Mit Wärmepumpe Dampfturbine antreiben?
Könnte man mit einer Hochtemperaturwärmepumpe eine Dampfturbine antreiben und damit Strom erzeugen?
Nehmen wir an wir hätten eine Leistungszahl von 4. Dann müsste man 100kw reinstecken an elektrischer Rnergie und bekäme 400kw Wärmeenergie raus.
bei einem Wirkungsgrad von 0,5 hätten wir 200kw elektrischer Energie gewonnem, wovon wir 100 wiederrum für die Wärmepumpe nutzen könnten. Also würden wir 100kw überschuss haben.
ginge sowas?
10 Antworten
Genau diese Frage habe ich mir als Jugendlicher, als Schüler gestellt. Das ist 40 Jahre her. Ich habe alles über Wärmepumpen gelesen, über wirkungsgrade, usw. Und berechnungen gemacht. Ich habe monate, oder sogar ein Jahr gebraucht, bis ich festgestellt habe, das es nicht möglich ist.
Ich weiß, welchen Fehler in meiner Berechnung ich damals gemacht habe. Aber erklären kann ich das nicht. Das wäre zu viel Text, es ist auch lange her, und ich bin auch nicht gut im erklären. Das können andere vielleicht besser. Aber du mußt bedenken, das der Wirkungsgrad der Wärmepumpe mit größerer Temperaturdifferenz geringer wird. Bei der Dampfturbine ist es genau umgekehrt. Da braucht man eine möglichst hohe Temperatur für einen Guten Wirkungsgrad.
Die gleiche Frage habe ich mir auch schon gestellt und würde am liebsten gleich loslegen und an meiner Wärmepumpe eine Dampfmaschine hinbauen. Das das ein Perpetuum Mobile sein soll stimmt nicht, da die Energie dafür ja aus der Umgebung kommt und die kann angesichts der Klimaerwärmung gut kalte Luft brauchen. Wenn eine Dampmaschine 50% Wirkungsgrad hätte, und die Wärmepumpe nur 25% elektrische Energie benötigt sollte das doch gehen. Und selbst wenn die Wirkungsgrade schlechter wären: Die Verluste der Dampfmaschine ist wieder Wärmeenergie, und die kann man in dem Fall ja gut brauchen....
Vorraussetzung: Ein entsprechendes Wärmereservoir.
Ja, natürlich geht das mit ner Wärmepumpe, nur mußt Du entsprechend im Zweifelsfall mehrfach pumpen Entsprechend geht dann Dein COP runter. ODer DU nimmst ein Medium, das bei entsprechend niedrigerer Temperatur dann die Turbine treibt.
Siehe zum Beispiel Organic Rancine bei Geothermie.
Um mal bei Deinem Szenario zu bleiben, Du würdest vermutlich bei mehrfachem pumpen einen COP <=2 haben, sodaß Du unterm Strich nichts gewonnen hast.
Denn der COP sinkt mit der Temüperaturspreizung.
Hast Du jetzt zufällig nen Wärmereservoir von c.a. 70°C oder 80°C, dann könnte sich das mit der Temperaturüberhöhung lohnen.
> ginge sowas?
Nein. So wenig wie all die anderen Versuche, zu einem perpetuum mobile zu gelangen.
Der theoretisch mögliche (also unter der Annahme, dass keinerlei Verluste auftreten) Wirkungsgrad einer Dampfturbine (oder einer anderen Wärmekraftmaschine) hängt ab von den Temperaturen der Wärmequelle und der Wärmesenke. Und ist der Kehrwert der theoretischen Leistungszahl einer Wärmepumpe, die mit denselben Temperaturen arbeitet.
Für die Wärmekraftmaschine: η = (Tₕₑᵢₛₛ - Tₖₐₗₜ) / Tₕₑᵢₛₛ
Einfacher wäre ja, die 300kW Überschuss direkt an der WP abzugreifen.
Die WP erzeugt keine Energie sondern verdichtet sie nur.
Wie wandelst du die energie dann in elektrische energie um?