Ausdehnungspumpe

Ausdehnungspumpe

Beitragvon Chiroptera am Do 15. Feb 2018, 01:27

Hallo Leute

Ich hatte da soeben eine Idee und auf Anhieb nichts vergleichbares gefunden. Vielleicht wurde sowas hier schon mal diskutiert:

Es handelt sich um eine Wasserpumpe. Sehr einfach in Aufbau und Funktionsweise und funktioniert mit der Ausdehnung der Luft bei erwärmung durch die Sonne.

Man nehme ein druckfestes, grosses gefäss. Zum Beispiel eine 50l Kugelflasche oder wie man die nennt zum vergähren.
In den Zapfen dieser Flasche kommen zwei ventile. Das eine lässt nur rein, das andere nur raus.
An das Ventil für rein kommt der Schlauch aus dem Teich. An das "Raus-Ventil" kommt der Schlauch zu z.B. den Pflanzen.

Die Flasche wird nun noch schwarz bemahlt und kopfüber an die Sonne gestellt.
Et voilá: Das vollautomatische Bewässerungssystem!


Wie es funktioniert:
Kühlt die Luft in der Flasche ab, zieht sie sich zusammen und damit Wasser in die Flasche. Etwa 1.5l bei 10 Grad Temperaturdifferenz.
Kommt jetzt die Sonne erneut zum Vorschein, dehnt sich die Luft in der Flasche erneut und presst das Wasser wieder raus. Jedoch durch den anderen schlauch.

Das ist natürlich nur eine passive Pumpe und wird nicht viel Wasser befördern. Aber dafür stetig... Falls die Ventile nicht irgendwie undicht werden oder so.
Das Volume könnte erhöht werden, indem an sonnigen Tagen im Takt für schatten gesorgt würde. So müsste keine Wolke abgewartet werden. Ich schätze, so eine Pumpe könnte ca. 150 Liter am Tag über 4m höhe Pumpen.

Was haltet ihr davon?
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Re: Ausdehnungspumpe

Beitragvon Brunnenwasser am Do 15. Feb 2018, 10:41

Moin Chiroptera,
bei der von dir beschriebenen Pumpe handelt es sich um eine Solar-Sterling-Pumpe.
Es gibt aber auch noch eine Fluidyne (liquid piston stirling).
https://www.youtube.com/watch?v=2HoyAgE ... SyIG6IgZoq

Die Arbeitsweise ist aber mit einem hydraulischen Widder nicht vergleichbar, aber dennoch sehr interessant.
Gruß Brunnenwasser

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Re: Ausdehnungspumpe

Beitragvon Chiroptera am Do 15. Feb 2018, 15:49

Solar-Sterling-Pumpe?
Vom Prinzip her schon. Nur viel einfacher im Aufbau. Und weit weniger effizient.


Fluidine?
Fast genauso bin ich auf die Idee gekommen!

Zuerst hatte ich diesen relativ komplizierten aber effektiven Aufbau, ähnlich wie die Fluidine in deinem Video, ausgedacht. Eine "Solar-Dampf-Implosionspumpe":

Ein convexer Spiegel, der eine kleine Kammer mit Wasser erwärmt. Der Dampf strömt in einen von zwei Zylinder und drückt das Wasser raus. Dann geht der Dampf zum anderen Zylinder und drückt da das Wasser raus, wärenddessen sich der erste Zylinder wieder füllt.

Aber diese Idee war mir zu kompliziert. Darum diese mit der grossen Flasche und 2 Ventilen. Je weniger Teile, desdo weniger Reinigung und Verschleis...

Ich frage mich nur, ob es auf diese passive, ungesteuerte Art auch eine relevante Menge Wasser befördern kann... Ich schätze, um die Pflanzen an heissen Tagen mehr und an kalten weniger zu wässern sollte es reichen....? Oder den Brauchwassertank im Haus stets voll zu halten...
Klar wäre es möglich, mehrere Flaschen parallel zu schalten und so die Leistung zu erhöhen. Ich denke, sogar seriell ist möglich. So liesse sich mehr Höhe überwinden. Da die Sonne ja im ganzen garten meist gleichzeitig erscheint und verschwindet, würden alle schön synchron arbeiten.

Zwar wäre die Anlage nicht wirklich Frostsicher, die Flaschen könnten aber im Herbst sowieso besser für Wein und Saft verwendet werden. Darum: ausser zwei ventilen ist die Pumpe eigentlich kostenfrei baubar. Die Flasche hat man ja schon vom Saft lagern.



Ich könnte mir vorstellen, dass der effektivste Platz für die Pumpe genau in der Mitte zwischen Teich und Pflanzen liegt (die Mitte der Höhendifferenz). Die Sonne stösst das Wasser Bergauf, der atmosphärische Druck pressts auch bergauf in die Flasche. Oder irre ich mich da?

Welche Ventile dafür wohl in Frage kommen? Sie sollten natürlich ein paar Algen und sonstige Partikel vertragen können und dabei absolut dicht bleiben. Frostfest wäre natürlich ideal.
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Re: Ausdehnungspumpe

Beitragvon Chiroptera am Do 15. Feb 2018, 16:00

Widder
Ja mit einem Widder ist sie natürlich nicht zu vergleichen.

