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motore stirling a bassa temperatura

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  • marcober
    ha risposto
    Originariamente inviato da cicciomio77 Visualizza il messaggio
    IMPIANTO->DRYCOOLER->CHILLER->IMPIANTO
    70°C ->35°C -> 8°C -> 15°C
    vorrei:
    IMPIANTO->STIRLING->DRYCOOLER->CHILLER->IMPIANTO!
    Cicciomio..ma hai bisogno di T ingresso a 15° visto che puoi accetare un ritoirno a 75? come mai? devi raffreddare a 2 stadi successivi? perche altrimenti forse potretsi valutare di aumentare l eportate e i freecooling (magari adiabatici) e fare a meno del chiller anche in estate..dovresti comunque poter avere mandata a 32-34 con T esterne anche a 36-37..non bastano?

    altrimenti sarebe meglio "sperimentare" un assorbitore che magari ha un minimo di efficienza lavorando a 70 gradi..e che ti produce comuqne freddo che usi subito..pittosti di avere pochi kwh da una macchina meccanica per poi usarli in modo poco efficiente per fare comunque freddo..http://www.yazakienergy.com/docs/SB-WFCS-1009.pdf questo ad esempio dice di lavorare a 70 gradi..e se riescia condensare sotto 29 gradi sembra possibile tirarci fuori qualche cosa di utile..

    marco
    Ultima modifica di marcober; 09-10-2011, 16:45.

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  • spartano
    ha risposto
    Ma no è che aspettiamo Mario per sapere le novità , sempre che ci siano .

    Lascia un commento:


  • zmp
    ha risposto
    Signori Buona sera !

    Ho letto sommariamente !
    Interessante MA ......
    non capisco se è una discussione abbandonata o attiva
    quindi per mia posto questo messaggio praticamente vuoto....
    Buone vacanze A tutti
    Ciao

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  • pino81
    ha risposto
    beato te che sei della zona.. tienici informati,chissà che si tratti di uno stirling..
    Ultima modifica di nll; 08-10-2011, 21:27. Motivo: Eliminata citazione quasi integrale del messaggio precedente

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  • mariomaggi
    ha risposto
    Alla fiera Renewable Energy Europe (Milano) che chiude domani, c'e' un forte interesse di pubblico verso un macchinario americano che utilizza calore a temperature piuttosto basse. Domani mattina ci tornero' e vedro' di approfondire.
    E' una fiera di altissimo livello, un solo padiglione, ma non mi e' bastato un giorno intero per visitarla.
    Ciao
    Mario

    Lascia un commento:


  • pino81
    ha risposto
    @ rafabbri ,dipende il salto termico che hai a disposizione, se non è a concentrazione solare dubito che riuscirai a far andare uno stirling,in ogni caso potresti realizzarti un piccolo generatore a turbina se riesci a produrre del vapore(> 100°), altrimenti la soluzione più semplice allo stato dell'arte è la conversione fotoelettrica

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  • rafabbri
    ha risposto
    Ragazzi sarei interessato a sfruttare il calore in esubero dell'impianto solare termico che ho per produrre energia elettrica.

    Ho letto la discussione, io sono fuori dal settore per cui chiedo se ci sono novità.

    Proposte interessanti? E' fattibile e funzionale? non ci voglio guadagnare, mi accontenterei di fare patta.

    Grazie

    Lascia un commento:


  • Stranamore
    ha risposto
    Niente di strano. Innanzitutto si fa riferimento al Potere Calorifico Inferiore del combustibile. E questo già da solo permette ai venditori di caldaie a condensazione di dichiarare rendimenti superiori a 100%. Gli altri sistemi poi sono applicazioni della pompa di calore, che come noto "ruba" calore ad una sorgente e ne innalza la temperatura per darlo ad un'altra sorgente. L'energia entrante serve ad innalzare la temperatura, e non è la fonte primaria del calore. Da qui il COP di questi cicli sempre superiore all'unità.
    I rendimenti da me citati sono fuori tutto. Ossia sono già la somma di una perdita di rendimento dovuta alla conversione calore-meccanica moltiplicato poi il COP del ciclo.
    In ogni caso sono valori presi dallo sato dell'arte della corrente produzione di questi oggetti, quindi niente di esoterico e nessuna "Over Unit". Basta capire come è definito il rendimento rispetto all'obiettivo. Il "Nulla si crea e nulla si ditrugge" rimane sempre valido.

