Akumulace tepla do písku (sypké hmoty)

[brumlaj]

V poslední době se mi sešly dvě informace které zde zatím nejsou (dle mého) diskutovány směrem k reálnému využití. Momo prohlásil:

......... Elektriku v létě navíc nepotřebuju, hodila by se v zimě a přechodných obdobích, ........

a na jůtůbu jsem shlédl reportáž. Je zde někdo kdo by měl zkušenosti se zamezením vlhnutí takové hromady hmoty? Budovat takový akumulátor pod zemí, nad zemí, jak jej izolovat proti tepelným únikům....... Dosáhneme celoroční akumulace? A v neposlední řadě cena i když toto je v debatě technické až na posledním místě. (ano rozhoduje to zda udělám/neudělám, ale ve světle 40% inflace za poslední 3 roky pro nás kteří nehrajeme jiným investiční letadlo je i zde možnost pro "nevratné" investice)

[Cmrnda]

Kravina, né že by nefungovala akumulace na 1/2 roku, ale kdo z mocnáčů by to chtěl? A na zahradě si to stejně nepostavíš, obdobně jako jaderku.
Jinak akumulace využívají již mnoho let některé teplárny, výdrž je asi měsíc. Určitě by byla delší kdyby se chtělo.

[Youda]

Hlavně je potřeba zopakovat, že celá krása Sand Battery je postavena na tom, že se písek nahřívá na cca 600°C.

Klasická voda je pro akumulaci tepla (a následnou práci s ním) ve skutečnosti mnohem lepší než písek, ale nahřát ji na takto vysokou teplotu je trochu problém (pára a tlak). Nahřívání písku na takto intenzivní teploty má pár zajímavých přínosů:

1) Do stejného objemu lze uložit více energie.
2) Teplo vysoké intenzity lze transformovat na páru, tou pohánět turbínu a zpětně vyrobit elektřinu (s mizernou účinností, ale přece).
3) Teplo vysoké intenzity lze využít přímo v technologických procesech.

Z toho plyne několik věcí:

1) Pokud do pískové baterie vyloženě nechčije dírou, tak veškerá vlhkost se vypaří.
2) Nahřívání na 600°C může být v domácích podmínkách docela problém.
3) Spousta dobrých vlastností pískové baterie nemá v domácích podmínkách využití.

Tepelná izolace se řeší tak, že se nahřívá od středu sila a odebírá od kraje. Tím uvnitř sila vznikne teplotní gradient, kdy sama masa písku již má výborné tepelně-izolační vlastnosti. Vnitřní část obalu je ocelová, na ní je vrstva nehořlavé tepelné izolace a navrchu opět ocel. V domácích podmínkách by tam šla nacpat třeba ta bílá vata, která se používá na izolaci nerezových komínů. Určitě ale existuje i něco levnějšího.

Písková baterie má jednu zajímavou podobnost s technologiemi využívajícími štěpnou reakci: aby to opravdu fungovalo, je potřeba překročit určitou kritickou mez. Do té doby je to defacto k ničemu. Zároveň, větší množství hmoty bude u pískové baterie fugovat efektivněji, než množství menší, jelikož hmota samotná je jak akumulátorem, tak i izolantem.

PS: Mě vychází jako lepší řešení vykopat si dostatečně hlubokou díru a do té zalézt, neboť již pár desítek metrů pod zemí jsou celoročně stabilní teploty. Vykopaný materiál pak prodat někomu, aby si z toho udělal pískovou baterii.

[RadarS]

Pěkný záměr, využitý terén pro tento účel, ale když vezmu 130t materiálu a v tom 1,5MWh tepla, které je zpracovatelné za cenu složitých technologií..

[brumlaj]

..... za cenu složitých technologií..

Nevidím je tam, naopak vidím dva svislé rozdělovače (stratifikátory) a i dle slov majitele to funguje "samo".

Hlavně je potřeba zopakovat, že celá krása Sand Battery je postavena na tom, že se písek nahřívá na cca 600°C.

dík, dobrá připomínka, ale to samodomo nedáme? Jak i Ty správně v textu předjímáš.

Klasická voda je pro akumulaci tepla (a následnou práci s ním) ve skutečnosti mnohem lepší než písek, .....

Jenže potřebuje nádobu která koroduje (konečná životnost) a 132m3 se špatně manipuluje... nebyla by drahá?

.... Nahřívání písku na takto intenzivní teploty .......

Psal jsem, to asi nedáme. Zůstaňme při zemi do 100°C, máme v létě elektřinu za 0 Kč (buď ji odebereme, nebo zůstane na střeše).

1) Pokud do pískové baterie vyloženě nechčije dírou, tak veškerá vlhkost se vypaří.

To jsou ztráty, jak je eliminovat v terénu? .....

....... Tepelná izolace se řeší tak, že se nahřívá od středu sila a odebírá od kraje. Tím uvnitř sila vznikne teplotní gradient, kdy sama masa písku již má výborné tepelně-izolační vlastnosti.

Moc díky! toto je podstatná informace!

Vnitřní část obalu je ocelová, na ní je vrstva nehořlavé tepelné izolace a navrchu opět ocel. ......

