@ Mark
Na, "deine" Firma hatte da mit den größten Druck gemacht. So, genug gemeckert.
Ich hoffe die Kollegen haben Erfolg mit dem Experiment.
Ich halte mich hier lieber zurück, sonst verliere ich noch meine gute Kinderstube.... ( das hatten wir irgendwo schon mal... ) Ist aber nicht wegen dir.....
Lycka till für die Experimentatoren..
Gruß Andre

Einwand meinerseits: Ich denke bevor Details ausgehandelt werden wäre es interessant wieviel mechanische Lleistung der Kompressor eigentlich benötigt (Drehmoment und Drehzahl ) um mal einen Überblick zu bekommen welche Repellerdurchmesser da bei z.b. 4,5 -7m/s da notwendig wäre.
Darunter ist sicher zuwenig Leistung, darüber fällt diese konstant zu selten an.
Ich schätz mal schon einiges den allgemein wird von 5 bis 10PS gesprochen....
Selbst nur 5 PS sind 3,5 KW = 3500 Watt mechanisch
Gruß Hans

Hallo
Danke für die Unterstützung. Da kommt ja richtig Initiative auf. Z.Zeit habe ich hier zwei Autoklimaanlagen liegen. Ich werde morgen versuchen soviel wie möglich darüber zu erfahren. Ich habe festgestellt dass im Auto die Klimaanlagen etwa halb so schnell drehen (Übersetzung) wie der Motor. Das bedeutet von 400 bis max 2500 U/min. Welches Kältemittel (Wärmeüberträgermedium ist richtiger) in den PkWs genutzt wird, weiss ich (noch) nicht. Für die Übertragung der Wärme und der Kälte (ich weiss FALSCH) werde ich jetzt definitiv nur Rohre (von (Konvektorenheizkörper) mit Oberflächenumwicklung nutzen, weil die Rohre (VIEL) höhere Drücke vertragen als platte Heizkörper und weniger Innenvolumen haben. Die Rohre mit dem Kältemittel werden im warmen Speichertank sofort im Paraffin stecken. Zwecks besserer Wärmeleitung wird das Paraffin zusätzlich mit Aluspänen (schöne lange von der Drehbank) aufgefüllt. Im kalten Speichertank kommen die Rohre sofort ins Wasser, welches dann Eis um die Rohre bildet. Ich bin mir nicht ganz sicher, vermute allerdings, dass es von Vorteil wäre, die Rohre 20 cm oberhalb des Speicherbodens unten im Tank einzubauen. Die Wärmetaucherohre welche die Kälte abführen, will ich direkt unterhalb der Kälterohre anbringen. Ich vermute dass so, durch die aufsteigende "Wärme" das Eis an der Kälterohren (in einzelnen Teilen) abgelöst wird und nach oben in den Speichertank driftet. Wie ist eure Meinung zu soviel Theorie (Ohne Erfahrung)

Ja, hatte ich weiter vorne schon. Ab einer mech. Leistung von 0,9kW passiert in Klimaanlagen der gewünschten Konstruktion was nutzbares. Dzu sind aber noch ungefähr 600U/min notwendig. Die gewünschte einfache Konstruktion wird hier jedoch wenig bringen. Die von Hans angegebenen 3,5kW sind u.U. nicht von der Hand zu weisen. Wichtig ist, daß ein "Kältemittel" verwendet wird, welches für die Anlage vorgesehen ist. Der Kompressor ist durch die Schmierung meist sehr eingeschränkt in der Wahl der Mittel. Auch die Konstruktion ist mehr auf diese Dinge abgestimmt. Eine Durchschnittsleistung von 1,3kW bei ca. 1000U/min sollte wichtig sein. Wechselnde Belastungen verschlechtern den Effekt sehr stark, da eine Wärmepumpe immer etwas Zeit braucht um auf Leistung zu kommen. Stark wechselnde Druckverhältnisse mögen sie nicht, hier geht der Effekt sehr stark nach unten. Wärmepumpen sind zwar von der Physik sehr einfach, jedoch auch ungeheuer Komplex, was die Komponenten anbelangt. Zumindest was die Abstimmung anbelangt.
Ich empfehle die Anlage zunächst als Experiment elektrisch anzutreiben. Hier lassen sich sehr einfach die notwendigen Parameter ermitteln und auch eine prinzipielle Funktion ermitteln. Ein Windantrieb hierfür ist dann ja nicht mehr eine wirkliche Kleinanlage, da ich ja einiges an Leistung benötige und dies auch noch etwas stetiger. Hier kann dann auch entschieden werden, ob es ein elektrischer oder ein rein mechanischer Antrieb wird.
Gruß Andre