    Lascia un commento:


  • pino81
    ha risposto
    Originariamente inviato da cicciomio77 Visualizza il messaggio

    il mio chiller sviluppa circa 250.000Kcal/h (282 kw di potenza frigorifera circa)
    collegare il lato "freddo" dello sterling al chiller puoi capire che non influenzerà minimamanete il rendimento frigorifero dell'impianto,
    quindi trattasi di uno stirling messo in serie ad un chiller,non sarà mica un serial chiller ?

    Originariamente inviato da Stranamore Visualizza il messaggio
    Tenete presente, per dare una idea approssimativa, che in termini energetici una caldaia tradizionale a gas rende il 92-93 % dell'energia immessa (potere calorifico inferiore), una a condensazione il 105%, una pompa di calore elettrica dal 100 - al 120 %. Un MCI con pompa di calore Rankine dal 150 al 170 %. Una stirling duplex ha il potenziale per arrivare al 200%
    quindi sono sistemi in overunity !

    Lascia un commento:


  • Stranamore
    ha risposto
    L'accoppiamento proposto da Se-pol, noto in letteratura come stirling duplex, è stato più volte studiato ed in qualche caso realizzato a livello di prototipi. Dal punto di vista teorico sarebbe estrememente vantaggioso, permettendo di "moltiplicare" il calore in ingresso a spese del calore ambiente a bassa temperatura e riscaldando a temperatura più alta un fluido. Va da se che il fluido riscaldato serve a sua volta a scaldare un ambiente abitato.
    In linea teorica, ma stiamo parlando di relizzazioni ad alta temperatura alimentate a gas, si può raddoppiare sul fluido secondario la quantità di calore immessa come combustibile.
    Dal punto di vista pratico però si tratta di impianti complessi e costosi.
    Non si sono mai affermati per il costo di investimento alto e per i costi di manutenzione. Un conto infatti è una caldaia statica, molto semplice, un conto è un impianto dove ci sono pistoni che si muovono. Una pompa di calore elettrica è a metà strada.
    Negli stati uniti si sono molto diffuse delle applicazioni CHP, questo il nome del tipo di impianto proposto, in cui viene usato un motore MCI alimentato a gas naturale che tira una pompa di calore a ciclo Rankine normale.
    Nonostante il rendimento molto superiore ad una caldaia tradizionale, e superiore anche ad una pompa di calore elettrica la complessità ed il costo dell'impianto ne scoraggia l'adozione in un mercato tradizionalista come il nostro.
    Tenete presente, per dare una idea approssimativa, che in termini energetici una caldaia tradizionale a gas rende il 92-93 % dell'energia immessa (potere calorifico inferiore), una a condensazione il 105%, una pompa di calore elettrica dal 100 - al 120 %. Un MCI con pompa di calore Rankine dal 150 al 170 %. Una stirling duplex ha il potenziale per arrivare al 200%.na interessante applicazione della ROBUR che ha applicato il concetto ad una caldaia con un pompa di calore ad assorbimento con un risultato finale dichiarato attorno al 150 %, ma senza parti in movimento. Il che è notevole. La manutenzione è al livello di una pompa di calore ad assorbimento normale, ma i costi del sistema sono alti.
    Segnalo a tale proposito u

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  • IlioM
    ha risposto
    Originariamente inviato da SE-POL Visualizza il messaggio
    Un'idea interessante sarebbe che, invece di produrre energia elettrica, si può azionare direttamente uno stirling....
    perfettamente d'accordo, tant'è vero che l'avevo già proposta ai post #4 e #7.
    Bisogna solo creare uno stirling low DT molto efficente...
    SE-POL hai visto il mio?
    non ha quote in quanto imposta solo l'architettuta, le dimensioni sono libere e da sviluppare.

