Придумываем Стирлингу работу

Здравствуйте, Игорь! Мы с Вами пересекались на "чипмейкере", но на сайт я попал с "форумхауса". Есть не просто идея, а насущная необходимость.

Для систем отопления, использующих твердотопливные котлы (на угле или дровах) очень желателен циркуляционный насос. Только системы с естественной циркуляцией (и толстыми трубами) способны обходиться без насоса. Системы отопления "теплый пол" уже требуют насос. Проблема в том, что при отключении света ТТ котёл остановить (как, например, газовый) нельзя. Есть, конечно, бесперебойники для насосов, но на несколько часов. Сейчас в нашу жизнь входят ТТ котлы длительного горения (от 5-6ч и до нескольких суток). Соответственно, нужен насос, который будет работать утилизируя теплоту отходящих газов (100-150"С). Мощность этого насоса около 50 Вт.

В двух словах - такое реально?

Где-то на просторах нета встречал идею (но не видел подкрепление делом) работы двигателя Стирлинга в качестве насоса без преобразования во вращательное движение. Там, как я понял, речь шла о перекачке жидкости как рабочего тела в двигателе.

Сергей Викторович, Вы далеко не первый кто спрашивает меня о таком устройстве, то что такой насос сделать реально - это факт, причем для простой перекачки воды ведь большая мощность то и не нужна. Я уже даже конструкцию подобного насоса продумал, и как Вы и говорите без всякой привязки к маховикам и шатунам, всё на прямую, рабочий поршень приводит в движение поршень водяного насоса, т.е. практически это может быть один и тот же поршень, работает этот двигатель в свободнопоршневом режиме. Рабочим телом правда является всё тот же воздух. Единственной проблемой на пути изготовления такого насоса является лиш тот факт, что у меня есть и другие интересные проекты по использованию стирлингов, и всё сразу сделать просто нет ни сил, а главное средств. В основном приходится делать в первую очередь те проекты за которые реально платятся деньги. Я бы собрал и испытал такой насос месяца за два непрерывной работы, но у меня пока нет средств для таких непрерывных работ.

Admin_Игорь пишет:... идея с аэрацией мне очень нравится,... ...думаю всё это реально,..

Ещё как реально.Зацените вот тут.

..другое дело будет ли на такие установки спрос у этих рыболовных хозяйств, что бы был смысл эту тему развивать.

Нынче в покупные игрушки серьёзные люди не играют. Игрушки, потомушта нет ни брэнда, ни сервиса. По цене металлолома возьмут.

Admin_Игорь пишет:...всё на прямую, рабочий поршень приводит в движение поршень водяного насоса,..

Не получица поршнем. Циркуляция - штука скорее производительная, чем нет, а что мало потребляет, так от того, что контур замкнут - толкает жидкость сама себя.Без крыльчаток не обойтись. Так что лутше штатного насоса ничего не придумать. А вот питать его можно и нужно вообще ТОЛЬКО через стирлинг-генератор. Даже без авторегулирования в согласовании напряжений: просто чем горячее, тем быстрее стирлинг, тем выше частота генерации напруги, тем быстрее работает асинхронник в насосе.

Очень практично было бы иметь автомобильный насос на термоакустике с мембранным поршнем и герметичной крышечкой с торца с парой лепестковых клапанов.

Очень круто было бы иметь компрессор для рыбок на низкотемпературном стирлинге. Источник разности температур: мокрая (от аквариумной воды) и сухая поверхности (как во влажностном гигрометре). Не могут рыбки без электричества.

Очень эффектно было бы иметь термометр на низкотемпературном стирлинге, показывающем разницу температур в комнате и за "бортом". Принцип: вентилятор дует на стрелку-указатель. Размещаица в межоконном пространстве совецких рам. Очэффектно.

Очень эффектно было бы запихнуть стирлинг в дизайн керосиновой лампы.

Ну а печные электрогенераторы на стирлингах просто позарез нужны всем. Но таких как типа "каша из топора". Считаю, что у них рынок как у ветрогенераторов.

Kender пишет:Я тоже размышлял насчет применения.

2. буржуйка с генератором, тоже думаю популярная штука для дачников будет, можно даже без буржуйки, в форм факторе кастрюльки, ставиш на печку и ток пошел, за электро преобразователь можно взять авто преобразователь или начинку старого UPS.

Между прочим, наша новосибирская фирма "Термофор" такую буржуйку сделала ещё весной, правда, не на стирлинге, а на элементах Пельтье. Мощность получили около 50 Вт, обещали повысить.

Приветствую Игорь!

