha i problemi dell'acqua a temperature superiori , mi sembra che si ragiungessero piu' di 300-400 gradi...

CITAZIONE

Potrei convenire con te se avessi bisogno solo del pannello da 1/4 , ma siccome devo costruire oltre al 'raccoglitore' di calore anche il riflettore , e come dici te anche un inseguitore , diventa un sistema complesso, costoso e molto critico.....

Sarei con te se la costruzione di uno o diversi pannelli piani potessero dare delle temperature superiori.

Da quello che sento, purtroppo, si possono raggiungere intorno ai 60°, quindi l'accumulo a queste temperature è piuttosto limitato.

Per raccoglitore intendi il nucleo? Sbaglierò ma penso che si possa costruire anche in acciaio, magari di 2-3 mm e successivamente racchiuderlo con del vetro termico (di questo devo ancora informarmi).

Anche la parte dei riflettori si possono aggiungere man mano.

Certo, bisogna partire con una bella base, tre snodi per i movimenti ed un bel circuitino elettronico ma pensa che la parabola si può sviluppare anche un pò in altezza occupando, magari, 4 mq di superficie e sviluppare forse anche 8 mq di specchi.

Penso che riuscendo a realizzare qualcosa del genere si possa riscaldare un'intera casa con l'ausilio di altro veramente in modo ridotto!!

ciao a tutti!!!

CITAZIONE

Il pietrame e' stato utilizzato da qualcuno come accumulo , in un sistema a concentrazione, perche' non ha i problemi dell'acqua a temperature superiori , mi sembra che si ragiungessero piu' di 300-400 gradi...

Si, penso che sia proprio così. Ho letto anch'io qualcosa del genere!

ciao
Andare troppo su di temperatura non credo sia conveniente a causa delle maggiori dispersioni termiche;
Forse sarebbe meglio ricorrere a cambiamenti di stato del materiale accumulatore; esempio cere o altri prodotti che liquefacendosi assorbono calore e solidificandosi lo rilasciano, ma comunque restando bassi di temperatura ...... ?

Eddy

CITAZIONE (andel55 @ 19/3/2008, 16:03)

La temperatura va un po' piu su d'estate anche con i pannelli piani...
Per la struttura : piu grande la fai e piu robusta deve essere , devi considerare che sarebbe esposta al vento ...

Si!!! tutte considerazioni da prendere!!

Per la struttura non penso di avere problemi. Lavoro abbastanza il ferro e per gli snodi ho il tornio.

Per il materiale d'accumulo mi sembra complicato allontanarsi dall'acqua!!

Ho appena avuto delle notizie sulla temperatura e pare che c'è un rapporto con la pressione per il punto di ebollizione e con soli 2-3 atm l'acqua bolle a 120°-130°. Questo potrebbe essere un punto a favore per poter concentrare calore in poco spazio. C'è il problema della dispersione ma avendo 1-2 serbatoi, magari, in garage si potrà avere i locali sottostanti all'abitazione già riscaldati!

Stavo leggendo sull'altra discussione dei pannelli di mylar, ci sono sviluppi? Non capisco, sono dei pannelli di plastica riflettente?

ciao

CITAZIONE (andel55 @ 19/3/2008, 11:00)

Nei serbatoi si potrebbe mettere del materiale che riesce ad accumulare più energia termica rispetto all'acqua? Tipo mattone in laterizio, pietra o altro?
Che ne dite?

E insomma a vostro parere qual'è la temperatura conveniente da potersi fermare?

Grazie

Chiariamo per punti:

-La capacità termica massica di una sostanza, o calore specifico, è la quantità di energia (calore), espressa in Joule, necessaria per innalzare di un grado (centigrado oppure kelvin) la temperatura di un grammo di quella sostanza.

-Per facilitare la comprensione della capacità termica, farò un esempio:
Immaginiamo tre contenitori aventi ciascuno un volume di 1000 litri, ed innalziamone la temperatura da 20 a 90 °C.
Nel primo mettiamo acqua, nel secondo sabbia, nel terzo olio diatermico.
Avremo i seguenti valori:

calore = volume*peso specifico*delta temperature*calore specifico

acqua = 1000*1*(90-20)*4,22 = 295400 kJ (chilo Joule)
sabbia = 1000*1,6*70*0,8 = 89600 kJ
olio = 1000*0,87*70*1,9 = 115710 kJ

Le tre soluzioni peseranno:

acqua = 1000 kgp
sabbia = 1600 kgp
olio = 800 kgp

-La tecnologia dei sali fusi ad alta temperatura adottata nel progetto Archimede, non è alla portata di un hobbista, a meno che egli non abbia una robusta cultura termomeccanica, chimica e di resistenza dei materiali e non disponga di un laboratorio/officina bene attrezzato.

-Un hobbista determinato, capace ed attrezzato, può al massimo ambire a realizzare un sistema utilizzante olio diatermico e raggiungere temperature di 200-:270 °C.
Tuttavia, operare senza adeguate precauzioni a quelle temperature, espone al rischio di incidenti e gravissime ustioni.

-Per esemplificare le problematiche dell'acqua e suo vapore ad alte temperature, ecco alcune corrispondenze temperatura-pressione:
100 °C = 1,014 bar
150 = 4,76
200 = 15,54
250 = 39,73

100 °C - 1.0133 bar
150 - 4.76
200 - 15.549
250 - 39.776
300 - 85.927
350 - 165.35
374.15 - 221.20

Pvap = exp(73.649*T - 7258.2 / T - 7.3037*ln(T) + 4.1653E-06*T²)

[Pvap] = Pa, [T] = K

Grazie Wilmorel

spiegazione molto tecnica e semplice.

Penso che dovrò porre il limite a circa 150° e abbondare sullo spessore dei materiali e valvole di sicurezza senza economie.

Sull'olio diatermico dovrò fare una ricerca.

ciao