Opravdu? Vidím tam železobetonovou stěnu (betonem vylévané tvárnice - ve 14. minutě videa)

....... Písková baterie má jednu zajímavou podobnost s technologiemi využívajícími štěpnou reakci: aby to opravdu fungovalo, je potřeba překročit určitou kritickou mez. Do té doby je to defacto k ničemu. Zároveň, větší množství hmoty bude u pískové baterie fugovat efektivněji, než množství menší, jelikož hmota samotná je jak akumulátorem, tak i izolantem.

Další díky Youdo, lze nějak kvantifikovat množství, nebo jiné parametry a jejich vztah k efektivitě?

PS: Mě vychází jako lepší řešení vykopat si dostatečně hlubokou díru a do té zalézt, neboť již pár desítek metrů pod zemí jsou celoročně stabilní teploty. Vykopaný materiál pak prodat někomu, aby si z toho udělal pískovou baterii.

Jasně, to jsou "domy chráněné zemí" což je jiné téma .

[misa84]

Co zkusit nejdřív menší model , akumulačky seženeš za odvoz

[Frantom]

PS: Mě vychází jako lepší řešení vykopat si dostatečně hlubokou díru a do té zalézt, neboť již pár desítek metrů pod zemí jsou celoročně stabilní teploty. Vykopaný materiál pak prodat někomu, aby si z toho udělal pískovou baterii.

Skvělé zhodnocení.
Pro ty co neradi zemljanky tak potom pasivní dům.
Přijde mi že investice do dodatečného zateplení (pokud lze) se vyplatí více než ten investiční písek

[RadarS]

Nemyslel jsem tím zrovna ty vrstvy hadic z podlahovky ve více úrovních svedené do dvou sběrných rour...
Ale tu sofistikovanou strojovnu vysokoteplotního tepelného čerpadla a ta regulační technika všude okolo...

[brumlaj]

Co zkusit nejdřív menší model , akumulačky seženeš za odvoz

Akumulačky mám, zkušenosti s nimi již tak 50 let. Nicméně Youda píše:

...... aby to opravdu fungovalo, je potřeba překročit určitou kritickou mez. Do té doby je to defacto k ničemu. .......

Takže zkušenost že akumulačky jsou pro dlouhodobou akumulaci k ničemu víme (a neobsahují písek)

Nemyslel jsem tím zrovna ty vrstvy hadic z podlahovky ve více úrovních svedené do dvou sběrných rour...
Ale tu sofistikovanou strojovnu vysokoteplotního tepelného čerpadla a ta regulační technika všude okolo...

To vysokoteplotní čerpadlo oni využívají na klimatizaci domu - nepředpokládám takovéto využití, dům netřeba klimatizovat. Má myšlenka letního nabíjení je energie slunce --> levný panel --> levný elektrokotel --> sezónní akumulátor. Nic více. Jo vybíjení už možná to tepelné čerpadlo země-voda dá dalších 30°C v akumulátoru?

[dako]

Tady na ostravsku se dá za dobrý peníz pořídit vysokopecní struska. Chce to ale opravdu co nejjemnější frakci.

[Youda]

Nekvalifikovanym odhadem mi vychazi, ze bude potreba zemedelske silo ve tvaru valce, o prumeru 10m a vysce 5m. Nahore klobouk z metru vaty, kolem dokola pul metru vaty. To je cca 1600m3 pisecku

Existuje ale lepsi varianta: vyrobit si za barakem fakt velkou hromadu hnoje s kompostem, protocit skrze ni par trubek a valit to rovnou do podlahovky. Vyhoda je, ze tahle mňamka bude teplo generovat sama od sebe, bez nutnosti ji v lete natapet. A taky je to BIO.

[RadarS]

Objemová tepelná kapacita vody je 4200J na 1dm3.
Objemová tepelná kapacita mastku je 2700J na dm3
(Měrná cca 900J, ale objemová hustota je skoro 3000kg/M3.
Obyčejný kámen je na to ještě hůř.

... Pokud se tady probírá úložiště tepla kolem 80stCn teploty média,
Nevím, zda kamenný prach je to ideální medium...
4,2kJ = 1,163Wh k ohřevu 1L o 1stC
80 CBM vody = 80.000

Pri využitém tepelném spádu 80/25stC je rozdíl 55stC

[Youda]

Krasny vypocet.
A ted jeste jak dlouho tam tech 16MWh vydrzi, kdyz prestanu nahrivat zacatkem zari. Dam to az do dubna?

[RadarS]

Krasny vypocet.
A ted jeste jak dlouho tam tech 16MWh vydrzi, kdyz prestanu nahrivat zacatkem zari. Dam to az do dubna?

