Energie opwekken mbv warmtepomp+stirling motor

[ammedee]

Een heel oud topic maar met de huidige elektriciteitsprijzen nog eens aan gedacht
Een warmtepomp heeft een warme kant van ong 70 graden om lucht of water op te warmen
Laat ons aannemen dat we de goedkoopste warmtepomp gebruiken nl Lucht/lucht
Dan geeft die warmtepomp een koude kant van 20 graden
Een verschil van 50 graden
Nu is de vraag kan er iets van elektriciteit gewonnen worden uit een verschil van 50 graden ?
Stirling of TEC renderen beter met een groot verschil maar vooral een TEC is heel eenvoudig alleen heb ik totaal geen idee van het rendement met dergelijk laag verschil

[Xilvo]

Nu is de vraag kan er iets van elektriciteit gewonnen worden uit een verschil van 50 graden ?

Ja. Maar met een heel laag rendement.

Je gebruikt dus elektriciteit om met behulp van een warmtepomp een temperatuurverschil van 50 graden te creëren om daar vervolgens weer veel minder elektriciteit mee te maken. Dat is natuurlijk zinloos.

[ammedee]

Nu is de vraag kan er iets van elektriciteit gewonnen worden uit een verschil van 50 graden ?

Ja. Maar met een heel laag rendement.

Je gebruikt dus elektriciteit om met behulp van een warmtepomp een temperatuurverschil van 50 graden te creëren om daar vervolgens weer veel minder elektriciteit mee te maken. Dat is natuurlijk zinloos.

Niet als je de warmte van buiten haalt en ze in huis pompt en daar een deel omzet in elektriciteit

Veronderstel een warmtepomp 1kw zorgt voor 4 kw warmte

Van die 4 kw warmte zet je 5% om in elektriciteit = 0.2 KW elektriciteit en 3.8 KW warmte
Dan is het eindresultaat 0.8 KW elektriciteit voor 3.8 KW warmte
Je verbruikt dus minder elektriciteit om de woning te verwarmen

[Xilvo]

Veronderstel een warmtepomp 1kw zorgt voor 4 kw warmte

Van die 4 kw warmte zet je 5% om in elektriciteit = 0.2 KW elektriciteit en 3.8 KW warmte
Dan is het eindresultaat 0.8 KW elektriciteit voor 3.8 KW warmte
Je verbruikt dus minder elektriciteit om de woning te verwarmen

Dan veronderstel je dat je die 5% warmte met 100% rendement in elektriciteit kunt omzetten. Dat kan niet.

Warmtepomp: \(COP=\frac{T_k}{T_w-T_k}\)
T_k is de lage temperatuur, T_w de hoge.

Stel COP=4, buitentemperatuur (de lage temperatuur) T_k=280 K.

Dan krijg je T_w=350 K. Bij een elektrisch vermogen van 1 kW krijg je 4 kW bij een temperatuur van 350 K.

Mooi, daarmee kan je je woning verwarmen. Maar stel, je wil er elektriciteit mee maken.

Het rendement \(\eta=\frac{T_w-T_k}{T_w}=0,2\)

Jammer, dan ben je al je warmte weer kwijt en heb je nog maar 0,8 kW aan elektriciteit.

Je hebt 0,2 kW weggegooid en je hebt er niets voor terug. En dat is dan nog gerekend met de theoretisch maximaal haalbare waardes. Die haal je in de praktijk niet.

Je kunt de natuur niet te slim af zijn.

[ammedee]

Veronderstel een warmtepomp 1kw zorgt voor 4 kw warmte

Van die 4 kw warmte zet je 5% om in elektriciteit = 0.2 KW elektriciteit en 3.8 KW warmte
Dan is het eindresultaat 0.8 KW elektriciteit voor 3.8 KW warmte
Je verbruikt dus minder elektriciteit om de woning te verwarmen

Dan veronderstel je dat je die 5% warmte met 100% rendement in elektriciteit kunt omzetten. Dat kan niet.

Warmtepomp: \(COP=\frac{T_k}{T_w-T_k}\)
T_k is de lage temperatuur, T_w de hoge.

Stel COP=4, buitentemperatuur (de lage temperatuur) T_k=280 K.

Dan krijg je T_w=350 K. Bij een elektrisch vermogen van 1 kW krijg je 4 kW bij een temperatuur van 350 K.

Mooi, daarmee kan je je woning verwarmen. Maar stel, je wil er elektriciteit mee maken.

Het rendement \(\eta=\frac{T_w-T_k}{T_w}=0,2\)

Jammer, dan ben je al je warmte weer kwijt en heb je nog maar 0,8 kW aan elektriciteit.

Je hebt 0,2 kW weggegooid en je hebt er niets voor terug. En dat is dan nog gerekend met de theoretisch maximaal haalbare waardes. Die haal je in de praktijk niet.

