Wie aus 60-90°C warmen Wasser 100-200 W elek. Energie gewinnen?

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Wie aus 60-90°C warmen Wasser 100-200 W elek. Energie gewinnen?

    







BID = 936213

Corradodriver

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Hi Community...

Hab mal ne etwas "andere" Frage, zum Thema Energierückgewinnung.
Um mein Vorhaben zu beschreiben, muss ich etwas ausholen.

Ich bin grad bei der Eigenheim-Reko, wo u.a. auch die Heizung komplett modernisiert wird. Zur Unterstützung dessen soll später auch ein wasserführender Kaminofen eingesetzt werden, der das ganze Haus erwärmen soll. Das dumme ist, das solch ein wasserführender Kaminofen nicht ohne zirkulierendes Wasser betrieben werden darf. Sprich, wenn man durch Stromausfall auf andere Wärmequellen angewiesen ist, weil die Gasheizung nicht mehr geht, ist dieser Ofen quasi nicht zu gebrauchen.

Jetzt war meine Idee, eine Umwälzpumpe autark aus nem vom Netz geladenen Akku zu betreiben, um dieses Wärmeproblem zu umgehen. Nun verbrauchen diese Pumpen aber immernoch zwischen 30 und 100W Strom. Ergo, solch ein Akku würde nicht ewig halten. Deshalb dachte ich, müsste es doch eine Lösung geben, wie man so gute 100-200 Watt aus dem vom Ofen erhitzen Wasser gewinnen kann, um damit den Akku zu laden, oder die Pumpen direkt zu speisen, mit Akku als Puffer.

Erster Gedanke Dampfmaschine fällt aus, Wasser zu kalt, zu viel Mechanik, störanfällig, usw. Nächste Möglichkeit....Pelztierelemente, meinte mal jmd, hätten nen Sche*** Wirkungsgrad. Hab jetzt auch keinen Blassen, was die Teile für ne Leistung erbringen....

Was gäbe es noch für alternative Möglichkeiten, aus warmen Wasser Strom zu gewinnen?

MFG Andy

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MFG Andy

BID = 936216

der mit den kurzen Armen

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Wozu der Umweg ? http://de.wikipedia.org/wiki/Stirlingmotor der kann auch eine Notpumpe direkt betreiben!

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Sei Dir immer bewusst, dass von Deiner Arbeit das Leben und die Gesundheit anderer abhängen!

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Corradodriver

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Weil der Rest der Energie zum betreiben der Thermostate / Termostatantriebe gebraucht wird / würde... Stromgewinnung wäre mir deshalb schon lieber.

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MFG Andy

BID = 936219

der mit den kurzen Armen

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Klar doch die Dinger gibt es auch als Generator, nicht gerade billig aber immerhin in der Größenordnung 1kW. Das sollte zum Betrieb einer Heizung inklusive Stellantriebe und Thermostate reichen, sowie für die Notbeleuchtung. Googeln kannst du selber!

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Corradodriver

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Zitat :
...gibt es auch als Generator, nicht gerade billig aber immerhin in der Größenordnung 1kW


Jo, als BHKW... Ne....die Lösung gefällt mir irgendwie nicht. Schon wegen des Preises und der beweglichen Teile. Bewegliche Teile bedeuten immer Verschleiß. Dann doch lieber Peltierelemente...

Mal ne Frage zu den Pelztieren....

Wie ist das mit den Wirkungsgrad zu sehen? Gibt es da Erfahrungswerte?

Wenn ich jetzt davon ausgehe, ich betreibe ein 100W-Modul unter Volllast, und bekomme bei beispielsweisen 50% Wirkungsgrad ne Wärme/Kühlleistung von 50W..... Lässt sie die Schlussfolgerung auch umkehren? Sprich, bei 100W Wärme/Kühlenergie = 50W elekt. Energie???

MFG Andy

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MFG Andy

BID = 936225

perl

Ehrenmitglied



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Zitat :
Jetzt war meine Idee, eine Umwälzpumpe autark aus nem vom Netz geladenen Akku zu betreiben, um dieses Wärmeproblem zu umgehen. Nun verbrauchen diese Pumpen aber immernoch zwischen 30 und 100W Strom.
Früher hat man Heizungen so konstruiert, dass der Wasserumlauf durch Konvektion ausreichte.
Das funktioniert umso besser, je größer der Höhenunterschied zwischen dem Ofen im Keller und dem obersten Heizkörper ist.