Mezitím jsem dal edit, protože jsem zdvojil ve výpočtu ty Jouly a Watthodiny...
Udržení tepla je dle jiný příběh. Není žádný důvod, aby kámen držel.teplo jen tak sám o sobě vůči okolí... = Stěžejní je izolace v obou případech stejně

Jde mi o to, že pro teplotu akumulace 80st C asi není nutné řešit kamenné rezervoáry. Zdá se vhodnější podzemní jezero bez nežádoucího přítoku a odtoku

[RadarS]

Ještě to napíši pro doplnění, snad napoprvé.
K ohřevu 1L vody o 1st C potřebují 1,163 Wh.
K ohřevu 80000L potřebuji k tomutéž 93040Wh = 93kW
Dále v kWh
Při teplotním spádu 55 st (80/25) mohu nabít toto "úložiště" tepelným výkonem 55*93 = 5115kWh
6kWp + spirála + podzemní bazén to za kalendářní rok dá
Proveditelnost obalu a izolace je druha věc...
Ale kamenný prach???

[Youda]

Moje rec. Pri tehle teplote media nema sutr zadne vyhody.

[RadarS]

Přesně tak. Kámen má smysl ve vysoké hustotě (vlivem vysokých možných teplot) jímání energie.
Tady pán asi vyřešil hlavně výškové poměry na pozemku pro studium jak se to celé chová a využije to možná v konstrukcích svých TČ.
Ani jedno ale není z dispozičních důvodů zdaleka pro každého

[Cmrnda]

Existuje ale lepsi varianta: vyrobit si za barakem fakt velkou hromadu hnoje s kompostem, protocit skrze ni par trubek a valit to rovnou do podlahovky. Vyhoda je, ze tahle mňamka bude teplo generovat sama od sebe, bez nutnosti ji v lete natapet. A taky je to BIO.

To by bylo "BIO" Možná na samotě u lesa ... Jenomže i to zrání kompostu je pomalé protože výrazně klesá s okolní teplotou. Takže mé obavy jsou takové, že by jeden plně zásobovaný kompost neutáhl ani 1% domovní spotřeby tepla.

Ale stejně to pořád směřuje k těm řasám. Až půjdou fotopanely ze střech dolů, nastane éra řas. To už tady ale nikdo z nás pravděpodobně nebude.

[brumlaj]

Moc díky chlapi za všechny postřehy.

.... Pri tehle teplote media nema sutr zadne vyhody.

jednu bych viděl, sám jsi uvedl, že písek je tepelný izolant (kdežto H20 bude chladnout v celém objemu - dlouhodobá stratifikace je asi chiméra?)

[Kostěj]

Kdysi jsem něco podobného počítal, tak znovu, hodně nahrubo: Nádrž 10m průměr, výška 5m.
Nahřátí vody o 80°C: 5x5x3.14x5(objem)x80x4.2 (=energie v MWs)/3600=36.6MWh.
Plocha nádrže 3.14x10x5 (stěna)+3.14x5x5x2 (obě víka) = 314m2
Izolace vata lambda 0.04, tlouštka 1m, spád 100°C, ztráta: 314x100x0,04=1256W.
Ztráta za konstantního spádu za 4 měsíce 4x30x24x1256=3.6MWh.
Takže výpočtově to úplný nesmysl není, investičně si to neumím představit.
PS: Budu rád, když to někdo přepočítá, zdá se mi to příliš optimistické.

[Youda]

To vypada neuveritelne dobre, ta cisla.

Presto hlasuji pro BIO reseni. Takove hnojiste 10m v prumeru, 5m na vysku musi vytopit i dvojdomek

[RadarS]

Kdysi jsem něco podobného počítal, tak znovu, hodně nahrubo: Nádrž 10m průměr, výška 5m.
Nahřátí vody o 80°C: 5x5x3.14x5(objem)x80x4.2 (=energie v MWs)/3600=36.6MWh.
Plocha nádrže 3.14x10x5 (stěna)+3.14x5x5x2 (obě víka) = 314m2
Izolace vata lambda 0.04, tlouštka 1m, spád 100°C, ztráta: 314x100x0,04=1256W.
Ztráta za konstantního spádu za 4 měsíce 4x30x24x1256=3.6MWh.
Takže výpočtově to úplný nesmysl není, investičně si to neumím představit.
PS: Budu rád, když to někdo přepočítá, zdá se mi to příliš optimistické.

Výpočet sedí, až na to, že není dosažitelných těch delta 80°C
Reálná počáteční T20, cílová T80 = delta60

Ohřev 1L vody o 1°C = 1,163Wh, 1000L = 1,163kWh
392,5 CBM * delta 60 * 1,163kWh = cca 27,3MWh

Ztráty nevím, ale za prioritu považuju tvar s co nejmenší (půdorysnou) plochou, ideální by asi byla koule :

[RadarS]

.... dodám, pozitivní je, že za 3 měsíce zimy a temna není v rozumné konstruovaném a zatepleném domku zdaleka tolik tepelné energie potřeba, takže pokud by to byly ty 2MWh, jako byly v reportáži, je to i se započtením ztrát cca 20% těch cca 40 kubíků.

(Pozn má tam ještě to TC ...)

[pibi]

Nádrž umístit pod základy, na ní postavit dům a část ztrát bude vytápět dům podlahou.

[RadarS]

Nádrž umístit pod základy, na ní postavit dům a část ztrát bude vytápět dům podlahou.

To má smysl pro někoho, kdo teprve stavět bude
A 80st pod podlahou taky nechcete