Ako získať teplo z chladu pomocou tepelných potrubí a kapilárnych javov

Ak chcete získať elektrinu, musíte nájsť potenciálny rozdiel a dirigenta Ľudia sa vždy snažili šetriť peniaze a v ére neustále rastúcich účtov za elektrinu to nie je vôbec prekvapujúce. Dnes už existujú spôsoby, ako môže človek pre neho získať elektrinu zadarmo. Spravidla ide o určité inštalácie pre domácich majstrov, ktoré sú založené na elektrickom generátore.

Termoelektrický generátor a jeho zariadenie

Termoelektrický generátor je zariadenie, ktoré generuje elektrickú energiu z tepla. Je to vynikajúci parný zdroj elektriny, aj keď s nízkou účinnosťou.

Ako zariadenie na priamu premenu tepla na elektrickú energiu sa používajú termoelektrické generátory, ktoré využívajú princíp činnosti bežných termočlánkov

Termoelektrika je v podstate priama premena tepla na elektrinu v kvapalných alebo tuhých vodičoch a potom obrátený proces ohrevu a ochladenia kontaktu rôznych vodičov pomocou elektrického prúdu.

Zariadenie generátora tepla:

• Generátor tepla má dva polovodiče, z ktorých každý pozostáva z určitého počtu elektrónov;
• Sú tiež navzájom prepojené vodičom, nad ktorým je vrstva schopná viesť teplo;
• K nemu je tiež pripojený termionický vodič na prenos kontaktov;
• Ďalej prichádza na rad chladiaca vrstva, za ktorou nasleduje polovodič, ktorého kontakty vedú k vodiču.

Bohužiaľ generátor tepla a energie nie je vždy schopný pracovať s vysokými kapacitami, preto sa používa hlavne v každodennom živote a nie vo výrobe.

Dnes sa termoelektrický prevodník takmer nikdy nepoužíva. „Pýta si“ veľa zdrojov, zaberá tiež miesto, ale napätie a prúd, ktoré dokáže generovať a prevádzať, sú veľmi malé, čo je mimoriadne nerentabilné.

Ruskí vedci získavajú užitočné teplo z chladu

Princíp činnosti "TepHol". Ilustrácia Jurija Aristova.

Vedci z Inštitútu katalýzy SB RAS prišli na to, ako získať teplo z chladu, ktoré sa dá využiť na vykurovanie v náročných klimatických podmienkach. Za týmto účelom navrhujú absorbovať pary metanolu pórovitým materiálom pri nízkych teplotách. Prvé výsledky štúdie boli publikované v časopise Applied Thermal Engineering.

Chemici navrhli cyklus s názvom „Teplo z chladu“ („TepHol“). Vedci premieňajú teplo pomocou procesu adsorpcie metanolu na porézny materiál. Adsorpcia je proces absorpcie látok z roztoku alebo zmesi plynov inou látkou (adsorbentom), ktorý sa používa na separáciu a čistenie látok. Absorbovaná látka sa nazýva adsorbát.

„Myšlienkou bolo najskôr teoreticky predpovedať, aký by mal byť optimálny adsorbent, a potom syntetizovať skutočný materiál s vlastnosťami blízkymi ideálnym,“ komentoval jeden z autorov štúdie, doktor chémie, Jurij Aristov. - Pracovnou látkou sú výpary metanolu a zvyčajne sa adsorbuje pomocou aktívnych uhlíkov. Najprv sme vzali komerčne dostupné aktívne uhlie a použili ich. Ukázalo sa, že väčšina z nich veľmi dobre „nefunguje“, a tak sme sa rozhodli syntetizovať nové metanolové adsorbenty špecializované na cyklus TepHol sami. Jedná sa o dvojzložkové materiály: majú pórovitú matricu, relatívne inertnú zložku a aktívnu zložku - soľ, ktorá dobre absorbuje metanol. “

Ďalej vedci uskutočnili termodynamickú analýzu cyklu TepHol, ktorá poskytuje približnú predstavu o transformačnom procese a určila optimálne podmienky pre implementáciu adsorpcie. Vedci stáli pred úlohou zistiť, či nový termodynamický cyklus môže poskytnúť dostatočnú účinnosť a výkon na výrobu tepla. Na zodpovedanie tejto otázky bol navrhnutý laboratórny prototyp inštalácie TepHol s jedným adsorbérom, výparníkom a kryostatmi, ktoré simulovali studený vzduch a nemrznúcu vodu.

Adsorbent bol umiestnený do špeciálneho veľkoplošného výmenníka tepla vyrobeného z hliníka. Toto zariadenie umožňuje vyrábať teplo prerušovaným spôsobom: uvoľňuje sa, keď adsorbent absorbuje metanol, a jeho regeneráciu potom trvá istý čas. Za týmto účelom sa zníži tlak metanolu v adsorbente, čo sa uľahčí nízkou teplotou okolia. Testy prototypu TepHol sa uskutočňovali v laboratórnych podmienkach, kde boli simulované teplotné podmienky sibírskej zimy a experiment bol úspešne dokončený.

Prvý prototyp zariadenia TepHol: 1 - adsorbér, 2 - výparník / kondenzátor, 3 - termokryostaty, 4 - vákuové čerpadlo.

„Použitím dvoch prírodných termostatov (zásobníkov tepla) v zime, napríklad okolitého vzduchu a nemrznúcej vody z riek, jazier, morských alebo podzemných vôd, s teplotným rozdielom 30 - 60 ° C, možno získať teplo na ohrev. domovy. Navyše, čím je vonku chladnejšie, tým ľahšie sa získava užitočné teplo, “uviedol Jurij Aristov.

Vedci doteraz syntetizovali štyri nové sorbenty, ktoré sú vo fáze testovania. Podľa autorov sú prvé výsledky týchto testov veľmi povzbudivé.

„Navrhovaná metóda vám umožňuje získať teplo priamo na mieste v regiónoch s chladnými zimami (severovýchodné Rusko, severná Európa, USA a Kanada, ako aj Arktída), čo môže urýchliť ich sociálno-ekonomický rozvoj. Využitie čo i len malého množstva nízkoteplotného tepla životného prostredia môže viesť k zmene štruktúry modernej energie, k zníženiu závislosti spoločnosti od fosílnych palív a k zlepšeniu ekológie našej planéty, “uzavrel Aristov.

V budúcnosti môže byť rozvoj ruských vedcov užitočný pre racionálne využitie nízkoteplotného tepelného odpadu z priemyslu (napríklad chladiacej vody vypúšťanej z tepelných elektrární a plynov, ktoré sú vedľajším produktom chemického priemyslu a priemyslu rafinácie ropy. ), dopravu a bývanie a komunálne služby, ako aj obnoviteľnú tepelnú energiu, najmä v regiónoch Zeme s nepriaznivými klimatickými podmienkami.

https://www.vesti.ru

Solárny tepelný generátor elektrickej energie a rádiových vĺn

Zdroje elektrickej energie môžu byť veľmi odlišné. Dnes si výroba solárnych termoelektrických generátorov začala získavať na popularite. Takéto inštalácie môžu byť použité v majákoch, vo vesmíre, v automobiloch, ako aj v iných oblastiach života.

Solárne tepelné generátory sú skvelým spôsobom, ako šetriť energiu

RTG (znamená rádionuklidový termoelektrický generátor) pracuje tak, že prevádza izotopovú energiu na elektrickú. Jedná sa o veľmi ekonomický spôsob, ako získať takmer zadarmo elektrinu a možnosť osvetlenia pri absencii elektriny.

Vlastnosti RTG:

• Je ľahšie získať zdroj energie z rozpadov izotopov, ako napríklad to isté urobiť zahriatím horáka alebo petrolejovej lampy;
• Výroba elektriny a rozpad častíc je možná za prítomnosti špeciálnych izotopov, pretože proces ich rozpadu môže trvať desaťročia.

Pri použití takejto inštalácie musíte pochopiť, že pri práci so starými modelmi zariadení existuje riziko prijatia dávky žiarenia a je veľmi ťažké takéto zariadenie zlikvidovať. Ak nie je správne zničený, môže pôsobiť ako radiačná bomba.

Pri výbere výrobcu zariadenia je lepšie zostať vo firmách, ktoré sa už osvedčili. Ako napríklad Global, Altec (Altec), TGM (Tgm), Cryotherm, Termiona.

Mimochodom, ďalším dobrým spôsobom, ako získať elektrinu zadarmo, je generátor na zber rádiových vĺn. Skladá sa z párov filmových a elektrolytických kondenzátorov, ako aj z nízkoenergetických diód. Izolovaný kábel dlhý asi 10 - 20 metrov sa berie ako anténa a ďalší uzemňovací vodič je pripojený k vodovodnému alebo plynovému potrubiu.

Lekcia 24. Ako sa ohrieva atmosférický vzduch (§ 24) s. 61

Odpovieme na nasledujúce otázky.

1. Koľko slnečného tepla a svetla sa dostane na zemský povrch?

Na ceste slnečnej energie na povrch Zeme je atmosféra. Absorbuje časť energie, časť prenáša na zemský povrch a časť odráža späť do vesmíru. Atmosféra absorbuje asi 17% energie, odráža asi 31% a zvyšných 49% odovzdáva na povrch Zeme.

