Sida 1 av 1

Vinddriven mekanisk varmvattengenerator

InläggPostat: 30 apr 2009 11:36
av minken
Jag tror att jag har kommit på det absolut enklaste sättet att värma vatten med hjälp av vindenergi. Egentligen är det väl inte jag utan James Prescott Joule som kom på det för 150 år sedan :). Det hela går ut på att mekaniskt värma vattnet med hjälp av friktion, istället för att gå omvägen via elektricitet. Ibland är det bara värmen man vill åt ändå.

I min modell, gjord i SketchUp, har jag utgått från ett tomt oljefat, som jag har gett måtten 60*90.

Bild av fatet i genomskärning framifrån:
Bild

Bild av fatet i genomskärning uppifrån:
Bild

Bild av fatet i genomskärning snett framifrån:
Bild

En centrerad axel driver ett antal paddlar i ett vattenfyllt fat. Värmen genereras av friktionen som paddlarna och vattnet skapar.
Två skvalpskott, ett på vardera sida förhindrar att vattnet kommer i cirkulation.
På skvalpskotten sitter dessutom två rör som går ut ur tunnan, ett som paddlarna pumpar ut varmt vatten och ett som tar in kallt vatten.
Fatet isoleras ordentligt för att förhindra värmeförluster.

Till in- och ut-rören har jag tänkt koppla en lång vattenslang som transporterar värmen dit man kan tänkas behöva den. Jag kan tänka mig att den skulle kunna hjälpa till om man värmer huset med jordvärme. Slangen skulle kunna ligga tillsammans med den för jordvärmen. Det finns nog andra användningsområden.

Bild på hur en savoniusrotor skulle kunna driva vattenvärmaren:
Bild

Man kan naturligvis använda vilken vindsnurra som helst, men förslagsvis en VAWT eftersom axeln är vertikal, jag har valt Savonius i den här modellen eftersom den är enklast.

Lite frågor:
Har någon försökt bygga en sån här?
Tror ni att storleken på paddlarna och skvalpskotten påverkar effektiviteten, isåfall kan man räkna ut det optimala?
Finns det något sätt att räkna ut hur lång tid det skulle ta att värma upp vattnet i tunnan en grad i en viss vindstyrka?
Vad tror ni om konstruktionen att paddlarna även sköter cirkulationen i slangen, funkar det?

...puh, lång förstapost :)

Re: Vinddriven mekanisk varmvattengenerator

InläggPostat: 30 apr 2009 11:53
av KennethE
Låter onekligen som en kul idé! :-)

Du har inte möjligen något bra tips om var man får tag på tomfat? Jag har letat en del eftersom de är bra både att elda skräp i och framför allt för att jag vill bygga en grill och en kallrök, ev. en kombination, en smoker i Amerikansk BBQ-tradition.

BBQ är förmodligen USAs överlägset största bidrag till det kulinariska världsarvet!

Re: Vinddriven mekanisk varmvattengenerator

InläggPostat: 30 apr 2009 12:35
av Michael
KennethE skrev:Du har inte möjligen något bra tips om var man får tag på tomfat?

Sök "bortskänkes" på blocket, i stockholmstrakten kan man lätt fylla ett hem med gratis möbler pianon och kaniner :lol:
I USA har dom overunity vattenvärmare, jag antar att dom jämför med direktverkande elvärme http://www.youtube.com/watch?v=yh_-DUKQ4Uw
Jag har själv mycket att lära om vattenvärmning och "din" ide är ju intressant med pump kombinerat.

Re: Vinddriven mekanisk varmvattengenerator

InläggPostat: 30 apr 2009 18:56
av Göran
Liknande försök har gjorts, men jag vet inte vad det blev av det hela sedan.

Re: Vinddriven mekanisk varmvattengenerator

InläggPostat: 01 maj 2009 22:39
av PowerMizer
Göran skrev:Liknande försök har gjorts, men jag vet inte vad det blev av det hela sedan.
Long shot: Varmvatten??? Bild

Re: Vinddriven mekanisk varmvattengenerator

InläggPostat: 01 maj 2009 23:33
av minken
PowerMizer skrev:Long shot: Varmvatten??? Bild


Haha. Ja, så länge vi följer termodynamikens lagar så borde rimligtvis i princip all rörelseenergi som vi får in i tunnan omvandlas till värme.

