Toplotna črpalka + Parni generator = Zastoj Elektrika

Zgleda trol post, ampak tvoj problem je

"1kw elektrike naredi 1,3kw elektrike.."

Tole po zakonih fizike ni možno. Mogoče bo nekoč ko bomo pogruntal hladno fuzijo al neki v tej smeri.

Toplotna črpalka pa ne generira toplote, jo samo prestavlja iz enega mesta na drugo mesto, hence the name črpalka.

Good night.

Točno tako. Toplotna črpalka "črpa" toploto in večjo razliko kot rabiš, manj je efektivna.

Koliko je sploh maksimalna T, ki jo lahko dosežemo s TČ? Pa da je izkoristek večji od 1 ?

Zakaj mora biti "parna turbina" na paro, saj lahko imamo propan?
(Napisal sem "parna turbina", ker ljudje razumejo da s tem proizvajamo elektriko, ne vem kako bi bolj splošno poimenoval stroj ki iz razlike v temperaturi ustvarja mehansko mož oziroma elektriko.)
Propan izpari pri +1 stopinj Celzija, odvisno od tlaka lahko to vrelišče prestavljaš gor in dol za par stopinj.

Nove toplotne črpalke delujejo na propan, zakaj delovno sredstvo isto v generatorju nebi moral biti propan? Ali pa celo mešanica različnih tekočin?

Tukaj je en zanimiv patent iz Avstrije DE4244016A1 - Dr. Bernhard Schaffer, Albert Serogodski
Closed-cycle heat engine with moving chamber-wall - patent sprejet 1992 potekel v 2012.
https://patents.google.com/patent/DE424...

Patent je težko razumljiv, ampak potem pod citate najdemo tale patent, ki pa je bolj direkten ...
Process for the direct conversion of thermal energy into mechanical energy. - Werner Malewski - potekel 2018
https://patents.google.com/patent/DE198...
The invention relates to a method for the direct conversion of thermal energy into mechanical energy without releasing heat to the environment.

Tole pa se zanimivo sliši saj to pomeni da ima ta naprava visok izkoristek.

Izkoristek toplotnega stroja je razlika med najvišjo in najnižjo temperaturo deljeno z najnižjo temperaturo
Torej če tukaj ne oddamo toplote v okolico, lahko predpostavimo da je najnižja temperatura nižja kot temperatura okolice ... naprimer 200 Kelvinov ali celo 0 Kelvina.

Visoko temperaturna toplotna črpalka 60C/333K ... temperatura zunaj 10C/273K
(333K-273K)/273K = 50/273 = 0,1831 = 18% :S

Zdaj pa če bi naj nižja temperatura bila 200K naprimer ... nižja kot je temperatura okolice ...
(333K-200K)/200K = 133/200 = 0,665 = 66% izkoristek. Kar pomeni da bi se matematika v originalnem postu izšla.

In če se malo igramo z matematiko ugotovim da če je max temperatura 60C/333K potem bi min morala biti -23C/250K da bi bil izkoristek 33%.

Še en razlog, zakaj je precej slaba ideja kombinirat kajenj slabega skunka z postanjem na slo-tech. Ker potem nastanejo tile izrodki.

Z razlogom uporabljamo parne turbine. In z razlogom je medij voda.

Kakorkoli obračas, energijo za vrtenje turbine mors nekje dobit. Zdej jo pač dobimo 100% iz gorljivega energenta (ali taksnega k oddaja toploto).

Če bi obstajala TČ, k lahko efikatno ustvarja vsaj 300C, v resnici potem sploh ne rabis kurilnega energenta (koln, plin itd) ampak samo elektriko, da poganjas TČ.

Ampak zal tč, k bi mela COP4+, da bi z njeno toploto vrtel turbino, k bi na koncu proizvedla več elektrike, kot je sama porabla, pač ne obstaja. Inče zakoni fizike stojijo, tudi nikol nebo.

Očitno ti fizika ni preveč domača stvar. Tudi za tč obstajajo teoretične omejitve.

