Su buharı ile termal depolama?

Bonjour


Bazılarımız gibi ben de ısı depolama çözümleri aradım. PCM'leri (Faz Değiştirme Malzemeleri) incelerken, suyun buhar durumuna geçişin gizli ısısının yüksek olduğunu fark ettim:

1000 g suyu buz halinden suya dönüştürmek için 335 kJ gerekir.
1000 g sıvı suyu 0°C ila 100°C arasında ısıtmak için 419 kJ gerekir
1000°C'de 100 g sıvı suyu buhara dönüştürmek için 2257 kJ gerekir.

Bu nedenle suyu buhara dönüştürmek için 5.4 kat daha fazla enerji gerekir.
sıcaklığını 100°C yükseltmek için yeterlidir.



O zaman bu gerçeği evrimleşerek termal enerjiyi depolamak için kullanmak mümkün müdür?
buharlaşma sıcaklığı civarında bir hacim V su?

Ayrıca suyun basınçla kaynama sıcaklığının düştüğünü, bu azalma ile gizli ısısının arttığını gördüm, bu daha düşük bir sıcaklıkta çalışmayı mümkün kılabilir (örneğin, 0.2 barda su 60°C'de kaynar ve aynı sıcaklıkta buharlaşma gizli ısısı 2360 kJ/kg oldu).

http://pravarini.free.fr/Images/Teb.jpg

http://pravarini.free.fr/Images/ChaleurLatente.jpg

Daha sonra, sıcaklığı kaynama noktası etrafında salınan su içeren aletli (basınç, sıcaklık) ve termal olarak yalıtılmış bir tankta ısı depolamak düşünülebilir. Endüstriyel ölçekte buhar akümülatörleri olduğunu biliyorum. Bireyler için eşdeğer sistemler var mı? böyle bir sistemi kendimiz kuramaz mıyız? (düdüklü tencere...)

New York ve muhtemelen diğer Amerikan aglomerasyonları (kontrol edilecek), bölgesel ısıtma için buhar ağlarını kullanır... yani evet, su buharı ısıyı depolamak (ve taşımak) için iyi bir yoldur...

Dezavantajı: Hafızadan, 1 gram su buharı (100.1°C'de), 400°C'de aynı gramdan 99.9 kat daha fazla hacim kaplar...

Bu nedenle, küçük hacimlerde ilginç miktarlarda ısı elde etmek için basıncı arttırmanız gerekir...

Christophe yazdı:Dezavantajı: Hafızadan, 1 gram su buharı (100.1°C'de), 400°C'de aynı gramdan 99.9 kat daha fazla hacim kaplar...

Evet, mucize yok.
Rakamlara bakmadım ama gerçekten de 1 kg buhar aynı sıcaklıktaki 1 kg sudan çok daha fazla kJ içeriyorsa, aynı zamanda çok daha fazla hacim kaplar...
New York'a gelince, o kadar uzağa gitmeye gerek yok. Bellekten, CPCU (Paris Kentsel Isıtma Şirketi) üretim birimlerinden buharı yaklaşık 25bar ve 240°C /- 2°C'de gönderir.

sicetaitsimple yazdı:

Christophe yazdı:Dezavantajı: Hafızadan, 1 gram su buharı (100.1°C'de), 400°C'de aynı gramdan 99.9 kat daha fazla hacim kaplar...

Evet, mucize yok.
Rakamlara bakmadım ama gerçekten de 1 kg buhar aynı sıcaklıktaki 1 kg sudan çok daha fazla kJ içeriyorsa, aynı zamanda çok daha fazla hacim kaplar...
New York'a gelince, o kadar uzağa gitmeye gerek yok. Bellekten, CPCU (Paris Kentsel Isıtma Şirketi) üretim birimlerinden buharı yaklaşık 25bar ve 240°C /- 2°C'de gönderir.