Für kältmittelleitungen sind CU Rohre vorgesehen. Die halten 200 Bar und sind leicht für Laien zu löten.
Ich hab selbst 12 Meter durchs Haus verlegt für meine Split Klima zum Heizen.
Den Heiz/Kühl tauscher würd ich über einen Edelstahlwärmetausche anschließen, die halten die 30 Bar Druck aus die in einer Klimaleitung sind, gibts bei Ebay um ca 35 Euro aufwärts so hast kannst nach diesem in gesonderten kreislauf mit 1-3 Bar und standart Sachen arbeiten
Direktanschluß von Heizkörpern halte ich für sehr gefährlich und nicht ratsam
Gruß Hans

Hallo nochmal
Ich habe versucht, mich noch etwas schlauer zu machen über dieses Forum hinaus. Es ist nicht möglich genau festzustellen aus welchem Autotyp meine Kompressoren stammen. Sicher ist nur, es waren japanische Autos welche nur wenig gelaufen sind. Leider kann ich als „Kältemittel“ kein CO2 benutzen, wegen dem zu hohen Druck. Das heute „Übliche“ 1234YF was sich inzwischen in den Autos befindet, kommt mit 100% Sicherheit auch nicht in Frage, weil es relativ schnell brennt und dabei giftige Gase freisetzt, welche die Lungen verätzen. Die ersten Versuche will ich mit Üblichem Propan durchführen. Welches andere Gas könnte ich noch nutzen ????????????
Ich habe bis jetzt folgendes Konzept. Die Leitungen der Wärmetauscher MÜSSEN 3 bis 4 X länger sein als im Auto. Das bringt ein Problem mit zu viel Volumen. Die Leitungen können aber AUSSEN nicht dünner werden, wegen der notwendigen Oberfläche. Also muss ich sie INNEN verkleinern. Ich denke, sie mit Glaskugeln aufzufüllen, welche etwa 60-70% vom Innendurchmesser auffüllen. Ich weiß jetzt nicht, ob sich das Öl im Kreislauf hier (vielleicht) besonders stark ablagern wird, so dass ich mehr Öl einfüllen muss. Was meinen die Spezialisten???????. Damit die Kugeln nicht transportiert werden muss ich die Leitungen am Anfang und Ende mit einem Querbolzen verriegeln. Für den kalten Speichertank sehe ich keine sehr großen Probleme. Die Leitungen vom Kältemittel und von der Abnahme der Kälte werden mittels Alublechen thermisch miteinander verbunden. Solche Leitungen aus Edelstahl Rostfrei sind in der Klimatechnik auf dem Markt. Ich muss nur an einem Ende die Anschlüsse verändern. Durch diese thermische Übertragung wird das Eis an der Kältemittelleitung immer mal wieder abgetaut und treibt in mehr oder großen Stücken im Speichertank nach oben. Das Wasser, wird unten im Tank etwa null Grad Celsius behalten, weil die Kälte sinkt und die Wärme hochsteigt, wobei diese von dem oben im Wasser schwimmende Eis wieder abgekühlt wird.
Beim warmen Tank mit dem Paraffin ist mir die Geschichte nicht so klar. Unten in den Tank (etwa ¼ hoch) kommt Wasser. Auch der Wärmetaucher für das Brauchwasser. Wo die Leitung mit dem (warmen) Kältemitte hin soll weiß ich noch nicht !!!! sowohl das Flüssige wie das feste Paraffin schwimmt auf dem Wasser aber welches schwimmt oben ??????. Ist es sinnvoller die Leitung ins Paraffin oder ins Wasser zu verlegen?????????? Im Wasser ist der Wärmeübergang wahrscheinlich besser, aber auch die Temperatur niedriger. Auf jeden Fall will ich den gesamten Speicher neben dem Wasser und dem Paraffin noch mit schönen langen Aluspänen auffüllen um die Wärmeübertragung zu verbessern. Wie ist eure Meinung hierzu???????????
Gruß
Constant

Versuch es damit, andere Sachen die mir einfallen sind echt böse...Propan ist in der Kältetechnik erprobt.