2. Prečo sa celý tok slnečnej energie nedostane na zemský povrch?

Zdrojmi energie pre všetky procesy prebiehajúce na povrchu Zeme sú Slnko a útroby našej planéty. Slnko je hlavným zdrojom. Jedna dvojmilióntina energie emitovanej Slnkom dosiahne hornú hranicu atmosféry. Avšak ani taký malý zlomok slnečnej energie nedosahuje úplne zemský povrch.

Časť slnečných lúčov je absorbovaná, rozptýlená v troposfére a odrazená späť do vesmíru a časť sa dostáva na Zem a je ňou pohlcovaná. vynaložené na jeho vykurovanie.

Ohrev atmosférického vzduchu. Teplota spodných vrstiev atmosférického vzduchu závisí od teploty povrchu, nad ktorým sa nachádza. Slnečné lúče prechádzajúce priehľadným vzduchom ho takmer nezohrievajú, naopak cez oblaky a obsah nečistôt sa rozptýlia a stratia časť energie. Ale ako sme už poznamenali, zemský povrch sa ohrieva a už od neho sa ohrieva vzduch.

3. Čo sa nazýva podkladový povrch?

Podkladový povrch je povrch zeme, ktorý interaguje s atmosférou, vymieňa s ňou teplo a vlhkosť.

4. Od akých podmienok závisí ohrev podkladového povrchu?

Množstvo slnečného tepla a svetla vstupujúceho na zemský povrch závisí od uhla dopadu slnečných lúčov. Čím vyššie je slnko nad horizontom, tým vyšší je uhol dopadu slnečných lúčov, tým viac slnečnej energie prijíma podkladová plocha.

5. Čo ohrieva okolitý vzduch?

Slnečné lúče prechádzajúce atmosférou ju málo zahrievajú. Atmosféra sa ohrieva z povrchu Zeme, ktorý absorbuje slnečnú energiu a premieňa ju na teplo. Častice vzduchu, ktoré prichádzajú do styku s ohriatym povrchom, prijímajú teplo a prenášajú ho do atmosféry. Takto sa zahrieva spodná atmosféra. Je zrejmé, že čím viac slnečného žiarenia povrch Zeme prijíma, tým viac sa ohrieva, tým viac sa z neho zohrieva vzduch.

6. Prečo teplota vzduchu klesá hlavne s nadmorskou výškou?

Atmosféra sa ohrieva hlavne energiou absorbovanou povrchom. Preto teplota vzduchu klesá s nadmorskou výškou.

7. Ako sa mení teplota vzduchu počas dňa?

Teplota vzduchu sa vždy mení počas celého dňa. Závisí to od množstva slnečného tepla, ktoré vstupuje na Zem. Najvyššie teploty po celý deň sú vždy na pravé poludnie, pretože v tomto období vyjde slnko do svojej najväčšej výšky. Znamená to, že ohrieva veľkú plochu. Potom sa začne znižovať a teplota tiež klesá.Počas 24 hodín sa najnižšia teplota pozoruje bližšie k ránu (o 3-4 hodine ráno). Po východe slnka začne teplota opäť stúpať.

8. V ktorej dennej dobe sa dodržiava maximálna a minimálna teplota vzduchu?

Minimálna teplota vzduchu bude v predotvorených hodinách. Je to tak preto, lebo slnko bolo celú noc pod horizontom a vzduch sa ochladzoval. Maximálna teplota vzduchu sa zvyčajne pozoruje okolo poludnia, keď slnko dosiahne zenit a uhol dopadu slnečných lúčov je maximálny. V tejto dennej dobe sa zaznamenáva maximálna denná teplota, ktorá sa spravidla začína znižovať popoludní. A po západe slnka slnko úplne prestane ohrievať zem a teplota vzduchu začne mať sklon k minimálnej hodnote.

Budeme skúmať podmienky zahrievania podkladového povrchu a naučíme sa, ako vysvetliť zmeny teploty vzduchu v priebehu dňa.

1. Slnečné lúče v atmosfére

Na obrázok napíšeme hodnoty zlomkov (v%) slnečnej energie absorbovanej Zemou a odrazenej ňou do vesmíru.

2. Podpovrchové

Vyplniť chýbajúce slová.

Zemský povrch, ktorý interaguje s atmosférou a podieľa sa na výmene tepla a vlhkosti, sa nazýva podkladový povrch.

Vyplniť chýbajúce slová.

Množstvo slnečného tepla a svetla vstupujúceho na zemský povrch závisí od uhla dopadu slnečných lúčov. Čím vyššie je slnko nad horizontom, tým väčší je uhol dopadu slnečných lúčov, tým viac slnečnej energie prijíma podkladová plocha.

Uveďte, koľko slnečnej energie absorbujú rôzne typy podložného povrchu.

3. Zmena teploty vzduchu počas dňa.

Na základe údajov z pozorovaní počasia v Moskve 16. apríla 2013 (pozri tabuľku) analyzujte zmenu teploty vzduchu v priebehu dňa.

Čas východu a západu slnka, maximálnu výšku Slnka nad obzorom, nájdete na internete na https://voshod-solnca.ru/.

V noci teplota vzduchu klesla z + 14 ° С (o 20:00) a dosiahla minimálnu hodnotu + 5 ° С (o 5:00). Počas tejto doby nebol podkladový povrch osvetlený Slnkom, preto sa ochladil, ochladila sa aj vrstva povrchového vzduchu.

Východ slnka nastal o 5 hodín 39 minút.

Do 4 hodín po východe slnka sa podkladová plocha mierne zahriala, pretože uhol dopadu slnečných lúčov bol v tom čase malý.

Keď Slnko stúpa nad horizont, zvyšuje sa uhol dopadu slnečných lúčov, povrch pod ním sa čoraz viac zahrieva a odovzdáva svoje teplo spodnej vzduchovej vrstve. Nárast teploty vzduchu bol zaznamenaný medzi 9. a 14. hodinou, t.j. 3 hodiny po východe slnka.

Najvyššia výška Slnka bola pozorovaná v pravé poludnie (12 hodín 40 minút).

Popoludní sa podkladová plocha naďalej otepľovala, takže teplota vzduchu naďalej stúpala z + 13 ° С (o 12:00) na + 16 ° С (o 14:00).

Slnko ubúdalo, podkladový povrch prijímal čoraz menej tepla a jeho teplota začala klesať. Teraz vzduch dodával teplo podkladovému povrchu. Od 20. hodiny začala teplota vzduchu klesať z maximálnej hodnoty + 16 ° С (o 19. hodine) do polnoci. V nočných hodinách nasledujúceho dňa teplota vzduchu naďalej klesala.

Denná zmena teploty vzduchu v Moskve 16. apríla 2013 sa teda vyznačuje nočným poklesom na minimálnu hodnotu + 3 ° С (o 7:00) a denným zvýšením na maximálnu hodnotu + 16 ° С ( o 14:00). + 16 ° С - + 3 ° С = 13 ° С.

Pathfinder School

Vykonajte prácu na str. 126 učebníc.

Zapíšte si odpovede na nasledujúce otázky.

Zmenil sa svetelný výkon zo žiarovky, keď sa zmenila poloha kartónového štvorca bez výrezu?

Je potrebné vizuálne uskutočniť experiment a zapísať ho postupne podľa učebnice.(jednotlivo)

Ako sa zmenila plocha osvetlenej časti pri postupnom zvyšovaní uhla dopadu lúčov na povrch kartónového štvorca bez výrezu?

Je potrebné vizuálne uskutočniť experiment a zapísať ho postupne podľa učebnice. (jednotlivo)

Zmenilo sa množstvo svetla na jednotku plochy osvetlenej časti (napríklad o 1 cm)?

Je potrebné vizuálne uskutočniť experiment a zapísať ho postupne podľa učebnice. (jednotlivo)

Ako vyrobiť Peltierov prvok vlastnými rukami

Spoločným Peltierovým prvkom je doska zostavená z častí rôznych kovov s konektormi na pripojenie k sieti. Takáto doska prechádza cez seba prúdom, na jednej strane sa zahrieva (napríklad až na 380 stupňov) a na druhej pracuje z chladu.

Peltierov prvok je špeciálny termoelektrický menič, ktorý pracuje na princípe rovnakého mena pre dodávku elektrického prúdu.

Takýto termogenerátor má opačný princíp:

• Jedna strana môže byť ohrievaná spaľovaním paliva (napríklad oheň na dreve alebo inej surovine);
• Druhá strana je naopak chladená kvapalným alebo vzduchovým výmenníkom tepla;
• Na vodičoch teda vzniká prúd, ktorý je možné použiť podľa vašich potrieb.

Je pravda, že výkon zariadenia nie je príliš vysoký a efekt nie je pôsobivý, ale napriek tomu môže taký jednoduchý domáci modul dobre nabiť telefón alebo pripojiť LED svietidlo.

Tento generátorový prvok má svoje výhody:

• Tichá práca;
• Schopnosť používať to, čo je po ruke;
• Nízka hmotnosť a prenosnosť.

Takéto domáce kachle si začali získavať obľubu u tých, ktorí radi prenocujú v lesoch pri ohni, využívajúc dary krajiny a ktorí nebránia získaniu elektriny zadarmo.

Peltierov modul sa používa aj na chladenie počítačových dosiek: prvok je pripojený k doske a akonáhle teplota stúpne nad prípustnú teplotu, začne ochladzovať obvody. Na jednej strane vstupuje do prístroja studený vzduchový priestor, na druhej strane horúci. Populárny je model 50X50X4mm (270w). Takéto zariadenie si môžete kúpiť v obchode alebo si ho vyrobiť sami.