Coefficient of performance @ Wikipedia

Če mors dvignat temparaturo iz 15C (temp okolice) na 300C (da lahko zenes parno turbino efikatno) niti teoretična toplotna črpalka nebo mela dovolj izkoristka, da bi premagala izgube se najbolse parne turbine

https://www.omnicalculator.com/physics/...

/thread

ne pride, ker se še vedno boris proti fiziki. Enostavno, stroj k bi pobiral toploto iz okolice, kateri deluje s pomočjo elektrike, ven nebo dal več elektrike, kot jo dobi not. Razn če začnemo razbijat fiziko. Unlikely.

Kako pa potem delajo TČ?!
Je samo vprašanje izkoristkov in cene postaviti takšen sistem.
In večja kot je temperaturna razlika večji izkoristek postroja lahko dobimo ven, so pa pri tem druge tezave, da se nekje deltaT ustavi.

Pa saj ne rabimo izračuna, zadeva je osnovnošolska fizika.

Perpetum mobile ni možen, ne glede kaj skonstruiraš, vedno so izgube, ki ga naredijo nemogočega.

Edina možnost, da deluje v glavi pa je, ker glava nekaj spregleda ali pa nalašč eliminira :)

Sicer pa: Conservation of energy @ Wikipedia

iloveboobz je 13. dec 2025 ob 10:17 izjavil:

Z razlogom uporabljamo parne turbine. In z razlogom je medij voda.

Poglej si še prednosti turbin, kjer je medij CO2. Zelo zanimiva in perspektivna smer razvoja :)

izkoristek 33+ procentov se pri generaciji doseže zaradi visoke temperaturne razlike med sistemom in okolico. Večja je temparaturna razlika, večji je izkoristek pri generaciji, medtem ko je pri toplotni črpalki ravno obratno. Ponavadi imamo pri generaciji temp. razliko 1000+ stopinj med notranjostjo (=kotlom) in okolico, pri toplotni črpalki je ta razlika nekaj 10 stopinj.

Vprašanje je analogno vprašanju črpalne hidro-elektrarne, kjer vedno porabimo več energije, da vodo načrpamo nazaj v akumulacijsko jezero, kot je dobimo, ko ta voda potem poganja turbino. Postavljen primer se nanaša na situacijo, kjer bi generacijo delali recimo s 100m višinske razlike, črpali pa bi nazaj samo do 20m. Seveda potem izgleda, kot da imamo energetski višek, čeprav to seveda ni res.

Vsekakor bi to že nekdo uporabil, če bi delovalo.

Ni pomembno. PM je on privlekel v temo, ki ni o tem. Po njegovo niti navadna TČ ne bi bila možna.

Utk je 13. dec 2025 ob 11:31 izjavil:

Še ena tema več kjer si se osramotil. To ne bi bil PM, ker bi jemal energijo iz okolice.

Samo težava je, ker energija sama po sebi ni uporabna - ti potrebuješ eksergijo, torej del energije, ki ga lahko pretvoriš v drugo vrsto energije. Toplota ima fizikalne omejitve pri pretvorbi v druge vrste energije.

Da TČ sploh deluje potrebuje vsak plin, kateri se uporablja v različnih TČ nek minimalno potreben tlak, da segreje vodo za 1°C. Na višjo temperaturo kot segreva vodo višji so tlaki v sistemu. Zato so povsod navedene najvišje temperature, katera TČ dosega. Več kompresor ne zmore stisniti medija. Velja namreč, da je p*V*T= konstanta (produkt tlaka, volumna in temperature). Ker imamo v kompresorju fiksen volumen moramo ob povečanju temperature povečati tlak. Torej moramo za izvedbo ideje rešiti dva problema- izdelati kompresor za potrebne tlake in pa seveda uporabit tak medij, kateri se bo uparjal in utekočinjal znotraj delovnega temperaturnega cikla.

Še eno dodatno mnenje.