Работы валом
Сегодня с другом пытались рещить проблему с электроснабжением частного дома. Нету возможности, вернее слишком дорого подключится к електросети.
Один ветряк не спасает - бывает длительный штиль. Необходим резервный генератор. На бензине - не очень дещево, да и шум от генератора не кашерный. Стирлинг почти безшумен - это был бы неплохой вариант. Но нету в продаже готовых генераторов на стирлинге.
По моим прикидкам енергопотребление квартиры или дома колеблется (при енергоощадливій політиці) в районе 7Квтч/сут. Это - 300Вт в среднем. Генератор мощностью от 200 до 1000Вт расходился бы как "горячие пирожки".
Скорей всего в данный момент Вам такой проект не поднять, но задуматься стоит

PS в Харькове живёт и работает человек, который в своё время спроектировал и сконструировал стирлинг, кажись, на мощность около киловатта. Но в то время проект "загнулся".

banz пишет:
PS в Харькове живёт и работает человек, который в своё время спроектировал и сконструировал стирлинг, кажись, на мощность около киловатта. Но в то время проект "загнулся".

Не слыхал о таком, а у Вас о нём что нибудь есть более информативное? А применений стирлингу конечно масса и спрос большой, но сделать первый образец весьма затратно, по многим причинам...

Может и загнулся, но только потому, что большинство просто "отмахалось". Проще же создать ДВС с необходимыми параметрами.Но скоько цилиндров надо....Мы хотим все, не отдавая взамен ничего...... Такого не бывает

banz пишет:
PS в Харькове живёт и работает человек, который в своё время спроектировал и сконструировал стирлинг, кажись, на мощность около киловатта. Но в то время проект "загнулся".

И кто же этот таинственный незнакомец? Я до знакомства с Игорем перешерстил всю Украину. И никого реально не нашел.

Это как и магнитный генератор, базарят все, а толку ни от кого. Закрытый форум и нужен для того, что бы всякие дяди не живились на форумах. Создателя или признают и возведут в герои, либо тихо запрячут в больничку, пока есть нефть. Если-бы не мои и сестры связи меня бы и моего друга избили бы до комы

Admin_Игорь пишет:
Не слыхал о таком, а у Вас о нём что нибудь есть более информативное?

Я сначала постараюсь с ним связаться - это товарищ моего коллеги.
Как свяжусь - постараюсь организовать встречу. Мне тоже интересно с Вами пообщаться. Стирлинг мне не безразличен - но я Вам не конкурент у меня уже есть дело если не всей жизни, то значительной её части .

Еще одна идея - частичная утилизация теплоты двигателя внутреннего сгорания в автомобиле с помощью двигателя Стирлинга, нагруженного на генератор тока, который можно использовать для заряда аккумуляторной батареи и таким образом в некоторой мере увеличить КПД всей системы в целом.

Либо утилизация низкопотенциальной теплоты на тепловой электростанции или еще где-нибудь, где имеется лишняя ненужная теплота, которую стараются все равно отвести и рассеять.

alex_koa пишет:Еще одна идея - частичная утилизация теплоты двигателя внутреннего сгорания в автомобиле с помощью двигателя Стирлинга, нагруженного на генератор тока, который можно использовать для заряда аккумуляторной батареи и таким образом в некоторой мере увеличить КПД всей системы в целом.

Либо утилизация низкопотенциальной теплоты на тепловой электростанции или еще где-нибудь, где имеется лишняя ненужная теплота, которую стараются все равно отвести и рассеять.

За везде говорить не буду, но по крайней мере в Уфе большенство ТЭЦ привязано к заводам. При этом для выработки электроэнергии используется давление пара для вращения турбины, перегретый пар через теплообменики остужают и используют для отопления и горячего водоснабжения города. Летом, естественно, лишнее тепло сбрасывается (контур остужается в водоемы, летом они вечно "парят"). Это тепло можно было бы утелизировать стирлингами. Есть еще газовы турбины, но насколько мне известно тепло сгоревших газов толком не утилизируется.

В тех же водоемах всегда присутствует большая разница температур, летом воздух теплее, зимой - наоборот. Вот если бы эту разницу температур превратить в работу...

alex_koa пишет:В тех же водоемах всегда присутствует большая разница температур, летом воздух теплее, зимой - наоборот. Вот если бы эту разницу температур превратить в работу...

Проведем простые расчеты: при перепаде температур в 15 градусов у нас отношение PV (давление на объем) изменится на 5,5%.
С учетом необходимости перемещения вытеснителя и потерь на механику (работа поршня, кривошипа и маховика) энергии на полезную работу просто не хватит.
Хотя у меня есть некоторые задумки по стирлингам с медленным циклом (я описал подобную идею для насоса в теме низкотемпературников), возможно какие-то шансы использовать природную "халяву" есть. Предлагайте.