Mimochodom, pripojenie stabilizátora k takémuto prvku vám umožní získať vynikajúcu nabíjačku pre domáce spotrebiče na výstupe, a to nielen tepelný modul.

Ak chcete vyrobiť Peltierov prvok doma, musíte si vziať:

• Bimetalové vodiče (asi 12 kusov alebo viac);
• Dve keramické platne;
• Káble;
• Spájkovačka.

Schéma výroby je nasledovná: vodiče sú spájkované a umiestnené medzi doskami, po ktorých sú pevne pripevnené. V tomto prípade musíte pamätať na drôty, ktoré sa potom pripoja k prevodníku prúdu.

Rozsah použitia takéhoto prvku je veľmi rôznorodý. Pretože jedna z jeho strán má tendenciu ochladzovať, pomocou tohto zariadenia si môžete vyrobiť malú kempingovú chladničku alebo napríklad automatickú klimatizáciu.

Ale ako každé zariadenie, aj tento termočlánok má svoje klady a zápory. Medzi plusy patria:

• Kompaktná veľkosť;
• Schopnosť pracovať s chladiacimi alebo vykurovacími prvkami spoločne alebo s každým zvlášť;
• Tichý, prakticky tichý chod.

Minusy:

• Potreba kontroly teplotného rozdielu;
• Vysoká spotreba energie;
• Nízka úroveň účinnosti pri vysokých nákladoch.

Distribúcia slnečného žiarenia a tepla na povrchu Zeme

Obr. 88. Zmeny výšky Slnka a dĺžky tieňa počas celého roka

Ako sa výška Slnka nad horizontom mení počas celého roka. Ak to chcete zistiť, nezabudnite na výsledky svojich pozorovaní o dĺžke tieňa, ktorý vrhá gnomon (1 m dlhý pól) na pravé poludnie. V septembri bol tieň rovnako dlhý, v októbri sa predĺžil, v novembri - ešte dlhšie, 20. decembra - najdlhšie. Od konca decembra sa tieň opäť zmenšuje. Zmena dĺžky tieňa gnomónu ukazuje, že po celý rok je Slnko v poludní v rôznych výškach nad horizontom (obr. 88).Čím vyššie je slnko nad horizontom, tým kratší je tieň. Čím nižšie je slnko nad horizontom, tým dlhší je tieň. Slnko vychádza na severnej pologuli najvyššie 22. júna (v deň letného slnovratu) a najnižšia poloha je 22. decembra (v deň zimného slnovratu).

Obr. 89. Závislosť osvetlenia a zahriatia povrchu na uhle dopadu slnečného žiarenia

Obr. 90. Zmena uhla dopadu slnečných lúčov podľa ročných období

Prečo povrchové vykurovanie závisí od výšky slnka? Obr. 89 je vidieť, že rovnaké množstvo svetla a tepla prichádzajúceho zo Slnka, vo svojej vysokej polohe, dopadá na menšiu plochu a v nízkej polohe na väčšiu. V ktorej oblasti sa oteplí? Samozrejme tá menšia, pretože lúče sú tam koncentrované.

V dôsledku toho platí, že čím vyššie je Slnko nad horizontom, tým priamejšie jeho lúče padajú, tým viac sa zemský povrch zahrieva a z neho aj vzduch. Potom príde leto (obr. 90). Čím nižšie je Slnko nad horizontom, tým menší je uhol dopadu lúčov a tým menej sa povrch zahrieva. Zima prichádza.

Čím väčší je uhol dopadu slnečných lúčov na zemský povrch, tým viac je osvetlený a ohrievaný.

Ako sa ohrieva zemský povrch. Na povrch guľovej Zeme dopadajú slnečné lúče pod rôznymi uhlami. Najväčší uhol dopadu lúčov na rovníku. K pólom klesá (obr. 91).

Obr. 91. Zmena uhla dopadu slnečných lúčov v smere od rovníka k pólom

V najväčšom, takmer zvislom uhle dopadajú slnečné lúče na rovník. Zemský povrch tam prijíma najviac slnečného tepla, takže rovník je celoročne horúci a nedochádza k zmene ročných období.

Čím ďalej na sever alebo na juh od rovníka, tým menší je uhol dopadu slnečných lúčov. Vďaka tomu sa povrch a vzduch menej zahrejú. Je čoraz chladnejšie ako na rovníku. Objavujú sa ročné obdobia: zima, jar, leto, jeseň.

V zime slnečné lúče nedosahujú póly a cirkumpolárne oblasti. Slnko sa neobjavuje za obzorom niekoľko mesiacov a deň neprichádza. Tento jav sa nazýva polárna noc... Povrch a vzduch sú veľmi chladné, takže zimy sú tam veľmi kruté. V lete Slnko mesiace nezapadá za horizont a svieti nepretržite (noc neprichádza) - to je tak polárny deň... Zdalo by sa, že ak leto trvá tak dlho, potom by sa mal zahriať aj povrch. Ale Slnko sa nachádza nízko nad horizontom, jeho lúče iba kĺžu po povrchu Zeme a ťažko ho zohrejú. Preto je leto v blízkosti pólov chladné.

Osvetlenie a ohrev povrchu závisí od jeho polohy na Zemi: čím bližšie k rovníku, tým väčší je uhol dopadu slnečných lúčov, tým viac sa povrch zahrieva. Keď sa vzdialenosť od rovníka k pólom zmenšuje, zmenšuje sa uhol dopadu lúčov, povrch sa menej zahrieva a stáva sa chladnejším. Materiál zo stránky //iEssay.ru

Rastlinám sa začína dariť na jar.

Hodnota svetla a tepla pre divočinu. Slnečné svetlo a teplo sú potrebné pre všetko živé. Na jar a v lete, keď je veľa svetla a tepla, rastliny kvitnú. S príchodom jesene, keď Slnko klesá nad horizont a klesá prísun svetla a tepla, rastliny vyhadzujú lístie. S príchodom zimy, kedy je denná doba krátka, je príroda v pokoji, niektoré zvieratá (medvede, jazvece) dokonca aj prezimujú. Keď príde jar a slnko vychádza čoraz vyššie, rastliny začnú opäť aktívne rásť, svet zvierat ožíva. A to všetko vďaka Slnku.

Okrasné rastliny ako monstera, fikus, špargľa, ak sú postupne otočené smerom k svetlu, rastú rovnomerne do všetkých strán. Ale kvitnúce rastliny netolerujú takúto permutáciu. Azalky, kamélie, pelargónie, fuchsie, begónie zhadzujú púčiky a dokonca takmer okamžite odchádzajú.Preto je lepšie „citlivé“ rastliny počas kvitnutia nepreskupovať.

Nenašli ste, čo ste hľadali? Použite vyhľadávanie ↑↑↑

Na tejto stránke materiál k témam:

• stručne distribúciu svetla a tepla na planéte

Jednoduchý domáci generátor

Napriek skutočnosti, že tieto zariadenia nie sú v súčasnosti populárne, v súčasnosti nie je nič praktickejšie ako jednotka na výrobu tepla, ktorá je celkom schopná vymeniť elektrický sporák, svetelnú lampu počas cestovania alebo pomôcť, ak sa pokazí sa mobilný telefón na elektricky ovládané okno. Takáto elektrina pomôže doma aj v prípade výpadku elektriny. Dá sa zohnať zadarmo, dalo by sa povedať, na ples.

Na výrobu termoelektrického generátora je teda potrebné pripraviť:

• Regulátor napätia;
• Spájkovačka;
• Akýkoľvek orgán;
• Chladiace radiátory;
• Tepelná pasta;
• Peltierove vykurovacie články.

Zostavenie zariadenia:

• Najskôr je vyrobené telo prístroja, ktoré by malo byť bez dna, s otvormi v spodnej časti pre vzduch a v hornej časti so stojanom na nádobu (aj keď to nie je potrebné, pretože generátor nemusí pracovať na vode). ;
• Ďalej je k telu pripevnený Peltierov prvok a na jeho studenú stranu je prostredníctvom tepelnej pasty pripevnený chladiaci radiátor;
• Potom musíte spájkovať stabilizátor a Peltierov modul podľa ich pólov;
• Stabilizátor by mal byť veľmi dobre izolovaný, aby sa tam nedostala vlhkosť;
• Zostáva skontrolovať jeho prácu.

Mimochodom, ak neexistuje spôsob, ako zohnať chladič, môžete namiesto toho použiť počítačový chladič alebo automobilový generátor. Z takejto výmeny sa nestane nič hrozné.

Stabilizátor je možné dokúpiť s diódovým indikátorom, ktorý vydá svetelný signál, keď napätie dosiahne stanovenú hodnotu.

DIY termočlánok: funkcie procesu

Čo je to termočlánok? Termočlánok je elektrický obvod zložený z dvoch rôznych prvkov s elektrickým kontaktom.

TermoEMF termočlánku s teplotným rozdielom 100 stupňov na jeho okrajoch je asi 1 mV. Aby bola vyššia, je možné zapojiť niekoľko termočlánkov do série. Získate termočlánok, ktorého thermoEMF sa bude rovnať celkovému súčtu EMF termočlánkov v ňom zahrnutých.