Najlažje je, če te zadeve pogledaš s strani termodinamskih ciklov. Thermodynamic_cycle
Tako toplotna črpalka kot parna ali plinska turbina, so toplotni stroji, ki imajo nek izkoristkek. Ta ne more biti več kot 1. Krivulje maksimalnega teoretičnega izkoristka glede na temperaturno razliko so bile že davno popisane.
COP je koeficient, ki gleda samo prenos toplote na dovedeno energijo, ne pa uporabne energije, ki jo lahko nato uporabiš.

Torej ni važno kakšno zaporedje toplotnih strojev imaš, vsak cikel bo dodal izgube v proces.

SuperJet je 13. dec 2025 ob 12:29 izjavil:

Še eno dodatno mnenje.

Najlažje je, če te zadeve pogledaš s strani termodinamskih ciklov. Thermodynamic_cycle
Tako toplotna črpalka kot parna ali plinska turbina, so toplotni stroji, ki imajo nek izkoristkek. Ta ne more biti več kot 1. Krivulje maksimalnega teoretičnega izkoristka glede na temperaturno razliko so bile že davno popisane.
COP je koeficient, ki gleda samo prenos toplote na dovedeno energijo, ne pa uporabne energije, ki jo lahko nato uporabiš.

Torej ni važno kakšno zaporedje toplotnih strojev imaš, vsak cikel bo dodal izgube v proces.

Toplotna črpalka porabi 1kwh električne energije in npr. 3,5 kWh toplote iz medija (zrak ali voda ali...) ter tako proizvede npr. 4 kWh toplote ob 0,5 kWh izgub. Torej je izkoristek manj kot 1, skupne energije pa imamo več, kot bi jo zagotovila le elektrika. Nenazadnje- če temu ne bi bilo tako, zakaj bi kdorkoli dal toliko za TČ, če bi ga potem ogrevanje stalo več kot z navadnim grelcem.

Utk je 13. dec 2025 ob 10:58 izjavil:

Kater zakon fizike se bi kršil?

2. zakon termodinamike oz. Carnotov zakon. To velja tako za TČ kot tudi toplotni stroj. Praktično je ista enačba, le da se "mrzle" in vroče temperature zamenjajo, dobimo pa vsn isti drek. Če imaš majhno diferenco temperature lahko dosežeš velik COP TČ in majhen izkoristek toplotnega stroja in obratno.

iloveboobz je 13. dec 2025 ob 13:12 izjavil:

V resnic to "neomejeno" energijo ze znamo izkoristit tako, da je net pozitivn izplen elektrike. Temu se reče hidorelektrarna, veterna elektrarna, sončna elektrarna. Vse to deluje ravno zaradi te "neomejene" energije. Zakaj bi delal stroj, k pobira zandnji členk te energije? Z izračuni smo ze dokazal, da tak proces ne ustvari net pozitivne količine elektrike.

Tukaj bi dodal še to, da se večina ljudi ne zaveda koliko energije nam dovaja sonce (1kW/m²) in da z rešitvami kot so silicije solarne celice, delamo izjemno velik napredek.

Zna se zgoditi v naslednjih desetletjih ob dodatnem napredku, da bo ogromno rešitev odveč samo zaradi panelov in baterij.

Pa seveda to, kaj storiti, ko sonca ni... ta vidik se velikokrat prikladno ignorira. Baterije morda lahko nekoč pokrijejo cikel noč/dan, nikakor pa ne poletje/zima... da o kakšnih katastrofah, ko recimo izbruhne vulkan in je 3 mesece oblačno, sploh ne govorimo.

NSA Agent je 12. dec 2025 ob 23:17 izjavil:

Pozdravljeni, imamo kakega fizika tukaj?
Mi lahko en razloži zakaj tole nebi delovalo? - Direktna pretvorba toplote v elektriko.

