Ogrzewacze o niskiej entropii

[Ortograf-fr]

„Grzejniki o niskiej entropii: czym one są?”
Ortograf-fr, lipiec 2008


W praktyce grzejniki o niskiej entropii są zasadniczo pompa ciepła i kogeneracji, czyli tzw skojarzone wytwarzanie ciepła i energii elektrycznej.

Pompa ciepła cieszy się dużym zainteresowaniem pedagogiczny, bo udowadnia tym, którzy nie chcą słyszeć, że sprawność urządzenia grzewczego może być znacznie wyższa niż 100%.

Ale to systematyczny rozwój kogeneracji, która najlepiej zminimalizuje zużycie źródła energii do ogrzewania. Obecnie prawie nie jeździmy po drogach we Francji.



A - Produkcja entropii jest degradacją energii.

Występuje w szczególności:

- wszędzie tam, gdzie energia elektryczna, chemiczna lub mechaniczna jest przekształcana w ciepło: ogrzewanie elektryczne, ogrzewanie zwykłymi paliwami, tarcie,

- i zawsze, gdy ciepło jest wymieniane między dwoma ciałami o różnych temperaturach. Im większa różnica temperatur, tym większa produkcja entropii.


B - Ogrzewanie bez wytwarzania entropii można uzyskać za pomocą idealnej pompy ciepła

Ogrzewanie bez wytwarzania entropii jest niemożliwe do osiągnięcia, ale bardzo łatwo sobie to wyobrazić.

To jest to, co zapewniłaby idealna pompa ciepła, taka, która działałaby najlepiej, jaką można sobie wyobrazić.

Jego silnik elektryczny nie wykazywałby ani tarcia, ani efektu Joule'a.

A przede wszystkim część pompy ciepła służąca do ogrzewania mieszkania miałaby temperaturę niewiele wyższą i praktycznie równą temperaturze mieszkania, w tym samym czasie co część pompy ciepła, która pobiera ciepło z środowisko zewnętrzne miałoby temperaturę niewiele niższą i praktycznie równą temperaturze tego środowiska.

Innymi słowy, dwie wymiany ciepła przeprowadzane przez pompę odbywałyby się za każdym razem przy nieskończenie małej różnicy temperatur.


C - Produkcja entropii jest równoznaczna z utratą zasobów energii

Fizycy i ciepłownicy doskonale wiedzą, jak obliczyć wydajność, jaką taka instalacja mogłaby mieć. Można to nazwać „teoretycznym maksymalnym zwrotem”. Zależy to tylko od dwóch wchodzących w grę temperatur: powietrza w czasie, z którego pobierane jest ciepło, oraz mieszkania, które jest ogrzewane.

Weźmy przykłady liczbowe. Aby utrzymać mieszkanie w temperaturze 20°C, przy temperaturze zewnętrznej 15°C, wydajność wyniosłaby sześćdziesiąt, czyli 6000%.

Przy temperaturze zewnętrznej 10°C sprawność ta wyniosłaby 30, czyli 3000%.

Sprawność idealnej pompy ciepła jest zatem zwykle dziesięć razy wyższa niż w przypadku rzeczywistych pomp ciepła, która sama w sobie jest trzy lub cztery razy wyższa niż sprawność 100% grzejnika elektrycznego.

D - Ogrzewanie bez wytwarzania entropii: nowe idealne odniesienie do pomiaru wydajności rzeczywistej grzałki

Całe dodatkowe zużycie prawdziwego grzejnika w porównaniu z idealną pompą ciepła jest marnowaniem zasobów energetycznych przez produkcję entropii.

W drugim powyższym przykładzie liczbowym, aby dostarczyć 30 dżuli ciepła do mieszkania, zużyta energia elektryczna nigdy nie może spaść poniżej jednego dżula.

W tym przykładzie, jeśli ogrzewanie jest wytwarzane przez grzejnik elektryczny, z 30 dżuli zużywanych przez ten grzejnik, 29 oznacza zużycie zasobów związanych z produkcją entropii, które jako takie możemy mieć nadzieję na zmniejszenie.