Когда то видел лодочный стирлинг, холодная часть в воде а горячая на верху

Для небольшого перепада температур можно было бы использовать рабочее тело, которое при этой разнице температур и рабочем давлении прибора претерпевало бы фазовые переходы типа жидкость/газ, нужно только рассчитать правильно рабочие условия.

megaherz пишет:Когда то видел лодочный стирлинг, холодная часть в воде а горячая на верху

На Ютубе можно найти видео где на таких лодочках дедуганы Английские рссекают, такой себе аглицкий клубец дедуганов стирлингостроителей , весело, вот у них житуха, сидят на жирной пенсии и движочки мастерят

Нам бы их пенсии

alex_koa пишет:Для небольшого перепада температур можно было бы использовать рабочее тело, которое при этой разнице температур и рабочем давлении прибора претерпевало бы фазовые переходы типа жидкость/газ, нужно только рассчитать правильно рабочие условия.

Это что-то вроде нижкотемпературного парогенератора (имею в виду не водяной пар, а фазовый переход в жикости в газ). Тогда у нас система не как стирлинг работать будет от перепада температур, а будет строго в настройках привязана к температуре нагрева и охлаждения. Нестабильно, на мой взгляд.

Здравствуйте!
а если низкотемпературный стирлинг (на подобие как у Игоря в руках) сделать размерами примерно 1м - 1.5м и при разнице температуры в 20градусов, будет ли такой стирлинг работать? и какую полезную мощность он сможет отдать в нагрузку?
p.s. можно применить на дачном участке для поливки растений.

Admin_Игорь пишет:А идея с солнечным стирлингом лежащим на воде довольно привлекательна, вот например картинка- концепт, нашел давно ещё, теперь есть повод вспомнить.

Энергию получаемую по этой схеме можно использовать для опреснения воды. Для бОльшей эффективности можно холодную часть опустить поглубже, где похолоднее.
Можно использовать пару стирлингов в разных режимах.
Механическую или электрическую энергию для:
- закачки свежей порции морской воды с "чистых" глубин
- откачки рассола
- понижения давления/создания вакуума для испарения воды при низкой температуре
Другой двигатель можно использовать реверсивно для охлаждения конденсатора пресной воды. Хотя для этой цели можно использовать и холодную воду закачиваемую с глубины.
Если серьезно, то под такой проект можно вполне найти какой-нибудь европейский грант. На эту тему лучше привлечь специалиста(ов) по поиску и оформлению грантов, так как дело это нелегкое и бумажное. Но возможность работы над любымым делом, за достойное вознаграждение, думаю, компенсирует это неудобство
Конечно какой-нибудь профильной организации наверно грант легче дадут. Но в принципе это возможно и с частными лицами. Я однажды интересовался по другому поводу.
ЗЫ. вот, например, первая попавшаяся американская программа - http://www.federalgrantswire.com/water-desalination-research-and-development-program.html
Размер грантов $50тыс - $500тыс. Допускаются индивидуалы, всякие коммерческие и некоммерческие организации. Жаль только кроме инстранных.
upd2: погуглил, эта идея приходила уже в головы 5 лет назад - http://www.ecosmagazine.com/?paper=EC124p28
но готовых решений не нашел, так что все еще возможно

Василь пишет:... и какую полезную мощность он сможет отдать в нагрузку?

Всю, разумеица.

Василь пишет:Здравствуйте!
а если низкотемпературный стирлинг (на подобие как у Игоря в руках) сделать размерами примерно 1м - 1.5м и при разнице температуры в 20градусов, будет ли такой стирлинг работать? и какую полезную мощность он сможет отдать в нагрузку?
p.s. можно применить на дачном участке для поливки растений.

Думаю, здесь будет большое сопротивление воздуха движению вытеснителя и двигатель будет тратить много энергии на поддержание собственного вращения. Впрочем, пусть Игорь ответит, у него опыта больше.

Думаю, здесь будет большое сопротивление воздуха движению вытеснителя и двигатель будет тратить много энергии на поддержание собственного вращения.

да конечно сопротивление воздуха будет больше, но если соединить несколько стирлингов вместе, то мы потерям некоторую мощность на механике.
з.ы. и вытеснитель можно сделать более сложной формы, допустим сделать дополнительные прорези в самом вытеснителе а не только за счёт зазора по краю, производить обмен воздуха. (разумеется не отбалды, а с расчётом чтобы от горячей к холодной (и обратно) воздух перемещался за счёт перемещения вытеснителя.

Василь пишет:
... и какую полезную мощность он сможет отдать в нагрузку?

Всю, разумеица.

понятно что всю, а вот какая величина примерно, 5Вт, 10Вт, или может 150Вт это конечно врядли!)))

Василь пишет:
з.ы. и вытеснитель можно сделать более сложной формы, допустим сделать дополнительные прорези в самом вытеснителе а не только за счёт зазора по краю, производить обмен воздуха. (разумеется не отбалды, а с расчётом чтобы от горячей к холодной (и обратно) воздух перемещался за счёт перемещения вытеснителя.

Кроме прорезей, в вытеснителе можно еще сделать пазы и соответствующие им ребра на стенках для увеличения интенсивности теплообмена