Hoe kan de Tarnoc turbineketel een COP van 2 halen?

[HansH]

Sorry, maar het gaat er gewoon niet in bij me

zie het even als een black box.
-je stopt er elektriciteit in en aan de buitenkant zit een warmtewisselaar die ook nog eens energie van buten opneemt. dus welke energie zit er dan van binnen in bruikbare warmtevorm? dat kan niet anders zijn dan het elektrisch vermogen + wat je nog aan warmte naar binnen pompt.

[Xilvo]

Oke dus jij zegt:
1. Je warmt lucht van 0°C op tot 80°C.
2. Je koelt het af met de binnenlucht tot 30°C.
3. Nu warm je de inkomende lucht op van 0°C tot 30°C. Hierdoor koelt de lucht voor de expansie af tot bijna 0°C.

M.a.w. je hebt de volledige warmte benut (80 kelvin).
Maar die 80K heb je er toch elektrisch ingestopt?
Sorry, maar het gaat er gewoon niet in bij me

Nee, dat schreef ik niet.
1. Ik warm buitenlucht van 0° C op tot 30° C door het in een warmtewisselaar in contact te brengen met uitstromende lucht, verder in de cyclus, die dan juist van 30° C afkoelt tot 0° C.
2. Ik comprimeer de lucht van 30° C waarbij de temperatuur toeneemt tot 80° C.
3. Ik koel het af tot 30° C waarbij het huis van warmte wordt voorzien.
4. Dan koel ik de lucht af tot 0° C waarbij de instromende lucht van 0 tot 30° C wordt opgewarmd, zie (1).
5. Die afgekoelde lucht van 0° C heeft nog overdruk, die energie win ik waarbij die lucht verder afkoelt tot -20° C.

Ik had het duidelijk opgeschreven, dacht ik. Ik hoop dat het nu duidelijk is.

[Marko]

Wat een beetje ondergesneeuwd lijkt in de discussie is dat de warmte die uit de buitenlucht wordt gehaald, ook echt uit de buitenlucht komt. De (extra) afgekoelde lucht wordt naar buiten gegooid, en daar opgewarmd door het hele grote overschot aan buitenlucht.

[InHogereSferen]

Nee, dat schreef ik niet.
1. Ik warm buitenlucht van 0° C op tot 30° C door het in een warmtewisselaar in contact te brengen met uitstromende lucht, verder in de cyclus, die dan juist van 30° C afkoelt tot 0° C.
2. Ik comprimeer de lucht van 30° C waarbij de temperatuur toeneemt tot 80° C.
3. Ik koel het af tot 30° C waarbij het huis van warmte wordt voorzien.
4. Dan koel ik de lucht af tot 0° C waarbij de instromende lucht van 0 tot 30° C wordt opgewarmd, zie (1).
5. Die afgekoelde lucht van 0° C heeft nog overdruk, die energie win ik waarbij die lucht verder afkoelt tot -20° C.

Hoe dan ook verwarm je de lucht met 80 kelvin?
Dus als 80 procent van de elektrische energie die nodig is om de compressor aan te drijven gaat zitten in die 80K opwarmen en 20 procent van de elektrische energie in samengeperste lucht, dan kun je met punt 5 dus hooguit die 20 procent weer terugwinnen. Maximaal COP 1 dus?

Maar ik leg het maar naast me neer, het ziet er niet naar uit dat ik ga begrijpen waar de extra energie uit de buitenlucht vandaan komt zonder dat hier minimaal netzoveel elektrische energie voor nodig was.

Bedankt voor alle uitleg.

[HansH]

Maar ik leg het maar naast me neer, het ziet er niet naar uit dat ik ga begrijpen waar de extra energie uit de buitenlucht vandaan komt

heb je geprobeerd een carnot diagram te begrijpen. daar zit de basis denk ik waarom je het niet kunt volgen.

[Xilvo]

Maar ik leg het maar naast me neer, het ziet er niet naar uit dat ik ga begrijpen waar de extra energie uit de buitenlucht vandaan komt zonder dat hier minimaal netzoveel elektrische energie voor nodig was.

Bedankt voor alle uitleg.