Proces výroby termočlánku je nasledovný:

• Vytvorí sa silné spojenie dvoch rôznych materiálov;
• Odoberie sa zdroj napätia (napríklad autobatéria) a na jeho jeden koniec sa pripoja vodiče z rôznych materiálov vopred skrútených do zväzku;
• V tomto okamihu musíte na druhý koniec priviesť elektródu spojenú s grafitom (tu bude stačiť obyčajná tyčinka).

Mimochodom, pre bezpečnosť je veľmi dôležité nepracovať pod vysokým napätím! Maximálny indikátor v tomto ohľade je 40-50 Voltov. Ale je lepšie začať s malými výkonmi od 3 do 5 kW, postupne ich zvyšovať.

Existuje tiež „vodný“ spôsob vytvorenia termočlánku. Spočíva v zabezpečení ohrevu pripojených drôtov budúcej konštrukcie pomocou oblúkového výboja, ktorý sa objaví medzi nimi, a silného roztoku vody a soli. V procese takejto interakcie „vodné“ pary držia materiály pohromade, potom možno termočlánok považovať za pripravený. V takom prípade záleží na tom, s akým priemerom je výrobok zviazaný. Nemal by byť príliš veľký.

Bezplatná elektrina vlastnými rukami (video)

Získanie elektrickej energie zadarmo nie je také zložité, ako to znie. Vďaka rôznym typom generátorov pracujúcich s rôznymi zdrojmi už nie je strašidelné zostať bez svetla počas výpadku napájania. Trochu zručnosti a už máte pripravenú vlastnú mini stanicu na výrobu elektriny.

Drevená elektráreň je jedným z alternatívnych spôsobov dodávania elektriny spotrebiteľom.

Takéto zariadenie je schopné získavať elektrinu pri minimálnych nákladoch na energetické zdroje, a to aj na tých miestach, kde nie je vôbec napájaný.

Elektráreň, ktorá využíva palivové drevo, môže byť vynikajúcou voľbou pre majiteľov letných chát a vidieckych domov.

Existujú aj miniatúrne verzie, ktoré sú vhodné pre milovníkov dlhých túr a outdoorových aktivít. Ale najskôr.

OBSAH (kliknite na tlačidlo vpravo):

Vlastnosti

Drevená elektráreň ani zďaleka nie je novým vynálezom, ale moderné technológie umožnili trochu vylepšiť skôr vyvinuté zariadenia. Na výrobu elektriny sa navyše používa niekoľko rôznych technológií.

Koncept „na dreve“ je navyše trochu nepresný, pretože na prevádzku takejto stanice je vhodné akékoľvek tuhé palivo (drevo, štiepky, palety, uhlie, koks), všeobecne všetko, čo môže horieť.

Okamžite si všimneme, že palivové drevo, alebo skôr proces ich spaľovania, funguje iba ako zdroj energie, ktorý zaisťuje fungovanie zariadenia, v ktorom sa vyrába elektrina.

Hlavné výhody takýchto elektrární sú:

• Schopnosť používať širokú škálu tuhých palív a ich dostupnosť;
• Získanie elektriny kdekoľvek;
• Použitie rôznych technológií umožňuje prijímať elektrinu so širokou škálou parametrov (postačujúcich iba na pravidelné dobíjanie telefónu a pred napájaním priemyselných zariadení);
• Môže tiež slúžiť ako alternatíva, ak sú bežné výpadky elektrickej energie a sú tiež hlavným zdrojom elektrickej energie.

Vlastnosti geotermálneho vykurovania doma

Geotermálne vykurovanie je typ vykurovacieho systému, v ktorom energia sa odoberá zo zeme.

Takýto systém je možné zostaviť vlastnými rukami, z tohto dôvodu populárne v Európe, ako aj stredné pásmo Ruska... Niektorí ale veria, že toto je móda, ktorá čoskoro prejde.

Takéto zariadenie ťažko vykurovať veľké miestnosti, pretože teplota pôdy v miestach, kde sa nachádzajú výmenníky tepla, je spravidla 6 až 8 ° C.

Ale obzvlášť drahé zariadenie určené pre výrobný rozsah je schopné vyrobiť veľa energie... Iba zariadenia tohto typu majú obrovské náklady.

Klasická verzia

Ako bolo uvedené, drevná elektráreň využíva na výrobu elektriny niekoľko technológií. Klasikou medzi nimi je energia pary alebo jednoducho parný stroj.

Všetko je tu jednoduché - palivové drevo alebo akékoľvek iné palivo, horiace, ohrievajúce vodu, v dôsledku čoho sa mení na plynný stav - paru.

Výsledná para sa privádza do turbíny generátorovej sústavy a otáčaním generátor generuje elektrinu.

Pretože sú parný stroj a generátorová sústava spojené v jednom uzavretom okruhu, po prechode turbínou sa para ochladí, opäť privádza do kotla a celý proces sa opakuje.

Takéto usporiadanie elektrárne je jedným z najjednoduchších, má však niekoľko významných nevýhod, z ktorých jednou je nebezpečenstvo výbuchu.

Po prechode vody do plynného stavu sa tlak v okruhu výrazne zvyšuje, a pokiaľ nie je regulovaný, je vysoká pravdepodobnosť pretrhnutia potrubia.

A hoci moderné systémy používajú celú sadu regulačných ventilov tlaku, prevádzka parného stroja si stále vyžaduje neustále sledovanie.

Obyčajná voda použitá v tomto motore môže navyše spôsobiť tvorbu vodného kameňa na stenách potrubí, čo znižuje účinnosť stanice (vodný kameň zhoršuje prenos tepla a znižuje priechodnosť potrubí).

Teraz je však tento problém vyriešený použitím destilovanej vody, kvapalín, vyčistených nečistôt, ktoré sa vyzrážajú, alebo špeciálnych plynov.

Ale na druhej strane môže táto elektráreň plniť inú funkciu - vykurovať miestnosť.

Všetko je tu jednoduché - po splnení svojej funkcie (rotácia turbíny) musí byť para ochladená tak, aby opäť prešla do kvapalného stavu, ktorý si vyžaduje chladiaci systém alebo jednoducho radiátor.

A ak umiestnime tento radiátor do interiéru, potom z takejto stanice nakoniec získame nielen elektrinu, ale aj teplo.

Ako kolektor funguje - je to jednoduché

Akákoľvek zo štruktúr uvažovaných v článku na premenu slnečnej energie na tepelnú energiu má dve hlavné zložky - výmenník tepla a batériové zariadenie zhromažďujúce svetlo. Druhá slúži na zachytenie slnečných lúčov, prvá - na ich úpravu na teplo.

Najpokročilejší kolektor je vákuový. V ňom sú akumulátory - rúry vložené do seba a medzi nimi je vytvorený bezvzduchový priestor. V skutočnosti máme do činenia s klasickou termoskou. Vákuové rozdeľovač vďaka svojej konštrukcii poskytuje dokonalú tepelnú izoláciu zariadenia. Rúry v ňom, mimochodom, majú valcovitý tvar. Preto na ne dopadajú lúče slnka kolmo, čo zaručuje príjem veľkého množstva energie kolektorom.

Progresívne vákuové zariadenia

Existujú aj jednoduchšie zariadenia - potrubné a ploché. Podtlakové potrubie ich vo všetkých ohľadoch prekonáva. Jediným problémom je relatívne vysoká zložitosť výroby. Je možné zostaviť takéto zariadenie doma, ale bude to vyžadovať veľa úsilia.

Nosičom tepla v príslušných solárnych kolektoroch je voda, ktorá na rozdiel od moderných druhov paliva stojí len málo a nevypúšťa oxid uhličitý do životného prostredia. Zariadenie na zachytávanie a premenu slnečných lúčov, ktoré si môžete sami vyrobiť, s geometrickými parametrami 2 x 2 metre štvorcové, je schopné poskytnúť vám asi 100 litrov teplej vody každý deň po dobu 7-9 mesiacov. A na vykurovanie domu je možné použiť veľké konštrukcie.

Ak chcete vyrobiť kolektor na celoročné použitie, budete na neho musieť namontovať ďalšie výmenníky tepla, dva okruhy s nemrznúcou prísadou a zväčšiť jeho povrch. Takéto zariadenia vám poskytnú teplo ako v slnečnom, tak aj v oblačnom počasí.

Termoelektrické generátory

Veľmi zaujímavou možnosťou sú elektrárne s generátormi postavenými na Peltierovom princípe.

Fyzik Peltier objavil efekt, že pri prechode elektriny cez vodiče pozostávajúce z dvoch odlišných materiálov sa teplo absorbuje na jeden z kontaktov a teplo sa uvoľňuje na druhý.

Tento efekt je navyše opačný - ak je vodič na jednej strane vyhrievaný a na druhej strane chladený, bude sa v ňom vyrábať elektrina.

Je to opačný efekt, aký sa používa v elektrárňach na drevo. Pri spaľovaní zahrejú jednu polovicu dosky (čo je termoelektrický generátor) pozostávajúcu z kociek vyrobených z rôznych kovov a jej druhá časť sa ochladí (na čo sa používajú výmenníky tepla), v dôsledku čoho elektrina sa na svorkách platne objaví.

Plynové generátory

Druhým typom sú plynové generátory. Takéto zariadenie je možné použiť vo viacerých smeroch vrátane výroby elektriny.

Tu stojí za zmienku, že samotný takýto generátor nemá nič spoločné s elektrickou energiou, pretože jeho hlavnou úlohou je vyrábať horľavý plyn.