Dünne Rohre und aussen Oberfläche vergrößern, wenn notwendig (Fahnen anlöten).....



Mir ist nicht klar wozu Du einen weiteren Medienübergang schaffen willst??? Medienübergänge, die technisch nicht notwendig sind, sollten immer vermieden werden. Probier mal in einer Probeanordnung was besser ist. Ich würde wenn möglich auf Wasser verzichten.

Gruß Andre.

Hallo Constant,

schön, dass es mit dem Thema voran geht, dass klingt ja spannend.



Wie Andre schon geschrieben, lieber den Wärmeübergang durch die Fahnen oder sonstige Wärmeübergangstricks vergrößern.

Meistens ist das Volumen von Leitungen nicht so groß, dass es gegenüber großvolumigen Behältnissen einen größeren Anteil am Gesamtvolumen haben dürfte.
Die Kugeln in der Leitung bringen nur Druckverluste, d.h. bei gleichem Eingangsdruck aus dem Kompressor kämst Du dann hinten mit niedrigerem Druck=niedrigere Temperatur an. Da das gasförmige Kältemittel dann hinter dem Kompressor unter Druck steht, hast Du nur ein kleines Effektivvolumen des Gases und kämst auch mit einer dünneren Leitung aus.
Wichtig ist, dass Du diese Leitung gut wärmeisolierst, da Dir ansonsten das "Kältemittel" schon auf der Strecke zu dem Kondensator (dem Wärmetauscher auf der armen Seite) auskondensiert.Falls möglich, wäre es vorteilhaft, diese Leitung mit Gefälle zu verlegen, damit das doch entstandene Kondensat denn automatisch in den Kondensator läuft.



Hier kommt die sogenannte Anomalie des Wassers zum Tragen, Wasser hat seine größte Dichte bei +4°C, d.h. anderes flüssiges Wasser und Eis schwimmen darüber.

Das entstehene Eis kann Dir die Leitung verbiegen, bis hin zum Riss, deswegen würde ich dazu raten viel Frostschutz, z.B. normalen Autofrostschutz dort einzufüllen.
Hinzu kommt, dass durch das Eis der Wärmeübergang deutlich schlechter werden würde.



Willst Du hier mit dem Paraffin die Schmelzenthalpie (Energie für den Phasenübergang fest -flüssig) nutzen?

Viele Grüße

Malte

Ja der Zweck ist sowohl mit dem Eis als auch mit dem Paraffin die Latentwaerme zu nutzen. Sonst macht das Paraffin ja keinen Sinn.
Gruss Constant

Hallo Constant,

von der Nutzung der Latentwärme/"Latentkälte" des Wassereises in dem Behälter, in dem die Wärmetauscherrohre sind, würde ich wegen der Gefahr des Verbiegens und des Reißens der Rohre klar abraten. Wenn Du die Kristallisationsenergie des Wassers nutzen möchtest, dann würde ich den Behälter mit dem kalten Wasser und dem Wärmetauscher in einen zweiten Behälter tun. Tendenziell würde ich es stattdessen aber eher über einen größeren Behälter lösen.

Paraffin - da bräuchte man jetzt eine Chemikerin oder einen Chemiker, die würden das sofort wissen. Ich kann also nur vermuten, würde aber schätzen, dass das feste Paraffin eine höhere Dichte hat als das flüssige und daher würde das feste Paraffin unten schwimmen. Der Hintergrund ist die "Kristallstruktur" bzw. um korrekt zu sein, die Anordnung der einzelnen Paraffin-Moleküle zueinander. Im festen Zustand sollten die eigentlich dichter beieinander sitzen und insofern eine höhere Dichte haben als im flüssigen Zustand.