Je kunt de natuur niet te slim af zijn.

Als je de elektriciteit binnenshuis maakt ben je de warmte niet kwijt
Veronderstel dat je met die 1 KW elektriciteit 4 KW warmte binnenbrengt in huis
Als een stirling of peltier een rendement heeft van 5%
Dan zet het die 4 KW om in 0.2 KW elektriciteit en 3.8 KW warmte die het afgeeft aan de binnenlucht
Waardoor de cop stijgt

[Xilvo]

Als je de elektriciteit binnenshuis maakt ben je de warmte niet kwijt

Jawel. Helemaal kwijt. Maar je moet wel een "verbinding" met buiten hebben, om aan de lage temperatuur te komen. Anders lukt het sowieso niet. Dan houdt je je warmte maar produceert geen elektriciteit.

Veronderstel dat je met die 1 KW elektriciteit 4 KW warmte binnenbrengt in huis
Als een stirling of peltier een rendement heeft van 5%
Dan zet het die 4 KW om in 0.2 KW elektriciteit en 3.8 KW warmte die het afgeeft aan de binnenlucht
Waardoor de cop stijgt

Ik heb je helemaal voorgerekend waarom dat niet kan. Ben je het er niet mee eens, geef dan aan wat ik fout doe.
Alleen herhalen wat je eerder schreef heeft geen zin.

[ammedee]

Ik heb je helemaal voorgerekend waarom dat niet kan. Ben je het er niet mee eens, geef dan aan wat ik fout doe.
Alleen herhalen wat je eerder schreef heeft geen zin.

Ik probeerde inderdaad voor de 2 de maal duidelijk te maken dat een warmtepomp warmte van buiten binnen pompt en er dus geen koude van buiten aan de pas komt bij de omzetting naar elektriciteit

Uit buitenlucht wordt warmte gehaald en opgepompt tot 70 graden
De BINNENlucht heeft 20 graden
Het verschil is dus 50 graden tussen warme kant en koude kant
De koude kant is binnenlucht die alle niet in elektriciteit omgezette energie opneemt en zo opwarmt

Niks meer dan een klassieke warmtepomp met een binnen en een buitenunit
Alleen met een warmtewisselaar in de binnenunit die een klein beetje warmte omzet in elektriciteit

[Xilvo]

Ik probeerde inderdaad voor de 2 de maal duidelijk te maken dat een warmtepomp warmte van buiten binnen pompt en er dus geen koude van buiten aan de pas komt bij de omzetting naar elektriciteit

Uit buitenlucht wordt warmte gehaald en opgepompt tot 70 graden
De BINNENlucht heeft 20 graden
Het verschil is dus 50 graden tussen warme kant en koude kant
De koude kant is binnenlucht die alle niet in elektriciteit omgezette energie opneemt en zo opwarmt

Niks meer dan een klassieke warmtepomp met een binnen en een buitenunit
Alleen met een warmtewisselaar in de binnenunit die een klein beetje warmte omzet in elektriciteit

Dan heb je daar niets aan om het huis te verwarmen, als dat al 20 graden is. Je hebt de formules, je kunt nu zelf narekenen dat je voor het deel dat je terug omzet in elektriciteit geen bruikbare warmte meer hebt en dat je, voor de elektriciteit die het je oplevert, oorspronkelijk meer elektriciteit hebt gebruikt.
Je probeert nog steeds de natuur te slim af te zijn. Dat gaat niet lukken.

Je hebt gewoon een ingewikkelde manier verzonnen om een warmtepomp minder efficient te maken.

[ammedee]

Als het in huis 20 graden is en het is buiten 10 graden heb je warmteverlies en zal je dus die binnenlucht van 20 graden moeten verwarmen om het warmteverlies te compenseren
Zo werkt iedere verwarming

Als je van de binnengebrachte warmte een stukje kan omzetten in elektriciteit maak je de warmtepomp juist efficienter doordat het totaal verbruikte elektriciteit naar beneden gaat terwijl de rest als warmte gebruikt wordt
Als je van de 4 KW 0.2KW omzet in elektriciteit eindig je inderdaad met iets minder warmte nl 3.8 KW maar verbruik je ook 0.2 KW minder elektriciteit dus 0.8 KW

Zonder terugwin heb je 4 KW warmte voor 1 KW elektriciteit cop 4
Met terugwin heb je 3.8 KW voor 0.8 KW elektriciteit cop 4.75

[Xilvo]

Tja, je kan volharden in je verhaal maar dat maakt het nog steeds niet waar.
Als het huis 20 graden is kan je koudste punt voor elektriciteitsopwekking geen 20 graden zijn want dan krijg je geen warmtestroom
Dat punt moet dus een hogere temperatuur hebben dan de kamer. Dan houd je nog iets van die warmte over om de kamer op te warmen maar wordt het rendement van elektriciteitsopwekking nog slechter dan die al was.