    Lascia un commento:


  • SE-POL
    ha risposto
    Originariamente inviato da Stranamore Visualizza il messaggio
    Una possibile variante del tuo motore, più semplice da mettere a punto potrebbe essere una versione con displacer iperquadro e pistone di potenza più tradizionale. Se pensi ad una applicazione solare, ad esempio, la grande superficie esposta è d'obbligo.
    Quoto al 100%, infatti mi ero appena reso conto che in un low DT è possibile utilizzare un pistone tradizionale lubrificato ad olio in una configurazione gamma.
    Accenno ad un'idea che mi è venuta per risolvere il problema di cicciomio77: tenuto conto che uno stirling low DT raggiungerà il punto di massimo rendimento solo ad un basso numero di giri, proprio per il problema di trasmettere il calore ad una grossa massa di gas con salti di temperatura ridotti.
    Un'idea interessante sarebbe che, invece di produrre energia elettrica, si può azionare direttamente uno stirling che lavori come refrigeratore, raffreddando l'acqua calda appena uscita dal motore stirling. E lavorando allo stesso numero di cicli, non servirebbe nemmeno trasformare il moto alternativo del pistone, basterebbe accoppiare i due pistoni direttamente o tramite una leva con fulcro regolabile per variare la potenza trasmessa dal motore termico al motore frigorifero.
    Che ne dici? Ciao SE-POL.

    Lascia un commento:


  • IlioM
    ha risposto
    Originariamente inviato da SE-POL Visualizza il messaggio
    Ti rammento che negli stirling high DT il displacer è in metallo proprio perchè deve lavorare ad alte temperature e minimizza la conduzione di calore con una struttura cava.
    siamo perfettamente d'accordo
    Che differenza ci sarebbe con una lastra di vetroresina di 2 mm di spessore visto soprattutto che la differenza di temperatura è molto più piccola?
    nessuna, tranne che hai 2 mm di materiale non particolarmente isolante e che 4 mm isolerebbero il doppio. Estremizzando il tuo concetto il dislocatore teorico ideale potrebbe essere anche inesistente basti che remescoli il fluido e copra gli estremi.
    Per me questa tendenza non regge.
    Ciao

    Lascia un commento:


  • SE-POL
    ha risposto
    Originariamente inviato da IlioM Visualizza il messaggio
    Errore. il dislocatore (o displacer che dir si voglia) deve mantenere il delta T il più inalterato possibile ed essere il più isolante possibile
    Ti rammento che negli stirling high DT il displacer è in metallo proprio perchè deve lavorare ad alte temperature e minimizza la conduzione di calore con una struttura cava.
    Che differenza ci sarebbe con una lastra di vetroresina di 2 mm di spessore visto soprattutto che la differenza di temperatura è molto più piccola?
    Per il resto no-comment, ciao SE-POL

    Lascia un commento:


  • IlioM
    ha risposto
    Originariamente inviato da SE-POL Visualizza il messaggio
    Vero ma in cambio ho in proporzione una forza di spinta molto più grande...
    Ma il lavoro è lo stesso... quindi effetto martinetto = movimento molto piccolo. Che i giochi del manovellismo si mangiano facilmente. Quindi inutilizzabile per un low DT.
    Ma un vantaggio che ho visto in una volumetria così schiacciata è che il displacer può essere sottile come una lama
    Errore. il dislocatore (o displacer che dir si voglia) deve mantenere il delta T il più inalterato possibile ed essere il più isolante possibile in maniera che il fluido passi da un ambiente caldo ad un freddo e viceversa per espandersi e contrarsi.
    Il volume del toro è di circa 2,8 litri quindi il 7% del volume totale, non mi pare troppo.
    Non penso che sia indifferente, figurati che, secondo i miei grossolani calcoli, e la stessa variazione di volume di un gas perfetto a pressione costante tra 35° e 55° (20° 70° esterni)

    Avere spazio di movimento del dislocatore iperquadro ha il vantaggio di mettere a contatto il volume con una superfice molto estesa il che aiuta lo scambio di calore tra cilindro e fluido, ma credo che per un low DT non si possa avere una configurazione diversa da un gamma. Con queste temperature ci si può permettere tenute di vario genere e di vario attrito. Credo che sia meglio tenere sotto controllo i volumi morti piuttosto che cercare di migliorare gli attriti a discapito di quest'ultimi.
    Comunque esistono i soffietti (metallici).
    Ma qualcuno sta valutando la mia proposta? (Gamma, iperquadro, autostart, ottimizzato) che a mio immodesto avviso potrebbe fare al caso del topic?

