Cum să obțineți căldură din frig cu conducte de căldură și fenomene capilare

Pentru a obține energie electrică, trebuie să găsiți o diferență de potențial și un conductor Oamenii au încercat întotdeauna să economisească bani, iar în era facturilor de utilități în continuă creștere, acest lucru nu este deloc surprinzător. Astăzi, există deja modalități prin care o persoană poate obține electricitate gratuită pentru el. De regulă, acestea sunt anumite instalații de bricolaj, care se bazează pe un generator electric.

Generator termoelectric și dispozitivul acestuia

Un generator termoelectric este un dispozitiv care generează energie electrică din căldură. Este o sursă excelentă de abur de electricitate, deși cu eficiență redusă.

Ca dispozitiv pentru conversia directă a căldurii în energie electrică, se folosesc generatoare termoelectrice, care utilizează principiul de funcționare al termocuplurilor convenționale

În esență, termoelectricitatea este conversia directă a căldurii în electricitate în conductoare lichide sau solide, iar apoi procesul invers de încălzire și răcire a contactului diferiților conductori folosind un curent electric.

Dispozitiv generator de căldură:

• Un generator de căldură are doi semiconductori, fiecare dintre aceștia constând dintr-un anumit număr de electroni;
• De asemenea, sunt interconectate de un conductor, deasupra căruia există un strat capabil să conducă căldura;
• Un conductor termionic este, de asemenea, atașat la acesta pentru transferul contactelor;
• Urmează stratul de răcire, urmat de semiconductor, ale cărui contacte duc la conductor.

Din păcate, un generator de căldură și energie nu este întotdeauna capabil să funcționeze cu capacități mari, prin urmare este utilizat în principal în viața de zi cu zi, și nu în producție.

Astăzi convertorul termoelectric nu este aproape niciodată folosit nicăieri. „Cere” o mulțime de resurse, ocupă și spațiu, dar tensiunea și curentul pe care le poate genera și converti sunt foarte mici, ceea ce este extrem de neprofitabil.

Oamenii de știință ruși primesc căldură utilă din frig

Principiul de funcționare al „TepHol”. Ilustrație de Yuri Aristov.

Oamenii de știință de la Institutul de Cataliză al SB RAS au descoperit cum să obțină căldură din frig, care poate fi utilizată pentru încălzire în condiții climatice dure. Pentru a face acest lucru, ei propun să absoarbă vaporii de metanol de către un material poros la temperaturi scăzute. Primele rezultate ale studiului au fost publicate în revista Applied Thermal Engineering.

Chimiștii au propus un ciclu numit „Căldură din frig” („TepHol”). Oamenii de știință convertesc căldura folosind procesul de adsorbție a metanolului într-un material poros. Adsorbția este procesul de absorbție a substanțelor dintr-o soluție sau amestec de gaze de către o altă substanță (adsorbant), care este utilizat pentru separarea și purificarea substanțelor. Substanța absorbită se numește adsorbat.

„Ideea a fost să prezicem teoretic care ar fi adsorbantul optim și apoi să sintetizăm un material real cu proprietăți apropiate de ideal”, a comentat unul dintre autorii studiului, doctorul în chimie, Yuri Aristov. - Substanța de lucru este vapori de metanol și este de obicei adsorbită cu carboni activi. Mai întâi am luat carboni activi disponibili comercial și i-am folosit. S-a dovedit că majoritatea dintre ei „nu funcționează” foarte bine, așa că am decis să sintetizăm noi adsorbanți cu metanol, specializați pentru ciclul TepHol, noi înșine. Acestea sunt materiale cu două componente: au o matrice poroasă, o componentă relativ inertă și o componentă activă - o sare care absoarbe bine metanolul ”.

Apoi, cercetătorii au efectuat o analiză termodinamică a ciclului TepHol, care oferă o idee aproximativă a procesului de transformare și au determinat condițiile optime pentru implementarea adsorbției. Oamenii de știință s-au confruntat cu sarcina de a afla dacă noul ciclu termodinamic poate oferi suficientă eficiență și putere pentru a genera căldură. Pentru a răspunde la această întrebare, a fost proiectat un prototip de laborator al instalației TepHol cu ​​un singur adsorbant, un evaporator și criostate care simulează aerul rece și apa care nu înghețează.

Adsorbantul a fost plasat într-un schimbător special de căldură de suprafață mare din aluminiu. Această instalație face posibilă producerea căldurii într-un mod intermitent: este eliberată atunci când adsorbantul absoarbe metanolul și apoi este nevoie de timp pentru a-l regenera. Pentru aceasta, presiunea metanolului peste adsorbant este redusă, ceea ce este facilitat de temperatura ambiantă scăzută. Testele prototipului TepHol au fost efectuate în condiții de laborator, unde au fost simulate condițiile de temperatură din iarna siberiană, iar experimentul a fost finalizat cu succes.

Primul prototip al dispozitivului TepHol: 1 - adsorbant, 2 - evaporator / condensator, 3 - termocriostate, 4 - pompă de vid.

„Prin utilizarea a două termostate naturale (rezervoare de căldură) în timpul iernii, de exemplu, aerul ambiant și apa neînghetată dintr-un râu, lac, mare sau apă subterană, cu o diferență de temperatură de 30-60 ° C, este posibil să se obțină căldură pentru încălzirea locuințelor. Mai mult, cu cât este mai frig afară, cu atât este mai ușor să obții căldură utilă ”, a spus Yuri Aristov.

Până în prezent, oamenii de știință au sintetizat patru noi sorbanți care sunt supuși testării. Potrivit autorilor, primele rezultate ale acestor teste sunt foarte încurajatoare.

„Metoda propusă vă permite să obțineți căldură direct la fața locului în regiuni cu ierni reci (nord-estul Rusiei, nordul Europei, Statele Unite și Canada, precum și Arctica), care le poate accelera dezvoltarea socio-economică. Utilizarea chiar și a unei cantități mici de căldură la temperaturi scăzute a mediului poate duce la o schimbare a structurii energiei moderne, poate reduce dependența societății de combustibilii fosili și poate îmbunătăți ecologia planetei noastre ”, a conchis Aristov.

În viitor, dezvoltarea oamenilor de știință ruși poate fi utilă pentru utilizarea rațională a deșeurilor termice la temperatură scăzută din industrie (de exemplu, apa de răcire evacuată de centralele termice și gazele care sunt un produs secundar al industriilor chimice și de rafinare a petrolului ), transport și locuințe și servicii comunale, precum și energie termică regenerabilă, în special în regiunile Pământului cu condiții climatice dure.

https://www.vesti.ru

Generator solar termic de energie electrică și unde radio

Sursele de energie electrică pot fi foarte diferite. Astăzi, producția de generatoare solare termoelectrice a început să câștige popularitate. Astfel de instalații pot fi utilizate în faruri, în spațiu, mașini, precum și în alte domenii ale vieții.

Generatoarele solare termice sunt o modalitate excelentă de a economisi energie

RTG (înseamnă generator termoelectric de radionuclizi) funcționează prin conversia energiei izotopului în energie electrică. Acesta este un mod foarte economic de a obține energie electrică aproape gratuită și posibilitatea iluminării în absența energiei electrice.

Caracteristici ale RTG:

• Este mai ușor să obțineți o sursă de energie din dezintegrarea izotopilor decât, de exemplu, să faceți același lucru încălzind un arzător sau o lampă cu kerosen;
• Producția de energie electrică și descompunerea particulelor este posibilă în prezența izotopilor speciali, deoarece procesul de descompunere a acestora poate dura zeci de ani.

Folosind o astfel de instalație, trebuie să înțelegeți că, atunci când lucrați cu modele vechi de echipamente, există riscul de a primi o doză de radiații și este foarte dificil să eliminați un astfel de dispozitiv. Dacă nu este distrus corespunzător, poate acționa ca o bombă de radiații.

Alegând producătorul instalației, este mai bine să stați la firmele care s-au dovedit deja. Cum ar fi Global, Altec (Altec), TGM (Tgm), Cryotherm, Termiona.

Apropo, un alt mod bun de a obține electricitate gratuit este un generator pentru colectarea undelor radio. Se compune din perechi de film și condensatori electrolitici, precum și diode de putere redusă. Un cablu izolat de aproximativ 10-20 de metri este luat ca antenă și un alt fir de împământare este atașat la o conductă de apă sau gaz.

Lecția 24. Cum se încălzește aerul atmosferic (§ 24) p.61

Vom răspunde la următoarele întrebări.

1. Cât din căldura și lumina soarelui ajunge la suprafața pământului?

Pe drumul energiei solare către suprafața Pământului se află atmosfera. Absoarbe o parte din energie, o transferă pe suprafața pământului și o reflectă înapoi în spațiu. Atmosfera absoarbe aproximativ 17% din energie, reflectă aproximativ 31% și trece restul de 49% la suprafața Pământului.

2. De ce nu ajunge întregul flux de energie solară la suprafața pământului?

Sursele de energie pentru toate procesele care au loc la suprafața Pământului sunt Soarele și intestinele planetei noastre. Soarele este principala sursă. O două miliarde din energia emisă de Soare ajunge la limita superioară a atmosferei. Cu toate acestea, chiar și o mică parte din energia solară nu ajunge pe deplin la suprafața Pământului.