Wasser verhält sich bei der Dichte anders als viele andere Stoffe.

Viele Grüße

Malte

Hallo Malte & Co
Ich werde mal eine genauere Rechnung aufstellen, wieviel Volumen (Gewicht) ich benötige mit und ohne Latentwärme. Zur Zeit mache ich noch Ferien. Meine Speichertanks dürfen nicht zu schwer werden. Dann wird es sehr schwierig (unmöglich) den Kompressor tiefer als die Tanks anzuordnen. Der kalte Tank kommt in den Kühlraum (im Gebäudeinneren) rein. Das Risiko von Kondensat wird demnach problematisch. Ob der warme Tank auch ins Gebäude kommt oder nicht, muss ich noch sehen. Der Teufel steckt (mal wieder) im Detail.
Gruss
Constant

Hallo Constant,

beim längeren Nachdenken über das Thema ist mir noch eingefallen, dass es gut wäre, noch ein Rückschlagventil direkt vor den Kondensator zu setzen. Ansonsten würde bei Flaute Dein Warmwasserspeicher über die Wärmeabgabe an die Rohrleitung zwischen Kompressor und Kondensator auskühlen.
Das Rückschlagventil hat zwar auch noch den kleinen Nachteil, dass der Kompressor nur dann in den Kondensator fördert, wenn der Druck ausreichend hoch ist. Der Kompressor und damit das Windrad müsste gegen den Druck anlaufen. Ggf. könnte man überlegen, ob man für den Sommerbetrieb, in dem überwiegend Kälte benötigt wird, noch ein By-Pass-Ventil um das Rückschlagventil baut, um auch geringere Windstärken nutzen zu können.

Ich habe ein paar Stoffdaten für den Dampfdruck von Propan herausgesucht:

Temperatur [°C] Druck [bar]
- 8 3,6
-3 4,3
52 17,8
62 22
72 26,9

Je nach dem auf welchem Temperaturniveau Du Deinen Warmwasserpuffer dann betreiben willst, bräuchtest Du dann den entsprechenden Druck und das entsprechende Drehmoment an Deinem Windrad.

Für die "Latentkälte"speicherung habe ich letzte Woche auf einer Messe ein interessantes Konzept der Firma Fafco gesehen www.fafco.ch, ich war da aufgrund der mechanischen Auswirkungen des Eises auf die Rohre und Behälterwände immer etwas skeptisch, aber anscheinend scheint es ja doch zu gehen...

Dir noch einen schönen Urlaub und viele Grüße

Malte

Hallo Malte & Co
Ich werde jetzt mal etwas von dem Geheimnis lüften!!!!!! Ich gehe davon aus, dass (an dem vorgesehenen Standort) alle Kälte und alle Wärme sowohl im Winter wie im Sommer genutzt wird. Die Anlage dient mehreren (20 bis 30 Personen) und kommt an einen Standort (Insel im indischen Ozean) wo es immer, im Sommer und um Winter 22-28 Grad Celsius warm ist und in der Nacht nie unterhalb von 15 Grad. Die Kälte dient zum Aufbewahren der Lebensmittel und der Medikamente (in einem Kühlraum) und die Wärme zur Herstellung von (viel) Brauchwasser. Heizung wird nicht benötigt. Wind gibt es jeden Tag, mal mehr und mal weniger. Nur der Strom macht öfters für mehrere Stunden schlapp.
Deshalb diese Lösung. Wenn die WkA NUR 1/3 der notwendigen Energie bringt, ist das real existierende Problem fast gelöst. Meine Überlegung sieht so aus: Wenn sowohl die Wärme mit einer Leistungsziffer von BESCHEIDENEN 2,5 und auch die "Kälte" mit NOCHMAL der Leistungsziffer von 2,5 hinkommt, kann die WkA 5 mal kleiner sein als bei einer Stromproduktion und Batterien. Die fehlende Wärme (KÖNNTE) kann man auch mit thermischen Solarkollektoren bereitstellen, aber eine (separate) Kühlanlage an Batterien, für die fehlende "KÄLTE" ist wohl nicht die sinnvollste Lösung.
Mit dem Drehmoment zum Anlaufen der Wärmepumpe mache ich mir keine sehr grossen Sorgen. Ich bin mir jetzt auch ziemlich sicher, dass ich als WkA einen C-Rotor benutzen werde. Dieser hat relativ grosse (sprich schwere) Flügel am äusseren Durchmesser, was ein sehr schönes Trägheitsmoment ergibt, dann zusätzlich eine Drehmomentkurve fast wie ne Dampfmaschiene. Er dreht im Leerlauf, wenn die Kupplung noch nicht eingerasstet ist, mit einem Schnelllauf von 1,3. Im Betrieb bagegen mit 0,7. Das bedeutet im Klartext. Ich werde die Fliehkraftkupplung so auslegen, dass sie [b] zum Trennen eine etwa 30% geringere Umdrehungszahl [/b]benötigt als zum Zuschalten. Dann muss der Wind einmal (kurzer Moment) bis zu 5 m/sec ansteigen zum zuschaltet die WkA schaltet nicht mehr ab bis 2,0 m/sec.
Gruss
Constant