Prawdziwa pompa ciepła pokazuje, że potrafimy już lepiej niż kocioł elektryczny, ponieważ zużywa on około 10 dżuli zamiast 30, aby zapewnić takie samo ogrzewanie. Ale jego bilans jest wciąż dziesięciokrotnie niższy od najlepszego bilansu referencyjnego i dlatego możemy mieć nadzieję, że wypadnie znacznie lepiej.

Podsumowując: 100% sprawność, czyli grzanie bez strat energii, nie jest już ideałem do osiągnięcia w zakresie ogrzewania. Idealna wydajność ogrzewania bez wytwarzania entropii nigdy nie zostanie osiągnięta, ale wydajność energetyczna ogrzewania przy niskiej produkcji entropii znacznie przekracza 100%, co pokazują pompy ciepła, których wydajność zwykle mieści się w przedziale od 300% do 400%.


E - Aby zminimalizować produkcję entropii, należy maksymalnie zmniejszyć
- liczba przemian energetycznych
- liczba wymian ciepła
— a także różnice temperatur które umożliwiają tę wymianę ciepła.

Ten ostatni punkt ma natychmiastowe praktyczne konsekwencje. W przypadku ogrzewania pompą ciepła dom będzie zużywał mniej energii elektrycznej, jeśli będzie ogrzewany wodą o temperaturze 30°C krążącą w gruncie, niż gdyby był zaprojektowany do ogrzewania wodą o temperaturze 60°C krążącą w kaloryferach.


F - Wszystkie tradycyjne grzejniki są nie do pogodzenia z dobrym zarządzaniem zasobami energii

Widzieliśmy powyżej, że 100% sprawność grzejnika elektrycznego była w rzeczywistości wyjątkowo mierna. W przypadku grzejników na paliwa tradycyjne jest prawie tak samo biedny.

Wynika to z faktu, że wymiany ciepła zachodzą przy bardzo dużych różnicach temperatur. Wytwarzanie entropii odpowiada temu, że ciepło początkowe jest ciepłem „wysokotemperaturowym” i że dociera do miejsc zamieszkania w postaci ciepła niskotemperaturowego.

Zwykle energia dostarczana przez olej opałowy może w niektórych przypadkach dawać energię mechaniczną o sprawności przekraczającej 60%, jak ma to miejsce w przypadku niektórych silników łodzi. Oznacza to, że energia dostarczana przez to paliwo ma ok teoretyczna maksymalna wymienialność przekraczającej 60% w celu uzyskania energii elektrycznej.

Innymi słowy, wysoka temperatura na pewno już jest amputowane przez entropiczną fryzurę w porównaniu do energii elektrycznej, ale ta zniżka stanowi Kilka rzeczy w porównaniu z tym, które ma miejsce, gdy ta sama ilość ciepła ulega degradacji, aby dotrzeć do ogrzewanych pomieszczeń.


G - Urządzeniem, które najlepiej minimalizuje wytwarzanie entropii spowodowane ogrzewaniem jest kogeneracja.

W tym przypadku wykorzystywane ciepło to po prostu niskotemperaturowe ciepło oddawane przez elektrownię cieplną lub dowolny generator.

Widzieliśmy, że aby maksymalnie zredukować wytwarzanie entropii, konieczne jest jak największe zmniejszenie liczby przemian energii, liczby wymian ciepła i różnic temperatur, które umożliwiają tę wymianę ciepła.

Ogrzewanie kogeneracyjne doskonale spełnia te warunki, ponieważ przekształca tylko ciepło niskotemperaturowe, często nazywane oddawaniem ciepła, na inne ciepło niskotemperaturowe, które jest pożądane dla naszych pomieszczeń mieszkalnych. Możemy uznać, że ciepło startowe to odzysk i to praktycznie bezpłatnie za zużyte zasoby energii.

