در اکثر صنایع و دستگاه ها هدر رفت انرژی به شکل گرما رو شاهد هستیم
آیا به نحوی ممکن است که این انرژی رو بازیابی و ذخیره کنیم
همین سوال رو در مورد گرمای هوا هم میشه پرسید
یا اینکه آیا راهی برای تجمیع این انرژی و استفاده ازش رو میشناسید
یا فرایندی که به وسیله اون دمای پایین تر را داد و دمای بالاتر را گرفت جوری که مثلاً بشه باهاش آب جوش آورد و توربینی رو چرخوند
البته طبیعتاً دنبال راهی هستم که صرفه اقتصادی هم داشته باشه
از @yousef عزیز هم می خوام تو این مورد هم کمکم کند
برای پاسخ به این سئوال (اینکه چرا احتمالا عملی نیست حداقل با روشهای متداول کنونی، البته اینکه چه فرضیات بنیادی رو باید بشکنید تا بتونین شانس موفقیت داشته باشید)، باید به عمق ترمودینامیک، مفهوم دما و نحوه انتقال اون بین سیستمها نگاه کنین. من فکر کنم، @Ali_Shakeri سواد خوبی در این زمینه داره و ذهنش آماده‌تر هست.
قبل از اون، برای اینکه «حد فیزیکی» بحث مشخص بشه، باید دقیقتر مشخص کنین که دمای «به شدت پایین» به چه معنیه؟ فرآیند بالا رفتن دما قابل تصور هست ولی سئوال مهمتر اینه: در چرخه فعالیت، دوباره باید سیستم به دمای به شدت پایین برگرده. این فرآیند آیا به شکل تماس و ارتباط سیستمها با هم اتفاق میوفته یا روش دیگه‌ای دارین؟
بذارید یکم مثال رو جزئی تر کنم
فرض کنید چندین کیلوگرم گاز با دمای ۲۰ درجه رو در اختیار داشته باشم
چطوری میتونم باهش چند لیتر آب رو به جوش بیارم؟!
اگر در این فرض ممکن نیست حد اقل دمایی که جسم سرد تر من باید داشته باشه چقدره
برای حل من به سیستم های تبرید جذبی نیم نگاهی دارم
اینکه با چرخه تبخیر و میعان آمونیاک بشه همچین کاری رو انجام داد
اما ایده بسیار خام هست
میخوام به من لطف کنید و به پخته شدنش کمک کنید
در حقیقت مسئله کلی ترم استفاده و تجمیع و ذخیره گرما هایی هست که دستگاه های دیگه با عنوان اتلاف انرژی تولید میکنند…
رویا پردازانه ترش استفاده از گرمای هوا ( نه نور یا گرمای ناشی از نور خورشید) هست برای تولید انرژی
از جناب @Ali_Shakeri هم میخوام تو این موضوع کمکم کنند
به نظرم اضافه کردن این سوال هم اینجا بیربط نیست
استفاده از آمونیاک به عنوان سیال در موتور و توربین بخار چه مزایا و معایبی رو میتونه در پی داشته باشه؟!
در پست قبلی منظورم بیشتر ناظر به استفاده از حرارت کندانسور در یک یخچال بود (بجای استفاده از برودت اواپراتورش 
)
اگر بخواهید چنین کارهایی بکنید یکی از مباحثی که باید یاد بگیرید ترمودینامیک هست. من اینجا کمی توضیح میدم.
آب خودبه‌خودی از ارتفاع بالا به پایین جریان پیدا میکنه و شما می‌تونید با این جریان خودبه‌خودی کار مفید انجام بدید مثلا برق تولید کنید یا گندم آسیاب کنید. هر چقدر اختلاف ارتفاع در مسیر آب بیشتر باشه می‌تونید از هر کیلو آبی که جریان پیدا میکنه انرژی بیشتری بگیرید.
در مورد گرما هم تا حد زیادی همینه. گرما از جسمی که دمای بالاتر داره به جسم با دمای پایینتر به صورت خودبه‌خودی منتقل میشه. از این جریان خودبه‌خودی هست که میشه انرژی استخراج کرد. هر چقدر اختلاف دما بیشتر باشه از هر واحد گرمایی که از جسم گرم به جسم سرد جریان پیدا میکنه میشه انرژی بیشتری گرفت. نکته خیلی مهم اینه که برای تولید کار یا انرژی مفید به دو جسم/منبع با دماهای مختلف نیاز دارید.
