Gratis husvärme från bilen! -Idiotidé eller succé?

[robert_digital]

Hej och tack hörni för en trevlig tråd och en intressant fråga!

Själv äger jag inget eget hus och har få chanser att experimentera med teknik och uppvärmning. Men jag har tagit två av dina citat här, John A, som referens för att utveckla några funderingar till ett inlägg här...

En bensinbil bränner i genomsnitt bort tre fjärdedelar av den tillförda energin som värme och en stor del av denna förlust försvinner via kylaren om jag inte minns fel.

Jag tillbringar närmare tre timmar om dagen i bilen och då vore det fan om det inte gick att koka up en rejäl skvätt vatten på den spillvärmen. I mitt fall skulle jag få med mig nästan 50kW/h hem som under vinterhalvåret minskar elräkningen med lika mycket, d.v.s. någon femtiolapp om dagen. Således kan man säga att jag minskar min dagliga bilkostnad från 120kr till 70kr. Säg vilken annan lika tekniskt enkel och billig åtgärd som minskar bensinförbrukningen på en 30 år gammal skitbil med 40%!

En vän till mig med intresse i just energi, bilar och sin egen privatekonomi berättade att endast 25-30% av energin i bensin utnyttjas. Han syftade alltså på mängden energi som normalt sett utvinns ur bränslet vid förbränning i en motor. Jag hoppas det framgår att hans fokus låg just på effektiviteten av förbränning och energiutvinning, alltså inte just om energin sedan går till bilens drift eller blir "spillvärme". Resterande energi skulle, som jag förstod honom, och i det fall hans uppgifter stämmer, försvinna outvunnen, oförbränd och outnyttjad tillsammans med avgaserna. Är det någon som vet ifall detta stämmer eller menar han just vad ni diskuterar, drift och uppvärmning?

På denne gode väns rekommendation och med ditos goda hjälp fick jag hur som helst installerat en så kallad HHO-cell i min gamla volvo 245. Detta är enkelt förklarat en behållare med vatten och kaliumhydroxid i motorrummet, i vilken en process kallad elektrolys försigår. Tekniken med elektrolys är enkel i sig och processen drivs av 12 (14?) volt från batteriet. Det finns gott om BÄTTRE förklaringar på nätet än vad jag åstadkommer här. Genom elektrolys produceras i alla fall HHO-gas, eller "Oxyhydrogen", eller "knallgas" som det tydligen kan översättas till. Egenskaperna för gasen är jag inte rätt person att redogöra fullt ut för, men låt oss säga gasen är brännbar.

Så efter att gasen genom en slang passerat ett vattenlås ("bubbler"), där jag kan övervaka produktionen av gas genom att se bubblorna, går den vidare till luftintaget för att blandas med syret som förbränns med bensinen. Här har jag ingen fantastiskt exakt beskrivning av förloppet men förklaringar jag snappat upp nämner "förhöjt oktantal" och att "gasen är mer reaktiv än bensinen", vilket leder till den stora poängen med att applicera tekniken i en bil, att utvinna mer energi ur själva bränslet. Om det brinner snabbare eller varmare eller vad det är vet jag inte. Men det funkar faktiskt och just att skapa gasen kostar inget när man väl har grejerna, och dom kan man bygga själv om man är flink.

Polarn kör en honda civic med hho-cell och har skurit ner bensinåtgången med åtminstone 50%. Själv har jag inte mätt av första bensintanken i min bil än.

Jag ville bara lyfta fram det som ytterliggare en sak att kolla närmare på om man vill energieffektivisera och är bilist. Det är inga hi-techgrejer utan funkar till och med bättre på bilar med mekanisk insprutning än elektronisk. Någon som känner till det här bättre kanske?

[robert_digital]

Hur använder de etern?

[torbjorn]

Den dåliga verkningsgraden hos ottomotorn kan inte påverkas genom någon liten vätgastillsats till bränsleluftblandningen, det har redan retts ut grundligt att allt som kallas HHO-celler och liknande är ren humbug. Åtgången på elenergi för elektrolyscellen är många gånger större än den energi som skulle kunna frigöras vid förbränning av vätgasen.