Het komt er op neer dat je lucht uit de omgeving opneemt en die uiteindelijk weer met een lagere temperatuur aan die omgeving teruglevert.
Je stopt er energie in. Die energie wordt in warmt omgezet, daarnaast win je energie uit de omgeving door warmere lucht op te nemen dan je teruggeeft. Dan is het rendement vanzelf groter dan 1.

[HansH]

Aantal joule is berekend door bij compressie en expansie een adiabatisch proces te integreren. De warmte die vrijkomt bij afkoelen van 80 tot 30° C is simpelweg soortelijke warmte maal aantal mol maal temperatuurverschil.

misschien werkt het verhelderend door de compressie en expansie in Excel te beschrijven in regeltjes waar in elk regeltje een stukje comprimeert of expandeert. bij adiabatische compressie kun je toch gewoon P.V/T=constant nemen en de geleverde energie via de soortelijke warmte omrekenen naar een deltaT en dus een delta P (omdat het volume door de compressie opgedwongen wordt?
daarna kun je temperatuur uitwisselen met de omgeving wat dan neer komt op uitruilen van energie tegen deltaT en dus lvert dat bij gelijk blijvend volume dan een deltaP. en vervolgend kun je dan met die niewe P en T adiabatisch expanderen. als je dan V tegen P pl0t dan heb je je carnot diagram in excel en de geleverde of opgenomen energie per cycle.

[Xilvo]

misschien werkt het verhelderend door de compressie en expansie in Excel te beschrijven in regeltjes waar in elk regeltje een stukje comprimeert of expandeert.

Niemand houdt je tegen.

bij adiabatische compressie kun je toch gewoon P.V/T=constant nemen en de geleverde energie via de soortelijke warmte omrekenen naar een deltaT en dus een delta P (omdat het volume door de compressie opgedwongen wordt?

Bij een ideaal gas kun je altijd PV/T constant veronderstellen. Maar dan ben je er nog niet.

[HansH]

Niemand houdt je tegen.

Bij een ideaal gas kun je altijd PV/T constant veronderstellen. Maar dan ben je er nog niet.

dus als iemand aan kan geven wat ik precies mee moet nemen en hoe dan is dat Excel sheetje wel te doen voor mij.

[HansH]

ik heb even een aanzetje gemaakt voor zo'n sheet voor adiabatische compressie. kan nog een foutje inzitten.
verbeteringen welkom

carnot1

(18 KiB) 21 keer gedownload

[wnvl1]

bij adiabatische compressie kun je toch gewoon P.V/T=constant nemen en de geleverde energie via de soortelijke warmte omrekenen naar een deltaT en dus een delta P (omdat het volume door de compressie opgedwongen wordt?

Bij een ideaal gas kun je altijd PV/T constant veronderstellen. Maar dan ben je er nog niet.

Aanvullen met \(pV^{\kappa}\) constant lijkt mij.

[HansH]

Aanvullen met \(pV^{\kappa}\) constant lijkt mij.

{\kappa} is dan het effect van energie toevoer ? in mijn excel sheet reken ik dat apart uit per stapje omdat je de {\kappa} niet weet toch?

[Xilvo]

Aanvullen met \(pV^{\kappa}\) constant lijkt mij.

{\kappa} is dan het effect van energie toevoer ? in mijn excel sheet reken ik dat apart uit per stapje omdat je de {\kappa} niet weet toch?

\(\kappa=\frac{c_p}{c_v}\)
Die bedraagt 1,4 voor een twee-atomig gas als lucht.

[HansH]

ok. alleen wat doe je dan als je een traject aan het volgen bent wat geen constante druk vertegenwoordigt en ook geen constant volume, bv in het voorbeeldje in mijn exel file? is wat ik daarin dan doe correct?

[wnvl1]

De excel lijkt mij niet correct. Ik snap de idee achter de formule voor w trouwens niet in de excel.

Soms wordt ook \(\gamma\) gebruikt ipv \(\kappa\).

$$pV^\kappa=C$$

Je rekent C uit voor de begintoestand. Dan kan je toch voor elk volume de bijhorende druk uitrekenen. Via de ideale gaswet kan je dan de bijhorende temperatuur T uitrekenen.