Bilgi için teşekkürler. İnternette bu sorulardan bahseden bir tablo buldum.

https://www.thermexcel.com/french/tables/vap_eau.htm

67 barlık bir P basıncına dayanabilen V=3 m4.05 (30³) hacimli bir tank hayal ettim. Böyle bir tanka eğer doğru anladıysam Tv=100°C'de buharlaşan 234 litre su tam olarak sığar. Depolanan enerji daha sonra 280200 kJ veya 78 kWh değerinde olacaktır.

Tankların mekanik ve ısıl direnci hakkında bir fikrim yok, 100, 200 veya 300 barlık bir basınç kullanmak mümkün mü? Tablo 30 bar'da duruyor ama V ve Tv'yi bu tür basınçlarda derecelendirmek isterdim. Bu miktarları yöneten matematiksel yasalara sahip değilim, yine de varlar mı?

Bu soruyu cevaplamak için daha sonra eğrileri tahmin etmeye çalışırdım. Belki tank boyutu makul hale gelirdi. Sıcaklık gelince, eriyen çeliğin sıcaklığını geçmeyebilir.

su buharı hacmi ve oluşturduğu basınç nedeniyle ısıyı depolamak için iyi bir yol değildir.

örneğin 300 bar'dan bahsettiğinizde, basınca dayanmak için 3000 m derinlikte bir denizaltı gövdesine ihtiyacınız var. Ancak ısıyı korumaya ek olarak, bu kabuk tamamen yalıtılmalıdır. İmkansız bir şey değil, ama gerçekten ağır ve pahalı.

Tercihen, katı halden sıvı hale geçen tuzların gizli ısısı kullanılacaktır.

Ayrıca test edilmiş bir seçimdir. bazı konsantre güneş enerjisi santrallerinde.

Eritilecek tuzun doğası birkaç kritere göre seçilir: hal değişiminin sıcaklığı, kimyasal özellikler, maliyet...

Isı bir yakıttan geliyorsa, onu "depolamanın" en iyi yolu, kimyasal enerjiyi yakıtta tutmak ve gerektiğinde yakmaktır.

Isı, geri dönüşü olmayan bir şekilde kaçacak kadar ahlaksızlığa sahiptir, önlem alınsa bile, bu bir zaman meselesidir.

Isı depolamaya başka bir yaklaşım (ancak bu sefer düşük sıcaklık), toprağı mevsimler arası kullanımda doğrudan kullanmaktır: DLSC'ye bakın

FALCON_12 yazdı:67 barlık bir P basıncına dayanabilen V=3 m4.05 (30³) hacimli bir tank hayal ettim. Böyle bir tanka eğer doğru anladıysam Tv=100°C'de buharlaşan 234 litre su tam olarak sığar. Depolanan enerji daha sonra 280200 kJ veya 78 kWh değerinde olacaktır.

Temelde Remundo'nun söylediklerine katılıyoruz, buhar için önemli ihtiyaçların olduğu ancak kısa süreli olduğu bazı işlemler dışında, genellikle buhar şeklinde depolamıyoruz. Bu durumda, depolama, buhar üretim biriminin aşırı boyutlandırılmasını mümkün kılmaz.

Bununla birlikte, bazı hesaplamalarla "eğlenmeye" devam etmek istiyorsanız:
- Sanırım sizin hesaplamanızda 10 faktörlük bir hata var, tankınızda depolayabileceğiniz 1000kg buhar.
- 30bar'dan 100bar'a kadar olan değerler belirttiğiniz sitede, başka bir sayfada mevcuttur.

İyi şanslar!

FALCON_12 yazdı:Ayrıca suyun basınçla kaynama sıcaklığının düştüğünü ve bu azalma ile gizli ısısının arttığını gördüm, bu daha düşük bir sıcaklıkta çalışmayı mümkün kılabilir (örneğin 0.2 bar'da su 60°C'de kaynar)

Basınç düştüğünde suyun kaynama sıcaklığı düşer... Yeryüzünde olması için 0.2 bar... Çok mümkün değil, Everest'te bile 0.35 olması lazım... 0.2 bar de Pa civarında olması lazım 12000m....