Imaš visoko temperaturno toplotno črpalko zrak-voda 1 kw z COP 4.
(Kronoterm ima toplotno črpalko z faktorjem 5.2 COP)
In imaš generator ki je vsaj 33% učinkovit pri pretvorbi toplote v mehansko delo oziroma elektriko.
(Šoštanj blok 4 33% izkoristek - 1972
Šoštanj blok 5 33% izkoristek - 1977
Šoštanj blok 6 43% izkoristek - 2014
TETOL v Ljubljani do 58% izkoristek z Siemens SGT-800 plinsko turbino - 2021)

Matematika - vzamemo konzervativne vrednosti:
1 kw elektrike naredi 4kw toplote z toplotno črpalko.
4 kw toplote se pretvori v 1,3 kw elektrike - 33% izkoristek pretvorbe.
1 kw elektrike porabimo za toplotno črpalko in 0,3 kw elektrike imamo viška. :)

Zakaj nebi mogli na ta način narediti stroja ki bi proizvajal elektriko s tem da bi hladil zemljo? (Preprečimo segrevanje zemlje :D )

Če vzamem optimistične vrednosti ... 1 kw * COP 5.2-> 5.2 Kw * 58% -> 3 kW - 1 kW = 2 Kw proizvedene elektrike.

Opomba:
Ta stroj ni optimiziran, (imam ločen del toplotne črpalke in parnega generatorja) Obe napravi delujeta po klasičnih enačbah za toplotne stroje kot smo se jih učili na faksu.
Zdaj pa bi lahko to optimizirali saj ne potrebujemo 4 izmenjevalnikov toplote ... oziroma dveh ločenih toplotnih ciklov in bi lahko ta dva toplotna cikla od teh dveh toplotnih strojev združili v en cikel in posledično par komponent odstranili in poenostavili sistem - dvignili učinkovitost ... ampak pustimo to za enkrat in se kar skoncentrirajmo na konzervativen matematični model zgoraj z 4 COP in 33% izkoristkom pretvorbe toplote v električno moč.

Tudi sam sem o tem razmišljal pred leti in se spraševal kje je problem, da to ni izvedljivo.
Primer:
1kW električne moči porablja toplotna črpalka z cop=4 da generira 4kW toplotne moči v obliki temperaturne razike medija(voda).
Nato bi uporabil stirling motor z 40% izkoristkom, da pretvoriš 4kW toplotne moči v 1.6kW mehanske moči, s katero bi spet lahko poganjal kompresor toplotne črpalke. 600W je torej v tem primeru viška.

Problem je v tem, da ima toplotna črpalka dobre izkoristke pri majhnih temperaturnih razlikah (~30°C).
Stirling pa potrebuje za dobre izkoristke zelo visoke temperaturne razlike (1000°C). Enako velja tudi za druge principe ki pretvarjajo temperaturno razliko v mehansko/električno energijo.

Torej:
- pri majhnih dT je toplotna učinkovita vendar je stirling zelo neučinkovit
- pri velikih dT je toplotna zelo neučinkovita ampak je stirling lahko zelo učinkovit.

Vendar niti pri teoretičnih max. izkoristkih, ki jih določa Carnotov cikel, ne obstaja temperaturna razlika pri kateri, bi lahko na ta način pridobival energijo.
Carnot cycle @ Wikipedia

https://www.researchgate.net/publicatio...

Baje kot sem Googlal v praksi obstajajo toplotne črpalke, ki ti dajejo vodo 120°C pri COP2.

Torej iz 1 kWh elektrike naredijo 2 kWh toplote (razlika gre iz toplote okolice). Zdej si pa predstavljaj da bi teh 2 kWh nekako magično tranaportiral v vesolje, kjer bi imel cold side ponor temperature recimo -250°C. Carnotov izkoristek (maksimalni teoretično možen) bi bil v tem primeru 94,2 %. Če bi lahko naredil tak toplotni stroj, ki bi imel pri tem temperaturnem rangu vsaj 50 % izkoristka..Stvar bi delovala. Ter če bi lahko nekako magično transportiral tist z toplotno črpalko segret medij v vesolje, kjer bi imel ponor temperature -250°C in manj.

CO2 pumpe so EER 3-4 pri 70-80°C vode.

Še boljše. Če imaš COP 4 in izhodno temperaturo toplotne črpalke 4, potem rabiš cold side temperaturo samo -26°C glede na Carnotov izkoristek (ter še par 10 stopinj nižjo, kjer bi morda realno lahko skonstruiral tak toplotni stroj, morda nekoč v prihodnosti.