Odpowiada to dobrze teoretycznemu bilansowi ogrzewania przy produkcji o niskiej entropii.

...........

Możliwość poprowadzenia wykładów na temat: „ogrzewanie przy produkcji małej entropii”.

Skontaktuj się z nami.


Aby pobrać ten dokument w formacie pdf w dwóch egzemplarzach na jednej stronie, kliknij tutaj:

http://www.alfograf.net/ortograf/images/tract/paj-472-807-chauffages-fpe-presentation-tract.pdf


Ortograf-en
Louisa Rougnona Glassona
F-25500-MONTLEBON
tel 03 81 67 43 64 strony:
1 °) http://alrg.free.fr/ortograf
2 °) http://www.alfograf.net
3 °) „ortograf” w „blogach new obs”
4 °) http://alrg.free.fr/politikograf

dok. 472 - 2008 - 03

[Ahmed]

Nie jestem inżynierem termiki, ale nie mogę powstrzymać się od reakcji na ten ciekawy tekst.

Całość pozostawia przykre wrażenie, że strona teoretyczna fascynuje autora do tego stopnia, że ​​zapomina o rzeczywistości.
Wprawdzie ta koncepcja entropii jest interesująca, ale szybko prowadzi nas do rozważań, które zamiast rzucić nowe światło, udaje się jedynie zaciemnić te problemy.

Na podstawie porównania grzejnika elektrycznego o sprawności 100% (z założenia) z pompą ciepła wynika, że ​​w dobrych warunkach w praktyce jest on w stanie przywrócić około 3-krotność pobranej energii.

To zapominanie o wielu rzeczach:
Ta 100% lokalna sprawność promiennika elektrycznego nie ma większego znaczenia, ponieważ nie uwzględnia się strat w produkcji i przesyłaniu energii elektrycznej. Z powodu tych strat tylko ułamek, około jedna trzecia, dociera do licznika (wydajności różnią się w zależności od metod produkcji, energia jądrowa, która stanowi większość, byłaby nieefektywna, ponieważ działa przy niskim ciśnieniu*, straty transportowe szacuje się na ok. 10% średnio).

Tak więc WPR właśnie odzyskuje to, co utracone: witaj entropię!

I znowu stawiam się tylko w dobrych warunkach pracy: w przypadku odrobiny intensywnego chłodu wydajność pompy ciepła (najczęściej powietrze/powietrze lub powietrze/woda) szybko spada i może nawet spaść poniżej grzejnika elektrycznego, gdy pojawia się opór elektryczny, który rozmraża skraplacz.

„Pompa ciepła cieszy się dużym zainteresowaniem edukacyjnym, ponieważ udowadnia tym, którzy nie chcą o tym słyszeć, że sprawność urządzenia grzewczego może być znacznie wyższa niż 100%.

Zauważmy też, że kaloryfer wodny, rozpatrywany samodzielnie, ogrzewany do woli, również ma wydajność 100%; nie ma zresztą sensu mówić o efektywności w przypadku produkcji ciepła, gdyż jest to najbardziej zdegradowana forma energii.

Nie krytykując paragrafu B, w którym przytoczono przypuszczenia rzekomo wspierające dalsze rozumowanie, nie sposób uniknąć wyobrażenia, że ​​paradoksalnie (konwencjonalna) pompa ciepła miałaby niezwykłą wydajność, gdyby tylko służyła do produkcji ciepła latem i chłodu zimą. ..

Porozmawiajmy o kogeneracji, w której autor słusznie widzi ciekawe możliwości: ponieważ to, co zwykle się traci, jest odzyskiwane, autor błędnie wnioskuje, że uzysk znacznie przekracza 100%. Jest to prawdą tylko w odniesieniu do produkcji energii elektrycznej z utratą ciepła, a wartości powyżej 100% same w sobie są absurdalne, ponieważ nie można mieć nadziei na uzyskanie więcej z paliwa, niż ono zawiera.

