Het rendement van een stirlingmotor

[Knuffelkoe]

Ik wilde een bericht plakken aan een oud topic maar forum-oma stond dit niet toe. Dan maar een nieuw bericht.

Mijn vraag is het volgende. In het aangehaalde topic staat dat het rendement van een stirlingmotor 60% is. Hebben we het dan over een professioneel en volledig geoptimaliseerd type of over een hobbygeval dat we zelf in elkaar knutselen?

Waarom deze vraag? Gisteren sprak ik met iemand die een verre kennis heeft die aan het experimenteren is geslagen met een warmtepomp. Hij heeft een installatie die 1 kW aan electrisch vermogen gebruikt. Daarmee produceert hij het equivalent van 4 kW aan warmte. Mijn eerste gedachte is op zo'n moment waarom de energiemaatschappijen nog sponsoren als je die energie weer kunt aanwenden om de warmtepomp te voeden. Als je met een zelf geproduceerde stirlingmotor 2400 Watt (60% van 4kW) kunt produceren uit die 4 kW dan houd je na aftrek van die 1000 Watt voor de warmtepomp nog 1400 Watt over om leuke dingen mee te doen. (plus misschien nog wat restwarmte om je huis te verwarmen).
Velen zullen zeggen een perpetuum mobile krijg je niet aan de gang maar vergeet niet dat je hier energie toevoegt in de vorm van aardwarmte.

Ik weet niet hoever de temperatuur van het afgekoelde grondwater is en ook niet tot welke temperatuur de "warme kant" van de warmtepomp oploopt maar verwacht dat het een gunstige delta-T voor een stirlingmotor zal zijn.
Zie ik dingen over het hoofd of is het de moeite waard om tijd aan een experiment te besteden?

 

[Knuffelkoe]

De motor zoals die in een koelkast zit is een goed voorbeeld van een warmtepomp.

Het waterrad was trouwens een slecht voorbeeld. Vroeger maakte men wel gebruik van waterraderen om te pompen.

 

[xxtreme]

Heren, heren,

hoe interessant deze discussie ook moge zijn, een motor(fiets) heeft een warmtepomp noch stirlingmotor en maakt al helemaal geen gebruik van aardwarmte, laat staan dat dat praktisch mogelijk is. Mag ik U doorverwijzen naar www.wetenschapsforum.nl?

dan kunnen we heeeeeeel veel topics schrappen!

het motor-forum gaat om motors EN alles wat hun bezig houdt!!!!!!!


btw, bedankt voor het linkje, zal zo ff kijken!

Excuses, ik heb even niet goed opgelet.

Ik ben hier via een zoekmachine terechtgekomen toen ik op zoek was naar het rendement van een stirlingmotor. Blijkbaar heeft al eerder iemand de motor als krachtbron en de motor als tweewieler per abuis door elkaar gehaald. Nu je me erop wijst, er staat heel duidelijk zo'n ding in het logo van de pagina.

Moderator: Je mag mijn bijdragen wissen en ook mijn registratie ongedaan maken.

Nogmaals excuses dat ik jullie heb wakker gemaakt :-)


P.S. Wat doet die reclame over zonneenergie dan in de kop van de pagina?
Zijn er al wel motorfietsen op zonneenergie?

P.S. 2
Goeie tip dat wetenschapsforum, kende ik nog niet, bedankt.

kom rustig weer eens op MF met dergelijke vragen e.d.!!!!!!!

 

[motordevil]

Ik snap niet helemaal wat de TS nou bedoeld klopt het dat je uit 1kW , 4kW wilt halen dus dat uit het niets 3 kW energie ontstaat?? Kom maar op met je theorieen wil het wel horen maar je kan niet zomaar 3 kW tevoorschijn halen

 

[Zeeuwse Klei]

Ik snap niet helemaal wat de TS nou bedoeld klopt het dat je uit 1kW , 4kW wilt halen dus dat uit het niets 3 kW energie ontstaat?? Kom maar op met je theorieen wil het wel horen maar je kan niet zomaar 3 kW tevoorschijn halen

Je haalt met een Stirlingmotor nog energie uit warmte die je normaal door bijvoorbeel de uitlaat weggooit. Zoals ook een HR ketel, die hebben rendamenten over 100%, wat nooit mogelijk is. Maar omdat ze de restwarmte beschouwen als afval, kan die energie "uit het niets" worden opgetoverd

 

[Knuffelkoe]

Ik snap niet helemaal wat de TS nou bedoeld klopt het dat je uit 1kW , 4kW wilt halen dus dat uit het niets 3 kW energie ontstaat?? Kom maar op met je theorieen wil het wel horen maar je kan niet zomaar 3 kW tevoorschijn halen

Die extra 3 kW energie haal je niet uit het niets. Je koelt het grondwater af en de energie die daarbij vrij komt levert de 4 kW. De pomp die je daarvoor gebruikt vraagt zelf 1kW. Ik heb het niet bedacht, dit zijn systemen die in de handel zijn om een woonhuis te verwarmen.