O parte din razele soarelui sunt absorbite, împrăștiate în troposferă și reflectate înapoi în spațiul cosmic, iar o parte din aceasta ajunge pe Pământ și este absorbită de acesta. cheltuit pentru încălzirea acestuia.

Încălzirea aerului atmosferic. Temperatura straturilor inferioare de aer atmosferic depinde de temperatura suprafeței pe care se află. Razele soarelui, trecând prin aer transparent, aproape că nu îl încălzesc, dimpotrivă, prin nori și prin conținutul de impurități, se disipează, pierzând o parte din energie. Dar, așa cum am menționat deja, suprafața pământului se încălzește și aerul se încălzește deja din ea.

3. Ce se numește suprafața subiacentă?

Suprafața subiacentă este suprafața pământului care interacționează cu atmosfera, schimbă căldura și umezeala cu aceasta.

4. De ce condiții depinde încălzirea suprafeței subiacente?

Cantitatea de căldură și lumină solară care intră pe suprafața pământului depinde de unghiul de incidență al razelor solare. Cu cât soarele este mai mare deasupra orizontului, cu atât este mai mare unghiul de incidență al razelor soarelui, cu atât mai multă energie solară este primită de suprafața de bază.

5. Ce încălzește aerul ambiant?

Razele soarelui, trecând prin atmosferă, o încălzesc puțin. Atmosfera este încălzită de pe suprafața Pământului, care, absorbind energia solară, o transformă în căldură. Particulele de aer, în contact cu o suprafață încălzită, primesc căldură și o transportă în atmosferă. Așa se încălzește atmosfera inferioară. Evident, cu cât suprafața Pământului primește mai multă radiație solară, cu atât se încălzește mai mult, cu atât aerul se încălzește mai mult din ea.

6. De ce temperatura aerului scade în principal cu altitudinea?

Atmosfera este încălzită în principal de energia absorbită de suprafață. Prin urmare, temperatura aerului scade odată cu altitudinea.

7. Cum se schimbă temperatura aerului în timpul zilei?

Temperatura aerului se schimbă întotdeauna pe tot parcursul zilei. Depinde de cantitatea de căldură solară care intră pe Pământ. Cele mai ridicate temperaturi din timpul zilei sunt întotdeauna la prânz, deoarece Soarele răsare la cea mai mare altitudine în acest timp. Înseamnă că încălzește o suprafață mare. Apoi începe să scadă și scade și temperatura.Timp de 24 de ore, cea mai scăzută temperatură se observă mai aproape de dimineață (la ora 3-4 dimineața). După răsăritul soarelui, temperatura începe să crească înapoi.

8. La ce oră a zilei se observă temperatura maximă și minimă a aerului?

Temperatura minimă a aerului va fi în orele premergătoare. Acest lucru se datorează faptului că soarele a fost sub orizont toată noaptea și aerul s-a răcit. Temperatura maximă a aerului este de obicei observată în jurul prânzului, când soarele atinge zenitul și unghiul de incidență al razelor solare este maxim. În acest moment al zilei, se observă temperatura maximă din timpul zilei, care, de regulă, începe să scadă după-amiaza. Și după apusul soarelui, soarele încetează complet să încălzească pământul și temperatura aerului începe să tindă la valoarea minimă.

Vom investiga condițiile de încălzire ale suprafeței subiacente și vom învăța cum să explicăm modificările temperaturii aerului în timpul zilei.

1. Razele solare în atmosferă

În figură, scrieți valorile fracțiilor (în%) ale energiei solare absorbite de Pământ și reflectate de acesta în spațiul cosmic.

2. Subsuprafață

Completează cuvintele lipsă.

Suprafața pământului, care interacționează cu atmosfera, participând la schimbul de căldură și umiditate, se numește suprafața subiacentă.

Completează cuvintele lipsă.

Cantitatea de căldură și lumină solară care intră pe suprafața pământului depinde de unghiul de incidență al razelor solare. Cu cât soarele este mai mare deasupra orizontului, cu atât este mai mare unghiul de incidență al razelor soarelui, cu atât mai multă energie solară este primită de suprafața subiacentă.

Indicați cât de mult din energia soarelui este absorbită de diferite tipuri de suprafață subiacentă.

3. Modificarea temperaturii aerului în timpul zilei.

Pe baza datelor observațiilor vremii din Moscova pe 16 aprilie 2013 (vezi tabelul), analizează schimbarea temperaturii aerului în timpul zilei.

Aflați ora răsăritului și a apusului, înălțimea maximă a Soarelui deasupra orizontului pe Internet la linkul https://voshod-solnca.ru/.

Noaptea, temperatura aerului a scăzut de la + 14 ° С (la ora 20:00), atingând valoarea minimă de + 5 ° С (la ora 5:00). În acest timp, suprafața subiacentă nu a fost iluminată de Soare, prin urmare s-a răcit, iar stratul de aer de la suprafață s-a răcit.

Răsăritul a avut loc la 5 ore 39 minute.

În decurs de 4 ore după răsăritul soarelui, suprafața de bază a fost ușor încălzită, deoarece unghiul de incidență al razelor solare era mic în acel moment.

Pe măsură ce Soarele se ridică deasupra orizontului, unghiul de incidență al razelor soarelui crește, suprafața subiacentă se încălzește din ce în ce mai mult, renunțând la căldura sa către stratul de aer inferior. O creștere a temperaturii aerului a fost observată între orele 9-14, adică La 3 ore după răsărit.

Cea mai înaltă înălțime a Soarelui a fost observată la prânz adevărat (12 ore 40 minute).

După-amiază, suprafața de bază a continuat să se încălzească, astfel încât temperatura aerului a continuat să crească de la + 13 ° С (la 12:00) la + 16 ° С (la 14:00).

Soarele scădea, suprafața subiacentă primea din ce în ce mai puțină căldură și temperatura lui începea să scadă. Acum aerul și-a dat căldura suprafeței subiacente. De la ora 20 temperatura aerului a început să scadă de la valoarea maximă de + 16 ° С (la ora 19) până la miezul nopții. În orele de noapte ale zilei următoare, temperatura aerului a continuat să scadă.

Astfel, variația zilnică a temperaturii aerului la Moscova pe 16 aprilie 2013 se caracterizează printr-o scădere nocturnă la o valoare minimă de + 3 ° С (la 7:00) și o creștere pe timp de zi la o valoare maximă de + 16 ° С ( la 14:00). + 16 ° С - + 3 ° С = 13 ° С.

Școala Pathfinder

Faceți lucrarea la p. 126 manuale.

Notați răspunsurile la următoarele întrebări.

S-a schimbat puterea de lumină a lămpii când se schimbă poziția pătratului de carton fără decupaj?

Este necesar să derulați vizual experimentul și să-l scrieți secvențial conform manualului.(individual)

Cum s-a schimbat aria părții iluminate cu o creștere secvențială a unghiului de incidență a razelor pe suprafața unui pătrat de carton fără decupaj?

Este necesar să derulați vizual experimentul și să-l scrieți secvențial conform manualului. (individual)

S-a schimbat cantitatea de lumină pe unitatea de suprafață a părții iluminate (de exemplu, cu 1 cm)?

Este necesar să derulați vizual experimentul și să-l scrieți secvențial conform manualului. (individual)

Cum să faci un element Peltier cu propriile mâini

Un element comun Peltier este o placă asamblată din părți din diferite metale cu conectori pentru conectarea la o rețea. O astfel de placă trece un curent prin ea însăși, încălzindu-se pe o parte (de exemplu, până la 380 de grade) și lucrând de la frig pe de altă parte.

Elementul Peltier este un traductor termoelectric special care funcționează conform principiului cu același nume pentru alimentarea curentului electric.

Un astfel de termogenerator are principiul opus:

• O parte poate fi încălzită prin arderea combustibilului (de exemplu, un foc pe lemne sau altă materie primă);
• Cealaltă parte, dimpotrivă, este răcită de un schimbător de căldură lichid sau aer;
• Astfel, curentul este generat pe fire, care poate fi utilizat în funcție de nevoile dumneavoastră.

Este adevărat, performanța dispozitivului nu este foarte bună, iar efectul nu este impresionant, dar, totuși, un astfel de modul simplu de casă poate încărca telefonul sau conecta o lanternă cu LED.

Acest element generator are avantajele sale:

• Muncă tăcută;
• Capacitatea de a folosi ceea ce este la îndemână;
• Greutate redusă și portabilitate.

Astfel de sobe de casă au început să câștige popularitate în rândul celor cărora le place să petreacă noaptea în pădure lângă foc, folosind darurile pământului și care nu sunt contrari cu obținerea electricității gratuit.

Modulul Peltier este folosit și pentru răcirea plăcilor de computer: elementul este conectat la placă și de îndată ce temperatura devine mai mare decât temperatura admisibilă, începe să răcească circuitele. Pe de o parte, un spațiu de aer rece pătrunde în dispozitiv, pe de altă parte, unul fierbinte. Modelul de 50X50X4mm (270w) este popular. Puteți cumpăra un astfel de dispozitiv într-un magazin sau îl puteți crea singur.

