Energian varastointi veteen

Puuha

Well-known member
jatketaanpatätä energia keskustelua täällä

"Niin - joku sanoi että litran vettä saa lämpöiseksi 1,16ws ja sitten sanoi että 1kwh ja kuutio melkein asteen lämpiää
Mistä löytyy mustaa valkoisella totuus"

mikä tuossa on väärin?

voidaanhan sanoa että kuution vettä lämmitykseen 80 astetta tarvitaan n. 92 kwh jolloin vastuksen teho on n. 92kw tai 92kws jolloin vastuksen teho on 331200kw.

tässä on pitkälti syy miksi pitäisi olla tarkkana päätteistä. onko kyse tehosta hp, kw, w tai sitten energiasta kj, j, kwh, kws, ws tahi wh.
 

Puuha

Well-known member
Piti oikein uudelleen miettiä asiaa. Jokin todella mättää tuossa 1.16ws ja 1.16kwh.

asiaa täytyy miettiä lisää sillä tuossa on virhe joka on opetettu peruskoulussa. Kyseessä taitaa olla pääte virhe eli kyseessä on 1.16kws ja kilovattitunnit saadaan jakamalla 3600 sekunnilla.

edit: alempi väite n. 92kwh:lla pitää paikkansa kun vertasin sitä omaan vesiboilerin energiankulutuksen kanssa. 60l lämmittämiseen kuluu n. 6kwh kylmästä lämpimäksi n. 85 asteeseen. Näin ollen 1.16kwh:lla saa kuution vettä lämpiämään yhden asteen.   
 

Puuha

Well-known member
eli oikeinhan se meni kaikkineen vaikka vähän itseäkin alkoi epäilyttämään opettajien taso kun kävin kouluja.

kaavaa olis:

http://www.motiva.fi/fi/yjay/kiinteisto-jarakennusala/kulutuksennormitus/lamminkayttovesi.html sanoi:
Q = ρ cp V (t2- t1)/3600

missä
Q veden lämmittämiseen kuluva energia (kWh)
ρ veden tiheys (1000 kg/m3)
cp veden ominaislämpökapasiteetti (4,2 kJ/kg°C)
V vedenkulutus (m3)
t2 lämmitetyn veden lämpötila, tyypillisesti 55 °C
t1 lämmitettävän veden lämpötila, tyypillisesti 5…10 °C
3600 yksikkömuunnoskerroin (kJ->kWh)

eli sain tuoksen kuitenkin 93 tällä kaavalla kun vettä oli kuution ja lämpötilaero 80 astetta. tämä lienee se aivan oikea.

eli litra vettä lämpiää yhden asteen ~0,001167kWh:lla -> ~1,167Ws
ja taas kuutio vettä yhden asteen ~1,167 kWh

ken ei usko voi kokeilla mittaamalla esim. veden keittimeen jonka vastuksen teho on tiedossa esim. litra vettä ja ottamalla aikaa koska alkaa kiehua.

esimerkki litra 10 asteista vettä, vesi kiehuu 100 asteessa, 1000W lämmitin ja lämpökapasiteesi on 4,2kj/kg. tästähän saadaan sitten laskettua kauonko pitäisi mennä käytännössä. edellä ollaan jo laskettu kuinka paljon tarvitaan energiaa yhden asteen lämpiämiseen joka oli ~1,167Ws. nyt meillä on kasassa kaikki tieto mitä tarvitaan. ja ynnäillään ->

~1,167Ws * (100-10) = 105.03 Ws tämän kun sitten muuttaa suurempaan tunnetumpaan yksikköön tekee 0,10503kWh.

tästä tulee sitten suoraan vastaus

1kW vastus * 0,10503kWh / 60 minuutilla = ~6,30 minuuttia

pahoittelut pienestä häröilystä mutta olihan tämä taas itselle opiksi ja toivottavasti myös muille. :)

ps. yksi joule on yksi Ws ja yksi kj on yksi kWh. muuttavat yksikköään kertomalla tai jakamalla isommaksi ja pienemmäksi.



 

VesA

New member
Puuha sanoi:
ps. yksi joule on yksi Ws ja yksi kj on yksi kWh. muuttavat yksikköään kertomalla tai jakamalla isommaksi ja pienemmäksi.

Noeiii.. tämä on vain kertolaskua. Myös kirjaimilla lasketaan.

Tämä on kuiteskin aika loogista...

1J = W*s
k = 1000
1kJ = 1*1000*W*s = 1kWs

h=3600s

1kWh = kW*3600s = 3600kWs = 3,6kkJ = 3,6MJ

Edit: vaikeata näköjään on.. kertolasku aamulla
 

Puuha

Well-known member
eli nyt meni ws wh sekaisin.  :-\

edit: no joo nyt, saatiin tuo virhe korjattua minulta joka on ollut peruskoulusta lähtien. sinänsä ironista että itse painotin yksiköiden käytössä tarkkuutta.  ;D

tästä huolimatta kuitenkin esimerkkilaskun vastaus on oikein ajallisesti vaikkakin välissä on turhaa pyöritterittelyä jotka kumoavat toisensa.
 
R

risto.parikka

Jo vain tarkkana kuin porkkana - liikutaan sellaisilla "vesillä" että pilkkuvirhekkin saattaa räjäyttää jossain jotain.