I en vanlig bilmotor kan man lita på att förbränningen blir så fullständig som man någonsin kan begära, annars skulle bilen inte ha en chans att uppfylla några som helst avgasreningsbestämmelser. Men problemet är ju att förbränningsprocessen utvecklar energi i form av värme, och den där värmen ska motorn sedan omsätta till mekaniskt arbete. Den teoretiska verkningsgraden för en ottomotor kan anges av en formel där man sätter in motorns kompressionsförhållande och en konstant som beror på bränslets och avgasernas förmåga att bära med sig värme. Men det som sedan minskar verkningsgraden i praktiken är dels s k pumpförluster - dvs energin som går åt för att få motorn att suga i sig bränsleluftblandning mot ett mer eller mindre stängt gasspjäll - och dels förluster pga att tändningen av olika anledningar inte kan ske i exakt rätt ögonblick.  Det är vanligt att bilmotorer går med senare tändläge än det optimala för att klara kraven för kväveoxidutsläpp, och för en del motorer som har högt kompressionsförhållande, högt effektuttag och som dessutom ska gå på lågoktanigt bränsle kan det hända att konstruktören väljer ett senare tändläge än det optimala vid fullgas, detta för att undvika spikningar. Man bör ha klart för sig att behovet att ändra tändläge vid belastningen är en egenhet som bara finns om man ska driva motorn på bensin, fotogen eller andra mineraloljebaserade bränslen. Vid andra bränslen - t ex E85, gengas eller biogas - behöver man bara reglera tändförställningen efter varvtalet.
Bästa sättet att undvika pumpförlusterna är att välja motorn i minsta laget och ha hög utväxling så att man för varje driftförhållande kan köra på nära fullgas och så lågt varvtal att motorn inte ger mycket mer effekt än den önskade. En annan metod är att återcirkulera avgaser (EGR), det brukar biltillverkarna ta till om marknaden samtidigt kräver stora motorer och någotsånär låg bränsleförbrukning.

[Tapio]

Mattefrågan är hur många mils körning som behövs för att värma 200 liter 10-gradigt vatten till 90 grader och vad motsvarande el skulle kosta?

halaj!

såhär:
(1)  Q=Pt
(2)  Q=mC(T2-T1)   vilket ger oss  =>
(3)  t=mC/P(T2-T1)    där
Q: värmemängd
P: effekt
t: tid
m: massa
C: materialkonstant, för vatten : 4,2 kJ/kg/K
T2 och T1:  slut och starttemperatur

värdena 200 kg vatten, 15 kW avgiven effekt, slut och starttemperatur på 90 och 10 gr. ger oss alltså:

t=200*4,2/15(90-10)
t=4480s  => 75 minuter

//T

[Tapio]

Lite egoistisk grovmatematik: Säg att det går att samla upp ca 15kW av bilens tillförda effekt till en för resan lagom stor vattentank. Min bil ger ca 15kW i snitt till hjulen under mina dagliga resor och för detta betalar jag ca 120 kronor varje dag grabben ska till och från skolan 4½ mil bort. (och här har ni den verkliga idiotin i sammanhanget!)

Jag tillbringar närmare tre timmar om dagen i bilen och då vore det fan om det inte gick att koka up en rejäl skvätt vatten på den spillvärmen. I mitt fall skulle jag få med mig nästan 50kW/h hem som under vinterhalvåret minskar elräkningen med lika mycket, d.v.s. någon femtiolapp om dagen. Således kan man säga att jag minskar min dagliga bilkostnad från 120kr till 70kr. Säg vilken annan lika tekniskt enkel och billig åtgärd som minskar bensinförbrukningen på en 30 år gammal skitbil med 40%!

Men var är tankevurpan? Detta verkar ju helt enkelt allt för fantastiskt!

halaj!

Jag känner att du har kanske en lite knackig uppfattning om energi eller så har du sluntit lite på miniräknartangenterna.

använd ekvation två för att räkna på en varm tunna.
med 200 kg vatten som svalnar från 90 till 10 gr avges:
200*4,2*(90-10)=67200 kJ, som omräknat blir 18,67 kWh.