    Lascia un commento:


  • Stranamore
    ha risposto
    Ovvio che su un Low Dt il materiale assume importanza secondaria. A temperature al di sotto dei 100 ° le camere d'aria dei pneumatici, soprattutto quelle dei vecchi pneumatici automobilistici, dovrebbero essere assolutamente adeguate. In velocità infatti le gomme raggiungono temperature insospettabilmente alte per l'isteresi della gomma che dissipa in calore parte dell'energia.

    Lascia un commento:


  • Stranamore
    ha risposto
    Anche a me piace l'accoppiamento elastico, che assomiglia al rolling seal della philips. Una genialata poi abbandonata più che altro per mancanza di materiali veramente idonei che non perchè fosse sbagliato il concetto.
    Una possibile variante del tuo motore, più semplice da mettere a punto potrebbe essere una versione con displacer iperquadro e pistone di potenza più tradizionale. Se pensi ad una applicazione solare, ad esempio, la grande superficie esposta è d'obbligo.

    Lascia un commento:


  • SE-POL
    ha risposto
    Ciao Stranamore sono contento che hai visto anche tu alcuni vantaggi teorici di questa configurazione.
    Storicamente il rapporto corsa alesaggio degli stirling seri si è assestato tra lo 0,4 e lo 0,6. Non ho a disposizione gli strumenti matematici per simulare l'effetto di questo parametro, ma se quasi tutti sono cascati li in mezzo un motivo ci deve essere.
    Posso avanzare delle ipotesi, quel parametro è sempre caratterizzato dal rapporto benefici (camera allungata e quindi migliore rapporto superficie di scambio del calore/volume e minori attriti statici delle guarnizioni del pistone con diametro ridotto), rispetto agli inconvenienti (corsa del pistone più grande con conseguente maggiore velocità di spostamento del pistone e quindi maggiori attriti dinamici).
    Aggiungo che il pistone iperquadro è valido solo se accoppiato elasticamente al cilindro senza usare guarnizioni. E per molto tempo mi sono spremuto il cervello per trovare un possibile accoppiamento elastico semplice e di basso costo (penso proprio che i copertoni di bicicletta siano l'optimum, ma questo però deve essere verificato in pratica).

    Lascia un commento:


