Mäta hög temperatur 200-500grader

Elektronikrelaterade (på komponentnivå) frågor och funderingar.
Knut
Inlägg: 197
Blev medlem: 14 september 2008, 20:22:11
Ort: Färjestaden

Mäta hög temperatur 200-500grader

Inlägg av Knut »

Blev inspirerad av www.polarnightenergy.com Kortfattat så lagrar dom värmeenergi i sand. Laddar sanden med värme när elen är billig. Dom har sand som är typ 500grader. Plockar sedan ut det och matar in det i fjärrvärmenätet.

Tänkte göra några experiment i mindre skala hemma i garaget. Tänker att om jag kan lagra energi från solpanelerna någon månad så är det ju en vinst inför kallare årstid. Går det flera månader som dom hävdar så skulle jag bli glad. Men jag vill i vilket fall experimentera lite.
Behöver därför kunna mäta minst ett par hundra grader kanske 2-300grader. Gärna med mikroprocessor. Vad ska jag ha för givare då? En vanlig Dallas 1-wire givare klarar väl strax över 100grader som mest.

Jag gissar att PT100 eller PT1000 är bra grejor. Hur fungerar dom? Är det overkill? Finns det alternativ?

/Knut
Användarvisningsbild
hcb
Moderator
Inlägg: 5739
Blev medlem: 23 februari 2007, 21:44:50
Skype: hcbecker
Ort: Lystrup / Uppsala
Kontakt:

Re: Mäta hög temperatur 200-500grader

Inlägg av hcb »

Det kommer garanterat att fungera, men en helt vanlig typ-K-givare (eller en handfull) skulle nog fungera lika bra. Jag hade valt lösning baserat på vad du har för möjligheter att läsa av temperaturen (och vad du vill göra med den informationen).

Edit: Pt100/1000 är motståndsgivare där motståndet ändras med temperaturen. De är intrimmade för 100/1000 Ohm vid en referenstemperatur (0 grader C? Jag minns inte.) och genom att mäta motståndet, gärna med 3- eller 4-trådsmätning för att få bort mätkablarnas motstånd) kan man räkna ut temperaturen. Termoelement ger en spänning motsvarande temperaturen. Billigt och enkelt, men det är litet mer att tänka på när det kommer till val av material i kabel och mätställen (termoelementen mäter differenstemperatur, så man behöver ett "kallt lödställe" att jämföra med).
SeniorLemuren
Inlägg: 7771
Blev medlem: 26 maj 2009, 12:20:37
Ort: Kristinehamn

Re: Mäta hög temperatur 200-500grader

Inlägg av SeniorLemuren »

Jag använde en PT100 givare och en modul till Arduino när jag mätte rökgastemp från min braskamin. Har nog kvar några ex. Kan kolla när jag kommer hem.
Användarvisningsbild
pi314
Inlägg: 5586
Blev medlem: 23 oktober 2021, 19:22:37
Ort: Stockholm

Re: Mäta hög temperatur 200-500grader

Inlägg av pi314 »

Förluster, krav på isolering och värmekapacitet

Värmekapacitet sand: ca 800 J/kg·K = 0,000222222 kWh/kg·K
Densitet sand: ca 1,9 kg/liter

En kubikmeter, 1,9 ton har värmekapaciteten 0,422 kWh/K
Om användbar temperatur är 500° till 100° så blir det 169 kWh.
Om formen är en kub är det ytan 6 m2 som behöver isoleras.

Åtta kubikmeter, 15,2 ton har värmekapaciteten 3,376 kWh/K
Om användbar temperatur är 500° till 100° så blir det 1352 kWh.
Om formen är en kub är det ytan 24 m2 som behöver isoleras.

Om huset behöver 5 kW för att värmas på vintern så räcker 1352 kWh i 270 timmar, ca 11 dagar.

Om huset är ganska nytt och välisolerat så räcker det kanske med 2 kW för att värma huset. Då räcker 1352 kWh i 676 timmar, ca 28 dagar.

Här har jag inte räknat med förluster, t.ex. värmeläckage från "sandklumpen".