Ten sam dryf logiczny zauważyłem w przypadku gazowego kotła kondensacyjnego: odzyskanie ciepła utajonego pary wodnej pozwala nieco bardziej zbliżyć się do tej wartości, nie osiągnąć jej, a jeszcze mniej ją przekroczyć. Powiedzmy, że to podejście biznesowe...

*jeśli masz wiarygodne źródła potwierdzające lub zaprzeczające tym danym, to jestem zainteresowany.

[Andre]

Halo

To zapominanie o wielu rzeczach:
Ta 100% lokalna sprawność promiennika elektrycznego nie ma większego znaczenia, ponieważ nie uwzględnia się strat w produkcji i przesyłaniu energii elektrycznej. Z powodu tych strat tylko ułamek, około jedna trzecia, dociera do licznika (wydajności różnią się w zależności od metod produkcji, energia jądrowa, która stanowi większość, byłaby nieefektywna, ponieważ działa przy niskim ciśnieniu*, straty transportowe szacuje się na ok. 10% średnio).

To trochę mocne 1/3, które się zdarza, może dla elektrowni cieplnej, ale tamy hydraulicznej? straty na linii nie są aż tak istotne nawet powyżej 1000km

Chyba trzeba porównać grzałkę elektryczną oporową i pompę ciepła z licznika domowego..
Mówiąc 3 to w warunkach idealnych, średnio częściej jest to 2 czasem 2,5, co już jest lepsze niż zwykły opór grzewczy.
Zmniejszenie zużycia energii elektrycznej do ogrzewania o 50% jest już interesujące..

Zapominasz o systemie wodno-powietrznym woda na gruncie zawsze ma 12c nawet gdy na zewnątrz jest -25 a pompa termo wodno-powietrzna jest skuteczna po pierwsze nie musimy podgrzewać powietrza do 40c jak system wodny 32 C wystarczy w wentylacji, aby ogrzać dom do 25 C

Mam ten system od prawie 20 lat i mieszkam w klimacie gdzie czasami spada -30 przy 6,6 kw mocy dostarczonej na ogrzanie całego domu oprócz klimatyzacji w lecie.

André

[minguinhirigue]

Jeśli chodzi o kotły kondensacyjne, faktem jest, że uzyski wynoszą obecnie ponad 100%, biorąc pod uwagę niższą wartość opałową.

Jest to oszustwo ustawione, ponieważ PCI nie uwzględnia energii przekazywanej do odparowania cząsteczek wody powstających w wyniku spalania. Najlepszy kocioł kondensacyjny pozostaje zatem poniżej 100% sprawności w stosunku do Najwyższej Wartości Opałowej.

Co do szalonego pomysłu kogeneracji z uzyskiem większym niż 1, to wygląda na to, że mówi o nim ortograf_fr. To, co mówi, jest bardziej w stylu: „kogeneracja jest darmowym ciepłem, ponieważ jest„ odrzuceniem ”innego zastosowania…”

Niemniej jednak są fani, którzy lubią wyobrażać sobie systemy paliwowe i kogeneracyjne pompy ciepła:

Ten system Shaddock jest kogeneratorem, który obsługuje pompę ciepła. Bez uwzględnienia temperatur, a zwłaszcza różnic temperatur charakterystycznych dla szeregowego działania tych technologii, można pomarzyć o czerpaniu od 100 Wh, do 60% „szlachetnych”, i 40% termicznych, z pompą ciepła, do 60 % szlachty staje się w rzeczywistych warunkach do 300% termicznych (COP 6 dla najlepszych komercyjnych pomp wodno-wodnych). W sumie, odzyskując kalorie z kogeneratora, 330 Wh energii cieplnej wyprodukowanej w wyniku spalania 100 Wh pierwotnego...