Re: Vinddriven mekanisk varmvattengenerator

InläggPostat: 03 maj 2009 11:20
av minken
Jag hittade ett bra dokument om att tillverka savoniusrotorer av oljefat:
http://www.amics21.com/laveritat/savonius_generator_english.pdf

Där finns bland annat den här tjusiga tabellen som visar maxeffekten av en savonius vid olika vindhastigheter. Den visar även vilken den optimala rotationshastigheten är:
Bild

Om det inte råkar finnas något bra sätt att räkna ut storleken på paddlarna, så får man nog prova sig fram tills man hittar en storlek som matchar den optimala rotationshastigheten.

Med hjälp av tabellen och den här kalkylatorn: http://24volt.eu/vattenvarmning.php har jag fått fram att vid 10 m/s (160 W) tar det 1 tim 27 min att värma upp 200 liter vatten 1 grad.

Vad tror ni, det verkar väl ganska rimligt?

Edit:
Efter att ha läst dokumentet igen, så såg jag att tabellen räknar med en bilgenerator med 50% effektivitet. Man kan alltså dubbla siffrorna för maximum power i tabellen.

Så vid 10 m/s (320 W) tar det 44 min att värma upp 200 liter vatten 1 grad.

Re: Vinddriven mekanisk varmvattengenerator

InläggPostat: 03 maj 2009 12:33
av KennethE
Ifall vattnet står för all bromsning av rotorn måste det ju med naturnödvändighet i alla fall ge bättre verkningsgrad än en generator som driver en värmepatron?

De är dock viktigt att vattenbehållaren är isolerad så att man inte förlorar energi den vägen, någon annan nämnvärd förlustväg har jag svårt att se?

Men poängen med hela konstruktionen måste ju vara att vattnet skall bromsa rotorn, inte att vattnet skall börja röra på sig.

Jag skulle kunna tänka mig att sätta likadana paddlar mellan dem på bilden, men som sitter fast i väggen och alltså är stationära, då borde man bromsa ev. rotation hos vattnet effektivare.

Man kan säkerligen justera många sådana detaljer för att anpassa lasten till rotorn i stället för att göra tvärtom.

Re: Vinddriven mekanisk varmvattengenerator

InläggPostat: 03 maj 2009 18:41
av jonasforssell
En av de vackraste vindsnurror jag sett var konstruerad för att generera varmvatten.

Den hette Calorius och fungerade väl, men behövde mycket vind för att leverera de energimängder som behövdes:

http://ing.dk/artikel/41651-piskeris-i-moellehatten-varmer-vandet-op?highlight=elnet

Tyvärr hittade jag ingen bild på google. Den var av HAVT typ. Blev ingen kommersiell succe tyvärr.

mvh Jonas

Re: Vinddriven mekanisk varmvattengenerator

InläggPostat: 04 maj 2009 22:34
av Michael
Jag blev nyfiken på hur den kan sett ut, jag hittade en i drift till något udda danskt hus. (Calorius-møllen)
http://www.dr.dk/DR2/Friland/Levende+Hu ... 165840.htm
Och jag ska leta vidare.......

Re: Vinddriven mekanisk varmvattengenerator

InläggPostat: 06 maj 2009 22:40
av Michael
Det var svårt att hitta nån vettig info om friktionsvärme men silja har pool med sån värmning.

Re: Vinddriven mekanisk varmvattengenerator

InläggPostat: 06 maj 2009 22:51
av Sverre V
Friksjonsvarme i det basenget ? Ja, ja, med masse bønner og andre grønsaker. :wink: Vi oppbevarte noen noen lignende basenger på jobben før. Ikke verdens beste kvalitet heller.

Re: Vinddriven mekanisk varmvattengenerator

InläggPostat: 07 maj 2009 08:58
av KennethE
Sverre, det låter som en variant av fattigmans jacuzzi, hela familjen i badkaret på torsdag kväll efter att man ätit ärtsoppa till middag. Rökning avrådes.