 

[motordevil]

Je haalt met een Stirlingmotor nog energie uit warmte die je normaal door bijvoorbeel de uitlaat weggooit. Zoals ook een HR ketel, die hebben rendamenten over 100%, wat nooit mogelijk is. Maar omdat ze de restwarmte beschouwen als afval, kan die energie "uit het niets" worden opgetoverd

Snap wel dat je energie beter gebruikt maar meer dan 100% rendement kan je er niet uithalen want dan is er geen warmte meer over 100% is volgens mij theoretisch mogelijk maar 250%?

@TS Dat appararaat haalt dus energie uit grondwater met 1kW en houdt daar 4kW aan over?? Zit wel wat in om energie ergens uit te halen water warmt toch wel weer op door de zon heb je hier ook iets van schematje van om iets duidelijker te maken?

 

[kilowattknijper]

Het rendement van een sterlingmachine is nooit groter dan 60%. Carnot heeft ooit een berekening gemaakt en die kwam op een max. rendement van 60%. Dus een verbrandingsmotor kan nooit meer dan de 60% leveren.
In de practijk leveren motoren een veel slechtere prestatie. 25-40%. Kleine motoren zoals in de verwarmingsketel hebben een rendement in de orde van 10%-20%. maar ik heb geen data . De kleine zelfbouw denk ik 5%.
Het probleem bij de heteluchtmotor (stirlingmotor) is o.a. de warmtewisselaar. Die krijgt men niet goed genoeg.
Heteluchtmotoren zijn groot, dus moeilijk in een voertuig te passen. Ooit is er een bus en een boot geweest met een derg. motor.

Frits Philips heeft er tientallen jaren aan gewerkt met een klein legertje ingenieurs, er is blijkbaar niets of weinig uit voortgekomen.

 

[Knuffelkoe]

@motordevil:

http/nl.wikipedia.org/wiki/Warmtepomp

 

[willem1940]

Snap wel dat je energie beter gebruikt maar meer dan 100% rendement kan je er niet uithalen want dan is er geen warmte meer over 100% is volgens mij theoretisch mogelijk maar 250%?

@TS Dat appararaat haalt dus energie uit grondwater met 1kW en houdt daar 4kW aan over?? Zit wel wat in om energie ergens uit te halen water warmt toch wel weer op door de zon heb je hier ook iets van schematje van om iets duidelijker te maken?

Het ligt er maar aan welk deel je "100%" noemt; als een rendement stijgt van 25 naar 90% is de verbetering al (90/25)-25 = 335% ... !


Zo is de delta van een belastingverhoging van 18 naar 20% niet 2%, maar 1/9 = ruime 11%.


Iets bijkomend anders is, dat middels een warmtepomp er tevens AANWEZIGE energie (uit bijvoorbeeld aarde, grondwater, lucht) boven Kelvin mee kan worden verpompt/getransformeerd en dan kom je wel enige honderden "procenten" soms hoger uit.
====

Niet alle warmtepompen zijn (geschikt als) Stirling motor maar de Stirlingmotor is wel degelijk een type (meestal andersom bedreven) warmtepomp; zo ongeveer als ook de meeste electromotoren wel min of meer als dynamo kunnen worden ge/mis-bruikt.
====

Ik denk dat het mogelijk is om een 4- of tweetaktmotor, eenmaal gestart, draaiende te houden door de koelribben warm te stoken en (zeer) koude lucht door de inlaat aan te zuigen .... (rendement in het gegeven model even niet terzake).

 

[Knuffelkoe]

Niet alle warmtepompen zijn (geschikt als) Stirling motor maar de Stirlingmotor is wel degelijk een type (meestal andersom bedreven) warmtepomp; zo ongeveer als ook de meeste electromotoren wel min of meer als dynamo kunnen worden ge/mis-bruikt.