Hallo Constant,
das klingt ja nach einem interessanten Standort, da würde ich gerne mal im Vorfeld oder nach der Inbetriebnahme vorbeikommen
Kleiner Scherz, es ist ja für fast alle technischen Dinge gut, wenn sie unter gleichmäßigen Bedingungen betrieben werden können.

Persönlich würde ich empfehlen, für die Kühlung der Lebensmittel und insbesondere der Medikamente noch eine Redundanz zu schaffen und sei es nur ein "konventioneller" Kühlschrank mit Strom, wenn genug "wasserhaltiges" wie Milch, Limo oder entsprechendes im Kühlschrank ist, "rettet" deren hohe Wärmekapazität den Kühlschrankinhalt oft über die paar Stunden des Stromausfalls hinüber.
Auch wenn das auf den ersten Blick oft mehr Ärger gibt, wenn das warme Wasser fehlt, ist die Kühlung von Medikamenten und Lebensmitteln ja deutlich wichtiger. Wobei ich ja vermute, dass Ihr derartiges ohnehin schon vorgesehen habt.


An der Stelle kommt es oft zu Missverständnissen: Die Leistungsziffer beschreibt wieviel Joule an Kälteenergie oder Wärmeenergie pro Joule mechanischer Energie an der Welle des Verdichters erzeugt wird.
Der Unterschied zwischen dem Antrieb über einen Elektromotor mit vorgelagertem Generator und ggf. mit einer Batterie liegt dann nur in den Wirkungsgraden von Motor, Generator und ggf. der Batterie. Wenn Du jeweils 80% Wirkungsgrad hast, was allerdings in dem Größenbereich eher optimistisch ist, dann bräuchtest Du bei der Betrachtung etwa die doppelte Leistung=Windradfläche.



Für das benötigte Drehmoment der Wärmepumpe habe ich leider kein Gefühl. Wenn sich ermitteln ließe wieviele Zylinder mit welchem Hubraum die hätte, könnte man das ja einigermaßen berechnen/abschätzen.
In der Tendenz würde ich für den Pumpenantrieb (entsprechend u.a. den Empfehlungen in der Fachliteratur) entweder zu einem Savonius oder einem amerikanischen Windrad gehen. Gasch und Twele haben dem ein ganzes Kapitel in ihrem Buch gewidmet. (Hintergrund ist die jeweils größere Widerstandsfläche, die dann zu einem höheren Drehmoment führt. - Du weißt das sicher, aber für den einen oder anderen Newbi wollte ich das mal erwähnen.)
@ Carl - ich hoffe Du nimmst das nicht persönlich, der C-Rotor zielt ja eher etwas mehr auf die Stromproduktion
Tendenziell würde ich statt der Fliehkraftkupplung eher einen etwas breiteren Rotor und falls möglich sogar größeren Rotor wählen - das ist dann einfacher und robuster als die Fliehkraftkupplung, wenn auf der Insel nicht erhöhte Sturm- bis Orkanrisiken sind.
Überschüssige Wärme oder Kälte kannst Du immer los werden, gerade bei den Umgebungsbedingungen

Viele Grüße

Malte