Apropo, conectarea unui stabilizator la un astfel de element vă va permite să obțineți un încărcător excelent pentru aparatele de uz casnic la ieșire, și nu doar un modul termic.

Pentru a crea un element Peltier acasă, trebuie să luați:

• Conductori bimetalici (aproximativ 12 bucăți sau mai mult);
• Două plăci ceramice;
• Cabluri;
• Ciocan de lipit.

Schema de fabricație este următoarea: conductorii sunt lipiți și așezați între plăci, după care sunt fixați strâns. În acest caz, trebuie să vă amintiți despre fire, care vor fi apoi atașate la convertorul de curent.

Domeniul de utilizare al unui astfel de element este foarte divers. Deoarece una dintre părțile sale tinde să se răcească, cu ajutorul acestui dispozitiv puteți face un frigider mic de călătorie sau, de exemplu, un aparat de aer condiționat automat.

Dar, ca orice dispozitiv, acest termoelement are avantajele și dezavantajele sale. Plusurile includ:

• Dimensiune compactă;
• Capacitatea de a lucra împreună cu elemente de răcire sau încălzire împreună sau fiecare separat;
• Funcționare silențioasă, practic silențioasă.

Minusuri:

• Nevoia de a controla diferența de temperatură;
• Consum ridicat de energie;
• Nivel scăzut de eficiență la costuri ridicate.

Distribuția luminii solare și a căldurii pe suprafața Pământului

Smochin. 88. Modificări ale înălțimii Soarelui și ale lungimii umbrei pe tot parcursul anului

Cum se schimbă înălțimea Soarelui deasupra orizontului pe tot parcursul anului. Pentru a afla, amintiți-vă rezultatele observațiilor dvs. despre lungimea umbrei pe care gnomonul (stâlpul de 1 m lungime) o aruncă la prânz. În septembrie, umbra avea aceeași lungime, în octombrie a devenit mai lungă, în noiembrie - chiar mai lungă, în 20 decembrie - cea mai lungă. De la sfârșitul lunii decembrie, umbra scade din nou. Schimbarea lungimii umbrei gnomonului arată că pe tot parcursul anului Soarele la prânz este la diferite înălțimi deasupra orizontului (Fig. 88).Cu cât soarele este mai sus deasupra orizontului, cu atât umbra este mai scurtă. Cu cât Soarele este mai jos deasupra orizontului, cu atât umbra este mai lungă. Soarele răsare cel mai înalt în emisfera nordică pe 22 iunie (în ziua solstițiului de vară), iar poziția sa cea mai joasă este pe 22 decembrie (în ziua solstițiului de iarnă).

Smochin. 89. Dependența de iluminare și încălzirea suprafeței de unghiul de incidență al soarelui

Smochin. 90. Modificarea unghiului de incidență a razelor solare în funcție de anotimpuri

De ce încălzirea suprafeței depinde de înălțimea soarelui? Smochin. 89 se poate observa că aceeași cantitate de lumină și căldură provenind de la Soare, la poziția sa înaltă, cade pe o zonă mai mică, iar la o poziție joasă, pe una mai mare. Care zonă se va încălzi? Desigur, cea mai mică, deoarece razele sunt concentrate acolo.

În consecință, cu cât Soarele este mai sus deasupra orizontului, cu atât razele sale cad mai rectilinie, cu atât suprafața pământului se încălzește mai mult, iar din acesta aerul. Apoi vine vara (Fig. 90). Cu cât Soarele este mai jos deasupra orizontului, cu atât unghiul de incidență al razelor este mai mic și cu atât suprafața se încălzește mai puțin. Vine iarna.

Cu cât este mai mare unghiul de incidență al razelor solare pe suprafața pământului, cu atât este mai luminat și încălzit.

Cum se încălzește suprafața Pământului. Pe suprafața Pământului sferic, razele soarelui cad sub diferite unghiuri. Cel mai mare unghi de incidență al razelor la ecuator. Scade spre poli (Fig. 91).

Smochin. 91. Schimbarea unghiului de incidență a razelor solare în direcția de la ecuator la poli

În cel mai mare unghi, aproape vertical, razele soarelui cad pe ecuator. Suprafața terestră de acolo primește cea mai mare căldură solară, deci ecuatorul este fierbinte pe tot parcursul anului și nu se schimbă anotimpurile.

Cu cât nordul sau sudul sunt mai departe de ecuator, cu atât este mai mic unghiul de incidență al razelor solare. Ca urmare, suprafața și aerul se încălzesc mai puțin. Se face mai frig decât la ecuator. Apar anotimpurile: iarna, primăvara, vara, toamna.

Iarna, razele soarelui nu ajung la poli și în regiunile circumpolare. Soarele nu apare peste orizont de câteva luni, iar ziua nu vine. Acest fenomen se numește noapte polară... Suprafața și aerul devin foarte reci, așa că iernile sunt foarte dure acolo. Vara, Soarele nu apune luni peste orizont și strălucește în permanență (noaptea nu vine) - aceasta este ziua polară... S-ar părea că dacă vara durează atât de mult, atunci și suprafața ar trebui să se încălzească. Dar Soarele este situat jos deasupra orizontului, razele sale alunecând doar pe suprafața Pământului și cu greu îl încălzesc. Prin urmare, vara lângă poli este rece.

Iluminarea și încălzirea suprafeței depind de locația sa pe Pământ: cu cât este mai aproape de ecuator, cu atât este mai mare unghiul de incidență al razelor solare, cu atât suprafața se încălzește. Pe măsură ce distanța de la ecuator la poli scade, unghiul de incidență al razelor scade, respectiv, suprafața se încălzește mai puțin și devine mai rece. Material de pe site-ul //iEssay.ru

Plantele încep să prospere primăvara

Valoarea luminii și a căldurii pentru viața sălbatică. Lumina soarelui și căldura sunt necesare pentru toate viețuitoarele. Primăvara și vara, când este multă lumină și căldură, plantele sunt în floare. Odată cu sosirea toamnei, când Soarele cade deasupra orizontului și cantitatea de lumină și căldură scade, plantele își aruncă frunzele. Odată cu debutul iernii, când durata zilei este scurtă, natura este în repaus, unele animale (urși, bursuci) chiar hibernează. Când vine primăvara și Soarele răsare din ce în ce mai sus, plantele încep să crească din nou activ, lumea animală prinde viață. Și toate acestea sunt datorate Soarelui.

Plantele ornamentale precum monstera, ficusul, sparanghelul, dacă sunt îndreptate treptat spre lumină, cresc uniform în toate direcțiile. Dar plantele cu flori nu tolerează o astfel de permutare. Azaleea, camelia, mușcatul, fuchsia, begonia aruncă muguri și chiar pleacă aproape imediat.Prin urmare, este mai bine să nu rearanjați plantele „sensibile” în timpul înfloririi.

Nu ați găsit ceea ce căutați? Utilizați căutarea ↑↑↑

Pe această pagină material despre subiecte:

• pe scurt distribuția luminii și a căldurii pe glob

Generator simplu de casă

În ciuda faptului că aceste dispozitive nu sunt populare acum, în acest moment nu există nimic mai practic decât o unitate termogeneratoare, care este destul de capabilă să înlocuiască o sobă electrică, o lampă de iluminat într-o călătorie sau să ajute, dacă încărcarea la un telefon mobil se strică, porniți geamul electric. Acest tip de energie electrică va ajuta și la domiciliu în cazul unei întreruperi a curentului. Poate fi obținut gratuit, s-ar putea spune, pentru o minge.

Deci, pentru a crea un generator termoelectric, trebuie să pregătiți:

• Regulator de voltaj;
• Ciocan de lipit;
• Orice corp;
• Radiatoare de răcire;
• Pasta termică;
• Elemente de încălzire Peltier.

Asamblarea dispozitivului:

• În primul rând, este realizat corpul dispozitivului, care ar trebui să fie fără fund, cu găuri în partea inferioară pentru aer și în partea superioară cu un suport pentru recipient (deși acest lucru nu este necesar, deoarece este posibil ca generatorul să nu funcționeze pe apă) ;
• Apoi, un element Peltier este atașat la corp și un radiator de răcire este atașat la partea sa rece prin pastă termică;
• Apoi, trebuie să lipiți stabilizatorul și modulul Peltier, în funcție de polii lor;
• Stabilizatorul ar trebui să fie foarte bine izolat, astfel încât umezeala să nu ajungă acolo;
• Rămâne să îi verificăm funcționarea.

Apropo, dacă nu există nicio modalitate de a obține un radiator, puteți folosi în schimb un răcitor de computer sau un generator de mașină. Nimic teribil nu se va întâmpla dintr-un astfel de înlocuitor.

Stabilizatorul poate fi achiziționat cu un indicator de diodă care va da un semnal luminos atunci când tensiunea atinge valoarea specificată.

Termocuplu DIY: caracteristici ale procesului

Ce este un termocuplu? Un termocuplu este un circuit electric format din două elemente diferite cu un contact electric.

