Теперь Кью работает в режиме чтения

Мы сохранили весь контент, но добавить что-то новое уже нельзя

Что мешает делать энергостанции, добывающие дешёвую электроэнергию по такому принципу? (Описал ниже - в коментарии)

ТехнологииЭлектричество
nii trino (Дмитрий Леонтьев)
  · 150
Инженер-механик физики низких температур. Любитель стейков, истории, науки.  · 9 нояб 2020

Ну почему же. Это далеко не вечный двигатель и идея могла бы быть довольно здравой, если бы не множество всяких НО. Чисто теоретически таким способом можно было бы обойтись даже без двигателя Стирлинга, а сразу греть теплоноситель и им раскручивать турбину. Да и с холодной стороны могу предложить более простую модель без промежуточного теплоносителя в виде воды, а использовать сразу атмосферный воздух.  А можно придумать еще более совершенную систему и полученный холод использовать например в промышленном морозильнике. Тогда выгода будет еще более значительна. Здесь очень много технических проблем.

Во-первых у холодильного цикла есть один большой недостаток. Он не любит высоких температур. Вернее даже так - большой разницы в температурах горячего и холодного теплообменников. То есть коэффициент СОР (отношение количества полученного тепла к количеству  затраченной электроэнергии) тем выше, чем меньше эта дельта температур. А как раз для наибольшей производительности двигателя Стирлинга или турбины генератора эту разницу надо делать максимально возможной. На маленьких перепадах  КПД такого устройства будет мизерным.

При перепаде температур порядка 60 градусов между теплообменниками (что более или менее оптимально для холодильной машины) КПД у Стирлинга пляшет в районе 10%. Вот Вы истратили 3 кВт электроэнергии, получили 10 кВт тепла и с КПД 10% получили 1 кВт электроэнергии. Оно того стоит?

Но если Вам не нужна сама электроэнергия, а требуется низкопотенциальное тепло, то эта схема вполне работоспособна и используется уже довольно давно и массово. Например для обогрева дома. Такие установки называются тепловыми насосами и их существует множество вариантов. Как в виде простых сплит-систем воздух-воздух (естественно с определенными отличиями от кондиционеров), так и для нагрева теплоносителя для систем отопления, горячего водоснабжения, подогрева бассейнов и т.д. (воздух-вода или вода-вода (геотермальные))

Вот Вы истратили 3 кВт электроэнергии, получили 10 кВт тепла - Оно того стоит?

Это бесценный результат - КПД больше 300%!

Да, Саид, именно так дела и обстоят. И здесь совершенно нет никакого противоречия Закону сохранения энергии. Установка называется тепловой насос. И название такое дано не просто так. Здесь нет классического преобразования одного вида энергии в другой. Например электрической в тепловую, а существует перенос энергии от одного источника к другому. То есть у Вас существует 2 теплообменника - холодный и горячий. Если Вы устанавливаете их а одинаковых помещениях, то на сколько охладится одно - ровно на столько нагреется другое (если говорить совсем примитивным языком, то вы ничего не истратили и не приобрели). А электрическую энергию Вы как раз затрачиваете именно на перенос этого тепла. И выгода здесь может быть в 3-5 раз, а при определенных идеальных  условиях и больше. Другое дело, что мы ограничены довольно узким температурным диапазоном между теплообменниками и пока не умеем эффективно извлекать энергию из низкопотенциальных источников.

Именно по этому принципу работает Ваш домашний холодильник, кондиционер, прилавок в магазине, складской морозильный комплекс. И понятие КПД здесь неприменимо. КПД - коэффициент преобразования одного вида энергии в другой. А у холодильной техники существуют коэффициенты СОР для нагрева и EER для охлаждения. В подавляющем большинстве случаев они больше 1. Это отношение затраченной электроэнергии к количеству полученного (отобранного от другого источника) тепла/холода.

Чтобы не быть голословным - посмотрите в интернете, да хотя бы в Википедии статьи о тепловых насосах, холодильных машинах и цикле Карно (правильней будет обратном цикле Карно)

Прекрасная идея вечного двигателя.

Мой холодильник - не киловатт, но летом мог бы качать электричество - у меня за окном плюс 32 градуса и заряжать мобильник - экономии рублей 30 в месяц.

Вот двигателя Стирлинга у меня нет - а самому  клепать - лень.

Да и всем остальным - тоже: ах, как наша Планета мучительно невелика...