Wind-Thermie

Fluid-Friktionsbremse, evtl. Wirbelstrombremse
 
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Wind-Thermie

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Gepostet: 01.05.2014 - 11:46 Uhr  ·  #1
Auch ich habe mich mit dem Thema erstmals schon vor längerer Zeit beschäftigt, wie einer der Anhänge unten aufzeigt.

Der Ansatz, einfach nur Wasser zu verquirlen, ist aber nicht der Richtige.
Besser erscheinen mir Lösungen ähnlich einer Flüssigkeits-Friktionskupplung - hier eben als Bremse - oder auch Wirbelstrom-Bremsen.

Letztere zunächst von mir verworfen, da im Falle des Verdampfens vom Fluid und Verdrängen aus der Kammer die Wirbelstrom-Scheibe weiterhin erhitzt wird, bis zur Überhitzung.
So ein Sicherheits-System wird aber bei der Fluidbremse auch nicht gehen, da am höchsten Punkt von Heizungs-Hydraulik Systemen immer ein Automatik-Entlüfter sein muss, der dann leider auch den Wasserdampf ablassen würde.
Wenn also auf Ferrit-Magneten zurück gegriffen wird, so kann man auch über Wirbelstrom-Bremsen wieder nachdenken. Ferrit ist temp.stabil (bis 300°C?) und meines Wissens nach unempfindlich gegen Korrosion.
Bei Nd brauchte man die Ausführungen, die noch mal wesentlich teuerer sind, um bei Temp. über 80°C einsatzfähig zu bleiben. Auch benötigt man doppelt korrosionsgeschützte Ausführungen, unbedingt!
Man kommt dann aber leicht mit den Kosten so hoch, dass der Preisvorteil gegenüber einem elektr. Generator vermutlich zusammenbricht.

Hier aber weiter zu Friktionsbremsen mittels Fluidreibung.
Im Anhang stelle ich eine Konstruktion vor, wie sie prinzipiell aussehen könnte, D 400mm.
Noch keine Deckscheiben vom Gehäuse, keine Welle, keine Lagerungen, kein Dichtring.

Platten hier 2mm dick. 1,5mm geht auch, theoretisch auch 1mm, nur müssen sie sehr sein eben bleiben. Der Flüssigkeitsspalt ist nämlich nur 1mm, wobei 0,5mm noch besser wäre, aber praktisch vermutlich illusorisch.
Gewicht dieses Thermie-Scheibengenerators immerhin bisher 13,5kG, wenn aus Al-Leg.

Vermutlich werden die roten Scheiben zum Rotor gehören. Gründe u. A.: Außen muss eine Wärmeisolierung drauf, welche sonst mit rotiert. Schichtstärke 60mm ist übrigens sinnvoll, 30mm Minimum. Achtung! Gebrauchstemp. für Polystyrol nur bis 85°C.

Berechnung ist schwierig. Wie im Anhang erwähnt - fast nichts gefunden.
Etwas Grundsatzarbeit notwendig. Danach aufstocken des Paketes auf Nennleistung.

Gut möglich, dass die entstehenden Zentrifugalkräfte den Medientransport selbständig übernehmen. Genügt das nicht, so lässt sich sehr einfach eine Kreiselpumpe schaffen, im selben Gehäuse und von der selben Welle angetrieben.

Zum Wärmeverlust
Er bleibt beherrschbar, wenn die Rohrführung nicht allzu lang ist.

Im Anhang habe ich Beispielrechnungen. Zur Abführung von 3 kW genügt bei Spreizung (Temp.-Diff. Vorlauf-Rücklauf) von 15K (Kelvin, zahlenmäßig=°C) NW (Nennweite) 12, allerhöchstens 15. Die Standard-Rohrisolierung dafür leider wesentlich geringer als 60mm, deshalb Spezial oder 2 Isolierungen übereinander. Letzte dann entsprechend für Dickrohr.
Oder man nimmt höheren Energieverlust in Kauf.
Immer beide Rohre extra isolieren!

In Folgebeiträgen soll es darum gehen, welche Arten von Windrädern geeignet sind und um Fragen der Anbindung an die Heizungshydraulik des Hauses.