  • SE-POL
    ha risposto
    Ciao IlioM e grazie per la tua critica,
    SE-POL hai fatto qualche errore di valutazione...
    il tuo stirling non è un gamma ma un beta.
    Hai perfettamente ragione sono caduto in confusione .
    un basso delta T da un basso aumento di volume che, a volume constante, da una bassa variazione di pressione... .....al massimo, si muoverà pochissimo.
    Vero ma in cambio ho in proporzione una forza di spinta molto più grande (il disegno che ho fatto non era per un delta T così basso ma non avevo la pazienza di cambiare tutti i rapporti).
    Ma un vantaggio che ho visto in una volumetria così schiacciata è che il displacer può essere sottile come una lama, quindi si può pressurizzare il motore senza dover rinforzare il displacer.
    Una cosa importante che ora ho visto: con un delta T così basso si può usare un pistone lubrificato ad olio, quindi il pistone iperquadro non servirebbe, ma la geometria a disco schiacciato è sempre valida.
    Hai troppi volumi morti (il toro del copertone) e troppi attriti radenti per quel che riguarda il manovellismo.
    Il volume del toro è di circa 2,8 litri quindi il 7% del volume totale, non mi pare troppo.
    Sono arrivato all'idea del pistone iperquadro partendo dal copertone, per i seguenti motivi:
    Tutti i progetti di stirling partono da progetti costruttivi di motori a combustione interna cioè il motore a pistoni, ma con una piccolo ma difficilmente superabile problema, non possono avere lubrificazione a olio (con temperature superiori a circa 200 gradi se l'olio entra nella camera del motore brucia e si carbonizza).
    Per avere attriti paragonabili ad un motore lubrificato ad olio, gli unici motori stirling veramente validi che sono stati costruiti, sono pressurizzati per aumentare la potenza specifica e hanno dovuto usare complicati accorgimenti costruttivi o materiali speciali con un conseguente costo di produzione molto alto.
    Il copertone lega elasticamente la testa con il fondello e garantisce una perfetta tenuta, con il limite di una corsa di pochi centimetri, ma ha il vantaggio di non avere attriti tra cilindro e pistone.
    E in uno stirling non pressurizzato questi attriti sono le principali cause di un rendimento meccanico molto basso (immagina un motore a pistoni di 11 litri di cilindrata), al punto che anche riuscendo ad ottenere un ciclo stirling perfetto il rendimento finale sarà sempre basso.
    A questo si contrappone la complessità dei manovellismi a causa della corsa molto piccola e quindi a maggiori attriti meccanici, questo non lo nego, ma credo che alla fine la somma degli attriti sia minore rispetto al motore a pistoni standard.
    Ciao SE-POL.
    Ultima modifica di SE-POL; 24-02-2011, 19:45.

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  • Stranamore
    ha risposto
    Vorrei aggiungere una cosa sul pistone iperquadro. Dal punto di vista ideale ci sono molti punti di interesse. Ad esempio le grandi superfici di cambio teoriche in un motore privo di scambiatori che scambia attraverso la testaa ed il fondello. Le forze di inerzia che possono essere favorevoli se il peso viene mantenuto basso a causa delle basse velocità medie di spostamento a parità di giri ecc.. ecc...
    Però non bisogna neanche dimenticare che passando al mondo reale si presentano altri ordini di problemi non analizzabili teoricamente.
    Ad esempio il problema del gap di tolleranza che è necessario lasciare tra displacer e testata per motivi tecnologici. A causa infatti della deformabilità dei materiali è necessario lasciare una certa distanza minima tra il PMS ( o anche PMI) nella corsa a vuoto statica per evitare che in velocità ci siano urti. Tale GAP è più grande di quanto si possa immaginare. Motori automobilistici di serie difficilmente scendono sotto i 2 mm. Ma una altezza di 2 mm moltiplicata una area di base grandissima dovuta al rapporto iperquadro mi da un grande volume morto. Storicamente il rapporto corsa alesaggio degli stirling seri si è assestato tra lo 0,4 e lo 0,6. Non ho a disposizione gli strumenti matematici per simulare l'effetto di questo parametro, ma se quasi tutti sono cascati li in mezzo un motivo ci deve essere.
    Questo non toglie nulla al concetto, ma gli impone dei limiti. PEr esempio limiti di velocita di rotazione massima. Ovvio che a bassimi giri/min l'effetto delle forse di inerzia si riduce e con esse il gap necessario.
    Tutto sa sperimentare su prototipo ovviamente. Diversamente servirebbero calcoli agli elementi finiti piuttosto elaborati.

    Lascia un commento:


  • IlioM
    ha risposto
    Originariamente inviato da SE-POL Visualizza il messaggio
    Io ho pensato a uno stirling gamma con pistone iperquadro, con un rapporto maggiore a 10:1.
    I vantaggi sono che con una differenza di pressione piccola come nel caso del gamma a bassa temperatura...
    SE-POL hai fatto qualche errore di valutazione...
    il tuo stirling non è un gamma ma un beta.
    un basso delta T da un basso aumento di volume che, a volume constante, da una bassa variazione di pressione... ma se tu utilizzi un pistone iperquadro con un suo piccolo spostamento hai un'enorme variazione di volume, quindi, al massimo, si muoverà pochissimo.
    Hai troppi volumi morti (il toro del copertone) e troppi attriti radenti per quel che riguarda il manovellismo.
    La superficie fredda mobile rende difficile lo smaltimento del calore (es no radiatore, alette a discapito della leggerezza, no scambio con liquidi in ciclo forzato).
    c'è di buono che sei arrivato quasi alla mia stessa conclusione , che il movimento del dislocatore può essere migliorato se si muove in onda quadra (trapeziodale come dici tu). Io ho estremizzato il concetto sfasando di circa 180° rispetto al pistone di potenza.
    Comunque continua cosi, le idee possono essere anche sbagliate, ma di buono possono generarne delle nuove.
    ciao
    Ultima modifica di IlioM; 23-02-2011, 15:18.

