"Стирлинг" - сердце автономного дома

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Какаю тему подняли . Да, с газ геном согласен, но он должен быть на древесном угле. Все остальное не работает на до киловатной мощности. А больше нам и не надо.

Могу похвастаться тем, что получил программу для моделирование стирлингов, 3 поколения (симуляция натурного двигатель, со всеми компонентами живыми, а не идеальный случай). От одного профессора знаменитого. То что я пробовал раньше или видел в инете как киловатный стирлинг - такими не были.

Но - Атмосферный стирлинг на 500 ватт получается с приемлемым реальным кпд 15 %, с учетом механических потер. Правда низкооборотный (до 2-3 оборотов в секунду) и с рабочим объемом на литра 5 - 7.

 

Пример расчета для затравки интереса.

Тех. данные:

Тип бета, диаметр цилиндра 35 см, диаметр вытеснитель 34 см, зазор 5мм. Длина вытеснителя - 1.2 метра, из них 40см нагреватель, 40 см регенератор, 40 см охладитель. Наполнение регенератора - 3 метра полосоы из жести, толщиной 0.5 мм, с пупырышками для равномерного зазора. Ход поршня и вытеснителя - 25 см. Температура поверхности нагревателя и охладителя. 723К и 300К. Низшие рабочие давление равно атмосферному. Опережение вытеснителя - 150 градусов. Зазор между поршнем, вытеснителем, верхом цилиндра - по 1.2 см.

Данные, рабочие обороты от 60 до 180 в минуту

60rpm

Pressure drop available work loss: 5.8[W]
Actual power from simple analysis: 240.6[W]
Actual heat power in from simple analysis: 880.3[W]
Actual efficiency from simple analysis: 27.3[%]

120rpm

Pressure drop available work loss: 27.0[W]
Actual power from simple analysis: 395.6[W]
Actual heat power in from simple analysis: 2115.6[W]
Actual efficiency from simple analysis: 18.7[%]

180rpm

Pressure drop available work loss: 68.4[W]
Actual power from simple analysis: 482.7[W]
Actual heat power in from simple analysis: 3496.2[W]
Actual efficiency from simple analysis: 13.8[%]

Реальный кпд - 70-80% от посчитанного. Обороты больше поднимать нету смысла, кпд быстро идет к 0. Так реально выглядит 300 ватный стрилинг.

Графики в зависимости от оборотов, рабочие обороты от 60 до 180 в минуту:

 

Удалите, повтор

 

Все супер, а моторесурс? Или в стирлинге он меньше чем в генераторе?

 

В смысле ? Изнашивается кольцо поршня изготовленное из кожи дедовским методом и уплотнение штока вытеснителя. Мене дедовским - из тефлона. Из тефлона при 1200-2000 оборотах и работе в сухую срок службы > 2000 часов. Тут обороты на порядок ниже... Считайте.

 

http://www.stirlingjunior.de/Downloads-Dateien/Books_Down/Kolin_GeschDiagram/Seite_38_39.pdf

Интересный анализ почти киловатного стирлинга. Габариты опять как у хорошей 200 бочки...

 

http://www.stirlingjunior.de/Downloads-Dateien/Books_Down/Kolin_GeschDiagram/Seite_44_45.pdf

Еще боле интересный вариант, кпд уже 4%.

 

да не больше чем ДВС в типичном варианте его использования на автономной электростанции - паспортная мощность единицы квт, нагрузка - сотни ватт и с каждым годом снижается по мере замены ламп накаливания сначала на CFL потом на LED, заменой теликов сначала с ламповых на полупроводниковые, потом с кинескопных на LCD, потом на lcd с led-подсветкой,а сейчас уже кое-кто задумывается о приобретении для дачи видеоочков (пока экзотика но подвижки есть).
И так со всей постоянно потребляющей техникой. Растет мощность электрочайников, пылесосов, утюгов - но они работают редко и кратковременно. Производители даже иногда утверждают что несмотря на возросшую мощность расход энергии сокращается за счет уменьшения времени работы. Не знаю насколько это так, не измерял.

Вот кстати с рассуждениями про самок - согласен. Грубовато но верно.
Если раньше люди объединялись в семейные пары для удобства выживания в окружающей среде за счет взаимопомощи, то теперь основной мотив объединения - это понты и развлечения. Мужикам - секс, теткам - зарплата и статус мужа. А вот чтобы реально объединить усилия в достижении какой-то полезной для выживания цели - это редкость. Цель современных домохозяек - украшать собой интерьер, а вовсе не хранительницей очага быть, ибо не барское это дело.