Grüße vom Windfried
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Re: Wind-Thermie

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Gepostet: 01.05.2014 - 18:26 Uhr  ·  #2
wie reguliert man die Leistung zur Anpassung an den Rotor?
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Re: Wind-Thermie

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Gepostet: 01.05.2014 - 19:22 Uhr  ·  #3
Also ich kann keinen Vorteil der mechanischen Wärmeerzeugung gegenüber herkömmlichen Variante mit heizstäben erkennen wenn der Strom 1:1 umgewandelt wird. Dann doch eher die Variante Peltierelement, wo man noch einen geringen zusätzlichen Gewinn von außen bekommen kann.

Wenn ohne den Umweg Strom sein soll, warum nicht direkt neun Verdichter einer WP antreiben?
Selbst ein einfacher Kompressor würde gehen, wenn man den Zylinder und kopf mit Wasserführung ausstattet
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Re: Wind-Thermie

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Gepostet: 01.05.2014 - 20:29 Uhr  ·  #4
Was Nd-Magneten inzwischen kosten weißt Du aber?

Wie gering der Cp bei Peltier-Elementen ist, hoffentlich auch.

Ich hatte mich dazu geäußert, dass Kompressions-WP ständig wechselnde Betriebszustände nicht mögen, vor allem keine Teillasten.

Dsw. denke mal an das Anlaufmoment, was Kompressoren i.A. haben!

@ Max:
Vielleicht mit der Füllhöhe? Ansonsten durch richtige Dimensionierung.
Kennlien könnten sogar selben grundsätzlichen Verlauf haben.
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Re: Wind-Thermie

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Gepostet: 01.05.2014 - 21:58 Uhr  ·  #5
Über Füllhöhe zu regeln hängt von der Drehzahl ab. Bei Zentrifugen, Separatoren, die ich kenn, ist der schnellste Weg die Lager zu ruinieren, die teilgefüllt laufen zu lassen wegen Unwuchten. Die Dichtungen nehmen das auch schnell krumm.

Richtig, der Wirkungsgrad von Peltiers zur Kälteerzeugung ist mies, Wärme erzeugen können die aber recht gut und zusätzlich Wärme aus dem Ambiente entziehen als Gewinn. Was die Wärmepumpe in Teillast angeht,was hältst Du von modulierenden WP?
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Re: Wind-Thermie

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Gepostet: 02.05.2014 - 12:53 Uhr  ·  #6
Hi,
es ist nicht zwingend, die Lager als Gleitlager aus zu bilden und in Flüssigkeit laufen zu lassen. Bezüglich Dichtring geht ein kleines externes Öldepot, eine "Pfütze".
Peltier zum Heizen benötigt Strom. Im vorgelagerten Großthema geht es aber gerade um Lösungen ohne den. Auch wäre wenig gewonnen, wenn nahezu ausschließlich elektrisch geheizt wird und nur z.B. 20% "gepumpt".

In meinem Thema kommen WP nicht vor, deshalb bitte ich das dort zu diskutieren, wo es darum geht.

Mein Thema soll nur als Diskussionsgrundlage und Anregung verstanden werden, nicht als ein persönliches Vorhaben.
Bevor über Regelung und Weiteres diskutiert wird, muss erst mal getestet werden, ob die Wärmeerzeugung ohne elektr. Generator überhaupt geht.

Grüße, W.
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Re: Wind-Thermie

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Gepostet: 02.05.2014 - 20:51 Uhr  ·  #7
Zitat
In meinem Thema kommen WP nicht vor, deshalb bitte ich das dort zu diskutieren, wo es darum geht.


Ist ja toll , ich kann mich errinnern , das es diese "Reibungs waerme turbinen " schon mal auf dem Markt gab , schnell wieder verschwunden ... , nix gegen die Idee ... ehrlich ,

Nur egal wie , wird man sich wohl eher um ein Gesamtheitliches Konzept der Energieerzeugung (zu Hause ) Gedanken machen muessen , anstatt "Rohrkrepierer"

Ein Haus braucht Strom , Warmwasser , Waerme (klar mehr noch)

Sorry , fuer mich ists die Batterie und cleverer Inselwechselrichter , den Rest bekomme ich von der Stange im Laden heute

Gruss Lars
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Re: Wind-Thermie

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Gepostet: 03.05.2014 - 09:32 Uhr  ·  #8
Habe nirgends geschrieben, dass WP in meinen Gedanken keinen Platz hätten, nur passen sie gerade nicht zu diesem Thema.