Sand är billig, isolering är dyr och yta, i synnerhet boyta, är dyr. Om du kan ta vara på spillvärmen från "sandklumpen" blir kalkylen bättre.

Om man kan ladda "sandklumpen" när elen är billig eller med egen solel, ha timdebitering och kapa alla förbrukningstoppar genom att gå över till "sandvärme" när elen är dyr så borde det gå att spara pengar...

Vad finns det för elektriska värmeelement som kan värma till 500°C?

/Pi

Edit: Rättade ett enhetsfel.
Senast redigerad av pi314 11 augusti 2022, 12:28:42, redigerad totalt 1 gång.
Akai
Inlägg: 1339
Blev medlem: 21 oktober 2016, 21:14:49
Ort: Västmanland, Norra

Re: Mäta hög temperatur 200-500grader

Inlägg av Akai »

Kanthal tråd i sanden?

Problemet är att få ut värmen ur klumpen som jag ser det. Eller visst, ut kommer den förr eller senare. problemet är att få ut den på ett kontrollerat sätt och ut i befintligt vatten system.

500C och vattenledningar i den blir en gigantisk ångmaskin :lol:

Väldigt intressant iallafall! Kommer följa tråden
Användarvisningsbild
pi314
Inlägg: 5586
Blev medlem: 23 oktober 2021, 19:22:37
Ort: Stockholm

Re: Mäta hög temperatur 200-500grader

Inlägg av pi314 »

Hur lång tid man kan lagra värme i sanden beror i hög grad på isoleringen och klumpens storlek.
Volymen ökar med sidan3, men ytan ökar "bara" med sidan2.

/Pi
Användarvisningsbild
Repaterion
Inlägg: 538
Blev medlem: 4 februari 2011, 00:57:32
Ort: Gustavsfors (Lite till vänster om världens utkant)

Re: Mäta hög temperatur 200-500grader

Inlägg av Repaterion »

500*C hmm induktionsvärmare och koppar?

Alltså att man värmer upp Xkg stål till 650grader eller nåt, sedan sitter det kopparplåter vilka är skruvad fast i stålet ner i sanden bra fördelat som kan sprida ut värmen?

Stål smälter vid ca 1400 och koppar runt 1000

Mätning bör inte vara några problem för det finns ju likt denna som du bara sticker in i sanden via lämpligt rör.
https://ventilation.se/termometer-for-rokgaser.htm
Vill du däremot ha någon form av reglerteknik i det hela får du använda annan teknik såklart.

Här är en du borde kunna integrera någon form av MCU till.
https://www.svenskatermoinstrument.se/s ... 300-c.html
Knut
Inlägg: 197
Blev medlem: 14 september 2008, 20:22:11
Ort: Färjestaden

Re: Mäta hög temperatur 200-500grader

Inlägg av Knut »

Jag tror att en av anledningarna till att dom kan hävda att dom kan lagra energin så pass länge är att sand har låg värmeledningsförmåga. Sanden ligger dessutom stilla. Dvs det finns ingen konvektion i materialet som det är i tex vatten.

Jag håller med om att ett problem helt klart är att plocka ut energin. Om jag förstår tekniken hos Polar night energy så har dom en hel massa rör i sanden som dom "pumpar" luft igenom. Så varm luft genom en värmeväxlare är min gissning.

Jag vill till att börja med att testa om jag kan värma sanden till lite högre temperatur. Tänkte testa precis som Akai skriver med en kanthal-tråd. Och helt enkelt observera hur det blir med värmeläckage. Allt på amatörnivå.

Att plocka ut energin igen får bli steg 3 eller kanske 11. :-)

Börja med att experimentera lite....

Jag hade inte ens räknat på volymen sand innan så jag tackar pi314 för hjälpen med det. :tumupp:

Och detta skalar nog ganska bra. Dvs kalkylen för värmeförlust (den relativa kostnaden för isolering) blir bättre ju större man bygger...