Jeszcze bardziej szalony, samochód oferowany na forum, który działa z akumulatora uruchamiając pompę ciepła, która ogrzewa silnik, który wytwarza energię elektryczną dla akumulatora i dla rozwoju samochodu... Bilans wydajności się utrzymuje, z wyjątkiem tego, że bierzemy pod uwagę wiele ograniczeń pod względem temperatury i różnice temperatur podczas pracy: niska amplituda termiczna dla dobrych osiągów pompy ciepła, duża amplituda dla dobrych osiągów silnika! Nie chodzi o to, żeby się przewrócić...

[Christophe]

Nie czytałem wszystkiego (właściwie nic), ale tytuł przypomina mi PACES...

Pompa ciepła o przepływie spontanicznym.

Wiesz, że? Inaczej jest tutaj: http://www.new-energy-paces.com/

Dla tych, którzy się nie boją, pobierz i przeczytaj ten dokument: http://www.new-energy-paces.com/brevet.zip

samochód oferowany na forum, który działa z akumulatora uruchamiając pompę ciepła, która ogrzewa silnik, który wytwarza energię elektryczną dla akumulatora i dla rozwoju samochodu

Cholera, przegapiłem to, myślę... gdzie to było?

[minguinhirigue]

https://www.econologie.com/forums/voiture-el ... t2057.html

tutaj pomysł polega na operowaniu energią słoneczną rozproszoną w atmosferze, wychwytywaniu kalorii w celu uruchomienia jednego lub dwóch silników Stirlinga...

Tyle że, jak wspomniano powyżej, nie ma wyjaśnienia co do kompatybilności technologii...

[Christophe]

Ach, to pochodzi z 2006 roku, dobry temat odkrywania w perspektywie!

[Ahmed]

Dziękuję André za ciekawe przemyślenia. Myślę, że nasze różnice, które są tylko pozorne, wynikają po prostu z innego kontekstu.

Być może nie zauważyłeś, że zadbałem o wytyczenie pola ważności moich uwag. Taka jest sytuacja we Francji, gdzie przeważa energia jądrowa, a najbardziej rozpowszechnionym typem pompy ciepła jest powietrze/powietrze. W Kanadzie, biorąc pod uwagę potencjał elektrowni wodnych, dane są oczywiście radykalnie różne.

Chyba trzeba porównać grzałkę elektryczną oporową i pompę ciepła z licznika domowego.

Dla konsumenta może to być prawda, ale z ekologicznego (a nawet technicznego) punktu widzenia liczy się cały łańcuch produkcji/zużycia energii elektrycznej.

Mówiąc 3 to w warunkach idealnych to średnio częściej jest to 2 czasem 2,5 czyli już lepiej niż zwykła grzałka oporowa...

Powiedziałem 3 „w dobrych warunkach”, bo w rzeczywistości znacznie częściej jest poniżej.

Już samo zmniejszenie zużycia energii elektrycznej na ogrzewanie o 50% jest interesujące...

W kontekście francuskim i ze względu na sposoby produkcji energii elektrycznej niefortunne jest wykorzystywanie „szlachetnej” energii, aby w rezultacie otrzymać ciepło, które jest formą zdegradowaną. Co więcej z niską wydajnością.
W przypadku gdy koszty ogrzewania elektrycznego odstraszają użytkowników, upowszechnienie stosowania pompy ciepła, ze względu na niższe zużycie jednostkowe, spowodowałoby jedynie wznowienie korzystania z energii elektrycznej i zwiększenie ogólnego zużycia.
Oprócz ogólnego wpływu*, dostrzegam również wadę polegającą na niemożności wyboru przez użytkownika połączonego z tym systemem innych rozwiązań zgodnie z przyszłymi możliwościami lub ograniczeniami.

*Intensywne wykorzystanie ogrzewania elektrycznego zakłada bardziej rozwiniętą flotę jądrową, a także częstsze korzystanie z konwencjonalnych elektrowni cieplnych w celu poradzenia sobie ze szczytami zużycia energii elektrycznej w zimie, które same są spowodowane wpływem wahań temperatury.