Wenn man eben zu wenig oder gar kein Gefäll hat, ohne elektrischen Strom und nur mit einfachsten Bauteilen auskommen will...
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Re: Ausdehnungspumpe

Beitragvon Manfred am Do 15. Feb 2018, 18:49

Danke für den Hinweis. Kannte ich bisher nicht.
Hier noch die unter obigem Video verlinkte Website:

http://www.maxpie.de/Fluidyne.htm

Falls jemand eine gute (verständliche) Erklärung für das Entstehen der Schaukelbewegung findet, würde ich mich freuen.
Im ersten Ansatz würde man ja meinen, die Luft zieht sich erst wieder zusammen, wenn die Wärmequelle abgeschaltet wird.
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Re: Ausdehnungspumpe

Beitragvon Chiroptera am Do 15. Feb 2018, 23:45

Kennt ihr diese kleinen Schiffchen aus Blech, in die man eine kleine Kerze oder ein Öllicht stellt? Da wird auch komplett ohne Mechanik Vortrieb aus Wärme erzeugt.

Knatterboot auf Youtube
https://youtu.be/Va2DxgERRug

Ich denke, diese Fluidyne funktioniert nach dem selben Prinzip:
Der Wasserpegel in dem Rohr reicht bis zur erhitzten Stelle. Das Wasser an dieser stelle wird sofort etwas leichter wegen der Ausdehnung (oder Verdampfung). Es kann jetzt sozusagen vom Wasser auf der kalten Seite etwas weiter rauf gedrückt werden.
Jetzt kühlt die heisse Seite jedoch wieder ab durch die Bewegung des Wassers, wird somit schwerer und drückt wieder zurück. So schaukelt es sich rauf, bis es dann bei einer bestimmten Frequenz stabil bleibt. Die Frequenz ist natürlich bei jedem Design anders.

Ist mir auch ein bisschen zu kompliziert.

Aber die Kugelventile finde ich interessant. Die könnten für meine Pumpe funktionieren. Diese sollten allerdings nicht nur Wasserdicht, sondern auch komplett luftdicht sein. So müsste man die Anlage vor Inbetriebnahme nicht erst fluten.

Da könnte ich eigentlich gleich den Aufbau der Fluidyne übernehmen. Einfach den Ring durch die Flasche ersetzen. Ich will da mal einen Feldversuch starten....gucken, was so eine 50l Flasche zu pumpen vermag. Und vor allem: wie hoch.

Allerdings: den Ansatz mit der Resonanz finde ich Verfolgungswert. Ich hatte mal ein Filmchen gesehen von einem Widder, der sehr schnell lief. Irgendwie mit einer oder zwei Druckkammern, die den Druck vom fallenden Wasser nach oben pulsierte. Vielleicht finde ich es wieder.
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Re: Ausdehnungspumpe

Beitragvon Brunnenwasser am Do 15. Feb 2018, 23:49

Die Pumpe saugt abwechselnd Wasser durch das untere Ventil und stößt es in Schüben durch das obere Ventil aus, während sich die Luft in den miteinander verbundenen Lufträumen oberhalb der heißen und kalten Seiten abwechselnd ausdehnt und zusammenzieht.

Der Schlauch dient hierbei als kleiner Regenerator.

Die Luft ist einer zyklische Volumenänderung ausgesetzt, wenn sie von der heißen zur kalten Seite und wieder zurück durch das Pendeln des Wassers im Verdrängerrohr gezwungen wird.

Die Luft wird in die kalte Kammer geleitet, wo die Temperatur sich abkühlt und sich das Volumen zusammenzieht. Das Wasser wird durch das untere Ventil angesaugt. Nun beginnt die Schwerkraft, das Gleichgewicht in einem pendelartigen Effekt wiederherzustellen. Das Wasser pendelt zurück auf die kalte Seite.

Dies zwingt die Luft auf die heiße Seite, wo sie erhitzt wird und sich ausdehnt. Das Wasser wird aus dem oberen Ventil gedrückt. Die Schwerkraft zieht das Wasser wieder zur heißen Seite zurück: ein neuer Zyklus fängt an.


Es gibt da verschiedene Ausführungen, wobei das Wirkprinzip immer der Sterling-Motor ist.
Gruß Brunnenwasser

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Re: Ausdehnungspumpe

Beitragvon Chiroptera am Do 15. Feb 2018, 23:50

Da ist es ja:
https://youtu.be/0S2u_tdZkHs

Da brauchts halt wieder gefälle. Aber wenn man das nicht hat...
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Re: Ausdehnungspumpe

Beitragvon Chiroptera am Do 15. Feb 2018, 23:53

@Brunnenwasser
Ich glaube, die Luft alleine kann es nicht sein. Denn anscheinend soll es nicht funktionieren, wenn das Wasser durch Öl ersetzt wird...
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Re: Ausdehnungspumpe

Beitragvon Brunnenwasser am Fr 16. Feb 2018, 18:30

@Chiroptera
Für Widder war hier schon ein eigener Faden vorhanden:
viewtopic.php?f=27&t=2690&start=20

Die Fluidyne läuft nahe am atmospärischen Druck, die Frequenz beträgt ca. 0,8 Hz. pro Zyklus.

Deine "Ausdehnungspumpe" wird wohl nicht so ohne weiteres laufen -wie soll die Temperaturdifferenz entstehen, auf eine Wolke warten? :lol: Zudem wird sich die Luft im Wasser lösen.
Gruß Brunnenwasser

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