TermoEMF al unui termocuplu cu o diferență de temperatură de 100 de grade la marginile sale este de aproximativ 1 mV. Pentru ao face mai mare, mai multe termocupluri pot fi conectate în serie. Veți obține un termopil, al cărui termoEMF va fi egal cu suma totală a EMF a termocuplurilor incluse în acesta.

Procesul de fabricație a termocuplului este după cum urmează:

• Se creează o conexiune puternică din două materiale diferite;
• Se ia o sursă de tensiune (de exemplu, o baterie pentru mașină) și firele din diferite materiale pre-răsucite într-un pachet sunt conectate la un capăt al acesteia;
• În acest moment, trebuie să aduceți un cablu conectat la grafit la celălalt capăt (o tijă obișnuită este potrivită aici).

Apropo, este foarte important ca siguranța să nu funcționeze sub tensiune înaltă! Indicatorul maxim în acest sens este de 40-50 de volți. Dar este mai bine să începeți cu puteri mici de la 3 la 5 kW, crescându-le treptat.

Există, de asemenea, o modalitate de „apă” de a crea un termocuplu. Acesta constă în asigurarea încălzirii firelor conectate ale viitoarei structuri cu o descărcare de arc care apare între ele și o soluție puternică de apă și sare. În procesul unei astfel de interacțiuni, vaporii de „apă” țin materialele laolaltă, după care termocuplul poate fi considerat gata. În acest caz, contează cu ce diametru este produs produsul. Nu ar trebui să fie prea mare.

Curent electric gratuit cu propriile mâini (video)

Obținerea electricității gratuite nu este atât de dificilă pe cât pare. Datorită diferitelor tipuri de generatoare care lucrează cu surse diferite, nu mai este înfricoșător să rămâi fără lumină în timpul unei întreruperi de curent. Puțină abilitate și aveți deja propriul mini-post pentru generarea de energie electrică.

O centrală electrică pe lemne este una dintre modalitățile alternative de a furniza energie electrică consumatorilor.

Un astfel de dispozitiv este capabil să obțină energie electrică la un cost minim al resurselor energetice și chiar în acele locuri în care nu există deloc o sursă de energie.

O centrală electrică care folosește lemn de foc poate fi o opțiune excelentă pentru proprietarii de căsuțe de vară și case de țară.

Există, de asemenea, versiuni în miniatură care sunt potrivite pentru iubitorii de drumeții lungi și activități în aer liber. Dar mai întâi lucrurile.

CONȚINUT (faceți clic pe butonul din dreapta):

Caracteristici ale

O centrală electrică pe lemne este departe de a fi o nouă invenție, dar tehnologiile moderne au făcut posibilă îmbunătățirea oarecum a dispozitivelor dezvoltate anterior. Mai mult, sunt folosite mai multe tehnologii diferite pentru a genera electricitate.

În plus, conceptul „pe lemn” este oarecum inexact, deoarece orice combustibil solid (lemn, așchii de lemn, paleți, cărbune, cocs), în general, orice poate arde, este potrivit pentru funcționarea unei astfel de stații.

Imediat, observăm că lemnul de foc, sau mai bine zis procesul de ardere al acestora, acționează doar ca o sursă de energie care asigură funcționarea dispozitivului în care este generată electricitatea.

Principalele avantaje ale acestor centrale electrice sunt:

• Capacitatea de a utiliza o mare varietate de combustibili solizi și disponibilitatea acestora;
• Obținerea electricității oriunde;
• Utilizarea diferitelor tehnologii vă permite să primiți energie electrică cu o gamă largă de parametri (suficientă doar pentru reîncărcarea regulată a telefonului și înainte de alimentarea echipamentelor industriale);
• Poate acționa și ca alternativă dacă întreruperile de curent sunt comune și, de asemenea, principala sursă de energie electrică.

Caracteristici ale încălzirii geotermale la domiciliu

Încălzirea geotermală este un tip de sistem de încălzire în care energia este luată de la sol.

Un astfel de sistem poate fi construit cu propriile mâini, din acest motiv popular în Europa, precum și zona mijlocie a Rusiei... Dar unii cred că aceasta este o modă care va trece în curând.

Astfel de echipamente camere mari greu de încălzit, deoarece temperatura solului în locurile în care se află schimbătoarele de căldură, de regulă, este 6-8 ° C.

Dar, în special echipamentele scumpe concepute pentru o scară de producție sunt capabile să producă multă energie... Doar dispozitivele de acest tip au cost imens.

Versiune clasică

După cum sa menționat, o centrală electrică pe lemne utilizează mai multe tehnologii pentru a genera electricitate. Clasicul dintre ele este energia aburului, sau pur și simplu a motorului cu aburi.

Totul este simplu aici - lemnul de foc sau orice alt combustibil, care arde, încălzește apa, în urma căreia se transformă într-o stare gazoasă - abur.

Aburul rezultat este alimentat la turbina grupului generator și, prin rotire, generatorul generează electricitate.

Deoarece motorul cu abur și grupul electrogen sunt conectate într-un singur circuit închis, după trecerea prin turbină, aburul este răcit, alimentat din nou în cazan și întregul proces se repetă.

O astfel de amenajare a centralei electrice este una dintre cele mai simple, dar are o serie de dezavantaje semnificative, dintre care unul este pericolul de explozie.

După trecerea apei la o stare gazoasă, presiunea din circuit crește semnificativ și, dacă nu este reglată, există o mare probabilitate de rupere a conductei.

Și, deși sistemele moderne utilizează un set întreg de supape de control al presiunii, funcționarea unui motor cu abur necesită în continuare o monitorizare constantă.

În plus, apa obișnuită utilizată în acest motor poate provoca formarea de scări pe pereții conductelor, ceea ce scade eficiența stației (scara afectează transferul de căldură și reduce fluxul de conducte).

Dar acum această problemă este rezolvată folosind apă distilată, lichide, impurități purificate care precipită sau gaze speciale.

Dar, pe de altă parte, această centrală electrică poate îndeplini o altă funcție - de a încălzi camera.

Totul este simplu aici - după îndeplinirea funcției sale (rotația turbinei), aburul trebuie răcit astfel încât să intre din nou într-o stare lichidă, care necesită un sistem de răcire sau, pur și simplu, un radiator.

Și dacă așezăm acest radiator în interior, atunci la final vom obține nu numai energie electrică de la o astfel de stație, ci și căldură.

Cum funcționează colectorul - este simplu

Oricare dintre structurile luate în considerare în articol pentru conversia energiei solare în energie termică are două componente principale - un schimb de căldură și un dispozitiv de acumulare a luminii. Al doilea servește pentru a prinde razele soarelui, primul - pentru a le modifica în căldură.

Cel mai avansat colector este cel de vid. În ea, acumulatorii-țevi sunt introduse unul în celălalt și între ele se formează un spațiu fără aer. De fapt, avem de-a face cu un termos clasic. Colectorul de vid, datorită designului său, asigură o izolare termică perfectă a dispozitivului. Apropo, conductele din el au o formă cilindrică. Prin urmare, razele Soarelui le-au lovit perpendicular, ceea ce garantează primirea unei cantități mari de energie de către colector.

Dispozitive de vid progresiv

Există, de asemenea, dispozitive mai simple - țevi și plate. Galeria de vid le depășește în toate privințele. Singura sa problemă este complexitatea relativ ridicată a producției. Este posibil să asamblați un astfel de dispozitiv acasă, dar va necesita mult efort.

Purtătorul de căldură din colectoarele solare de încălzire în cauză este apa, care costă puțin, spre deosebire de orice tip modern de combustibil, și nu emite dioxid de carbon în mediu. Un dispozitiv de captare și transformare a razelor Soarelui, pe care îl puteți face singur, cu parametri geometrici de 2x2 metri pătrați, este capabil să vă ofere aproximativ 100 de litri de apă caldă în fiecare zi timp de 7-9 luni. Și structurile mari pot fi utilizate pentru încălzirea unei case.

Dacă doriți să realizați un colector pentru utilizare pe tot parcursul anului, va trebui să instalați schimbătoare de căldură suplimentare pe acesta, două circuite cu agent antigel și să-i măriți suprafața. Astfel de dispozitive vă vor oferi căldură atât pe vreme însorită, cât și pe cea înnorată.

Generatoare termoelectrice

Centralele electrice cu generatoare construite conform principiului Peltier sunt o opțiune destul de interesantă.

Fizicianul Peltier a descoperit efectul că, atunci când electricitatea este trecută prin conductori constând din două materiale diferite, căldura este absorbită pe unul dintre contacte, iar căldura este eliberată pe al doilea.

Mai mult, acest efect este opus - dacă pe o parte conductorul este încălzit, iar pe de altă parte - răcit, atunci va fi generată electricitate în el.

Tocmai efectul opus este utilizat în centralele electrice pe lemne. Când sunt arse, încălzesc o jumătate a plăcii (care este un generator termoelectric), format din cuburi formate din metale diferite, iar cea de-a doua parte a acesteia este răcită (pentru care se folosesc schimbătoare de căldură), ca urmare a cărei energie electrică apare pe bornele plăcii.

Generatoare de gaz

Al doilea tip este generatoarele de gaz. Un astfel de dispozitiv poate fi utilizat în mai multe direcții, inclusiv generarea de energie electrică.