Zitat :
Sprich, bei 100W Wärme/Kühlenergie = 50W elekt. Energie???
Und wovon träumst du nachts?
Das Haupthindernis hier ist der thermodynamische Wirkungsgrad, der bei so geringen Temperaturdifferenzen und Niedertemperaturwärme ziemlich bescheiden ausfällt.
Diesr Wert beruht auf theoretischen Überlegungen und ergibt den maximalen Wirkungsgrad, den eine Wärmekraftmaschine, gleich welcher Art und sei sie noch so perfekt gebaut, nicht überschreiten kann.
Man kann ihn leicht ausrechnen:
η= (Twarm-Tkalt)/Twarm
Für T sind dabei die absoluten Temperaturen einzusetzen, z.B. bei einer Vorlauftemperatur von 60°C und einer Rücklauftemperatur von 30°C also:
η=(60-30)/(60+273) = 0,09
http://de.wikipedia.org/wiki/Carnot-Wirkungsgrad

Mehr als 9W mechanische Leistung kannst du für 100W thermische Leistung unter diesen Umständen also keinesfalls erwarten.
Aber weniger!
Wenn du einen TEG (Thermoelektrischer Generator, der auf dem Seebeck Effekt beruht) verwendest, bekommst du vielleicht ein Siebtel davon, also 1,3W elektrische Leistung.
Der Pumpenmotor macht daraus vielleicht 1W mechanische Leistung an der Welle.
http://de.wikipedia.org/wiki/Thermoelement
http://thermalforce.de/de/download/.....n.pdf

P.S.:
Peltierelemente sind ungeeignet.
Zwar kann man auch damit elektrischen Strom erzeugen, aber die Warmseite darf bei ihnen nicht heisser als 70°C werden.


[ Diese Nachricht wurde geändert von: perl am 31 Aug 2014  3:32 ]

[ Diese Nachricht wurde geändert von: perl am 31 Aug 2014  3:35 ]

BID = 936226

powersupply

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Beiträge: 2921
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Zitat :
Corradodriver hat am 31 Aug 2014 00:07 geschrieben :


Jetzt war meine Idee, eine Umwälzpumpe autark aus nem vom Netz geladenen Akku zu betreiben, um dieses Wärmeproblem zu umgehen. Nun verbrauchen diese Pumpen aber immernoch zwischen 30 und 100W Strom. Ergo, solch ein Akku würde nicht ewig halten.


Hi Andy

Dann wirds für Dich aber höchste Zeit Deinen Energiefresser auszutauschen!
Die modernen Hocheffizienzpumpen benötigen nur noch zwischen 6 und 15W!
Damit solltest Du auch Batteriemäßig eine Weile über die Runden kommen. Allerdings, denke ich, wirst Du wenn Du keine 12VDC Oumpe findest nicht um einen Sinuswechselrichter herumkommen da die Pumpen allesamt Frequenzgeregelt sind...

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powersupply
Es gibt 10 Arten von Menschen. Solche die Binärtechnik verstehen und die anderen.

BID = 936235

Corradodriver

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Zitat :
Und wovon träumst du nachts?
Ja, war schon spät gestern...

Ach Pearl, ich find das immer wieder schön, das du/Ihr mir meine Illusionen auf so einfache und deutliche Art nimmst/nehmt.

Das es Hocheffizienspumpen gibt ist mir schon bekannt. Die, die jetzt drin sind, sind aber erst 6-7 Jahre alt. Nicht alt genug, um selbst kaputt zu gehen. Und bisher wurden alle übrigen Finanzmittel erstmal in die Reko gesteckt.

ABER!!!!! Der Kaminofen steht noch nicht, ich hab noch keinen Wasserspeicher und und und.... Man kann sich also um die entscheidende Pumpe noch Gedanken machen. Is auch noch n bissl Zeit bis da hin. Bin da also noch für alles offen...

@ Pearl, danke für die Formel und die Erklärung. Habe das ganze jetzt mal mit anderen Zahlen durchgerechnet.

