Stocare termică cu vapori de apă?

[FALCON_12]

bonjour,


Ca unii dintre noi am căutat soluții de stocare a căldurii. În timp ce studiam PCMs (Phase Change Materials) am observat că căldura latentă de trecere la starea de vapori a apei era mare:

Pentru a schimba 1000 g de apă din starea de gheață în cea de apă este nevoie de 335 kJ
Pentru a încălzi 1000 g de apă lichidă la 0°C până la 100°C necesită 419 kJ
Pentru a transforma 1000 g de apă lichidă la 100°C în vapori este nevoie de 2257 kJ

Prin urmare, este nevoie de 5.4 ori mai multă energie pentru a transforma apa în vapori.
suficient pentru a-i ridica temperatura cu 100°C.



Ar fi atunci posibil să folosim acest fapt pentru a stoca energie termică prin evoluție
un volum V de apă în jurul temperaturii sale de vaporizare?

De asemenea, am văzut că temperatura de fierbere a apei scade odată cu presiunea în timp ce căldura ei latentă crește cu această scădere, acest lucru ar putea face posibilă lucrul la o temperatură mai scăzută (de exemplu, la 0.2 bar apa fierbe la 60°C și la aceeași temperatură căldura sa latentă de vaporizare a devenit 2360 kJ/kg).

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

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

Atunci s-ar putea gândi la stocarea căldurii într-un rezervor instrumentat (presiune, temperatură) și izolat termic, care conține apă a cărei temperatură ar oscila în jurul punctului de fierbere. Știu că la scară industrială există acumulatori de vapori. Există sisteme echivalente pentru indivizi? nu am putea construi noi un astfel de sistem? (oala sub presiune...)

[Christophe]

New York, și probabil alte orașe americane (de verificat), folosesc rețele de abur pentru termoficare... deci da, aburul este o modalitate bună de a stoca (și de a transporta) căldură...

Dezavantajul: din memorie, 1 gram de vapori de apă (la 100.1°C) ocupă de 400 de ori mai mult volum decât același gram la 99.9°C...

Deci trebuie să crești presiunea pentru a avea cantități interesante de căldură...în volume mici...

[sicetaitsimple]

Dezavantajul: din memorie, 1 gram de vapori de apă (la 100.1°C) ocupă de 400 de ori mai mult volum decât același gram la 99.9°C...

Ei bine, da, nu există niciun miracol.
Nu am verificat cifrele, dar dacă într-adevăr 1 kg de abur conține mult mai mulți kJ decât 1 kg de apă la aceeași temperatură, de asemenea, ocupă mult mai mult volum...
În ceea ce privește New York-ul, nu e nevoie să mergi atât de departe. Din memorie, CPCU (Compania Parisiană de Încălzire Urbană) scoate din unitățile sale de producere a aburului în jur de 25 bar și 240 ° C. /- 2 ° C).

[FALCON_12]

Dezavantajul: din memorie, 1 gram de vapori de apă (la 100.1°C) ocupă de 400 de ori mai mult volum decât același gram la 99.9°C...

Ei bine, da, nu există niciun miracol.
Nu am verificat cifrele, dar dacă într-adevăr 1 kg de abur conține mult mai mulți kJ decât 1 kg de apă la aceeași temperatură, de asemenea, ocupă mult mai mult volum...
În ceea ce privește New York-ul, nu e nevoie să mergi atât de departe. Din memorie, CPCU (Compania Parisiană de Încălzire Urbană) scoate din unitățile sale de producere a aburului în jur de 25 bar și 240 ° C. /- 2 ° C).

Mulțumesc de informație. Am găsit pe net un tabel care vorbește despre aceste întrebări.

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

Am visat să îmi imaginez un rezervor cu un volum V=67 m3 (4.05³) capabil să reziste la o presiune P de 30 de bari. Într-un astfel de rezervor, dacă am înțeles bine, s-ar potrivi exact 100 de litri de apă vaporizată la Tv=234°C. Energia stocată ar valora atunci 280200 kJ sau 78 kWh.

Nu am concept de rezistenta mecanica si termica a rezervoarelor, se poate folosi o presiune de 100, 200 sau 300 de bari? Masa se opreste la 30 bar dar as fi vrut sa cotez V si Tv la asemenea presiuni. Nu am legile matematice care guvernează aceste mărimi, ele există oricum?

Aș încerca să extrapolez curbele mai târziu pentru a răspunde la această întrebare. Poate dimensiunea rezervorului ar deveni rezonabilă. În ceea ce privește temperatura, aceasta ar putea să nu o depășească pe cea a oțelului de topire.

[Remundo]

vaporii de apă nu sunt o modalitate bună de a stoca căldură din cauza volumului și a presiunilor pe care le generează.

cand de exemplu vorbesti de 300 bar, ai nevoie de o carena de submarin la 3000 m adancime pentru a rezista la presiune. Dar, pe lângă păstrarea căldurii, această carcasă ar trebui să fie complet izolată. Nimic imposibil, dar foarte greu și scump.

De preferinţă, căldura latentă a sărurilor care trece de la starea solidă la starea lichidă va fi utilizată.

Mai mult, este o alegere care a fost testată în unele centrale solare concentrate.

Natura sării de topit se alege după mai multe criterii: temperatura de schimbare a stării, proprietăți chimice, cost...

Dacă căldura provine de la un combustibil, cel mai bun mod de a-l „înmagazina” este păstrarea energiei chimice din combustibil și arderea acesteia la cerere.

Căldura are ticăloșia să scape iremediabil, chiar luând măsuri de precauție, e o chestiune de timp.

O altă abordare a stocării căldurii (dar de această dată la temperatură scăzută) este utilizarea solului direct în utilizarea inter-sezonală: vezi DLSC

[sicetaitsimple]

Am visat să îmi imaginez un rezervor cu un volum V=67 m3 (4.05³) capabil să reziste la o presiune P de 30 de bari. Într-un astfel de rezervor, dacă am înțeles bine, s-ar potrivi exact 100 de litri de apă vaporizată la Tv=234°C. Energia stocată ar valora atunci 280200 kJ sau 78 kWh.

Practic, de acord cu ceea ce a spus Remundo, nu depozităm în general sub formă de abur, cu excepția unor procese în care există nevoi semnificative de abur dar de scurtă durată. În acest caz, depozitarea face posibilă nu supradimensionarea unității de producere a aburului.

Acestea fiind spuse, dacă vrei să continui să te „distrezi” cu câteva calcule:
- Cred că există o eroare de un factor de 10 în calculul tău, sunt 1000 kg de abur pe care i-ai putea stoca în rezervor.
- valorile de la 30bar la 100bar sunt disponibile pe site-ul pe care l-ai indicat, pe alta pagina.

Mult noroc!

[Macro]

De asemenea, am văzut că temperatura de fierbere a apei scade odată cu presiunea în timp ce căldura ei latentă crește cu această scădere, acest lucru ar putea face posibilă lucrul la o temperatură mai scăzută (de exemplu, la 0.2 bar apa fierbe la 60°C).

Temperatura de fierbere a apei scade cand scade presiunea... 0.2 bari ca sa le ai pe pamant... Nu prea se poate, chiar si pe Everest trebuie sa fii tot la 0.35... Ca sa fii la 0.2 bar de Pa trebuie sa fie in jur. 12000m....