Merită menționat aici că un astfel de generator în sine nu are nimic de-a face cu electricitatea, deoarece sarcina sa principală este de a genera gaz combustibil.

Esența funcționării unui astfel de dispozitiv se rezumă la faptul că în procesul de oxidare (combustie) a combustibilului solid, sunt emise gaze, inclusiv gaze combustibile - hidrogen, metan, CO, care pot fi utilizate în diverse scopuri.

De exemplu, astfel de generatoare au fost utilizate anterior în mașini, unde motoarele convenționale cu ardere internă funcționau perfect pe gazul emis.

Datorită tremurărilor constante ale combustibilului, unii șoferi și motocicliști au început deja să instaleze aceste dispozitive pe mașinile lor.

Adică, pentru a obține o centrală electrică, este suficient să aveți un generator de gaz, un motor cu ardere internă și un generator convențional.

În primul element, va fi eliberat gaz, care va deveni combustibil pentru motor și care, la rândul său, va roti rotorul generatorului pentru a obține electricitate la ieșire.

Avantajele centralelor electrice pe gaz includ:

• Fiabilitatea proiectării generatorului de gaz în sine;
• Gazul rezultat poate fi utilizat pentru a acționa un motor cu ardere internă (care va deveni un motor pentru un generator electric), un cazan pe gaz, un cuptor;
• În funcție de motorul cu ardere internă și de generatorul electric implicat, electricitatea poate fi obținută chiar și în scopuri industriale.

Principalul dezavantaj al generatorului de gaz este structura greoaie, deoarece trebuie să includă un cazan, unde au loc toate procesele de producție a gazului, sistemul de răcire și purificare al acestuia.

Și dacă acest dispozitiv urmează să fie utilizat pentru a genera electricitate, atunci în plus stația ar trebui să includă și un motor cu ardere internă și un generator electric.

Căldură gratuită împotriva crizei energetice

În secolul XX, electricitatea a forțat foarte mult calul și focul din sectorul „energiei”, dar să ne gândim - de la ce provine această electricitate? Acesta a fost inițial produs de generatoare de turbine acționate de un motor cu aburi care, la rândul său, consuma cărbune. De ce au început să construiască centrale hidroelectrice, apoi au apărut turbine cu gaz, turbine care funcționează pe motorină și turbine eoliene. Dar atât vântul, cât și mișcarea apei sunt fenomene fizice, iar gazul, cărbunele și petrolul - ca biologice - sunt „produsul” activității solare. Energia nucleară nu are legătură directă cu soarele, însă centrala nucleară în sine este cea mai complexă și neobișnuit de scumpă structură. În era fizicii cuantice și a semiconductoarelor, au apărut celulele solare, dar vreau să vă avertizez imediat: nu cumpărați acest lucru. Da, pot fi folosite acolo unde nu există altceva, de exemplu, pe nave spațiale, dar nu vă sfătuiesc să fantez cum veți lipi acoperișul casei dvs. cu aceste plăci albastre și veți „la fel” să primiți pentru totdeauna energie. Acesta nu este un mic calculator, aceasta este o casă sau un apartament, adică kilowați de putere. Instalarea nu va fi niciodată rentabilă. Cu toate acestea, atunci când vorbim despre „energia” secolului al XIX-lea, vom ține cont de faptul că a fost irosită exclusiv pe mișcare și căldură, adică pe încălzirea locuinței, acum există mai multe zone de consum, dar încălzire, adică transformarea acestuia în căldură este una dintre cele mai scumpe. Vedeți câte încălzitoare electrice sunt produse și vândute! Dar pentru a încălzi cu „electricitate curată”, arzând doar kilowați în kilocalorii - înălțimea deșeurilor. Încălzirea cu gaz pare să fie mult mai convenabilă, dar gazul devine tot mai scump tot timpul, rețelele de gaz sunt scumpe de instalat și întreținut, plus măsurile de securitate draconice impuse echipamentului. Cărbunele pare a fi un anacronism clar, dar este încă încălzit cu acesta, în special în casele private din zonele rurale. Iar „futurologii” prezic ce se va întâmpla când va dispărea tot acest petrol, gaz și cărbune. Anumite semne indică, de asemenea, că răcirea alunecării de teren poate urma încălzirea curentă. Ce să fac? În limba rusă, cuvintele „foame” și „frig” provin în mod clar de la un „strămoș” comun. Căci frigul este automat foamea, iar foamea este garantată moartea.

1.

Cu toate acestea, energia, a cărei lipsă ni se spune în fiecare zi, se află literalmente sub picioarele noastre. Să aruncăm o privire la frigiderul obișnuit pe care sper să îl aibă toată lumea. Aceasta este o astfel de „cutie” din care căldura este îndepărtată printr-o anumită metodă, de aceea este frig acolo. Dar dacă ceva se răcorește undeva, atunci ceva trebuie să se încălzească.

Cum funcționează frigiderul

Puneți mâna în spatele frigiderului și veți simți că tubul bobinei (condensatorul) este fierbinte. Adică, căldura din spate este căldura eliminată din camera frigorifică. Desigur, acest lucru nu se întâmplă de la sine.A doua lege a termodinamicii interzice transferul spontan de căldură de la o sursă mai rece la un receptor mai cald. Dar dacă cheltuiți energie, atunci este posibilă o astfel de tranziție. Frigiderul este alimentat de la rețea sau, mai bine zis, pompa compresor este alimentată de la rețea. Când vă uitați în jurul frigiderului, puteți vedea că tuburile din congelator (vaporizator) sunt mult mai late decât tuburile fierbinți din spate. Ar trebui să fie așa. Gazul frigorific zboară dintr-un tub îngust într-unul larg, forțând prin așa-numitul. „Sufocarea” (constricție puternică) se extinde brusc, făcând astfel muncă. Când lucrează, renunță la energie, adică se răcește, răcind întreaga cameră. Dar pentru a-l conduce dintr-un tub larg într-unul îngust, trebuie să lucrați la el, aproximativ vorbind, pentru a-l împinge în acest tub. Pentru a conduce gazul, aveți nevoie de un compresor - el este cel care bubuie în frigiderul dvs. Apropo, dacă ați umflat vreodată o bicicletă sau o anvelopă auto cu o pompă manuală, ar fi trebuit să observați că furtunul care trece de la pompă la bobină devine cald atunci când este umflat. Motivul este același. Împingem gazul (aerul) dintr-un volum mai mare într-unul mai mic. Astfel, frigiderul poate fi numit „aspirarea căldurii”. Sau „pompa de căldură inversă”. Prinde căldură dintr-o cameră mică, bine izolată și o aruncă afară. Rețineți că căldura emisă de frigider nu merge nicăieri, ci doar ne încălzește camera. Și dacă unitatea de refrigerare este puternică, de exemplu, răcește o cameră de mărimea unei săli de sport, cât de multă căldură este generată acolo? Și aproape întotdeauna este aruncat în „nicăieri”. Cel puțin la noi.

2.

Deci, după cum am văzut, căldura poate fi „pompată” destul de calm. Dar, în același mod, poate fi pompat în sus. Să reformulăm puțin problema. Să presupunem că casa noastră este un fel de cutie izolată. Ei bine, adică ne-am îngrijit și în timpul construcției am făcut pereți calzi, am instalat ferestre normale, am izolat acoperișul (ceea ce este foarte important - aerul cald se ridică la vârf). Trebuie să „pompați” căldura în această cutie. Sau, mai simplu spus, încălziți-l. Întrebarea este - de unde să o obțin? Da, de oriunde! De fapt, din orice mediu a cărui temperatură este mai mare decât zero. De obicei, ca un astfel de mediu, se folosește solul încălzit de ... da, de soare! Capacitatea de căldură a aerului este destul de redusă, dar solul încălzit în timpul verii păstrează căldura destul de bine. În înghețurile de 20 februarie, puteți săpa stratul superior și să vedeți că la o adâncime de 10-20 centimetri, solul nu este înghețat, adică temperatura este clar peste zero. Și la o adâncime de 2-3 metri? O astfel de căldură „uzată” se numește căldură slabă. Este ceva ce trebuie pompat în casa noastră. În fizică, acest lucru se numește „ciclu termodinamic invers” prin analogie cu ciclul Carnot direct.

M-am interesat mai întâi de această problemă atunci când am construit camere pompe arteziene gratuite - „puncte” în care poți trage apă din fântâni adânci - 100-120 m. Îmi amintesc că a fost un îngheț complet amar, 25 de grade, mi-am uitat mănușile și mâinile erau foarte reci. Am deschis robinetul și apa mi s-a părut fierbinte! Dar temperatura ei era de fapt de 13-14 grade. 14 - (-25) - aproape 40 de grade de contrast! Bineînțeles că va părea fierbinte! Apoi mi-am amintit brusc cum, odinioară, iarna ne urcam în catacombe și acolo, tot timpul anului - 13-14 grade peste zero. Abia atunci m-am gândit - ce căldură grandioasă și complet liberă este îngropată sub picioarele noastre! Mergem literalmente pe căldură și în același timp plătim bani uriași pentru încălzire și apă caldă. Singura întrebare este pomparea acestei călduri în casa noastră.