Wenn ich mit ner Vorlauftemp von 85°C rechne, und zur Kühlung nicht den Rücklauf nehme, sondern ein "Wasserbad", das Raumtemperatur hat (Keller 15°C), komme ich auf einen Theoretisch max. Wirkungsgrad von ~20%. Hab ich richtig gerechnet?


Zitat :
Im Einsatz werden bisher Wirkungsgrade kaum größer als 5 % erreicht.
Quelle Thermoelement Wikipedia


Zitat :
Früher hat man Heizungen so konstruiert, dass der Wasserumlauf durch Konvektion ausreichte.

Ja, ich kenne noch die alten Schwerkraftheizungen. Die alten 2"-3" Heizungsrohre hab ich grad rausgeworfen.

Viell. sollte man überlegen, den Strom aus Photovoltaik zu gewinnen...


Zitat :
...allerdings, denke ich, wirst Du wenn Du keine 12VDC Oumpe findest nicht um einen Sinuswechselrichter herumkommen...

Thermostate und Antriebe laufen alle mit 230V~, von da her....geht auch bei DIESER Umwandlung nochmal Energie verloren

MFG Andy

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[ Diese Nachricht wurde geändert von: Corradodriver am 31 Aug 2014  7:34 ]

BID = 936236

BlackLight

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Beiträge: 5210


Zitat :
Viell. sollte man überlegen, den Strom aus Photovoltaik zu gewinnen...
Wenn du auf "Festkörpermaschinen" (ohne bewegliche Teile) stehst, wäre das auch mein Ansatz. Es werden noch viele Monde vorüberziehen bis geignete Generatoren - z.B. auf Basis des Spin-Seebeck-Effekts - verfügbar und bezahlbar sind.

BID = 936237

der mit den kurzen Armen

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Ich rechne mal etwas anders: Du benötigst für die Pumpe und die Steuerung 200 Wh. Bei einem Wirkungsgrad von 80% des Wechselrichters sind wir bei 200Wh:80%*100% = 250Wh. Diese 250Wh*24 = 6kWh. Nehmen wir einen 12V Akku ergibt das 6000VAh:12V= 500Ah
Ein mächtiger Akku! Deshalb wäre zu Überlegen ob auf die Pumpe des Kamins nicht verzichtet werden kann und die Wärme in einem Schichtenspeicher durch Schwerkraft gespeichert wird. (sinnvollerweise sollte der dann ganz oben stehen) Alternative Notstromaggregat, welches auch im Inselbetrieb bei Netzausfall deine Pumpe(n) versorgt. Sinnvollerweise sollte da aber auch gleich ein 230V Generator betrieben werden. Und wenn schon so ein Radaumacher läuft kann der auch etwas größer sein und Kühlschrank sowie Notbeleuchtung speisen. Du kannst natürlich auch gleich ordentlich Geld in die Hand nehmen und eine kombinierte Solaranlage aufbauen, dann nutzt du sowohl die Elektrische Energie als auch die thermische. Dem Schichtenspeicher ist es völlig wurscht ob die Wärme vom Dach oder aus dem (n) Kessel(n) kommt. Unsere Väter waren auch nicht dumm! Was nicht vorhanden ist kann auch nicht kaputt gehen und vor allem es verbraucht auch keine Energie. Wenn die Schwerkraft ausfällt hast du dann ganz andere Probleme .

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Corradodriver

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Das dumme ist....die Sache mit dem Notströmer hatte ich schon mal getestet. Kurze Zeit später ging vom 20L-Schichtladespeicher meiner Brennwerttherme die Ladepumpe und Steuerelektronik kaputt. Waren damals kosten von ~600,-€.

Ob das nun im Zusammenhang stand, oder Zufall war, lässt sich nur vermuten. Hat auf jeden Fall nen faden Beigeschmack.