/Knut
Användarvisningsbild
grym
EF Sponsor
Inlägg: 16706
Blev medlem: 16 november 2003, 12:22:57
Ort: i det mörka småland

Re: Mäta hög temperatur 200-500grader

Inlägg av grym »

typ k finns ju
även med mycket billiga pid regulatorer
annvender att antal sådanna
givare lite över 100kr
och pidregular ungefär det samma

att få ut värme är lätt om man vill värma ett rum, blås luft igenom så får man ut varmluft, på utgången kan man gott blanda med rumsluft för att få rimlig temperatur
bearing
Inlägg: 11224
Blev medlem: 2 mars 2006, 01:01:45
Ort: Ängelholm

Re: Mäta hög temperatur 200-500grader

Inlägg av bearing »

Det känns som en omväg att gå via solpaneler. Sol till luft till sand borde ge betydligt bättre utbyte.
Användarvisningsbild
pi314
Inlägg: 5586
Blev medlem: 23 oktober 2021, 19:22:37
Ort: Stockholm

Re: Mäta hög temperatur 200-500grader

Inlägg av pi314 »

bearing:

>Det känns som en omväg att gå via solpaneler. Sol till luft till sand borde ge betydligt bättre utbyte.

Är det inte ett problem att transportera 500°C luft från solfångaren till sanden? Helst utan betydande förluster.
Finns det någon vätska med kokpunkt över 500°C som man kan använda? Som helst är vätska vid rumstemperatur också. Om man t.ex. använder bly, så måste den smältas innan den kan börja flyta runt i kretsen.

/Pi
bearing
Inlägg: 11224
Blev medlem: 2 mars 2006, 01:01:45
Ort: Ängelholm

Re: Mäta hög temperatur 200-500grader

Inlägg av bearing »

Luft, tänkte jag. Isolerade rör med ett flöde av luft.
Användarvisningsbild
pi314
Inlägg: 5586
Blev medlem: 23 oktober 2021, 19:22:37
Ort: Stockholm

Re: Mäta hög temperatur 200-500grader

Inlägg av pi314 »

bearing:
>Luft, tänkte jag. Isolerade rör med ett flöde av luft.


Jag har ju inte testat något i stil med det som TS tänker testa, men jag har sett lite vad som händer med ventilationsrör (spirorör). Trots skaplig isolering (ca 10 cm) så sjunker/stiger temperaturen kanske 2-3 °C efter 10 meter rör om omgivningstemepraturen är t.ex. 0°C eller 40°C och det är 20°C luft som skickas igenom kanalen. Jag antar att en del av "problemet" är att luft har så låg värmekapacitet. Det krävs mycket bra isolering om transporten ska vara någorlunda förlustfri. Om temperaturskillnaden mellan luften i "röret" och omgivningen är ca 480°C så krävs väldigt bra isolering om den varma luften inte ska ha kallnat innan den kommer fram till sanden. Delvis beroende av avstånd. Om det är mycket energi som ska flyttas så krävs ganska stort flöde och ganska stor volym, dvs. ganska grova rör.

/Pi
bearing
Inlägg: 11224
Blev medlem: 2 mars 2006, 01:01:45
Ort: Ängelholm

Re: Mäta hög temperatur 200-500grader

Inlägg av bearing »

Du kan läsa om ett projekt här:

https://www.sciencedirect.com/science/a ... via%3Dihub

https://solarpaces.nrel.gov/project/air ... ilot-plant

Vet inte om det gick så bra, företaget Airlight verkar inte finnas mer.
Användarvisningsbild
grym
EF Sponsor
Inlägg: 16706
Blev medlem: 16 november 2003, 12:22:57
Ort: i det mörka småland

Re: Mäta hög temperatur 200-500grader

Inlägg av grym »

vatten har hög kokpunkt om man har högt tryck

men att få solfångare som kommer upp i dom temperaturerna är en helt annan sak

förr fanns det ju elektriska täljstenskaminer, såg dom på sjuttitalet i finland
billig el nattetid
användes för att värma upp täljstenskaminen och som man släppte ut värmen dagtid, genom att öppna en lucka till kanalen som gick igenom
mycket enkelt och funkade
Skriv svar