Podstata fungovania takéhoto zariadenia spočíva v skutočnosti, že v procese oxidácie (spaľovania) tuhého paliva sa vylučujú plyny vrátane horľavých plynov - vodík, metán, CO, ktoré sa dajú použiť na rôzne účely.

Napríklad také generátory sa predtým používali v automobiloch, kde konvenčné spaľovacie motory dokonale fungovali na emitovaný plyn.

Z dôvodu neustáleho chvenia paliva niektorí motoristi a motocyklisti už začali inštalovať tieto zariadenia do svojich automobilov.

To znamená, že na získanie elektrárne stačí mať plynový generátor, spaľovací motor a konvenčný generátor.

V prvom prvku sa bude uvoľňovať plyn, ktorý sa stane palivom pre motor a ten bude zase točiť rotor generátora, aby získal elektrinu na výstupe.

Medzi výhody plynových elektrární patria:

• Spoľahlivosť konštrukcie samotného plynového generátora;
• Výsledný plyn sa môže použiť na prevádzku spaľovacieho motora (z ktorého sa stane pohon elektrického generátora), plynového kotla, pece;
• V závislosti od použitého spaľovacieho motora a elektrického generátora sa dá elektrina získať aj na priemyselné účely.

Hlavnou nevýhodou generátora plynu je ťažkopádna konštrukcia, pretože musí obsahovať kotol, v ktorom prebiehajú všetky procesy výroby plynu, jeho chladenie a čistenie.

Ak sa má toto zariadenie používať na výrobu elektriny, potom by stanica mala obsahovať aj spaľovací motor a elektrický generátor.

Zadarmo teplo proti energetickej kríze

V XX storočí elektrina veľmi prinútila koňa a oheň z „energetického“ sektoru, ale zamyslime sa - z čoho sa táto elektrina získava? Pôvodne ho vyrábali turbínové generátory poháňané parným strojom, ktorý zase spotrebovával uhlie. Prečo začali stavať vodné elektrárne, potom sa objavili plynové turbíny, turbíny pracujúce na vykurovací olej a veterné turbíny. Ale vietor aj pohyb vody sú fyzikálne javy a plyn, uhlie a ropa - ako biologické - sú „produktom“ slnečnej aktivity. Jadrová energia priamo nesúvisí so slnkom, ale samotná jadrová elektráreň je najkomplexnejšia a šialene nákladná štruktúra. V ére kvantovej fyziky a polovodičov sa objavili solárne články, ale chcem vás hneď varovať: do tejto veci nekupujte. Áno, dajú sa použiť tam, kde nie je nič iné, napríklad na kozmických lodiach, ale neradím fantazírovať o tom, ako týmito modrými platňami nalepíte strechu svojho domu a budete „len tak“ navždy prijímať energiu. Toto nie je mikrokalkulačka, toto je dom alebo byt, to znamená kilowatt energie. Samotná inštalácia sa nikdy neoplatí. Keď však hovoríme o „energii“ 19. storočia, budeme mať na pamäti, že sa zbytočne míňalo výlučne na pohyb a teplo, to znamená na vykurovanie obydlia, teraz existuje viac oblastí jeho spotreby, ale vykurovania, to znamená jeho premena na teplo je jedným z najdrahších. Zistite, koľko elektrických ohrievačov sa vyrába a predáva! Ale na vykurovanie „čistou elektrinou“, jednoduchým spaľovaním kilowattov v kilokalóriách - výška odpadu. Vykurovanie plynom sa javí ako oveľa pohodlnejšie, ale plyn je stále drahší, plynárenské siete sa draho inštalujú a udržiavajú, plus drakonické bezpečnostné opatrenia uvalené na zariadenie. Uhlie sa javí ako jasný anachronizmus, stále sa ním však kúri, najmä v súkromných domoch na vidieku. A „futurológovia“ predpovedajú, čo sa stane, keď zmizne všetka táto ropa, plyn a uhlie. Určité znaky tiež naznačujú, že po súčasnom oteplení môže nasledovať ochladenie zosuvu pôdy. Čo robiť? V ruštine pochádzajú slová „hlad“ a „zima“ zreteľne od nejakého spoločného „predka“. Za chladom je automaticky hlad a hlad je zaručene smrťou.

1.

Energia, ktorej nedostatok sa nám hovorí každý deň, však leží doslova pod nohami. Poďme sa pozrieť na bežnú chladničku, ktorú, dúfam, má každý. Toto je taká „skrinka“, z ktorej sa určitou metódou odvádza teplo, preto je tam vnútri chladno. Ale ak sa niečo niekde ochladzuje, potom musí niečo ohrievať.

Ako funguje chladnička

Ruku položte za chladničku a budete cítiť, že špirála (kondenzátor) je horúca. To znamená, že teplo zozadu je teplo odvádzané z chladiacej komory. To sa samozrejme nestane samo od seba.Druhý zákon termodynamiky zakazuje spontánny prenos tepla z chladnejšieho zdroja do teplejšieho prijímača. Ale ak vydáte energiu, potom je takýto prechod možný. Chladnička je napájaná z elektrickej siete, lepšie povedané, kompresorové čerpadlo je napájané z elektrickej siete. Keď sa rozhliadnete po chladničke, uvidíte, že trubice v mrazničke (odparovači) sú oveľa širšie ako trubice v zadnej časti. Malo by to tak byť. Chladiaci plyn letí z úzkej trubice do širokej, pretláča sa cez tzv. „Tlmivka“ (silné zúženie) sa prudko roztiahne, a tým robí prácu. Pri práci sa vzdáva energie, to znamená, že sa ochladzuje a ochladzuje celú komoru. Ale aby ste ho zo širokej trubice dostali do úzkej, musíte na nej zhruba pracovať, aby ste ju do tejto trubice zastrčili. Aby ste mohli poháňať benzín, potrebujete kompresor - práve on zahučí vo vašej chladničke. Mimochodom, ak ste niekedy nafúkali pneumatiku na bicykel alebo auto pomocou ručnej pumpy, mali by ste si všimnúť, že hadica prechádzajúca z pumpy do cievky sa po nafúknutí zahreje. Dôvod je rovnaký. Plyn (vzduch) natlačíme z väčšieho objemu do menšieho. Chladnička sa teda dá nazvať „sanie tepla“. Alebo „reverzné tepelné čerpadlo“. Berie teplo z malej, dobre izolovanej komory a vyhadzuje ho. Upozorňujeme, že teplo, ktoré chladnička vyžaruje, nikam nevedie, iba ohrieva našu izbu. A ak je napríklad chladiaca jednotka výkonná, ochladzuje komoru o veľkosti telocvične, koľko tepla sa tam vytvára? A takmer vždy sa hodí „nikam“. Aspoň u nás.

2.

Ako sme teda videli, teplo sa dá „odčerpať“ celkom pokojne. Ale rovnako sa to dá načerpať. Poďme trochu preformulovať problém. Povedzme, že náš dom je nejaký izolovaný box. No to znamená, že sme sa postarali a počas stavby sme spravili teplé steny, namontovali normálne okná, zateplili strechu (čo je veľmi dôležité - teplý vzduch stúpa hore). Do tohto boxu musíte „napumpovať“ teplo. Alebo zjednodušene povedané, zohrejte ho. Otázka znie - kde to zohnať? Áno, odkiaľkoľvek! V skutočnosti z každého prostredia, ktorého teplota je vyššia ako nula. Zvyčajne sa ako také médium používa pôda vyhrievaná ... áno, slnkom! Tepelná kapacita vzduchu je dosť nízka, ale pôda ohriata cez leto udržuje teplo celkom dobre. Vo februárových 20-stupňových mrazoch môžete kopať hornú vrstvu a vidieť, že v hĺbke 10 - 20 centimetrov nie je zem zamrznutá, to znamená, že teplota je tam zjavne nad nulou. A v hĺbke 2-3 metre? Takéto „odpadové“ teplo sa nazýva teplo nízkeho stupňa. Je to niečo, čo je potrebné načerpať do nášho domu. Vo fyzike sa to nazýva „reverzný termodynamický cyklus“ analogicky s dopredným Carnotovým cyklom.

Prvýkrát som sa o túto problematiku začal zaujímať, keď sme postavili bezplatné artézske čerpacie stanice - „body“, kde môžete čerpať vodu z hlbokých studní - 100 - 120 m. Pamätám si, že tu bol úplne mráz, 25 stupňov, zabudol som si rukavice a moje ruky boli veľmi studené. Otočil som kohútik a voda sa mi zdala horúca! Ale jej teplota bola v skutočnosti 13-14 stupňov. 14 - (-25) - takmer 40 stupňov kontrastu! Samozrejme, bude sa to zdať horúce! Potom som si zrazu spomenul, ako to bývalo, v zime sme liezli do katakomb a tam tiež, po celý rok - 13-14 stupňov nad nulou. Až potom som si pomyslel - aké grandiózne a úplne slobodné teplo je pochované pod našimi nohami! Chodíme doslova na teplo a zároveň platíme nemalé peniaze za kúrenie a teplú vodu. Jedinou otázkou je prečerpávanie tohto tepla do nášho domu.

3.

Na takéto čerpanie je potrebné tepelné čerpadlo. Teplo z pôdy sa dá zase získať dvoma hlavnými spôsobmi. Prvá - z povrchovej vrstvy - 1,20 m až 1,50 m, teda odoberajúca teplo, ktoré dávalo slnko.