Geplant ist jedenfalls, dem Kamin einen großen Schichladespeicher mit 500-1000L zu spendieren. Anders könnte man die Wärme nicht ausreichend abführen. Schwerkraftprinzip fällt bei dünnen 1"-Anschlüssen höchstwahrscheinlich aus. Genaueres müsste einen da aber der Ofenhersteller sagen können.
http://www.ofenseite.com/wasserfueh.....kamin


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MFG Andy

BID = 936245

der mit den kurzen Armen

Urgestein



Beiträge: 17417

Der Ladomat ist Umwälzpumpe und Mischer in einem. Der Kessel mit 40 L hat keine große Wärmespeicherkapazität. Ein Ausfall der Pumpe wäre katastrophal. Deshalb ist die Zwangskühlung mit der Thermische Ablaufsicherung Watts STS-20 Dein letzter Rettungsanker!
Je nachdem ob du einen offenen Schichtenspeicher oder einen mit Wärmetauscher hast stellt sich die Frage nach dem Durchlauf. Bei offenen Systemen sollte der gleichmässig und vor allen gering sein , da sonst die Schichtung aufgehoben wird. Das schreit förmlich nach Schwerkraft. Großes Volumen bei geringer Strömungsgeschwindigkeit, bei Systemen mit Wärmetauscher wirkt sich das so nicht extrem aus, da höchsten Wärme wieder aus dem Speicher abgeführt wird. (Durch den Wärmetauscher gibt es keine Verwirbelungen im Speicher) Der Mischer im Ladomat regelt die Rücklauftemperatur und damit auch indirekt die Vorlauftemperatur.
Edit: http://www.pumpendiscounter.de/Reig.....92b3f mit2 Magnetventilen als Notpumpe wäre eine Lösung , die auch mit Akkubetrieb noch wirtschaftlich wäre.


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[ Diese Nachricht wurde geändert von: der mit den kurzen Armen am 31 Aug 2014 12:01 ]

BID = 936541

Murray

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Beiträge: 4665


Zitat :
der mit den kurzen Armen hat am 31 Aug 2014 10:08 geschrieben :

Ich rechne mal etwas anders: Du benötigst für die Pumpe und die Steuerung 200 Wh. Bei einem Wirkungsgrad von 80% des Wechselrichters sind wir bei 200Wh:80%*100% = 250Wh. Diese 250Wh*24 = 6kWh. Nehmen wir einen 12V Akku ergibt das 6000VAh:12V= 500Ah
Ein mächtiger Akku!


Möglicherweise stimmt aber die Rechnung gar nicht da man nicht weis wie lange der TE einen Stromausfall überbrücken will.
Z.B. könnte man das Modulfeld sinnlos groß machen so dass garantiert tagsüber der Energiebedarf gedeckt ist.
Andererseits auch viel kleiner und man läd die Akkus per Moppel in ertragsschwachen Zeiten nach.
Da gibt es sooo viele Möglichkeiten

BID = 936549

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach


Zitat :
Wenn ich mit ner Vorlauftemp von 85°C rechne, und zur Kühlung nicht den Rücklauf nehme, sondern ein "Wasserbad", das Raumtemperatur hat (Keller 15°C), komme ich auf einen Theoretisch max. Wirkungsgrad von ~20%. Hab ich richtig gerechnet?
Ja, aber dein Wasserbad im Keller wird schnell warm werden, denn es muß ja die zur Gewinnung von Nutzarbeit unbrauchbaren 80% der eingesetzten Energie aufnehmen.

Um dieses Problem zu vermeiden verwenden Kraftwerke dafür ihre Kühltürme, und um einen möglichst hohen Wirkungsgrad zu erreichen, erzeugt man dort Dampf mit einer möglichst hohen Temperatur - bis an die Grenze der Materialbelastbarkeit.

Vernünftiger, aber vermutlich wegen des WAF nicht machbar, wäre es also die heissen Verbrennunggase direkt dem Stromerzeuger (Seebeck, Stirling, Watt) zuzuführen und mit dessen Abwärme das Haus zu heizen!

BID = 936575

powersupply

Schreibmaschine



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Zitat :
der mit den kurzen Armen hat am 31 Aug 2014 10:08 geschrieben :

Ich rechne mal etwas anders: Du benötigst für die Pumpe und die Steuerung 200 Wh. Bei einem Wirkungsgrad von 80% des Wechselrichters sind wir bei 200Wh:80%*100% = 250Wh. Diese 250Wh*24 = 6kWh. Nehmen wir einen 12V Akku ergibt das 6000VAh:12V= 500Ah


Du nimmst es doch sonst mit den Einheiten so genau.
Wenn Du richtig gerechnet hättest hätten 6kWh² rauskommen müssen.


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powersupply
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