3.

Pentru o astfel de pompare, este necesară o pompă de căldură. La rândul său, căldura din sol poate fi obținută în două moduri principale. Primul - de la stratul de suprafață - 1,20 m la 1,50 m, adică îndepărtând căldura pe care soarele a dat-o.

Căldura este îndepărtată din sol cu ​​ajutorul unui furtun de plastic, care este așezat de-a lungul perimetrului parcelei la o adâncime de 1 m. Este de dorit ca solul să fie umed (este mai bine pentru transferul de căldură).Dacă solul este uscat, va trebui să măriți lungimea conturului. Distanța minimă între conductele adiacente ar trebui să fie de aproximativ 1 m. Apa obișnuită cu antigel special este utilizată ca purtător de căldură. Pentru a obține 10 kW pentru încălzire (în condițiile noastre europene medii), va trebui să fie așezate 350-450 metri curenți ai conductei. Aceasta va dura aproximativ un teren de 20x20 metri.

Pompa de căldură care elimină căldura de pe stratul de suprafață

Beneficii:

- relativ ieftin

Dezavantaje:

- cerințe foarte ridicate pentru calitatea coafării.

- necesitatea unei suprafețe mari de „eliminare a căldurii”

A doua modalitate este de a lua căldura din adâncuri. Aici se află butoiul fără fund! La urma urmei, dacă ne comparăm planeta cu un măr, atunci coaja dură a pământului pe care mergem se va dovedi chiar mai subțire decât pielea acestui măr. Și apoi - lavă fierbinte, ea este cea care erup sub formă de vulcani. Este clar că căldura din această sobă uriașă se repede afară. Prin urmare, al doilea design popular al pompelor este utilizarea căldurii geotermale, pentru care sonde speciale de radiator sunt introduse la o adâncime de 150-170 m. Sondele la sol au devenit foarte răspândite în ultimii ani datorită simplității amenajării și a neînsemnatei nevoi de zonă tehnologică. Astfel de sonde constau de obicei dintr-un pachet de patru țevi de plastic paralele, ale căror capete sunt sudate cu fitinguri speciale, astfel încât să creeze două circuite independente. Denumite și sonde duble în formă de U, operațiunile de forare au loc într-o singură zi.

Instalarea de către germani a unei pompe de căldură în sondă

În funcție de diferiți factori, fântâna ar trebui să fie undeva între 60-200 m. În adâncime. Lățimea sa este de 10-15 cm. Instalarea poate fi implementată pe o suprafață mică de teren. Volumul lucrărilor de recuperare după forare este nesemnificativ, impactul fântânii este minim. Instalația nu afectează nivelul apei subterane, deoarece apa subterană nu este implicată în proces.Datorită căldurii conținute în sol, eficiența unei astfel de pompe este destul de mare. Cifrele aproximative sunt astfel încât, cheltuind 1 kW de energie electrică pentru a muta lichidul în pământ și înapoi, veți obține 4-6 kW de energie pentru încălzire. Nivelul investiției este destul de ridicat într-o instalație bazată pe căldura din interiorul pământului, dar în schimb veți obține o funcționare sigură, cu o durată de viață maximă pe termen lung a unui sistem cu un coeficient de conversie a căldurii suficient de ridicat.

Pompa de căldură cu radiatoare

Videoclip american despre cele două tipuri principale de pompe de căldură

Beneficii:

- zonă joasă de „eliminare a căldurii”

-fiabilitate

-Eficiență ridicată

Dezavantaje:- Preț mare

Ei bine, rețineți că ambele tipuri de pompe nu pot fi utilizate în toate regiunile. Vom vorbi despre acest lucru mai jos, însă nu ar trebui să credem că căldura poate fi luată doar de la sol. Puteți să-l luați în siguranță dintr-un rezervor - de exemplu, dintr-un lac sau mare. Se poate folosi apa subterana. Poate fi folosit aerul, dar această opțiune este potrivită pentru țările cu climă mai caldă. Puteți folosi chiar căldură industrială, de exemplu, căldură obținută ca urmare a răcirii la centrale nucleare și termice etc. Pe scurt, dacă există un fel de "inepuizabil" și, cel mai important, sursă gratuită de căldură de calitate scăzută, aceasta poate fi utilizată. Pompele de căldură pot funcționa cu ușurință în modul "iarnă-vară". Adică iarna - un încălzitor, vara - un frigider. În general, la urma urmei, nu face absolut nicio diferență în direcția de pompare a căldurii. Deci, prin instalarea unei pompe de căldură iarnă-vară, aparatul de aer condiționat nu mai este necesar.

Pompa de caldura "Iarna-vara"

4.

Construcția unei pompe de căldură este o sarcină de inginerie solicitantă și trebuie luați în considerare mulți factori la proiectarea acesteia, cum ar fi proprietățile solului și informații despre procesele de la suprafață.

Deci, avantajele pompelor de căldură pe care le avem:

• Nu plătiți pentru căldură, ca la încălzitoarele electrice, ci doar pentru pomparea căldurii. Pentru un kilowat de funcționare a pompei, primiți 4-5 kilowați de căldură. Adică „eficiența” (deși eficiența pompei de căldură) este de 300-400%.
• Veți înceta în mare măsură să depindeți de prețurile la energie care cresc în mod constant. Adică să depindă de stat.
• 100% ecologic. Economisirea resurselor de energie neregenerabile și protejarea mediului, inclusiv prin reducerea emisiilor de CO2 în atmosferă.
• De fapt, 100% sigur. Fără flacără deschisă, fără evacuare, fără monoxid de carbon, fără dioxid de carbon, fără funingine, fără miros de motorină, fără scurgeri de gaz, scurgeri de păcură. Nu există instalații de depozitare periculoase pentru incendiu pentru cărbune, lemne de foc, păcură sau motorină;
• Fiabilitate. Un minim de piese mobile cu o durată lungă de viață. Independență de aprovizionarea cu combustibil și de calitatea acestuia. Practic fără întreținere. Pompa de căldură funcționează silențios și este compatibilă cu orice sistem de încălzire cu circulație, iar designul său modern permite instalarea acesteia în orice cameră;
• versatilitate în raport cu tipul de energie utilizată (electrică sau termică);
• o gamă largă de capacități (de la fracțiuni la zeci de mii de kilowați).
• Pompa de căldură poate fi realizată manual, toate componentele sunt la vânzare. Mai ales dacă există căldură la temperaturi scăzute lângă casă.
• Pompa de căldură este invizibilă și poate fi livrată fără permis.
• O gamă largă de aplicații. Este convenabil în special pentru obiectele situate departe de comunicații - indiferent dacă este vorba de o fermă, o așezare de cabane sau o stație de benzină pe autostradă. În general, pompa de căldură este versatilă și aplicabilă atât în ​​construcții civile, industriale, cât și private.

5. ÎN URSS

Uniunea Sovietică a fost întotdeauna mândră de „inepuizabilitatea” resurselor sale energetice de hidrocarburi, dar, după cum puteți vedea acum, rezervele lor sunt cu adevărat mari, dar sunt destul de epuizabile. Ieftinitatea acestor transportatori, de fapt, prețul lor zero, deși menținut artificial, nu a stimulat deloc economiile de energie. Case din beton și ferestre de calitate scăzută, care, din punct de vedere al izolației termice, erau o sită solidă (mi s-a întâmplat să văd fotografii ale unor clădiri noi în raze infraroșii - acolo căldura a rămas atât de la ferestre, cât și de la îmbinările inter-dale Ei bine, panourile în sine nu au fost izolate de nimic) forțate să cheltuiască resurse colosale pentru încălzire. La aceasta se adaugă faptul că încălzirea în URSS a fost centrală și de la o treime la jumătate a căldurii s-a pierdut în timpul livrării. După criza petrolului de la începutul anilor '70, petrolul și gazul au devenit o marfă importantă de schimb valutar și au început să o „economisească”, deși într-un mod foarte ciudat - tot ceea ce putea fi transformat în electricitate, pentru care o construcție grandioasă a centralei nucleare programul a fost adoptat. Nimeni nu a bâlbâit nici măcar să economisească la „lucruri mici” precum apartamente, clădiri publice, întreprinderi. După cum mi-a spus un inginer sovietic absolut tipic, „o țară mare ar trebui să economisească mare”. În ce a constat această „mare economie”, încă nu am înțeles. Mai mult, acest lucru a fost spus într-un atelier gigantic, unde erau ferestre într-un (!) Pahar. Pentru a menține temperatura acolo iarna cu cel puțin 13-14 grade, centrala termică a funcționat la capacitate maximă. Un alt lucru este că gazul de la începutul anilor '90 era foarte ieftin, dar imediat ce prețul a crescut ușor, acesta (camera cazanului) a fost imediat închis (pentru totdeauna), iar sistemul de încălzire al muncitorului a fost tăiat și predat pentru resturi. .