//T

[JohnA]

Tjusig matte Tapio! Själv har jag inte haft hjärnan igång på ett tag, åtminstone inte matte-avdelningen... 
Ett 200-litersfat verkar ju vara nära det optimala för mina resor med tanke på att det är en tankvolym som är lätt att få tag på.
En "återbetalning" på 20 kronor låter ju inte så jättemycket, men många bäckar små! Om matten stämmer (och den okvalificerade gissningen om hur mycket spillvärme motorn genererar) blir det i mitt fall mycket grovt räknat 40 kronor per dag och 40 kronor bort från elräkningen är 40 kronor bort från de 120 kr bensinen kostar.
-Inte alls pjåkigt och fortfarande svårslaget om man istället vill försöka ekonomitrimma bilen!

[JohnA]

Jag fann förresten en givande sida på Wikipedia:
http://en.wikipedia.org/wiki/Fuel_economy_in_automobiles
Här finns bl.a. en mycket givande redovisning av vilka olika förluster bränslet går åt till. Man utgår säkert från en modernare bil än min 30 år gamla fiat, men om bara 11% av bränslet går åt till att klyva luft med karossen medan 69% försvinner som värmeförluster i motorn känns det klart vettigare att kunna använda spillvärmen än att totalt bygga om karossen för bättre aerodynamik.

Även om vattentunnan bara är till nytta under vinterhalvåret blir de intjänade pengarna MER än om man lyckas göra en schysst minskning av bilens bensinförbrukning. DET kallar jag mycket intressant matematik!

Jag är absolut beredd att köra omkring med ett oljefat stadigt förankrat i baksätet för denna vinst! Gäller bara att ha fatet antingen helt tomt eller helt fullt så man inte kör i diket av skvalpet...

[sub rosa]

Om du ansluter två ventiler till vattentanken i bilen tur och retur; och två isolerade slangar hemma i ditt garage som är anslutna till husets vattenburna värmesystem med en kulventil mitt emellan kan du koppla in din varmvattentank utan att släpa omkring på 200Liter vatten varje dag.

Får vattnet sen cirkulera både i cirkulationssystemet i ditt hus, vattentanken i bilen och motorn får du förvisso ett värmeläckge genom motorn, men en varm bil varje morgon
Spillvärmen från vattnet cirkulerandes i motorm värmer ju garaget eller? Som en radiator när kopplad till systemet.

[anders50]

Varför köra omkring??
Skaffa en skrotbil med fungerande dieselmotor (billigt) och ställ utanför kåken och koppla ledningar i till tunnan, eller varför inte direkt på elementen.
Bygg en isolerad låda över bilen så hörs den inte. Avgaserna går säkert att leda bort nånstans.
Och så får man ju el på köpet också.....
Vet inte om jag tänkt rätt, men tanken bara kom.....

[JohnA]

Anders50, med risk att låta tråkig är den idén redan sågad vid fotknölarna. (se tidigare i tråden) Idén med stationärmotor är intressant men inte ens med värmepump som komplement kan den slå mitt idiotkoncept med vattentunnan med på färden i bilen. -Inte så länge man är tvungen att ge sig ut på dagliga resor i alla fall.

Jag skulle vara överlycklig om jag slapp köra två vändor på sammanlagt 18 mil sju vardagar av tio. Men nu ser livet ut som det gör och då gäller det att ta vara på energi som annars bara blåser rakt ut i naturen. Inte ens de bästa aerodynamiska förbättringarna eller den bästa motortekniken ger bilar fria från värmeförluster och halva året vill de flesta av oss ha värme hemma i bostaden.

Så varför knäcka sig fördärvad med fantastisk teknik som höjer verkningsgraden på de separata energisystemen när det tycks vara fullt möjligt att med enkla medel istället flytta värmen dit där man vill ha den?

Och som jag skrev tidigare kan man på sommarhalvåret unna sig lyxen av en lite varmare pool och dessutom brukar man behöva tappvarmvatten.

[take]

Polarn kör en honda civic med hho-cell och har skurit ner bensinåtgången med åtminstone 50%. Själv har jag inte mätt av första bensintanken i min bil än.

Din polare ljuger, tyvärr.

Jag ville bara lyfta fram det som ytterliggare en sak att kolla närmare på om man vill energieffektivisera och är bilist. Det är inga hi-techgrejer utan funkar till och med bättre på bilar med mekanisk insprutning än elektronisk. Någon som känner till det här bättre kanske?

Ja, dessa system kallas för hum-bug-lådor. Alltid kan man kränga dem till någon som inte har varit vaken under högstadiefysiken eller/och anser att energilagarna är en konspiration.