Še kakšna stopnja višje, mogoče gre s kakšnimi posebnimi plini ali kompresorji.

Seveda, prej sem govoril o specializiranih industrijskih toplotnih črpalkah.

So številke zelo lepe, ampak razlika med 120°C tople strani in 20°C je samo 2%.

Ok, ampak nismo razpravljali med 120 in 20°C, ampak da bi imel toplotni stroj med 120°C hot side in -250°C cold side.

V vesolje ne moreš oddajat drugače kakor s sevanjem, kar pomeni, a imaš pri -250°C zelo majhno oddajno moč, saj je izsevanje toplote na četrto potenco temperature.

Majhno moč izsevanja toplote na enoto površine, to že ja. Ampak to bi se načeloma dalo skompenzirati s tem da bi površino zelo povečal. Pustimo koliko bi to stalo ob strani.

Pri dizel stroju s 1200°C peak je carnot samo 80% ampak iz tega dobimo ven uporabnih 40%.
Za tvoj toplotni stroj lahko uporabiš le helij ali vodik, ki pa imata svoje probleme. Rabiš še rekompresor in regenerator, saj nimaš tekoče faze.
Maziva pri taki temperaturi tudi ne delujejo več.

Seveda, realnih inženirskih problemov je veliko, ne moremo pa trditi da tak princip ne bo nikoli mogoč v praksi. Morda bo, bomo videli.

V praksi že imamo toplotne črpalke z COP4 in izhodno temperaturo 80°C. Torej da bi proizvedel več elektrike bi moral bit izkoristek toplotnega stroja vsaj 25 %> Ce bi to nekako magično transportiral v vesolje in tam imel toplotni stroj kjer mu gor pripelješ 80°C vhodne in -250°C izhodne, je Carnotov izkoristek 93,5 %, veliko več kot 25 % kot je limita, pod katero stvar ne bi delovala.

Tudi če bi dosegel samo polovico Carnotovega maksimalnega možnega izkoristka, je to še vedno 93,5/2=46,75 %, kar pomeni da bi iz 1 kWh lahko pridelal skoraj 2 kWh in bi stvar delovala (realni COP4, kar že obstaja v praksi).

Ok, ampak nismo razpravljali med 120 in 20°C, ampak da bi imel toplotni stroj med 120°C hot side in -250°C cold side.

Pravim, da je med 120 in -250 in pa med 20 in -250 samo 2% razlike. Za tako malo se ti ne splača delat obvod preko toplotne črpalke.

Majhno moč izsevanja toplote na enoto površine, to že ja. Ampak to bi se načeloma dalo skompenzirati s tem da bi površino zelo povečal. Pustimo koliko bi to stalo ob strani.

Seveda se da, ampak prideš na ogromne strukture.

Zadostuje že temperatura 50°C, kakršno temperaturo dobiš v Sloveniji v povprečju že če zvrtaš samo 2 do 3 km globoko luknjo, ponekod v Sloveniji pa še precej manj.

Binarc na 50°C je zadosti samo za lastno rabo, toliko, da se vse črpalke vrtijo.
Lahko pa, da so pogruntali kaj novega. Načeloma rabiš vsaj 100°C za neko uporabno energijo, drugače so izmenjevalci večji kakor vse turbine in agregati.

Močno pretiravaš. Geotermalna elektrarna Chena Hot Springs obratuje na temperaturi samo 57°C. Tudi izmenjevalniki niso pretirane velik

Je na aljaski, povprečna temperatura -5°C, pozimi pa še manj.
To je več kakor 60°C kar je nekje obratovalni minimum. Vir ima temperaturo 76°C.
Ima pa hladilne stolpe z evaporacijo, kar poveča najnižjo temperaturo tudi v toplem vremenu.

Sej nismo govoril o tem a se splača, govoril smo o tem če bi se potencialno dalo.

TČ ti bo pokurila več energije, kakor jo boš pridobil nazaj s višanjem temperature.