Я вот тоже считаю что поддержание таких монстрообразных структур как единая энергосистема совесткого образца - невозможна без использования рабского принудительного труда. Нигде больше в мире такого монстрообразия и централизации ни с электроснабжением ни с отоплением нет. К тому же чем более централизована система тем более она подвержена авариям. В США вон хотя и не так централизовано как у нас но тоже довольно значительно - так у них концы света периодически и случаются, а теперь и у нас тоже.
Конечно, электроснабжение крупных стратегических предприятий сохранится, а вот населенные пункты с преимущественным проживанием простых граждан - будут постепенно из этой энергосистемы выпадать. Сначала мелкие (деревни) потом покрупнее. Первая стадия процесса в деревнях уже началась. Если жители деревни не могут оплатить содержание ЛЭП к себе по рыночным ценам - то нахрена частный владелец электричества будет их снабжать? Торговать себе в убыток дураков нет и никакие законы тут не помогут - всегда лазейки найдутся.

Я сделал себе пиролизный реактор-газогенератор для 4квт электростанции с двигателем УД-25. Вообще-то сварка нужна полуавтомат, еще нужен трубогиб, токарный и сверлильный станки. Вобщем, оснащение на уровне сельского автосервиса примерно. Я делал в Питере на площадке одного ныне сдохшего НИИ.
Но увы - к газогенератору тоже нужен кочегар, а к дровам маломощные реакторы еще более привиредливы чем топка стирлинга. К тому же стирлинг легче встраивается в систему отопления и сам по себе более долговечен чем ДВС, работающий на дровяном газе. Поэтому реактор у меня законсервирован на случай наступления очередного 1991 года. Если накроются поставки нефтяного топлива - хотябы с лучиной сидеть не придется.

достаточно засунуть бесщеточный генератор в этот же объем и вывести наружу провода, что существенно проще чем вращающийся вал.

Но вообще мне кажется что проще сделать не стирлинг, а паровую машину, но не на воде, а на фреоне или даже на бытовом пропане в качестве рабочего тела. Да-да,баллонный газ может не только гореть но и быть неплохим рабочим телом паровой машины. Даже серийные холодильники с пропаном в качестве хладагента, а холодильник это всего лишь "паровая машина наоборот". В качестве преобразователя давления в мех. работу должен хорошо подойти спиральный компрессор, например от автокондиционера, пишут что они обратимы. Тут в какой-то из соседних тем это уже обсуждали и даже профессиональный холодильщик согласился что идея паровой машины на каком-нибудь из хладагентов реальна. К тому же пропан хорош тем что не так быстро разлагается при сильном нагреве как фреоны.

так к мощной электростанции опять же кочегар ну или дизелист нужен. А он кушать хочет существенно больше чем мелкий китайский генератор возле своего дома. К тому же мощная электростанция работает несколько часов в сутки по расписанию, а своя маленькая - именно тогда когда электричество потребовалось.

Это очень хороший КПД. У Kipor IG1000 кпд около 10%. У типично используемой дачниками типичной китайской электростанции (см выше - телик и лампочка) - единицы процентов.
А еще стирлинг может кушать дешевое топливо. Если не дрова то хотябы пароходную/тепловозную солярку (не пригодную в импортный автомобиль).

Расчет интересный, для меня такой двигатель подходит.
Габариты для стационарного энергоснабжения - пофиг.
Но это с точки зрения юзера. С точки зрения производителя - может стать проблемой слишком большая материалоемкость. Если там двигатель размером с бочку то сколько же на него Цветного Металла уйдет - ужас!

 

100 лет, 100 зим. Какие люди.

Делал пересчет и на 200 ватт, труба уже 250, длина 700-900, из них по 250-300 нагреватель, охладитель и регенератор, ход поршня и вытеснителя по 12 см, фазовой сдвиг - 135-150 градусов. 200 ватт при 120 оборотах получается.

Цветной метал конечно хорош, но в реале то стирлинги из чугуна пару лет ходили. А сделать оболочку нагреватель из тонкой нержи будет так же дорого как и вкладыш для дымохода длиной 1 метр А внутри можно хоть из латуни делать.

Привод на почту скину, есть два очень простые решения на основе линейных подшипников, которые теперь есть в наличию много где... Все спасибо цпу станкам

 

Я даже имею два такие компрессора. Там все просто, пока дела не дойдут до смазки и потер в сальниках. Видел научные доклады про такие эксперименты, то там выше 3-5 процент кпд не поднимали. Но там все делали для работы от гелио-коллектора. Для высоких температур, нужны и компрессора/расширители другие. А автомобильных степень расширения - только 1.7. Потому два и брал.

 

Какой красавец:

Вытеснитель 12 см диаметром, длина 75 см.

 

"Секретная" информация о мини теплоэлектростанции, от русских форумчан из Германии.
https://foren.germany.ru/arch/immo/f/22442981.html
Для поиска инфы в гугле набирайте MicroCHP (Micro Combined Heat and Power = Микро-комбинированные теплоэнергетические устройства.

 

Скажите почему все забывают, что для работы двигателя стирлинга можно использовать обычную воду

 

Двигатель Стирлинга насколько я прочитал работает от нагрева и охлаждения. Охлаждение- это отопление и горячая вода, а нагрев это горение водорода. Надеюсь все знают про водородные горелки. Плюс ко всему электричество или иные механические потребности. Насколько мне известно для получения водорода не так много надо.

 

Ага..Совсем не много. Вам на Скиф.