Jag kan sälja dig tabletter att ha i bränsletanken varje gång du tankar, de sänker också din bränsleförbrukning.

[JohnA]

Take, är det klister i de där tabletterna? För klistrar man igen bränsleledningen torde bränsleförbrukningen kunna reduceras med hela 100% och det är ju svårslaget även med den mest fantastiska bonnfångeritekniken. 

[JohnA]

Härom veckan tog jag en sväng på motorvägen i min lilla pruttbil. För skojs skull började jag räkna mötande bilar med fler än en person i och även tänka lite på bilarnas storlek. Min statistik har garanterat stora brister då jag kollade ganska halvhjärtat men det gick nog mellan sju och nio bilar med bara en förare i på varje bil med mer än ett huvud i. Det faktum att de passagerarlösa bilarna dessutom var ganska stora är också lite intressant.

Många människor köper säkert en stor femsitsig kombi för att få plats med hela familjen och hunden någon gång då och då men åker ändå till vardags omkring ensamma... Att istället köpa minsta möjliga bil och hyra en större när det behövs vore kanske ekonomiskt lönsamt men de flesta är bekväma och ogillar allt som dödar spontaniteten.

Alltså, vi åker omkring i onödigt stora bilar och VRÄKER ut en massa spillvärme. Att stoppa in en vattentank på några 100 liter skulle förvisso kosta ytterligare en liten skvätt bensin men det verkar ju faktiskt som att man skulle kunna få tillbaka mångfaldigt om man bor i eget hus!

Det här konceptet börjar faktiskt kännas svindlande häftigt!
OK, jag behöver inte frälsa världen, men kan jag själv tjäna 20-50  kronor om dagen i minskad elräkning under vinterhalvåret är det
absolut värt att prova! Bor man sedan i en liten stugaär förtjänsten ännu större i procent.

[take]

Take, är det klister i de där tabletterna? För klistrar man igen bränsleledningen torde bränsleförbrukningen kunna reduceras med hela 100% och det är ju svårslaget även med den mest fantastiska bonnfångeritekniken. 

Nej, men de är så dyra att du inte har råd med bränsle längre.

[Utterman]

Iden är väl ok i sig... men tänk på att bilen kommer dra massa mer soppa, spy ut sig massa mer avgaser mm... så vad vinner man på det? iden är bra.. men gräv ner en tank i botten på gödselstacken.. o vips har du varmt vatten till både de ena o de andra

[A bug]

Iden är väl ok i sig... men tänk på att bilen kommer dra massa mer soppa, spy ut sig massa mer avgaser mm... så vad vinner man på det? iden är bra.. men gräv ner en tank i botten på gödselstacken.. o vips har du varmt vatten till både de ena o de andra

Botten av gödselstacken, den kallaste delen av densamma för att utvinna värmen??

[JohnA]

Utterman, varför skulle bilen "dra en massa mer soppa"? Som jag redan konstaterat påverkas inte prestandan så mycket utslaget på en längre landsvägsresa hos min motorsvaga experimentbil som i princip går med full gas hela tiden. Således kan knappast heller bensinförbrukningen stiga nämvärt. Teoretiskt ökar rullmotståndet av att motorn får 20-25% högre vikt att släpa på men det blir nog marginellt i praktiken och den ökningen tjänar man in mångdubbelt på den tillvaratagna värmeenergin!

Och än en gång måste det kanske påpekas att värmeackumulatorn ska kopplas in i serie med kylaren, d.v.s. efter motortermostaten, och därför INTE kommer leda till att motorn får svårare att komma upp i arbetstemperatur.

Nä, det ska nog till mer vetenskapliga sågningar av konceptet! 
-Att det sedan säkert finns gott om folk som aldrig skulle vilja offra 200 liter kupéutrymme har inte med saken att göra då det inte är ett TEKNISKT motargument.

Själv är jag fortfarande oroat häpen över att idén verkar vara så tekniskt hållbar och effektiv. Jag letar fortfarande efter den stora tankevurpan och "aha:et" som ska få mig att nyktra till.

