ذخیره سازی حرارتی با بخار آب؟

سلام،


مانند برخی از ما به دنبال راه حل های ذخیره گرما بودم. هنگام مطالعه PCMs (مواد تغییر فاز) متوجه شدم که گرمای نهان عبور به حالت بخار آب زیاد است:

برای تغییر 1000 گرم آب از حالت یخ به آب، 335 کیلوژول نیاز است.
برای گرم کردن 1000 گرم آب مایع در دمای 0 تا 100 درجه سانتیگراد به 419 کیلوژول نیاز است.
برای تبدیل 1000 گرم آب مایع در 100 درجه سانتیگراد به بخار 2257 کیلوژول نیاز است.

بنابراین برای تبدیل آب به بخار، 5.4 برابر انرژی بیشتر مصرف می شود.
به اندازه ای است که دمای آن را 100 درجه سانتیگراد افزایش دهد.



آیا می توان از این واقعیت برای ذخیره انرژی حرارتی با تکامل استفاده کرد؟
حجم V آب حول دمای تبخیر آن؟

همچنین دیدم که دمای جوش آب با فشار کاهش می‌یابد در حالی که گرمای نهان آن با این کاهش افزایش می‌یابد، این می‌تواند کار در دمای پایین‌تر را امکان‌پذیر کند (مثلاً در 0.2 بار آب در دمای 60 درجه سانتی‌گراد می‌جوشد و در در همان دما، گرمای نهان تبخیر آن 2360 کیلوژول بر کیلوگرم شد.

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

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

سپس می توان به ذخیره گرما در یک مخزن مجهز (فشار، دما) و عایق حرارتی حاوی آب فکر کرد که دمای آن حول نقطه جوش در نوسان است. من می دانم که در مقیاس صنعتی انباشته کننده بخار وجود دارد. آیا سیستم های معادل برای افراد وجود دارد؟ آیا خودمان نمی توانستیم چنین سیستمی بسازیم؟ (زودپز...)

نیویورک، و احتمالاً سایر شهرهای آمریکا (که باید بررسی شوند)، از شبکه های بخار برای گرمایش منطقه ای استفاده می کنند ... بنابراین بله، بخار روش خوبی برای ذخیره (و انتقال) گرما است...

نکته منفی: از نظر حافظه، 1 گرم بخار آب (در 100.1 درجه سانتیگراد) 400 برابر بیشتر از همان گرم در دمای 99.9 درجه سانتیگراد حجم می گیرد.

پس برای داشتن مقادیر جالب گرما باید فشار را افزایش دهید...در حجم های کم...

sicetaitsimple نوشت:

کریستف نوشته است:نکته منفی: از نظر حافظه، 1 گرم بخار آب (در 100.1 درجه سانتیگراد) 400 برابر بیشتر از همان گرم در دمای 99.9 درجه سانتیگراد حجم می گیرد.

خوب بله، هیچ معجزه ای وجود ندارد.
من اعداد را بررسی نکرده ام، اما اگر واقعاً 1 کیلوگرم بخار حاوی کیلوژول بیشتر از 1 کیلوگرم آب در همان دما باشد، حجم بسیار بیشتری نیز می گیرد.
در مورد نیویورک، نیازی به رفتن تا این حد نیست. از حافظه، CPCU (شرکت گرمایش شهری پاریس) بخار را از واحدهای تولیدی خود در حدود 25 بار و 240 درجه سانتیگراد / - 2 درجه سانتیگراد ارسال می کند.

بابت اطلاعات متشکرم. من یک جدول در شبکه پیدا کردم که در مورد این سوالات صحبت می کند.

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

من رویای مخزنی با حجم V=67 m3 (4.05³) را تصور می کردم که می تواند فشار P 30 بار را تحمل کند. در چنین مخزنی، اگر درست متوجه شده باشم، 100 لیتر آب بخار شده در Tv=234 درجه سانتیگراد دقیقاً جا می شود. در این صورت انرژی ذخیره شده 280200 کیلوژول یا 78 کیلووات ساعت خواهد بود.

من مفهومی از مقاومت مکانیکی و حرارتی مخازن ندارم، آیا می توان از فشار 100، 200 یا 300 بار استفاده کرد؟ میز روی 30 بار متوقف می شود، اما من دوست داشتم V و تلویزیون را در چنین فشارهایی رتبه بندی کنم. من قوانین ریاضی حاکم بر این کمیت ها را ندارم، آیا به هر حال وجود دارند؟

من سعی می کنم بعداً منحنی ها را برای پاسخ به این سؤال برون یابی کنم. شاید اندازه مخزن معقول شود. در مورد دما، ممکن است از دمای ذوب فولاد تجاوز نکند.

بخار آب به دلیل حجم و فشاری که ایجاد می کند راه خوبی برای ذخیره گرما نیست.

وقتی برای مثال از 300 بار صحبت می کنید، به بدنه زیردریایی در عمق 3000 متری نیاز دارید تا فشار را تحمل کند. اما علاوه بر حفظ گرما، این پوسته باید کاملا عایق باشد. هیچ چیز غیر ممکن نیست، اما واقعا سنگین و گران است.

ترجیحاً از گرمای نهان نمک های عبوری از حالت جامد به حالت مایع استفاده شود.

علاوه بر این، این یک انتخاب است که آزمایش شده است در برخی از نیروگاه های خورشیدی متمرکز

ماهیت نمکی که باید ذوب شود بر اساس معیارهای مختلفی انتخاب می شود: دمای تغییر حالت، خواص شیمیایی، هزینه ...

اگر گرما از سوخت می آید، بهترین راه برای "ذخیره" آن، حفظ انرژی شیمیایی در سوخت و سوزاندن آن در صورت نیاز است.

گرما این حیله را دارد که به طور جبران ناپذیری فرار کند، حتی با رعایت اقدامات احتیاطی، این موضوع زمان است.

روش دیگر برای ذخیره گرما (اما این بار دمای پایین) استفاده مستقیم از زمین در مصارف بین فصلی است: DLSC را ببینید