Je schaart je in een lange rij lieden die dachten de natuur te slim af te zijn zonder zich eerst eens in de theorie te verdiepen.

Het werkt niet.

[CoenCo]

Als het in huis 20 graden is en het is buiten 10 graden heb je warmteverlies en zal je dus die binnenlucht van 20 graden moeten verwarmen om het warmteverlies te compenseren
Zo werkt iedere verwarming

Als je van de binnengebrachte warmte een stukje kan omzetten in elektriciteit maak je de warmtepomp juist efficienter doordat het totaal verbruikte elektriciteit naar beneden gaat terwijl de rest als warmte gebruikt wordt
Als je van de 4 KW 0.2KW omzet in elektriciteit eindig je inderdaad met iets minder warmte nl 3.8 KW maar verbruik je ook 0.2 KW minder elektriciteit dus 0.8 KW

Zonder terugwin heb je 4 KW warmte voor 1 KW elektriciteit cop 4
Met terugwin heb je 3.8 KW voor 0.8 KW elektriciteit cop 4.75

Ik snap je gedachtegang: Als je de sterlingmotor binnen zet, (met zijn warme kant in een geisoleerde box samen met de warme kant van de warmtepomp), dan zal het warmteverlies ook binnen blijven. Maar je vergeet wel iets: die 95% warmteverlies van de sterlingmotor heeft geen temperatuur van 70 graden, maar van ca 45 graden (ergens halverwege tussen warm en koud).

Dus in plaats van 4kW warmte op 70 graden, heb je nu 3.8kW warmte op 45 graden + 0.2kW stroom.

Als je de warmtepomp direct op 45 graden had gezet, dan had hij een véél hogere COP gehad. En dus veel minder energie nodig gehad.

[ammedee]

Als het in huis 20 graden is en het is buiten 10 graden heb je warmteverlies en zal je dus die binnenlucht van 20 graden moeten verwarmen om het warmteverlies te compenseren
Zo werkt iedere verwarming

Als je van de binnengebrachte warmte een stukje kan omzetten in elektriciteit maak je de warmtepomp juist efficienter doordat het totaal verbruikte elektriciteit naar beneden gaat terwijl de rest als warmte gebruikt wordt
Als je van de 4 KW 0.2KW omzet in elektriciteit eindig je inderdaad met iets minder warmte nl 3.8 KW maar verbruik je ook 0.2 KW minder elektriciteit dus 0.8 KW

Zonder terugwin heb je 4 KW warmte voor 1 KW elektriciteit cop 4
Met terugwin heb je 3.8 KW voor 0.8 KW elektriciteit cop 4.75

Ik snap je gedachtegang: Als je de sterlingmotor binnen zet, (met zijn warme kant in een geisoleerde box samen met de warme kant van de warmtepomp), dan zal het warmteverlies ook binnen blijven. Maar je vergeet wel iets: die 95% warmteverlies van de sterlingmotor heeft geen temperatuur van 70 graden, maar van ca 45 graden (ergens halverwege tussen warm en koud).

Dus in plaats van 4kW warmte op 70 graden, heb je nu 3.8kW warmte op 45 graden + 0.2kW stroom.

Als je de warmtepomp direct op 45 graden had gezet, dan had hij een véél hogere COP gehad. En dus veel minder energie nodig gehad.

Klopt volledig
Ook veel minder materiaal en minder ingewikkeld
Maar die 5 % is puur theoretisch en ik vermoed dat het zeker niet meer zal zijn

En het is dus de vraag welk rendement je kan halen op lage temperatuur
Met stirling of nog simpeler met een peltier
Ik vermoed dat geen van beide de moeite en de meerkost waard is

[CoenCo]

Nee natuurlijk is het niet de moeite waard. Dat is precies wat @xilvo je ook al de hele tijd probeert duidelijk te maken.

[Xilvo]

En het is dus de vraag welk rendement je kan halen op lage temperatuur
Met stirling of nog simpeler met een peltier

De methode is niet van belang. Je kunt nooit meer dan het theoretisch maximale rendement behalen, in de praktijk altijd minder.

Ik vermoed dat geen van beide de moeite en de meerkost waard is

Dat vermoeden is correct, zelfs als het geen enkele moeite vergt en de kosten nul zouden zijn. Maar dat kwartje lijkt nog steeds niet gevallen te zijn.

[ammedee]

Nee natuurlijk is het niet de moeite waard. Dat is precies wat @xilvo je ook al de hele tijd probeert duidelijk te maken.

Nee @Xilvo denkt voortdurend dat ik een perpetuum probeer uit te vinden
Wat totaal niet het geval is
Ik vraag mij gewoon af of je met een klein warmteverschil wat veel voorkomt elektriciteit kan maken en tegen welk rendement
Maar zijn euro is nog niet gevallen