Teplo sa z pôdy odvádza pomocou plastovej hadice, ktorá sa položí po obvode pozemku v hĺbke 1 m. Je žiaduce, aby bola pôda vlhká (je lepšia na prenos tepla).Ak je pôda suchá, budete musieť zväčšiť dĺžku obrysu. Minimálna vzdialenosť medzi susednými potrubiami by mala byť asi 1 m. Ako nosič tepla sa používa obyčajná voda so špeciálnou nemrznúcou zmesou. Na získanie 10 kW na vykurovanie (v našich priemerných európskych podmienkach) bude potrebné položiť 350-450 bežných metrov potrubia. To bude trvať približne na pozemku s rozmermi 20 x 20 metrov.

Tepelné čerpadlo, ktoré odvádza teplo z povrchovej vrstvy

Výhody:

- relatívna lacnosť

Nevýhody:

- veľmi vysoké požiadavky na kvalitu úpravy.

- potreba veľkej plochy „odvádzania tepla“

Druhým spôsobom je odoberanie tepla z hlbín. To je miesto, kde je bezodná hlaveň! Ak totiž porovnáme našu planétu s jablkom, potom sa ukáže, že tvrdá zemská kôra, po ktorej kráčame, bude ešte tenšia ako pokožka tohto jablka. A potom - horúca láva, je to ona, ktorá vybuchne v podobe sopiek. Je jasné, že teplo z tejto obrovskej pece prúdi von. Preto je druhou populárnou konštrukciou čerpadiel využitie geotermálneho tepla, pre ktoré sa zavádzajú špeciálne sondy chladiča do hĺbky 150 - 170 m. Pozemné sondy sa v posledných rokoch veľmi rozšírili kvôli jednoduchosti usporiadania a nepatrnej potrebe technologickej oblasti. Takéto sondy spravidla pozostávajú zo zväzku štyroch paralelných plastových rúrok, ktorých konce sú zvarené špeciálnymi tvarovkami tak, aby vytvorili dva nezávislé obvody. Vŕtané operácie, ktoré sa tiež označujú ako dvojité sondy v tvare písmena U, prebiehajú za jeden deň.

Inštalácia tepelného čerpadla pre hlbokú studňu Nemcami z

V závislosti od rôznych faktorov by mala byť studňa niekde v hĺbke 60 - 200 m. Jeho šírka je 10 - 15 cm. Inštaláciu je možné realizovať na malej ploche pozemku. Objem obnovovacích prác po vŕtaní je zanedbateľný, vplyv studne je minimálny. Inštalácia neovplyvňuje hladinu podzemnej vody, pretože podzemná voda nie je zapojená do procesu. Kvôli teplu obsiahnutému v zemi je účinnosť takéhoto čerpadla dosť vysoká. Približné čísla sú také, že pri spotrebovaní 1 kW elektrickej energie na presun kvapaliny do zeme a späť získate 4 až 6 kW energie na vykurovanie. Úroveň investícií je dosť vysoká v prípade zariadenia založeného na teple zemského interiéru, ale na oplátku získate bezpečnú prevádzku s maximálnou dlhodobou životnosťou systému s dostatočne vysokým koeficientom premeny tepla.

Tepelné čerpadlo s chladičmi

Americké video o dvoch hlavných typoch tepelných čerpadiel

Výhody:

- malá oblasť „odvádzania tepla“

-spoľahlivosť

-vysoká účinnosť

Nevýhody:- Vysoká cena

Upozorňujeme, že obidva typy čerpadiel nemožno použiť vo všetkých regiónoch. O tom si povieme nižšie. Nemali by sme si však myslieť, že teplo je možné brať iba zo zeme. Môžete ho bezpečne vziať z nádrže - napríklad z jazera alebo mora. Môže sa použiť podzemná voda. Môže sa použiť vzduch, ale táto možnosť je vhodná pre krajiny s teplejším podnebím. Môžete dokonca použiť priemyselné teplo, napríklad teplo získané chladením v jadrových a tepelných elektrárňach atď. Stručne povedané, ak existuje nejaký „nevyčerpateľný“ a čo je najdôležitejší bezplatný zdroj tepla pre malé množstvo, je možné ho použiť. Tepelné čerpadlá môžu ľahko pracovať v režime „zima - leto“. To znamená, že v zime - ohrievač, v lete - chladnička. Spravidla nie je absolútne žiadny rozdiel v tom, ktorým smerom čerpať teplo. Inštaláciou tepelného čerpadla zima - leto teda klimatizácia už nie je potrebná.

Tepelné čerpadlo "zima-leto"

4.

Konštrukcia tepelného čerpadla je náročná inžinierska úloha a pri jeho návrhu je potrebné zohľadniť veľa faktorov, ako sú vlastnosti pôdy a informácie o podpovrchových procesoch.

Výhody tepelných čerpadiel, ktoré máme, sú teda:

• Platíte nie za teplo, ako v elektrických ohrievačoch, ale iba za jeho čerpanie. Za kilowatt prevádzky čerpadla získate 4 - 5 kilowattov tepla. To znamená, že „účinnosť“ (aj keď v skutočnosti je účinnosť tepelného čerpadla) je 300 - 400%.
• Vo veľkej miere prestanete byť závislí od cien energií, ktoré neustále rastú. Teda závisieť od štátu.
• 100% šetrné k životnému prostrediu. Úspora neobnoviteľných zdrojov energie a ochrana životného prostredia vrátane znižovania emisií CO2 do atmosféry.
• V skutočnosti stopercentne bezpečný. Žiadny otvorený plameň, žiadne výfukové plyny, žiadny oxid uhoľnatý, žiadny oxid uhličitý, žiadne sadze, žiadny zápach nafty, žiadny únik plynu, únik vykurovacieho oleja. Žiadne požiarne nebezpečné sklady uhlia, palivového dreva, vykurovacieho oleja alebo motorovej nafty;
• Spoľahlivosť. Minimum pohyblivých častí s dlhou životnosťou. Nezávislosť od dodávky palivového materiálu a jeho kvality. Prakticky bezúdržbové. Tepelné čerpadlo pracuje ticho a je kompatibilné s akýmkoľvek cirkulačným vykurovacím systémom a moderný dizajn umožňuje jeho inštaláciu v akejkoľvek miestnosti;
• všestrannosť vo vzťahu k typu použitej energie (elektrickej alebo tepelnej);
• široká škála kapacít (od zlomkov po desaťtisíce kilowattov).
• Tepelné čerpadlo je možné vyrobiť ručne, všetky komponenty sú v predaji. Najmä ak je v blízkosti domu nízkoteplotné teplo.
• Tepelné čerpadlo je neviditeľné a je možné ho dodať bez akýchkoľvek povolení.
• Široká škála aplikácií. Je zvlášť vhodný pre objekty umiestnené ďaleko od komunikácií - či už je to farma, chatová osada alebo čerpacia stanica na diaľnici. Tepelné čerpadlo je všeobecne všestranné a použiteľné v občianskej, priemyselnej aj súkromnej výstavbe.

5. V ZSSR

Sovietsky zväz bol vždy hrdý na „nevyčerpateľnosť“ svojich zdrojov energie z uhľovodíkov, ale ako vidíte teraz, ich rezervy sú skutočne veľké, ale celkom vyčerpateľné. Lacnosť týchto samotných dopravcov, v skutočnosti ich nulová cena, aj keď umelo udržiavaná, vôbec nestimulovala úspory energie. Betónové domy a nekvalitné okná, ktoré z hľadiska tepelnej izolácie tvorili pevné sito (náhodou som videl fotografie nových budov v infračervených lúčoch - tam zostávalo teplo ako z okien, tak aj zo spár medzi dlaždicami, no, samotné panely tiež neboli ničím izolované) nútené míňať kolosálne zdroje na kúrenie. Pridajte k tomu skutočnosť, že kúrenie v ZSSR bolo ústredné a pri dodávke sa stratila tretina až polovica tepla. Po ropnej kríze na začiatku 70. rokov sa ropa a plyn stali dôležitou devízovou komoditou a začali ju „zachraňovať“, aj keď veľmi svojráznym spôsobom - všetkým, čo sa dalo premeniť na elektrinu, pre čo bola grandiózna výstavba jadrových elektrární. program bol prijatý. Nikto ani nezakoktal o šetrení na takých „maličkostiach“, ako sú byty, verejné budovy, podniky. Ako mi povedal jeden absolútne typický sovietsky inžinier, „veľká krajina by mala zachrániť veľké“. Z čoho táto „veľká ekonomika“ pozostávala, som stále nechápal. Toto sa navyše hovorilo v obrovskej dielni, kde boli okná v jednom (!) Skle. Aby sa tam v zime udržala teplota minimálne 13 - 14 stupňov, kotolňa fungovala na plný výkon. Ďalšia vec je, že plyn na začiatku 90. rokov bol veľmi lacný, ale akonáhle sa cena mierne zvýšila, bol (kotolňa) okamžite (navždy) zatvorený a kúrenársky systém pracovníka bol vyrezaný a odovzdaný do šrotu .