Dass man mit genigend gebunkertem Windstrom alles mögliche machen kann, habe ich nie bestritten.

Also Grüße auf die Insel!
W.
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Re: Wind-Thermie

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Gepostet: 05.05.2014 - 10:26 Uhr  ·  #9
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Re: Wind-Thermie

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Gepostet: 05.05.2014 - 21:01 Uhr  ·  #10
Mit solchen "Firmen" möchte ich eigentlich nicht in einem Atemzug genannt werden.

Es ist gewiss nicht so, dass ich die vorgetragenen Einwände nicht ernst nehme. Auch bin ich weit davon entfernt, damit die Windkraft revolutionieren zu wollen. Sonst hätte meine Abhandlung über Flüssigkeitsbremsen nicht seit 2010 ungenutzt in der Schublade gelegen.
Vielmehr ist mein Anliegen, all jenen, die in solche Richtung denken, etwas Material und Argumentationshilfe zu geben.
So genüsslich es übrigens ist, dass mein Konstruktionsvorschlag zum Friktionsgenerator 87 x runter geladen wurde,
so sonderbar, dass der Artikel Flüssigkeitsbremsen.pdf lediglich 3 x.

Da Strom vom Energieversorger in D immer noch 3 bis 4 x so teuer ist wie Heizenergie aus Gas oder Öl vaforisiere ich natürlich die Stromerzeugung,
zumal der Vorsitzende vom Bundesverband bisher keine Rechtsgrundlagen aufgeführt hat, die das sog, Zählerrück definitiv verbieten. http://www.kleinwindanlagen.de…#real40590. Mein Bezugsbeitrag war übrigens der mit der Nr. 18.

Was bei der direkten Windthermie aber nach wie vor reizen könnte sind die hohen Kosten für elektrische Generatoren.
Voraus gesetzt natürlich, dass nur geheizt werden soll.
Lukrativer, als ohne Eigenverbrauch den Strom nach dem EEG lediglich zu verkaufen, wäre es derzeit alle Male.

Was z.B. entgegen steht ist der Umstand, in eine Heizungshydraulik eingreifen zu müssen.
Da ich mal eine Ausbildung zur Heizungsplanung genossen habe, habe ich dazu ein entspannteres Verhältnis.
So einfach wie vergleichsweise bei der Elektrik ist es aber nicht.


Auch muss eine Lösung her, die die Leistung ab nimmt, wenn z.B. der WW-Speicher voll ist. Dsw. Sturmsicherung. Generator-Kurzschluss gibt es da nicht.
Für einen Darrieus verbleibt für Beides eigentlich nur eine mechan. Bremse, die automatisch auslösen muss und den Stillstand herbei führt.
Die Welle bis zum Boden zu führen, wo der Friktionsgenerator sitzt, bietet sich an.

Für Normalwindräder bietet sich zusätzlich die 2-Fahnen-Technik an, s. z.B. http://windenergie-technik-crome.de/
Ist optisch bischen antiqiuert, funktioniert aber nach meinen Infos auch, wenn die Last weg fällt, also auch ohne "Dumpload".

Bei Normalwindrädern ist ein sog. Z-Getriebe (2x 90° mittels Kegelrädern) quasi zwingend. Sonst muss man mit der Flüssigkeit über die "Schleifringe".
Gut, solche Lösungen gibt es auch, zumal die Relativgeschwindigkeit gering ist.

Im Anhang noch ein paar moderne Verfahren, Solarthermie ohne Frostschutzmittel zu betreiben.
Vielleicht kann man Erkenntnisse auf die Windthermie übertragen.

Grüße, W.
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Re: Wind-Thermie

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Gepostet: 06.05.2014 - 09:06 Uhr  ·  #11
Korrektur: Mein Beitrag zu "Zählerrück" war der mit der Nr. 13
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