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  • rampa
    ha risposto
    Errore...orrore...

    Un errore di battuta, mi scuso.
    Per rendere più leggibile il foglio, ho cancellato la % in B10 e l'ho portata in C10. In tal modo però il calcolo non mi divide più per 100...

    http://www.energeticambiente.it/atta...1&d=1298190320


    .
    File allegati

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  • Avatar ospiti
    Replica dell'ospite
    Forse devi correggere il foglio di calcolo, perchè se riesci a tirar fuori 697kW elettrici quando ne hai solo 282 termici in entrata....
    .....oppure, ti compro il brevetto.

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  • rampa
    ha risposto
    Quoto totalmente quanto scritto da Stranamore.
    Originariamente inviato da Stranamore Visualizza il messaggio
    ...
    In poche parole per far funzionare il motore in maniera decente potrei essere costretto a scaricare ad una temperatura superiore alla attuale, con danno energetico nel processo a monte.
    ...
    In pratica significa che posso sfruttare solo una minima parte di tutte le calorie dell'acqua calda, cioè solo quelle comprese ad esempio tra i 65° e i 70°, dato che solo a quella temperatura l'ORC darà la Pmax. Se estraggo troppo calore dall'acqua, mi si abbassa la Tmax e con questo anche il rendimento, già basso di per sé.
    Le cose cambiano abbastanza ma non in modo sostanziale se il raffreddamento del processo a monte lo faccio col liquido ORC (che poi utilizzo per il ciclo ultimo) e non con l'acqua.
    Nell'ipotesi del raffreddamento ad acqua abbiamo impostato un foglio di calcolo che nel caso prospettato da cicciomio77 indica l'energia meccanica teoricamente ricavabile (impostando i dati nelle caselle gialle).

    http://www.energeticambiente.it/atta...1&d=1298158478

    .
    File allegati

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  • Stranamore
    ha risposto
    Il piacere della discussione

    Ciao a tutti. Mi sono letto la discussione tutta insieme.
    Provo a dare un contributo.
    Un motore vive di salti di temperatura. E questo è pacifico.
    Anche il suo rendimento è funzione diretta di questo salto.
    Se un motore funziona meglio o peggio dipende da tante cose.
    Dal suo ciclo torico di funzionamento innanzitutto. Ma anche da come la macchina reale approssima il ciclo teorico.
    Di solito si qualificano i cicli termici esprimendo il loro rendimento come percentuale del rendimento di carnot tra le stesse temperature massime e minime.
    I vari cicli, Stirling, ERicsson, Brayton, Otto, Diesel, Sabatè, Rankine, Hirn e via dicendo hanno ognuno il loro "fattore di merito". Lo Stirling e L'Ericsson in questo battono tutti gli altri con un fattore di merito pari ad 1, cioè in teoria rendono come il carnot. MA qui siamo ancora nel ciclo ideale. E questo per definizione è irrealizzabile, perchè anche il fluido che evolve deve essere ideale.
    Già passando al ciclo limite le cose cambiano e notevolmente. Il ciclo limite è per definizione quello realizzato dal fluido reale nella macchina ideale.
    Il discorso potrebbe continuare con tutte le cause di irreversibilià, ma qui l'ho citato solo per giustificare una affermazione:
    dato un qualunque motore, funzionante secondo un qualunque ciclo ogni imperfezione costruttiva, ogni errore concettuale, ogni irreversibilità si traduce nella necessità di innalzare la differenza di temperatura tra le sue due sorgenti affinchè dia la potenza voluta.
    Ovvio obietterà qualcuno che si potrebbe sempre costruire un motore più grande per compensare il peggior rendimento, ma qui siamo nel campo del "ti piace vincere facile".
    E per quelli che si stanno chiedendo il perchè di questo lungo discorso torno al tema del topic.
    Se alimento il motore con l'acqua di processo, destinata ad essere raffreddata dal chiller, non potrò che scaricarla alla Tmax necessaria al motore per darmi la potenza richiesta.
    In poche parole per far funzionare il motore in maniera decente potrei essere costretto a scaricare ad una temperatura superiore alla attuale, con danno energetico nel processo a monte.
    Dovendo dividere i possibili motori in base alle temperature massime richieste direi che l'affermazione che lo Stirling, almeno commercialmente, non esiste corrisponde a verità.
    Un impianto a vapore d'acqua è impraticabile (su piccola scala) perchè sarebbe tutto subatmosferico.
    Rimane l'ORC. MA non aspettatevi molto. Con quel Delta T un rendimento finale tra l'1 ed il 3% è già cosa ottima.
    Comunque bisogna rivolgersi ad un ciclo con cambiamento di fase. La particolarità di questi cicli infatti è quella di poter realizzare le isoterme, precluse ai cicli a gas, e di avvicinarsi molto al ciclo di carnot. Tale vantaggio scompare alle alte temperature, sovracompensato da altri tipi di irreversibilità.