Pensiunea "Druzhba" din Yalta. Încălzit și răcit de o pompă de căldură apă-aer«

Acum Ucraina plătește 500 de dolari pentru 1.000 de metri cubi de gaz. Dacă încălziți magazinul respectiv folosind aceeași cantitate de gaz, atunci, probabil, pentru profitabilitate, produsele sale din punct de vedere al consumului de energie ar trebui să coste mai mult decât cărămizile din aur. Cu toate acestea, am trecut pe lângă câțiva ani în urmă, zona ferestrelor de acolo a fost redusă drastic, așezându-și partea cu beton spumos, iar restul au fost înlocuite cu metal-plastic.Dacă se gândesc să învelească pereții cu material termoizolant, în general vor fi excelente. În URSS, acest lucru nu s-a făcut, nu a fost nevoie de astfel de cheltuieli, pentru că repet: gazul nu a costat deloc nimic, dar trebuie spus că în cazuri izolate s-au folosit pompe de căldură chiar și în URSS. Nu știu care entuziaști și-au „lovit” exact instalarea, dar, ca de obicei, totul s-a limitat la niște „probe experimentale”. Pensiunea Druzhba din Yalta poate fi considerată o capodoperă a arhitecturii sovietice de înaltă tehnologie, care a fost încălzită iarna și răcită vara folosind o pompă de căldură care a preluat energia din adâncurile Mării Negre (unde este stabilă și aproape niciodată nu cade sub 7 grade). Pompa, care, pe lângă încălzirea, încălzirea apei pentru nevoile casnice, a încălzit piscina în aer liber și a făcut față sarcinii sale chiar și în iarna incredibil de rece din 2005-2006. Au existat chiar instalații experimentale de pompă de căldură geotermală în căsuțe private. Desigur, nu doar oriunde, ci în cea mai dezvoltată parte a URSS - în statele baltice.

6.

In strainatate

Pompa de căldură nu este deloc nouă. Pentru prima dată, deja menționatul Carnot s-a gândit la asta în 1824, când își dezvolta ciclul termodinamic ideal. Dar primul exemplar real a fost construit de englezul William Thomson, Lord Kelvin, 28 de ani mai târziu. „Multiplicatorul său de căldură” folosea aerul ca mediu de lucru (lichid de răcire), în timp ce primea căldură din aerul exterior. Primul model de încercare a fost lansat în Elveția și de mai bine de un secol această țară muntoasă a fost un lider în utilizarea căldurii de calitate inferioară. Înainte de cel de-al doilea război mondial, aici a fost construită prima centrală mare de 175 kW. Sistemul de pompă de căldură a folosit căldura apei râului și a încălzit Primăria din Zurich. Mai mult decât atât, a funcționat în modul „iarnă-vară”, iarna a încălzit și vara a răcit aerul din interiorul clădirii, dar totuși, până în 1973, chiar și în Occident, utilizarea pompelor de căldură a fost fragmentată. Abia după creșterea bruscă a prețurilor la petrol au fost cu adevărat atenți. Șapte ani mai târziu, în 1980, în Statele Unite erau în funcțiune trei milioane de pompe de căldură. Până de curând, Statele Unite au rămas liderul în ceea ce privește numărul de sisteme lansate, acum Japonia este pe primul loc. Acum, în Statele Unite, se produc anual aproximativ un milion de instalații noi. În același 1980, existau 150 de mii de sisteme în toată Europa de Vest, apoi după o nouă creștere a prețurilor la gaz la începutul anilor 2000, doar în 2006, au fost vândute peste 450 de mii de unități. Pompele geotermale reprezintă un sfert din toate pompele. Suedia, o țară rece din nord, a devenit acum liderul incontestabil al numărului de pompe de căldură din Europa. De exemplu, numai în 2006 s-au vândut peste 120 de mii de unități. Exemplul este o stație de pompare a căldurii de 320 MW din Stockholm. Sursa de căldură este apa din Marea Baltică cu o temperatură de + 4 ° C, răcind până la + 2 ° C. Vara, temperatura crește și, odată cu aceasta, eficiența stației. Franța este cunoscută pentru faptul că până la 70% din toată energia electrică este produsă la centralele nucleare și, probabil, această țară are cel mai bun sistem energetic din Europa, cel puțin dacă luăm țări mari. Dar francezii au luat serios pompele de căldură - tranziția către instalațiile de pompare a căldurii este stimulată și de stat. Cu toate acestea, în alte țări avansate este stimulat și. Companiile care oferă instalații ecologice beneficiază de stimulente fiscale. Sisteme de cumpărare a cetățenilor - cu un credit fiscal (până la 50%). În urma acestor măsuri, vânzările au crescut: în 2006, s-au vândut 54 de mii de pompe de căldură, ceea ce a adus Franța pe locul doi în Europa după Suedia. Sistemele de aer condiționat bazate pe pompe de căldură sunt, de asemenea, vândute activ: din ianuarie până în aprilie 2007, volumul s-a dublat.În cursul anului, 51 de mii de unități au fost vândute pe an.Germania este extrem de săracă în sursele de energie „clasice”, motiv pentru care există standarde stricte pentru eficiența energetică a clădirilor - „Standarde naționale pentru consumul de energie” (dacă aceste standarde au fost introduse în URSS sau post-URSS, nu sunt sigur - le-ar corespunde cel puțin 1% din structuri). Cerințele stricte determină dezvoltarea pieței pompelor de căldură. În 2006, vânzările au crescut cu 250%. Până la mijlocul anului 2008, numărul total de pompe de căldură din țară a depășit 300 mii. Germania ocupă locul patru în Europa, ușor în spatele Finlandei. Marea Britanie se află acum în a doua fază. În aceste scopuri, ele subvenționează tranziția clădirilor rezidențiale și publice către pompe de căldură și încurajează utilizarea acestora în noi proiecte de dezvoltare.

În Extremul Orient, Japonia este nu numai unul dintre liderii în ceea ce privește numărul de pompe de căldură produse și vândute, ci și un lider în îmbunătățirea tehnologiei. Aici se dezvoltă noi agenți frigorifici și instalații de ultimă generație cu cea mai mare eficiență. Dar China, care se grăbește cu viteză maximă, se confruntă cu o lipsă acută de resurse energetice. Prin urmare, autoritățile acestei țări comuniste și-au îndreptat atenția asupra pompelor de căldură. În curând vor exista subvenții pentru proprietarii de clădiri care trec la surse regenerabile de energie, inclusiv încălzirea geotermală. În ciuda faptului că piața este încă în curs de dezvoltare, volumele sale sunt impresionante: aproximativ 15 milioane de aparate de aer condiționat pe bază de pompe de căldură sunt vândute anual în China. Nu există nicio îndoială că chinezii pot produce tot ce au nevoie în orice cantitate și la prețuri foarte rezonabile.

7.

Rusia și Ucraina

Din anumite motive, opinia este adesea exprimată că pompele de căldură „nu vor funcționa” în Rusia, deoarece, în primul rând, există transportatori de energie ieftini (în comparație cu Occidentul), în orice caz, nu sunt atât de scumpi pentru instalarea pompelor în cantități mari și în al doilea rând, caracteristicile climatice vor face aceste pompe ineficiente sau, în general, ineficiente, cum ar fi în condiții de permafrost. Dar această opinie nu este pe deplin corectă. Transportatorii de energie sunt încă ieftini în comparație cu Europa, dar proprietarii așa-numitelor. „Gazul rusesc” se va strădui să-și crească prețurile pe piața internă față de cele mondiale, nu este deloc profitabil pentru ei să-l vândă mai ieftin. Aceasta este economia. În ceea ce privește „fizica”, atunci într-adevăr, jumătate din Rusia se află în permafrost, dar există 20 de milioane care trăiesc acolo, nu mai mult. Restul 120-125 sunt situate în locuri destul de potrivite pentru instalarea TV. De ce, să zicem, în Finlanda pot fi pariați zeci de mii, dar în Karelia sau Sankt Petersburg este „neprofitabil”? În ceea ce privește regiunile sudice, nu există deloc probleme. Da, dacă luăm energie termică, probabil că pompa de căldură rusească medie va costa mai mult decât omologul său din America sau Japonia, la urma urmei, clima din Rusia este, în general, mai rece. Dar, pe de altă parte, TN în regiunea Rostov va fi probabil mai eficientă decât aceeași în Finlanda. Deci totul se rezumă la politica guvernamentală, nimic mai mult.

Casă tipică de panouri sovietice. Fotografiere în raze infraroșii. Puteți vedea cum căldura lovește literalmente peste tot. Contrastul este partea izolată a casei - practic nu există scurgeri de căldură chiar și din această fotografie este greu de spus cât de bine este făcută izolația.