Tuosta Energian varastoinnista veteen--Joskus poikosena kun "harrastin" niin ostin "mustaussuolaa".
Sekoitus oli veteen 1/1 ja kas kummaa, veden kiehumapiste nousi tuonne 230-240 C-asteen pintaan elikkä
eikös se silloin varannut lämpöä tuplaten normi veteen nähden noin suunnilleen.
Tosin "suolasäkki",en muista painoa niin maksoi hunajaa eli meikän rahoihin nähden oli kallista.

On maailmassa varmasti parempiakin aineita varastoida energiaa, lähinnä lämpönä, -kuin vesi - vai onko  ???  ???
 

Puuha

Well-known member
vety olisi parasta sillä sen ominaislämpökapasiteetti on 14,3 kj/astetta kohti. eli vetyä kannattaisi käyttää mutta harmiksemme sen kiuhumispiste on varsin matala lämmitys tarkoituksiin.

nestemäinen suola olisi hyvin pätevää jos lämpöenergiaa haluaa varastoida. ellen väärin muista siihen voitiin varastaoida 2-4 kertainen määrä puhtaaseen veteen verrattuna. tosin kun lämpötila kasvaa kasvaa myös hyötysuhteeseen vaikuttavat hävikit ja eristäminen korostuu.

http://virtuaalikoulu.kpedu.fi/yleisaineet/talotekniikka/Osa5.html tässäkin on menty sekaisin yksiköiden kanssa. joten en ole ainut tai tuskin edes viimeinen.
 

Jussi

Member
Mitäs Saab käytti niissä lämpöakku kokeiliussaan? Oliko jotain Boori tai Boriumsuolaa? Sen sulamispiste oli muistaakseni
82C, mikä hyvin sopi auton moottorin sulatettavaksi. Sillä saisi olomuodon muutokseen varattua paljon energiaa.
 

NdFeB

New member
Itseasiassa jos katsotaan suoraan aineen ominaislämpökapasiteettiä, niin vesi on paras aine lämmön varastointiin. Korkeammankin lämpökapasiteetin omaavia aineita on (kuten juuri puuhan mainitsema vety), mutta ne eivät sovellu alhaisen kiuhumispisteensä takia.

Suoloissa taas hyödynnetään suolan veteen liukenemisen tuottamaa energiaa, eli sama reaktio millä teitäkin meidän autoilijoiden riesaksi talvella pidetään auki.

Sitten jos mietitään hintaa, niin vesihän vie voiton kirkkaasti :)
Jonkinlaisen mielikuvan saa, kun vertaa 4000l vesivaraajaa, jossa veden lämpötilan vaihteluväli on 60 astetta. Se vastaisi kapasiteetiltään n. 23kAh:n 12V akkua.
 

tilator

New member
Jussi sanoi:
Mitäs Saab käytti niissä lämpöakku kokeiliussaan? Oliko jotain Boori tai Boriumsuolaa? Sen sulamispiste oli muistaakseni
82C, mikä hyvin sopi auton moottorin sulatettavaksi. Sillä saisi olomuodon muutokseen varattua paljon energiaa.

Bariumhydroksidihydraatti. Sama, mikä on tässä:

http://www.waermespeicher.com/

Itselläni on tuo ollut automobiilissa muutaman vuoden. Hyvä peli. Teho eiriitä, kuin nostamaan lämpötilaa parilla kymmenellä asteella, mutta sehän riittää jo hyvin pitämään ikkunat auki kosteammallakin kelillä.
 

tilator

New member
NdFeB sanoi:
Itseasiassa jos katsotaan suoraan aineen ominaislämpökapasiteettiä, niin vesi on paras aine lämmön varastointiin.
Toisaalta veden ongelma on se, että sen paras 'teho/paino -tuotos' syntyy liian alhaisessa lämpötilassa.

Eli tarkoitan luonnollisesti faasimuutosta vesi - jää. Edellä mainittu bariumhydroksidihydraatti on tässä suhteessa jo parempi ja BMW käyttää omissa akuissaan toista suolaa, jonka faasimuutos tapahtuu muistaakseni runsaassa 50 asteessa. Eli siinä lämpötila on bariumhydroksidihydraattia parempi, mutta kapasiteetti taas vähäisempi.
 

eros

Member
risto.parikka sanoi:
Jo vain tarkkana kuin porkkana - liikutaan sellaisilla "vesillä" että pilkkuvirhekkin saattaa räjäyttää jossain jotain.

Tuosta Energian varastoinnista veteen--Joskus poikosena kun "harrastin" niin ostin "mustaussuolaa".
Sekoitus oli veteen 1/1 ja kas kummaa, veden kiehumapiste nousi tuonne 230-240 C-asteen pintaan elikkä
eikös se silloin varannut lämpöä tuplaten normi veteen nähden noin suunnilleen.

Taisi tulla sata astetta liikaa.. Sinistysliuoksien käyttölämpö ilmeisesti vain 140C tietämillä. Kaliumnitraatti hajoaa muuten jo hapeksi 200C paikkeilla..

Syövyttää putkia yms. Propyleeniglygolia veden sekaan niin kiehumispiste nousee myös paljon.
 
Ylös