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  • SE-POL
    ha risposto
    Aggiungo il particolare del displacer

    Il displacer deve essere il più possibile sottile e con molti fori (come si vede nell'immagine allegata) per far passare il gas creando un turbolenza diffusa, così si ottimizza la fase di riscaldamento e raffreddamento del gas.

    Clicca sull'immagine per ingrandirla. 

Nome:   Stirling iperquadro particolare displacer.JPG 
Visite: 1 
Dimensione: 141.2 KB 
ID: 1924347

    Inoltre un altro vantaggio è che gli spazi morti sono ridotti al minimo, e come si vede dal grafico, il displacer spazza tutta la camera del motore con un movimento trapezioidale.
    Ciao SE-POL.

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  • SE-POL
    ha risposto
    I vantaggi di un motore iperquadro.

    Io ho pensato a uno stirling gamma con pistone iperquadro, con un rapporto maggiore a 10:1.
    I vantaggi sono che con una differenza di pressione piccola come nel caso del gamma a bassa temperatura, hai comunque una grande forza di spinta sul pistone e il rapporto tra la superficie di scambio del calore (concentrata sulla testa del pistone e del cilindro) ed il volume del gas, rispetto ad un cilindro quadro è di molto superiore, quindi abbiamo un migliore scambio di calore.
    E sopratutto non ci sono guarnizioni di tenuta tra la testa del pistone e il cilindro: perchè facendo un esempio molto semplice il motore iperquadro è simile a una pentola con un coperchio (la pentola è il cilindro, il coperchio è il pistone), pentola e coperchio sono uniti da un copertone di bicicletta che crea una tenuta stagna.
    Adesso mi spiego: prendi due ruote da bicicletta togli i raggi e le dividi a metà per la lunghezza della gola, ottieni 4 semicerchioni, prendi un copertone per bicicletta sottile (per bici da corsa), stringi e blocchi i due bordi del copertone ognuno tra due semicerchioni e li sigilli con silicone.
    Così hai due anelli rigidi indipendenti ma tenuti assieme dal copertone, credo che questi due anelli si possono allontanare di 2 o 3 centimetri con poco sforzo grazie all’elasticità dei fianchi del copertone (forse anche di più, bisogna provare). Un anello sarà fissato sul bordo della pentola (cilindro), mentre l'alto anello sarà fissato sul bordo del coperchio (pistone).
    Le misure di un copertone di bici da corsa sono 700x23 mm, quindi il rapporto alesaggio corsa sarebbe di 70/3 cm cioè di 23/1 e la cilindrata di lavoro sarebbe di 35 x 35 x 3,14 x 3 = 11545 cc.
    Con un salto termico così basso il rapporto di compressione deve essere molto basso, io ho impostato un rapporto 1,38 (dal grafico 79 mm di camera + 30 mm di corsa del pistone) quindi la cilindrata totale sara di 10,9/3 x 11545 = 41947 cc, cioè quasi 42 litri. Ma molto probabilmente il rapporto dovrà essere ancora più basso.
    Se le pareti del cilindro sono in materiale isolante hai un'ottima separazione termica tra la parte calda e la parte fredda del motore gamma, il copertone garantisce già una separazione termica.
    Essendo le pareti del cilindro termicamente isolanti il displacer può essere il più sottile possibile perchè non deve più ricoprire con la sua lunghezza il tratto di parete del cilindro calda o fredda.
    Questo motore dovrebbe avere un'ottima tenuta del gas perchè l'unico foro che deve avere delle guarnizioni è l'uscita dell'asta del displacer nella testa del pistone, quindi può essere pressurizzato fino al limite di resistenza del copertone di bicicletta, aumentando così la potenza specifica del motore. Allego le immagini di un progetto schematico che ho fatto.