برای استفاده از گرمای هوا نیاز به چیزی سردتر از هوا دارید و چیزهای کمی سردتر از هوا که در محیط پیدا میشه و اختلاف دمای اونا با هوا خیلی کمه برای تولید انرژی اقتصادی. برای مقایسه در نیروگاه‌های گازی اختلاف دمای گاز در حال سوختن (که توربین رو می‌چرخونه) با محیط اطراف بیش از هزار درجه سانتیگراد هست. دود خروجی هم هنوز دمای بالای ۱۰۰ درجه سانتیگراد (فکر می‌کنم حدود ۳۰۰ درجه سانتیگراد) دما داره و در برخی نیروگاه‌ها از اون برای به جوش آوردن آب هم استفاده میشه و از اون هم انرژی استخراج میشه.
برای به جوش آوردن آب با یک گاز در دمای بیست درجه شما نیاز به چیزی با دمای کمتر از ۲۰ دارید و اگر بخواید این کار رو به صورت معقول و اقتصادی انجام بدید باید اختلاف دما با گاز ۲۰ درجه زیاد باشه.
برای بررسی اقتصادی بودن خیلی مباحث مهندسی و اقتصادی دیگه هم وارد میشن.
فرمایش شما رو در کلیتش میپذیرم
استفاده از گازی مثل آمونیاک به همین جهت بود…
ایده ای هم برای عملیاتی شدن دارید؟!
نظر شما در مورد ایده مطرح شده چیه؟!
راستش اینه که فی البداهه نوشتم
اینکه یخچال آمونیاکی رو برعکس استفاده کنیم؟!
مثال و تشبیهتون به آب تشبیه خوبی بود
اما بذارید سوالم رو با تشبیه دیگه ای پیش ببرم و توضیح بدم
اختلاف پتانسیل دو سر باتری رو در نظر بگیرید
اگر دستگاه مورد نظر ما به اختلاف پتانسیل چند هزار ولت نیاز داشته باشه باتری ها رو با هم سری میبندیم و به ولتاژ مورد نظر میرسیم
یا با پایین آوردن آمپر و بالا بردن ولتاژ کارمون رو راه میندازیم
به نظرم میاد انرژی جنبشی ذخیره شده به شکل حرارت در هوای اطرافمون برای انجام خیلی کارا کافیه
اما مثل این میمونه که تعداد زیادی باتری قلمی داشته باشیم
حالا در این مورد آیا راهی برای بالاتر بردن دما برای ایجاد اختلاف دمای بالا هست
راهی داره ما گرمای مولکول های هوا رو با هم سری ببندیم یا حتما باید موازی استفاده کنیم 
در ایده اولم که یخچال برعکس بود داشتم با هم سری میبستمشون
و در ایده دوم که استفاده از گازی مثل آمونیاک برای سیال عامل در توربین بود داشتم ذستگاهم رو اصلاح میکردم که با دمای پایین بتونم به نقطه جوش برسونمش
ببینید تمام انرژی یک جسم قابل استخراج نیست. مثلا فرض کنید شما میخواهید تمام انرژی جنبشی باد یا آب را استخراج کنید. در این صورت بعد از توربین باید انرژی جنبشی باد یا آب صفر باشد. این یعنی سرعت آنها بعد از توربین باید صفر باشد ولی در این صورت نمی‌توانند از توربین خارج شوند و اگر نتوانند خارج شوند هوا یا آب جدید نمی‌تواند وارد توربین شود. بنابراین باید بعد از توربین هم انرژی جنبشی داشته باشند. این که حداکثر چه کسری از انرژی قابل استخراج هست (وقتی اتلاف نداشته باشیم) رو میشه محاسبه کرد.
گرما با انرژی مکانیکی و الکتریکی تفاوت‌هایی داره. توضیحات من شاید خیلی گویا نباشه چون دانش من خیلی بالا نیست. انرژی مکانیکی و الکتریکی به شکل کار هستند و به نوعی کاملا انرژی مفید هستند. برای تبدیل اینا به همدیگر یا انتقال اینها محدودیت‌های کمتری از نظر ترمودینامیک وجود داره و عملا با بازده نزدیک به ۱۰۰ درصد خیلی از اینها ممکنه. علاوه بر این دما یک کمیت مستقل هست برخلاف اختلاف پتانسیل که فقط اختلافش معنی داره. اختلاف پتانسیل شبیه اختلاف انرژی هست و به همین دلیل جمع میشه اما دما این طور نیست و سری بستن دما معنی نداره.