De meningen zijn verdeeld maar meestal wordt iets als een pomp gezien wanneer je iets van een lager naar een hoger energieniveau verplaatst.
dus van een lagere druk naar hogere druk.
van een lagere temp naar een hogere temp.
Anders is er sprake van een natuurlijke stroming, niet van pompen, daaruit kun je natuurlijk energie putten.
Water stroomt zonder hulp van hoog naar laag, daaruit put je energie met behulp van een waterrad, turbine, ...
Energie stroomt zonder hulp van warm naar koud. In de stirling gebeurt dat ook.

Je noemt een verbrandingsmotor toch ook niet een pomp omdat er lucht wordt verplaatst door de inlaat,cylinders,uitlaat?

 

[boutje]

Nog een andere vraag. Ik neem aan dat het rendement toeneemt evenredig met delta-T
Bij welke verschiltemperatuur halen we een rendement van 60%?

Oftewel hoe groot zal het rendement zijn als we een verschiltemperatuur hebben van ongeveer 40 graden. Uitgaande van een grondwatertemp. van 10 graden en uitgang warmtepomp 50 graden.

Kijk eens op deze link:
http/www.bekkoame.ne.jp/~khirata/academic/simple/simplee.htm

Dan kun je het een en ander berekenen m.b.t. stirlingmotor.

 

[xxtreme]

Ik denk dat het mogelijk is om een 4- of tweetaktmotor, eenmaal gestart, draaiende te houden door de koelribben warm te stoken en (zeer) koude lucht door de inlaat aan te zuigen .... (rendement in het gegeven model even niet terzake).

Hier moet ik nog ff over nadenken....

Maar je laat me soms wel versteld staan van je tech know-how!


( je beroep/hobby is?????? )

 

[Wuf]

op die wikipedia site stond het volgende:

Een merkwaardige eigenschap van warmtepompen is dat met een bepaalde hoeveelheid energie, in de vorm van arbeid, een grotere hoeveelheid warmte-energie kan worden verplaatst dan er aan arbeid is verricht. Hierdoor kunnen ze een rendement hebben dat hoger is dan 100%. Dit rendement wordt daarom C.O.P. genoemd (Coëfficiënt Of Performance).

dus het rendement van TS is eigenlijk 0 procent, want van de energie die hij erin stopt, krijgt hij niets terug, maar de COP is 4 (denk ik)

 

[Wuf]

Zo is de delta van een belastingverhoging van 18 naar 20% niet 2%, maar 1/9 = ruime 11%.

de belasting verhoging is 2%, het verschil is idd 11%. maar dit voorbeeld vind ik niet eerlijk, lijkt meer op een verkooptruukje.

overigens hoe kom je bij deze getallen
mis ik iets mbt tot btw ofzo

 

[Zeeuwse Klei]

Stel dat een verbrandingsmotor 60% rendement heeft. Dan heeft ie 40% afval, waarschijnlijk als warmte afgevoerd ipv kinetische energie.


De Strilingmotor heetft bijvoorbeeld een rendement van 55% en gebruikt de afvalwarmte om energie op te wekken.

Samen is dat dus een rendament van 115% terwijl het eigenlijk maar 60%+(40%*0.55)=82% is. Heel dat alles is gewoon een rekentruc.

Een rendement kan per definitie nooit meer dan 100% zijn. Als dat wel zo is, is de beredenering fout, want dan heb je een Perpetuum Mobile uitgevonden.

 

[=lvt=]

Idd, zo heeft een koelkast 400% ofzo.

 

[Wuf]

leuk he
gratis energie opwekken lijkt het wel,

 

[Wuf]

Stel dat een verbrandingsmotor 60% rendement heeft. Dan heeft ie 40% afval, waarschijnlijk als warmte afgevoerd ipv kinetische energie.


De Strilingmotor heetft bijvoorbeeld een rendement van 55% en gebruikt de afvalwarmte om energie op te wekken.

Samen is dat dus een rendament van 115% terwijl het eigenlijk maar 60%+(40%*0.55)=82% is. Heel dat alles is gewoon een rekentruc.

Een rendement kan per definitie nooit meer dan 100% zijn. Als dat wel zo is, is de beredenering fout, want dan heb je een Perpetuum Mobile uitgevonden.

zit die afvalwarmte al niet in die 60% verwerkt.
maar in principe kun je wel stellen dat een koelkast meer rendement oplevert ten aanzien van het doel dan wat je erin stopt. dat maakt hem nog geen PM, maar wel prettig.