Situația din Ucraina este și mai „distractivă”. De 20 de ani, autoritățile sale strigă despre „independența energetică” și despre „strangularea gazelor rusești”. Dar ce au oferit în schimb? În opinia lor, este necesar să „diversificăm” sursele de achiziții de energie. Ei bine, adică să cumpărați nu numai din Rusia, ci, de exemplu, din Azerbaidjan. Cu toate acestea, Azerbaidjanul, desigur, nu va vinde gazul cu un ban mai ieftin decât Rusia, mai ales că Azerbaidjanul nu deține acest gaz, totul este cumva legat de companiile occidentale. Deci, din schimbarea vânzătorului, absolut nimic nu se va schimba. Modalitatea reală de a reduce dependența este de a reduce consumul de combustibili cu hidrocarburi.Aici nu s-a făcut nimic. Nimic. Ucraina consumă doar o cantitate nebună de gaz, dacă iei populația și, în general, o economie destul de slabă. De exemplu, consumă mai mult gaz decât Franța, în timp ce Franța este o țară mult mai bogată. Dar dacă, în loc de țipete isterice și fantezii paranoice despre „supapa de gaz” care într-o zi într-o iarnă rece „ar fi blocată de un Moskal insidios”, ar fi introduse programe normale de economisire a căldurii, iar pompele de căldură ar începe să fie instalate oriunde este posibil , atunci consumul de gaze și, prin urmare, dependența de la furnizori ar putea fi reduse la jumătate. Și dacă ținem cont de faptul că și Ucraina produce gaze, atunci în general ar fi posibil să se reducă la minimum. Dar nimeni nu îți va spune despre asta. Reducerea consumului de gaze nu este benefică pentru autorități, deoarece companiile vânzătoare asociate cu acesta câștigă miliarde de intermediari. Cine ar refuza banii atât de ușor? Deci, epoca pompelor de căldură nu va fi aici, deși sunt încă instalate fragmentar. Pasionați de amatori.

Reprezentanți prefabricați ai centralelor electrice

Rețineți că aceste opțiuni - un generator termoelectric și un generator de gaz sunt acum prioritare, prin urmare, sunt fabricate stații gata preparate pentru utilizare, atât domestice, cât și industriale.

Mai jos sunt câteva dintre ele:

• Soba Indigirka;
• Cuptor turistic "BioLite CampStove";
• Centrala "BioKIBOR";
• Centrală electrică "Eco" cu un generator de gaz "Cube".

Un aragaz obișnuit cu combustibil solid (fabricat în funcție de tipul aragazului „Burzhayka”), echipat cu un generator termoelector Peltier.

Perfect pentru căsuțe de vară și case mici, deoarece este suficient de compact și poate fi transportat într-o mașină.

Energia principală în timpul arderii lemnului de foc este utilizată pentru încălzire, dar în același timp generatorul existent vă permite să obțineți și electricitate cu o tensiune de 12 V și o putere de 60 W.

Cuptorul "BioLite CampStove".

De asemenea, folosește principiul Peltier, dar este și mai compact (greutatea este de doar 1 kg), ceea ce vă permite să o luați în excursii de drumeții, dar cantitatea de energie generată de generator este chiar mai mică, dar va fi suficientă pentru a încărcați o lanternă sau un telefon.

Se folosește și un generator termoelectric, dar aceasta este deja o versiune industrială.

La cerere, producătorul poate fabrica un dispozitiv care furnizează o putere electrică cu o capacitate de 5 kW până la 1 MW. Dar acest lucru afectează dimensiunea stației, precum și cantitatea de combustibil consumată.

De exemplu, o instalație care produce 100 kW consumă 200 kg de lemn de foc pe oră.

Dar centrala Eco este un generator de gaze. Proiectarea sa folosește un generator de gaz "Cube", un motor cu combustie internă pe benzină și un generator electric cu o capacitate de 15 kW.

În plus față de soluțiile industriale gata preparate, puteți cumpăra separat aceleași generatoare termoelectrice Peltier, dar fără aragaz, și le puteți folosi cu orice sursă de căldură.

Stații de casă

De asemenea, mulți meșteri creează stații auto-fabricate (de obicei bazate pe un generator de gaz), care sunt apoi vândute.

Toate acestea indică faptul că puteți realiza în mod independent o centrală electrică din instrumentele disponibile și o puteți folosi în scopuri proprii.

În continuare, să ne uităm la modul în care puteți crea dispozitivul dvs.

Pe baza generatorului termoelectric.

Prima opțiune este o centrală electrică bazată pe o placă Peltier. Imediat, observăm că un dispozitiv de casă este potrivit numai pentru încărcarea unui telefon, a unei lanterne sau pentru iluminarea cu ajutorul lămpilor cu LED-uri.

Pentru producție veți avea nevoie de:

• Corp metalic, care va juca rolul unui cuptor;
• Farfurie Peltier (se vinde separat);
• Regulator de tensiune cu ieșire USB instalată;
• Un schimbător de căldură sau doar un ventilator pentru a oferi răcire (puteți lua un răcitor de computer).

Realizarea unei centrale este foarte simplă:

1. Facem o sobă. Luăm o cutie metalică (de exemplu, o carcasă pentru computer), o desfășurăm astfel încât cuptorul să nu aibă fund.Facem găuri în pereții de mai jos pentru alimentarea cu aer. În partea de sus, puteți instala un grătar pe care puteți așeza un ceainic etc.
2. Montați placa pe peretele din spate;
3. Montați răcitorul deasupra plăcii;
4. Conectăm un regulator de tensiune la bornele de pe placă, de la care alimentăm răcitorul și, de asemenea, tragem concluzii pentru conectarea consumatorilor.

Totul funcționează simplu: aprindem lemnul, pe măsură ce placa se încălzește, electricitatea va fi generată la bornele sale, care vor fi furnizate regulatorului de tensiune. Răcitorul va porni și va funcționa din acesta, asigurând răcirea plăcii.

Rămâne doar să conectați consumatorii și să monitorizați procesul de ardere în sobă (aruncați lemne de foc în timp util).

Pe baza unui generator de gaz.

A doua modalitate de a face o centrală electrică este de a face un gazificator. Un astfel de dispozitiv este mult mai dificil de fabricat, dar producția de energie electrică este mult mai mare.

Pentru ao realiza, veți avea nevoie de:

• Recipient cilindric (de exemplu, o butelie de gaz dezasamblată). Va juca rolul unei sobe, prin urmare, ar trebui prevăzute trape pentru încărcarea combustibilului și curățarea produselor solide de ardere, precum și o alimentare cu aer (va fi necesar un ventilator forțat pentru a asigura un proces mai bun de ardere) și o evacuare a gazului;
• Radiator de răcire (poate fi realizat sub formă de bobină), în care gazul va fi răcit;
• Capacitate pentru crearea unui filtru de tip "Ciclon";
• Capacitate pentru crearea unui filtru de gaz fin;
• Grup electrogen pe benzină (dar puteți lua orice motor pe benzină, precum și un motor electric asincron de 220V obișnuit).

Pro și contra unei centrale electrice pe lemne

O centrală electrică pe lemne este:

• Disponibilitatea combustibilului;
• Capacitatea de a obține energie electrică oriunde;
• Parametrii electricității primite sunt foarte diferiți;
• Puteți crea dispozitivul singur.
• Printre neajunsuri, se remarcă:
• Nu întotdeauna eficiență ridicată;
• Volumul gros al structurii;
• În unele cazuri, generarea de electricitate este doar un efect secundar;
• Pentru a genera electricitate pentru uz industrial, trebuie arsă o cantitate mare de combustibil.

În general, fabricarea și utilizarea centralelor electrice cu combustibil solid este o opțiune care merită atenție și poate deveni nu numai o alternativă la rețelele electrice, ci și în locuri îndepărtate de civilizație.

Pe scurt despre principiul acțiunii

Pentru ca în viitor să înțelegeți de ce sunt necesare anumite piese la asamblarea unui generator termoelectric de casă, mai întâi să vorbim despre dispozitivul elementului Peltier și despre modul în care funcționează. Acest modul constă din termocupluri conectate în serie între plăci ceramice, așa cum se arată în imaginea de mai jos.

Când un curent electric trece printr-un astfel de circuit, are loc așa-numitul efect Peltier - o parte a modulului se încălzește, iar cealaltă se răcește. De ce avem nevoie de ea? Totul este foarte simplu, dacă acționați în ordine inversă: încălziți o parte a plăcii și, respectiv, răciți-o pe cealaltă, puteți genera electricitate de joasă tensiune și curent. Sperăm că în această etapă totul este clar, așa că apelăm la cursuri de master care vor arăta clar ce și cum să facem un generator termoelectric cu propriile noastre mâini.

Electricitate gratuită: modalități de a o obține singur. Scheme, instrucțiuni, fotografii și videoclipuri

După aceea, acoperiți crăpăturile cu benzi de țesătură de bumbac, lățimea fiecărei benzi este de cm. Astfel nu veți lăsa căldura să scape din casă. Este recomandabil să aveți în casă uși groase și masive care să vă păstreze multă căldură. De asemenea, puteți tapița o ușă veche din față cu piele umplută cu un tampon din spumă. Se recomandă tencuirea tuturor fisurilor cu spumă poliuretanică.

Dacă decideți să instalați o ușă nouă, atunci vedeți dacă o puteți păstra pe cea veche, deoarece cele două uși de intrare creează un spațiu de aer între ele și izolează căldura.Atașați o foaie de folie în spatele radiatorului și aceasta va reflecta căldura înapoi în cameră, cu puțină căldură care scapă prin perete. Trebuie remarcat faptul că spațiul dintre folie și baterie trebuie să fie de cel puțin 3 cm.

Dacă dintr-un motiv sau altul nu este posibil să atașați un ecran din folie de metal, încercați să izolați casa din exterior.