--------------

Hmmm, om vattentanken är lätt att montera ur och utrymmet helt oväntat behövs kan man ju offra vattnet i närmaste dike och slänga upp tanken på taket! Samma sak om man behöver minska vikten t.ex. inför en brant och snöig backe. Är vattnet redan varmt kan man ju töa sig fram dessutom. Visst vore det slöseri med värmeenergi, men inte värre än det de flesta ägnar sig åt dagligen!

[fishyerik]

Jag ser inget tekniskt motargument som du efterfrågar, för dig med din körstil och rutt verkar det som en bra idé om än något pysslig för gemene man, men jag har lite funderingar:

Jag vet inte om det var det som SAAB tänkte, men man kan ju använda natriumacetat, som i regenerativbara handvärmare, det skulle väl ungefär dubbla effekten per vikt, och dessutom ge möjligheten att frigöra hälften av värmen vid fritt valt tillfälle.

Klart att det finns nackdelar med natriumacetat jämfört med vatten, inte för att jag vet vad natriumacetat kostar, men det är dyrare än vatten iaf. Sen kan det bli lite svårare med värmeväxlare och behållare, men inte direkt omöjligt. Att pumpa natriumacetatet är väl uteslutet, så om man ska värma huset med att pumpa in värmen måste man ha värmeväxlare för det, och starta värmeavgivningprocessen efter en stund.

Sen måste jag nästan fråga, även om jag inte har med det att göra, hur ska du plocka ut värmeenergin ur vattnet i intervallet 10-90°? Har du 10° hemma, eller hade du tänkt värma inluften med det? 
   

[Existens?]

Jag tror inte att ökningen av bränsleåtgången kommer att vara försumbar om man lastar in 200 kg i bilen. Tycker allt att dom drar en bra slatt extra när man får lass.
För det är ju inga mängder energi som kommer att utvinnas, och då är minsta droppe värdefull. Iofs kommer den ökade lasten att ge mer värme, vilket nog är tur.
För jag tror att värmeavgivningen är en smula överdriven, se på moderna bilar vilken liten kylare och stängda fronter dom har, ändå kokar dom inte, att koppla på 200 liter extra vatten där, ...tja, det skulle vara intressant att se hur det blir då faktiskt.

[JohnA]

Det där med ökad förbrukning av ökad last är fullt logiskt, men det hänger väldigt mycket ihop med körsättet. Ju sämre man är på eco-driving, desto större blir skillnaden. Grundprincipen är att gaspedalen är ekonomisk, eftersom den omvandlar bensinen till det man vill ha (rörelse) medan bromspedalen är dumt slöseri som omvandlar den dyrköpta rörelseenergin till värme.

Det kräver naturligtvis mer bensin att sätta fart på den tungt lastade bilen, men å andra sidan rullar den längre. Sannolikt ökar rullmotståndet i däcken av den högre belastningen, men med högt lufttryck och en viktökning på kanske 20% tror jag det är marginellt.

Beträffande värmeförlusterna från en bilmotor är det INTE en modern snålmotor jag utgår ifrån, utan en 40 år gammal konstruktion med en verkningsgrad på kanske 25%. För varje liter bensin som rinner genom motorn blir nio kronor till värmeförluster. Kan man ta vara på hälften av dessa är det ändå en rätt bra vinst.

Beträffande återvinnandet av värmen i huset förstår jag att det är en logaritmiskt avklingande process. När vattentemperaturen sjunkit till 30 grader går värmeavgivningen trögt och vid dryga 20 grader är det definitivt stopp. Man kan förstås pressa ur mer om man kopplar in en värmepump och att hälla femgradigt vatten tillbaka i biltanken ökar bara energilagringen. Man kan också ställa tunnan i en del av huset som är förhållandevis kall och dyr att värma på annat vis.

Att ha 20 graders restvärme att pumpa tillbaka till bilen på tidiga morgontimmarna som motorvärme har också sina givna fördelar.

Det jag för närvarande är mest skeptisk till är om jag i långa loppet har lust att åka omkring med 200 kg livsfara bakom ryggen i en liten sardinburksbil... Visst går fatet att spänna fast, men det är ändå lite läskigt, i synnerhet på vinterväg (då vinsten är som störst).

Men jag vill absolut testa, om inte annat för att stilla nyfikenheten och få faktiska siffror på vad som går att göra med så enkla medel.

Jag behöver en värmeväxlare! Ska kolla med en bekant som konstruerar plattvärmeväxlare.