 

[willem1940]

De meningen zijn verdeeld maar meestal wordt iets als een pomp gezien wanneer je iets van een lager naar een hoger energieniveau verplaatst.
dus van een lagere druk naar hogere druk.
van een lagere temp naar een hogere temp.
Anders is er sprake van een natuurlijke stroming, niet van pompen, daaruit kun je natuurlijk energie putten.
Water stroomt zonder hulp van hoog naar laag, daaruit put je energie met behulp van een waterrad, turbine, ...
Energie stroomt zonder hulp van warm naar koud. In de stirling gebeurt dat ook.

Je noemt een verbrandingsmotor toch ook niet een pomp omdat er lucht wordt verplaatst door de inlaat,cylinders,uitlaat?

Bij mijn weten is iedere mechanische motor een omgekeerde pomp, meestal met een paar hulpmiddelen zoals kleppen (hoewel kleppen ook in pompen niet geheel onbekend zijn).

Een rotatiepomp is nog duidelijker; worden net als rotatie-motoren ook wel "turbine" genoemd.

 

[willem1940]

Hier moet ik nog ff over nadenken....

Maar je laat me soms wel versteld staan van je tech know-how!


( je beroep/hobby is?????? )

Ik weet hoofdzakelijk de dingen waarmee ik ooit fouten maakte; helaas heb ik nog lang niet alle fouten zelf gemaakt dus kan ik maar zelden iemand echt helpen. Weet ik iets echt niet dan blijf ik (meestal) weg uit een draad òf stel uit nieuwsgierigheid een vraag.

Hobbies: een paar teveel om op te noemen en sommige vergeet ik steeds.

Beroep: gepensioneerd koopmansassistent.

Tweewielers zwaarder dan een bromfiets heb ik nooit gereden maar ik kijk er zo graag naar.

 

[Zeeuwse Klei]

zit die afvalwarmte al niet in die 60% verwerkt.
maar in principe kun je wel stellen dat een koelkast meer rendement oplevert ten aanzien van het doel dan wat je erin stopt. dat maakt hem nog geen PM, maar wel prettig.

Ik heb maar even ene fictieve waarde gepakt, maar ik dacht dat het mechanisch rendement (dus, bruikbaar vermogen) van een dieselmotor iets van 60-65 procent was of zo. De rest gaat weg aan thermische energie.

Dit was even om een beetje te laten zien hoe men met cijfers rommelt...

Overigens, even op een site gekeken van een CV-bouwer:
Rendement o.w. in % bij 50/30oC
107,1 (96,4) %

107.1% kan nooit, maar ze zetten ook de reeële waarde erbij.

 

[Knuffelkoe]

Bij mijn weten is iedere mechanische motor een omgekeerde pomp

Hier zijn we het helemaal eens.

Een turbinemotor is trouwens een leuk voorbeeld van twee in een. Er zitten namelijk twee turbines in een turbinemotor. De eerste die in de inlaat zit werkt als pomp, De tweede zit in de uitlaat, wordt omgekeerd gebruikt, en is de krachtbron die via een as de eerste weer aandrijft.


Mijn gratis energiebron gaat voorlopig nog niet in productie :-)
De rendementen van stirling en generator zijn waarschijnlijk te laag. Ik heb vanmorgen een link gekregen (bedankt boutje) waarmee ik het vermogen van de stirling kan uitrekenen bij de temperaturen die de warmtepomp levert. http/www.bekkoame.ne.jp/~khirata/academic/simple/simplee.htm
Ook het rendement van de generator valt me tegen. Ik heb sites gezien waarop getallen onder de 50% staan. De nieuwste B.M.W.'s schijnen zelfs watergekoelde dynamo's te hebben omdat ze anders te warm draaien.

 

[vliegende baksteen]

Daarom wilde ik het ook anders doen. Het verschil tussen grondwatertemperatuur en de warmekant van de warmtepomp.
Ik realiseer me dat het rendement van een stirlingmotor (met een 'i' van Robert Stirling) beter wordt naarmate de verschiltemperatuur groter is.
Ik zou wel eens willen weten welk verband er zit tussen delta-T en rendement. Het zal wel moeilijk zijn om ergens een grafiekje te vinden waarin delta-T en rendement tegen elkaar zijn uitgezet.