Penzión "Družba" na Jalte. Vyhrievané a chladené tepelným čerpadlom voda-vzduch«

Teraz Ukrajina platí 500 dolárov za 1 000 kubických metrov plynu. Ak vykurujete tento obchod s použitím rovnakého množstva plynu, potom by pravdepodobne jeho produkty, pokiaľ ide o náklady na energiu, mali stáť viac ako tehly vyrobené zo zlata. Pred pár rokmi som však prešiel, plocha okien tam bola drasticky zmenšená, ich časť bola položená penovým betónom a zvyšok bol vymenený za kovoplastový.Ak uvažujú o opláštení stien tepelnoizolačným materiálom, bude to všeobecne vynikajúce. Za ZSSR sa to nerobilo, o takéto výdavky nebolo treba, pretože opakujem: plyn nestál vôbec nič, ale treba povedať, že v ojedinelých prípadoch sa tepelné čerpadlá používali aj v ZSSR. Neviem, ktorí nadšenci presne „udreli“ ich inštaláciu, ale ako to už býva, všetko sa obmedzilo na nejaké „experimentálne vzorky“. Penzión Družba v Jalte možno považovať za majstrovské dielo sovietskej architektonickej špičkovej techniky, ktorá bola v zime vykurovaná a v lete ochladzovaná pomocou tepelného čerpadla, ktoré odoberalo energiu z hlbín Čierneho mora (kde je stabilné a takmer nikdy neklesá). pod 7 stupňov). Čerpadlo, ktoré okrem vykurovania, ohrevu vody pre domácnosť, ohrievalo aj vonkajší bazén a zvládlo svoju úlohu aj v neskutočne chladnej zime rokov 2005 - 2006. V súkromných chatách boli dokonca experimentálne inštalácie geotermálnych tepelných čerpadiel. Samozrejme, nielen kdekoľvek, ale v najrozvinutejšej časti ZSSR - v pobaltských štátoch.

6.

V zahraničí

Tepelné čerpadlo nie je vôbec nové. Prvýkrát o tom uvažoval už spomínaný Carnot v roku 1824, keď vyvíjal svoj ideálny termodynamický cyklus. Ale prvý skutočný exemplár zostrojil Angličan William Thomson, lord Kelvin, o 28 rokov neskôr. Jeho „multiplikátor tepla“ používal vzduch ako pracovné médium (chladivo), zatiaľ čo teplo prijímal z vonkajšieho vzduchu. Prvý skúšobný model bol uvedený na trh vo Švajčiarsku a už viac ako storočie je táto hornatá krajina lídrom v oblasti využívania nízkoteplotného tepla. Pred druhou svetovou vojnou tu bol postavený prvý veľký závod s výkonom 175 kW. Systém tepelného čerpadla využíval teplo z riečnej vody a vykuroval radnicu v Zürichu. Navyše fungoval v režime „zima-leto“, v zime kúril a v lete ochladzoval vzduch vo vnútri budovy. Stále však až do roku 1973, dokonca aj na západe, bolo použitie tepelných čerpadiel rozdrobené. Skutočne im venovali pozornosť až po prudkom raste cien ropy. O sedem rokov neskôr, v roku 1980, boli v Spojených štátoch v prevádzke tri milióny tepelných čerpadiel. Až donedávna zostali lídrom v počte vydaných systémov USA, teraz je na prvom mieste Japonsko. Teraz v Spojených štátoch sa ročne vyrobí asi milión nových inštalácií. V tom istom roku 1980 bolo v západnej Európe 150 tisíc systémov, potom po ďalšom skoku v cenách plynu začiatkom 90. rokov, iba v roku 2006, sa predalo viac ako 450 tisíc kusov. Geotermálne čerpadlá tvoria štvrtinu všetkých čerpadiel. Švédsko, chladná severná krajina, sa stalo nesporným lídrom v počte tepelných čerpadiel v Európe. Napríklad len v roku 2006 sa predalo viac ako 120 tisíc kusov. Príkladom je 320 MW tepelná pumpa v Štokholme. Zdrojom tepla je voda Baltského mora s teplotou + 4 ° C, ochladením na + 2 ° C. V lete sa zvyšuje teplota a s ňou aj účinnosť stanice. Francúzsko je známe tým, že až 70% všetkej elektriny sa vyrába v jadrových elektrárňach, a možno má táto krajina najlepší energetický systém v Európe, aspoň ak vezmeme do úvahy veľké krajiny. Ale Francúzi to s tepelnými čerpadlami zobrali vážne - prechod k inštaláciám tepelných čerpadiel stimuluje aj štát. V iných vyspelých krajinách je však tiež stimulovaná. Spoločnosti ponúkajúce ekologické zariadenia majú daňové stimuly. Občianske nákupné systémy - s daňovým úverom (až 50%). V dôsledku týchto opatrení vzrástol predaj: v roku 2006 sa predalo 54 000 tepelných čerpadiel, čo vynieslo Francúzsko na druhé miesto v Európe po Švédsku. Aktívne sa predávajú aj klimatizačné systémy založené na tepelných čerpadlách: od januára do apríla 2007 sa ich objem zdvojnásobil.V priebehu roka sa predalo 51 000 kusov ročne. Nemecko je na „klasické“ zdroje energie mimoriadne chudobné, a preto existujú prísne normy pre energetickú účinnosť budov - „Národné normy pre spotrebu energie“ (ak by sa tieto normy zaviedli) v ZSSR alebo po ZSSR si nie som istý - zodpovedalo by im minimálne 1% štruktúr). Prísne požiadavky vedú k rozvoju trhu s tepelnými čerpadlami. V roku 2006 vzrástol predaj o 250%, do polovice roku 2008 presiahol celkový počet tepelných čerpadiel v krajine 300 tisíc. Nemecku patrí štvrté miesto v Európe, mierne za Fínskom. Spojené kráľovstvo je teraz v druhej fáze. Na tieto účely subvencujú prechod bytových a verejných budov na tepelné čerpadlá a podporujú ich použitie v nových developerských projektoch.

Na Ďalekom východe nie je Japonsko len jedným z lídrov z hľadiska počtu vyrobených a predaných tepelných čerpadiel, ale aj lídrom v oblasti zlepšovania technológií. Práve tu sa vyvíjajú nové chladivá a najmodernejšie inštalácie s najvyššou účinnosťou. Ale Čína, ktorá sa rúti na plné obrátky, zažíva akútny nedostatok energetických zdrojov. Preto orgány tejto komunistickej krajiny upriamili svoju pozornosť na tepelné čerpadlá. Čoskoro budú poskytnuté dotácie pre majiteľov budov, ktorí prechádzajú na obnoviteľné zdroje energie vrátane geotermálneho vykurovania. Napriek tomu, že trh sa stále vyvíja, jeho objemy sú pôsobivé: v Číne sa ročne predá asi 15 miliónov klimatizácií na báze tepelných čerpadiel. Niet pochýb o tom, že Číňania dokážu vyrobiť všetko, čo potrebujú, v akomkoľvek množstve a za veľmi rozumné ceny.

7.

Rusko a Ukrajina

Z nejakého dôvodu sa často vyjadruje názor, že tepelné čerpadlá v Rusku „nebudú fungovať“, pretože po prvé existujú lacné (v porovnaní so západom) energetické nosiče, v každom prípade nie je tak nákladné inštalovať čerpadlá vo veľkom množstve a po druhé, vďaka klimatickým vlastnostiam budú tieto čerpadlá neúčinné alebo všeobecne neúčinné, napríklad v podmienkach permafrostu. Ale tento názor nie je úplne správny. Nosiče energie sú v porovnaní s Európou stále lacné, ale majitelia tzv. „Ruský plyn“ sa bude usilovať zvýšiť svoje ceny na domácom trhu na svetový, nie je vôbec výhodné, aby ho predávali lacnejšie. Toto je ekonomika. Pokiaľ ide o „fyziku“, v skutočnosti je polovica Ruska v permafroste, ale žije tam 20 miliónov, nič viac. Zvyšok 120 - 125 je umiestnených na celkom vhodných miestach na inštaláciu VT. Prečo, povedzme, vo Fínsku ich možno staviť na desaťtisíce, ale v Karélii alebo Petrohrade je to „nerentabilné“? Pokiaľ ide o južné oblasti, nie sú tu vôbec žiadne problémy. Áno, ak si vezmeme tepelný výkon, pravdepodobne bude priemerné ruské tepelné čerpadlo stáť viac ako jeho náprotivok v Amerike alebo Japonsku, koniec koncov, klíma v Rusku je všeobecne chladnejšia. Ale na druhej strane, TN v Rostovskej oblasti bude pravdepodobne stále efektívnejší ako ten vo Fínsku. Všetko teda závisí od vládnej politiky, nič viac.

Typický sovietsky panelový dom. Streľba v infračervených lúčoch. Ako teplo zasahuje doslova, môžete vidieť všade. Kontrast je zateplená časť domu - prakticky však nedochádza k úniku tepla aj z tejto fotografie sa dá ťažko povedať, ako dobre je urobená izolácia.