درصدی از گرمای جریان یافته که قابل تبدیل به کار هست به دمای منبع گرم و سرد بستگی داره. وقتی اختلاف دما کم باشه هم گرمایی که جریان پیدا میکنه کمتر میشه هم درصدی از اون که قابل استخراجه.
بازم میگم فقط کسری از جریان گرمای جسم/منبع گرم به سرد قابل استخراج هست نه کل گرمای یک جسم و نه حتی کل جریان گرمایی که از جسم گرم به سرد میره. برای مثال اگر از هوای ۲۰ درجه به عنوان منبع گرم و ۱۰ درجه به عنوان منبع سرد استفاده کنید فقط حدود ۳ درصد اختلاف حرارت بین این دو رو در ایده‌آل‌ترین حالت می‌تونید استخراج کنید و برای به جوش آوردن ۱ کیلو آب چیزی حدود ۲۰۰۰ مترمکعب هوا نیازه در ایده‌آل‌ترین حالت (که عملی نیست). اگر میخواهید بدونید چرا باید وقت بگذارید و ترمودینامیک یاد بگیرید.
در خیلی از صنایع البته دماهای بالای ۱۰۰ درجه موجوده و اونجا میشه به بازیابی بخشی از اون انرژی فکر کرد ولی به دلایل فنی و اقتصادی و نیاز به سرمایه‌گذاری اولیه که تا مدتها بر نمی‌گرده از اونا استفاده نمیشه.
من عرضم این نیست که از تمام انرژی جنبشی مولکول های هوا استفاده بکنیم
اما این دلیل نمیشه که از هیچیش هم استفاده نکنیم!!!
من منظورم این نیست که دمای هوا رو به صفر کلوین برسونم یا حتی زیر اون
اما میشه مقداری از اون رو استفاده یا ذخیره کرد؟!
بله
قطعا قسمتیش بخاطر اختلاف دما و فشار به شکل باد الان با توربین های بادی استفاده میشه
اما من استفاده مستقیم از شکل حرارت رو مد نظرم هست
بله
ممکنه بگید ظرفیت گرمای ویژه آب زیاده و نمیشه آب رو به این راحتی گرم کرد
اما چند لیتر هوا باید یک درجه سخت تر بشه تا یه باتری یک وات بر ساعت شارژ بشه؟!!!
اگر انرژی رو برای راه اندازی لوازم الکترونیکی بخوایم اون وقته که عدد های کوچیک هم مناسبه…
برای منبع سرد چه چیزی پیشنهاد میدید؟!
استفاده از آمونیاکی کا به شکل مایع وارد بشه و با گرفتن حرارت از هوا بخار بشه رو چقدر برای این کار مناسب میدونید؟!
من توی دوره ارشد با کلیدواژه مخازن گرمایی و مواد تغییر فاز دهنده اشنا شدم و شبیه سازی فرایند ذوب انها رو در نرم افزار فلوئنت انجام دادم که با چه الگویی مواد ذوب میشن و برای چه مدت فرایند ذوب شدن طول میکشه چون در طی فرایند ذوب دما ثابت میمونه الان در دنیا بر روی سقف خانه از مواد Phase Change Material یا بصورت اختصاری PCM استفاده میشه که در طول روز حرارت خورشید رو در خود ذخیره میکنه و در طول شب پس میده بسته به نوع نقطه ذوب مواد شما میتونی از اینها بهره بگیری مثل واکس پارافین یا موادهایی که در ترکیبات خود نمک دارن . این مواد تغییر فاز دهنده یکی از تکنولوژی های به روز پاک جهت ذخیره حرارت هستش ( حتی از این مواد در پنل های خورشیدی هم استفاده میشه. پنل های خورشیدی به دلیل تابش خورشید روی سلول های ان دچار افزایش دمایی میشن و این افزایش دمایی راندمان اونارو کم میکنه بنابراین از PCM در پشت پنل استفاده میشه جهت حفظ دمای پنل و استفاده از ذخیره ساز گرما در ساعاتی که گرمای خورشید در دسترس نیس)