Simpel, hoe hoger de delta t, hoe hoger het rendement. Maar het is en blijft een mechanische machine met drijfstangen e.d. die veel wrijving te overbruggen heeft.
Mijn idee is dat je beter de warmte kunt "opwaarderen" met een compressor of een mogelijkheid gaat zoeken om de restwarmte in electriciteit om te zetten zonder bewegende delen (dus met een chemische reactie of bijvoorbeeld door gebruikmaking van stromingen die ontstaan met temperatuursverschilen)

De truuk zit 'm in het zo kort mogelijk houden van de omzetting naar een bruikbare energie. Via drijfstangen, lagers en vliegwielen gaat veel energie verloren.. Een stirling (of sterling motor) is een ouderwets apparaat..

 

[xxtreme]

Ik weet hoofdzakelijk de dingen waarmee ik ooit fouten maakte; helaas heb ik nog lang niet alle fouten zelf gemaakt dus kan ik maar zelden iemand echt helpen. Weet ik iets echt niet dan blijf ik (meestal) weg uit een draad òf stel uit nieuwsgierigheid een vraag.

Hobbies: een paar teveel om op te noemen en sommige vergeet ik steeds.

Beroep: gepensioneerd koopmansassistent.

Tweewielers zwaarder dan een bromfiets heb ik nooit gereden maar ik kijk er zo graag naar.

okay, khad het me al vaak afgevraagd op MF!

 

[vliegende baksteen]

Ik denk dat het mogelijk is om een 4- of tweetaktmotor, eenmaal gestart, draaiende te houden door de koelribben warm te stoken en (zeer) koude lucht door de inlaat aan te zuigen .... (rendement in het gegeven model even niet terzake).

Dat zal niet gaan denk ik. De uitzetting van de lucht heeft niet genoeg kracht om de wrijving te overbruggen. Vooral de kleppentrein verbruikt enorm veel energie.
In een heteluchtmotor zit een heel grote zuiger (verplaatsingszuiger) en een kleine werkzuiger. De grote zuiger drukt de warme lucht naar de werkzuiger en de koude lucht naar de warme kant. Zonder die verplaatsingszuiger werkt het niet.

Als je graag temperatuursverschillen in nuttige energie wil omzetten, kun je denk ik beter stromingstechnologie gebruiken. Warme vloeistof stijgt op, koude vloeistof daalt. Zo maak je een natuurlijke kringloop die, afhankelijk van het soortelijk gewicht van de vloeistof, een generator kan aandrijven.
Maar het is veel simpeler. Als je een flink stel turbines tussen de sluizen van de stormvloedkering zet kun je zeeland van stroom voorzien. Gewoon getijdestroom.
Nadeel is alleen dat de weerstand zo groot wordt voor het water dat de dam zich zal verplaatsen. (daarom is dat er niet ingezet.)

Windenergie is leuk voor als je in een hutje op de hei woont, evenals zonne-energie, maar de beste kansen maken dammen en turbines in rivieren en nucleaire centrales (met kernfusie op de eerste plaats).
Als je eenmaal stroom genoeg hebt zonder het milieu te verprutsen, is waterstof het enige wat je nodig hebt om ieder voertuig mobiel te houden, dus energie transportabel te maken.

Kolencentrales (140 miljoen ton co2 per jaar!! tegen 1m3 radio-actief afval in een kernsplitsingscentrale) en verbrandingsmotoren die fossiele brandstoffen gebruiken lopen in mijn idee echt op hun laatste (dinosaurus) pootjes.
Op zich is het recyclen van dinosaurussen ook niet echt slecht, maar het kan vele malen beter (en goedkoper!!)

Voor de co2 die in de atmosfeer zit kun je algboerderijen opzetten in zonnige streken. Gewoon een stuk woestijn voorzien van een open verbinding naar zee en daar algen en wieren gaan kweken. Tot 70% van de co2 opname gebeurt nu al in de zee, door algen, dat kun je makkelijk verhogen door etages te maken op zeewierkwekerijen, die co2 omzetten in zuurstof en bovendien een gezonde voeding vormen en zelfs tot brandstof kunnen worden verwerkt. (pellets, biogas enz..)

Wordt het zeemilieu schoner door en de co2 opname flink verhoogd. Bovendien kan dat opgezet worden in 3e wereld landen, zodat ook de armoede daar verdwijnt, omdat wij ze betalen voor het opnemen van co2 en het leveren van biobrandstoffen en voedsel.

Zo iets zou het in mijn idee in de toekomst moeten worden. Tot die tijd blijf ik maar triceratopsen recyclen..