Situácia na Ukrajine je ešte „zábavnejšia“. Už 20 rokov jeho úrady kričia o „energetickej nezávislosti“ a o „ruskom škrtení plynu“. Čo však ponúkli na oplátku? Podľa ich názoru je potrebné „diverzifikovať“ zdroje nákupu energie. Teda, že nakupovať nielen z Ruska, ale napríklad aj z Azerbajdžanu. Azerbajdžan však samozrejme nebude predávať plyn ani o cent lacnejšie ako Rusko, najmä preto, že Azerbajdžan tento plyn nevlastní, všetko je nejako viazané na západné spoločnosti. Takže zo zmeny predajcu sa nezmení absolútne nič. Skutočným spôsobom zníženia závislosti je zníženie spotreby uhľovodíkových palív.Tu sa nič neurobilo. Vôbec nič. Ukrajina spotrebuje len šialené množstvo plynu, ak si vezmete jeho populáciu a všeobecne dosť slabú ekonomiku. Napríklad spotrebúva viac plynu ako Francúzsko, zatiaľ čo Francúzsko je oveľa bohatšou krajinou. Ak by sa ale namiesto hysterických výkrikov a paranoidných fantázií o „plynovom ventile“, ktorý by jedného dňa v chladnej zime „zablokoval zákerný Moskal“, zaviedli bežné programy na úsporu tepla a všade, kde by to bolo možné, by sa začali inštalovať tepelné čerpadlá , potom by sa spotreba plynu, a teda závislosť od dodávateľov, mohla znížiť na polovicu. A keď vezmeme do úvahy, že Ukrajina vyrába aj plyn, potom by bolo všeobecne možné znížiť ho na minimum. Ale o tomto ti nikto nepovie. Zníženie spotreby plynu nie je pre orgány prospešné, pretože predajné spoločnosti s ním spojené zarábajú miliardy na sprostredkovateľoch. Kto by odmietol také ľahké peniaze? Éra tepelných čerpadiel tu teda nebude, aj keď sa stále inštalujú fragmentárne. Amatérski nadšenci.

Zástupcovia montovaných elektrární

Upozorňujeme, že tieto možnosti - termoelektrický generátor a plynový generátor sú teraz prioritami, preto sa vyrábajú hotové stanice na použitie, domáce aj priemyselné.

Tu je niekoľko z nich:

• Kachle Indigirka;
• Turistická pec „BioLite CampStove“;
• Elektráreň "BioKIBOR";
• Elektráreň „Eco“ s generátorom plynu „Cube“.

Bežná pec na tuhé palivo pre domácnosť (vyrobená podľa typu kachlí „Burzhayka“) vybavená termoelektrickým generátorom Peltier.

Perfektné pre letné chaty a malé domčeky, pretože je dostatočne kompaktné a dá sa prepravovať v aute.

Hlavná energia počas spaľovania palivového dreva sa používa na vykurovanie, ale súčasne existujúci generátor umožňuje aj získavanie elektriny s napätím 12 V a výkonom 60 W.

Rúra na pečenie „BioLite CampStove“.

Využíva tiež Peltierov princíp, ale je ešte kompaktnejší (hmotnosť je iba 1 kg), čo vám umožní vziať si ho na turistické výlety, ale množstvo energie generovanej generátorom je ešte menšie, ale bude to stačiť na nabiť baterku alebo telefón.

Používa sa tiež termoelektrický generátor, ale toto je už priemyselná verzia.

Výrobca na požiadanie môže vyrobiť zariadenie, ktoré poskytuje výkon elektriny s kapacitou od 5 kW do 1 MW. To však ovplyvňuje veľkosť stanice a tiež množstvo spotrebovaného paliva.

Napríklad zariadenie, ktoré produkuje 100 kW, spotrebuje 200 kg palivového dreva za hodinu.

Ale elektráreň Eco je generátor plynu. Jeho konštrukcia využíva plynový generátor „Cube“, benzínový spaľovací motor a elektrický generátor s výkonom 15 kW.

Okrem priemyselných hotových riešení si môžete samostatne kúpiť rovnaké termoelektrické generátory Peltier, ale bez kachlí, a použiť ich s akýmkoľvek zdrojom tepla.

Domáce stanice

Mnoho remeselníkov tiež vytvára stanice vlastnej výroby (zvyčajne založené na generátore plynu), ktoré sa potom predávajú.

To všetko naznačuje, že si môžete samostatne vyrobiť elektráreň z dostupných nástrojov a použiť ju na svoje vlastné účely.

Ďalej sa pozrime, ako si môžete zariadenie vyrobiť sami.

Na základe termoelektrického generátora.

Prvou možnosťou je elektráreň založená na Peltierovej doske. Ihneď podotýkame, že podomácky vyrobené zariadenie je vhodné iba na nabíjanie telefónu, baterky alebo na osvetlenie pomocou LED žiaroviek.

Na výrobu budete potrebovať:

• Kovové telo, ktoré bude hrať úlohu pece;
• Peltierova doska (predáva sa osobitne);
• Regulátor napätia s nainštalovaným USB výstupom;
• Výmenník tepla alebo iba ventilátor na zabezpečenie chladenia (môžete si vziať počítačový chladič).

Výroba elektrárne je veľmi jednoduchá:

1. Vyrábame kachle. Vezmeme si kovovú škatuľu (napríklad počítačovú skrinku), rozložíme ju tak, aby rúra nemala dno.V stenách dole robíme otvory pre prívod vzduchu. V hornej časti môžete nainštalovať rošt, na ktorý môžete umiestniť kanvicu atď.
2. Namontujte dosku na zadnú stenu;
3. Namontujte chladič na vrchnú časť dosky;
4. Na svorky z dosky, z ktorej napájame chladič, pripojíme regulátor napätia a tiež urobíme závery pre pripojenie spotrebiteľov.

Všetko funguje jednoducho: drevo rozpálime, pretože sa doska zahrieva, na jej svorkách sa bude vyrábať elektrina, ktorá sa bude dodávať do regulátora napätia. Chladič sa spustí a bude od neho pracovať, čím zabezpečí chladenie dosky.

Zostáva len pripojiť spotrebiteľov a monitorovať proces spaľovania v kachliach (včas vyhodiť palivové drevo).

Na základe generátora plynu.

Druhým spôsobom, ako vyrobiť elektráreň, je výroba splynovača. Takéto zariadenie je oveľa ťažšie vyrobiť, ale výkon elektriny je oveľa vyšší.

Na jeho výrobu budete potrebovať:

• Valcová nádoba (napríklad demontovaná plynová fľaša). Bude hrať úlohu kachlí, preto by mali byť vybavené poklopy na plnenie paliva a čistenie pevných produktov spaľovania, ako aj prívod vzduchu (na zabezpečenie lepšieho procesu spaľovania bude potrebný nútený ventilátor) a výstup plynu;
• Chladiaci chladič (môže byť vyrobený vo forme špirály), v ktorom bude chladený plyn;
• Kapacita na vytvorenie filtra typu „Cyclone“;
• Kapacita na vytvorenie filtra jemného plynu;
• Súprava benzínového generátora (môžete si však vziať akýkoľvek benzínový motor a bežný asynchrónny elektromotor na 220 V).

Výhody a nevýhody elektrárne na drevo

Drevná elektráreň je:

• Dostupnosť paliva;
• Schopnosť získať elektrinu kdekoľvek;
• Parametre prijatej elektriny sú veľmi odlišné;
• Zariadenie si môžete vyrobiť sami.
• Medzi nedostatky je potrebné poznamenať:
• Nie vždy vysoká účinnosť;
• Objemnosť konštrukcie;
• V niektorých prípadoch je výroba elektriny iba vedľajším účinkom;
• Na výrobu elektriny na priemyselné použitie sa musí spaľovať veľké množstvo paliva.

Všeobecne je výroba a použitie elektrární na tuhé palivá možnosťou, ktorá si zaslúži pozornosť, a môže sa stať nielen alternatívou k energetickým sieťam, ale môže pomôcť aj na miestach vzdialených od civilizácie.

Stručne o zásade konania

Aby ste v budúcnosti pochopili, prečo sú pri zostavovaní domáceho termoelektrického generátora potrebné určité časti, najskôr si povieme niečo o zariadení Peltierovho prvku a o tom, ako funguje. Tento modul sa skladá z termočlánkov zapojených do série medzi keramickými platňami, ako je to znázornené na obrázku nižšie.

Keď takýmto obvodom prejde elektrický prúd, dôjde k takzvanému Peltierovmu javu - jedna strana modulu sa zahreje, druhá ochladí. Prečo to potrebujeme? Všetko je veľmi jednoduché, ak pracujete v opačnom poradí: zahrejte jednu stranu dosky a druhú vychladnite, môžete vyrábať elektrinu nízkeho napätia a prúdu. Dúfame, že v tejto fáze je všetko jasné, preto sa obrátime na majstrovské kurzy, ktoré jasne ukážu, čo a ako vyrobiť termoelektrický generátor vlastnými rukami.

Bezplatná elektrina: spôsoby, ako si ju sami zaobstarať. Schémy, pokyny, fotografie a videá

Potom praskliny prekryte prúžkami bavlnenej látky, šírka každého prúžku je cm. Takto nedovolíte úniku tepla z domu. V dome je vhodné mať silné a masívne dvere, ktoré vám udržia veľa tepla. Môžete tiež čalúniť staré vchodové dvere koženkou vyplnenou penovou podložkou. Všetky trhliny je vhodné omietnuť polyuretánovou penou.

Ak sa rozhodnete pre inštaláciu nových dverí, skontrolujte, či si môžete ponechať tie staré, pretože medzi nimi vytvárajú vchodové dvere vzduchovú medzeru, ktorá izoluje teplo.Za radiátor pripevnite fóliu, ktorá bude odrážať teplo späť do miestnosti a cez stenu bude unikať len málo tepla. Je potrebné poznamenať, že medzera medzi fóliou a batériou musí byť najmenej 3 cm.

Ak z jedného alebo iného dôvodu nie je možné pripevniť clonu z kovovej fólie, skúste dom z vonkajšej strany izolovať.