    Clicca sull'immagine per ingrandirla. 

Nome:   Stirling iperquadro 1.JPG 
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ID: 1924340 Clicca sull'immagine per ingrandirla. 

Nome:   Stirling iperquadro 2.JPG 
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Nome:   Stirling iperquadro 3.JPG 
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    Credo che il vantaggio principale di questo progetto, è che si può realizzare con materiali economici o nel caso del copertone e delle ruote di bicicletta, di facile reperibilità e basso costo.
    Ciao SE-POL.

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  • rampa
    ha risposto
    Le turbine a gas

    A basse differenze di pressione, anche le migliori turbine hanno un' efficienza di conversione meccanica estremamente bassa. Difficilmente raggiungono il 30%.
    Solo un espansore adiabatico volumetrico (pistone cilindro, tanto per capirci) può sfruttare il 90% di un salto pressorio limitato, come nel caso in questione.

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  • rampa
    ha risposto
    Qualche idea

    Maggiore è il salto termico, migliore sarà la resa di un motore esotermico, qualsiasi esso sia, Stirling o ORC. E su questo tutti possiamo essere d'accordo.

    Quindi se si si vuole ricavare energia elettrica o meccanica in modo meno inefficiente, nel caso proposto da cicciomio77, sarebbe opportuno che il raffreddamento dei suoi impianti avvenisse direttamente attraverso il motore esotermico, saltando il passaggio del raffreddamento ad acqua.

    Probabilmente si otterrebbe un salto termico maggiore e a questo vantaggio si unirebbe il fatto che il motore esotermico sarebbe in questo caso non aggiunto ma integrato alla struttura, agirebbe cioè direttamente da raffreddamento, con un notevole risparmio costruttivo.

    Mi spiego meglio.

    Il suo impianto agisce attraverso un ciclo Rankine a freddo con un gas che condensa ed evapora ad una temperatura precisa. Ebbene a sua volta questo ciclo freddo che produce calore da disperdere, potrebbe essere raffreddato direttamente con un altro ciclo Rankine a caldo, usando però non l'acqua ma un liquido organico a temperatura di evaporazione più bassa di quello precedente.
    Un radiatore così concepito ha un'efficienza di scambio molto elevata, migliore addirittura di quella dell'acqua, dato che sfrutta il cambiamento di fase del secondo liquido organico.

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  • IlioM
    ha risposto
    Bene!
    Appurato che il mercato, allo stato attuale, non offre nulla di conveniente per fruttare un cosi basso salto termico.
    Appurato che "in teoria" lo stirling può essere migliorato.
    Appurato che, nel caso specifico, far funzionare un qualsiasi motore avrebbe l'effetto di risparmiare energia elettrica.
    Appurato che cicciomio77 potrebbe anche sperimentare...
    non si è ancora appurato se la mia idea potrebbe fare al caso.
    Ditemi (e dimostratemi) che non funziona così.. la smetto di rompere
    Ciao a tutti

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