Как сделать самому энергию из эфира для дома: простые схемы

Содержание

Инженерные возможности

Технические характеристики электрогенерирующего оборудования говорят сами за себя:

  • оптимальный объем топлива для загрузки – 30 литров;
  • внешние размеры имеют следующие параметры: высота – 652 мм, глубина – 427 мм, ширина – 540 мм;
  • вес агрегата – 54 кг;
  • предельная величина обогреваемого сооружения составляет 50 м³;
  • диаметр дымопровода – 80,0 мм;
  • наименьшая высота дымоотвода – 3,0 метра;
  • количество дымоходных труб — 9 штук в комплекте;
  • отсек для сгорания – 41 дм³;
  • мощность тепловая – 4 кВТ;
  • электромощность на выходе – 50 Вт (min);
  • напряжение выходное – приблизительно 12 Вольт;
  • размер дверцы топки – 178 мм в диаметре;
  • поверхность нагревания – 0,6 кв. м;
  • вид топлива – уголь бурый, торф, дрова лиственных деревьев, топливные брикеты, паллеты.

Важно знать: категорически нельзя применять каменный уголь в качестве горючего материала

Достоинства и недостатки солнечной энергетики

У каждой отрасли народного хозяйства есть свои положительные и отрицательные стороны. Имеются они и при использовании световых потоков. Плюсы солнечной энергетики заключены в следующем:

— экологичность, ведь она не загрязняет окружающую среду;- доступность основных составляющих – фотоэлементов, которые реализуются не только для промышленного применения, но и для создания личных небольших электростанций;- неисчерпаемость и самовосстанавливаемость источника;- постоянно снижающаяся себестоимость.

Среди недостатков солнечной энергетики можно выделить:

— влияние времени суток и погодных условий на производительность электростанций;- необходимость в аккумулировании энергии;- снижение производительности в зависимости от широты, на которой расположен регион, и от времени года;- большой нагрев воздуха, который имеет место на самой электростанции;- потребность в периодической чистке от загрязнения, в которой нуждается система солнечных батарей, что проблематично в связи с огромными площадями, на которых установлены фотоэлементы;- относительно высокая стоимость оборудования, которая хоть и снижается с каждым годом, но пока еще недоступна для массового потребителя.

Виды преобразования электрической энергии

Существуют разные технологические методы извлечения первичной энергии из естественных природных явлений. Но еще больше возможностей для изменения свойств и форм энергии дают аккумулированные энергоресурсы, поскольку они хранятся в удобном для трансформации виде. К наиболее распространенным формам преобразования энергии можно отнести операции излучения, нагрева, механического и химического воздействия. В наиболее сложных системах применяются процессы молекулярного распада и многоуровневые химические реакции, в которых объединяется несколько этапов преобразования.

Выбор конкретного способа трансформации будет зависеть от условий организации процесса, вида изначальной и конечной энергии. Среди самых распространенных видов энергии, которые в принципе участвуют в процессах преобразования можно выделить лучистую, механическую, тепловую, электрическую и химическую энергию. Как минимум, данные ресурсы успешно эксплуатируются в промышленности и бытовом хозяйстве. Отдельного внимания заслуживают косвенные процессы преобразования энергии, которые являются производными той или иной технологической операции. К примеру, в рамках металлургического производства требуется выполнение операций нагрева и охлаждения, в результате которых вырабатывается пар и тепло как производные, но не целевые ресурсы. В сущности, это отходные продукты переработки, которые также находят применение, подвергаются трансформации или использованию в рамках этого же предприятия.

Как люди используют тепловую энергию недр Земли?

Поэтому тепло в недрах земли сохраняется даже в зимнее время и это тепло можно использовать для обогрева зданий. Для этого потребуется сделать скважину и приобрести специальный тепловой насос. Тепловой насос, установленный в доме, преобразует энергию грунта, воды, а также воздуха в тепло, которым и отапливается дом.

  • https://ru.uzvisit.com/1444-thermal-energy
  • https://10i5.ru/raznoe/chto-takoe-teplovaya-energiya.html
  • https://novoe-info.ru/chto-takoe-teplovaya-energiya/
  • https://MadEnergy.ru/stati/teplovaya-energiya-edinicy-izmereniya-i-ix-pravilnoe-ispolzovanie.html
  • https://fizi4ka.ru/fizika-s-formulami/glava-15-teplovaja-jenergija-i-rabota-nachala-termodinamiki.html
  • https://RosSchet.ru/articles/pochemu_v_raschetakh_tepla_ispolzuyutsya_gkal_i_kvt/

Полупроводниковые термоэлементы

Подлинную революцию в создании термоэлементов произвели труды академика А.И. Иоффе. В начале 30 – х годов XX столетия он выдвинул идею, что с помощью полупроводников возможно превращение тепловой энергии, в том числе и солнечной, в электрическую. Благодаря проведенным исследованиям уже в 1940 году был создан полупроводниковый фотоэлемент для преобразования световой солнечной энергии в электрическую. Первым практическим применением полупроводниковых термоэлементов следует считать, по-видимому, «партизанский котелок», позволявший обеспечить питанием некоторые портативные партизанские радиостанции.

Основой термогенератора служили элементы из константана и SbZn. Температура холодных спаев стабилизировалась кипящей водой, в то время как горячие спаи нагревались пламенем костра, при этом обеспечивалась разница температур не менее 250…300 градусов. КПД такого устройства был не более 1,5…2,0 %, но мощности для питания радиостанций вполне хватало. Конечно, в те военные времена конструкция «котелка» была государственным секретом, и даже сейчас на многих форумах в интернете обсуждается его устройство.

Способ 1 электроконвекторы

С помощью электрических конвекторов реально обеспечить дешевую и эффективную систему отопления. Электроконвектор построен по принципу естественной циркуляции воздуха. От обогревателя тёплый воздух перемещается вверх, стимулируя, таким образом, движение воздуха внутри помещения, и обеспечивая равномерность его прогрева. Однако эффективен конвектор только в тёплом климате, когда температура не падает ниже 10-15 градусов.

Плюсы

  • Отсутствие принудительного выдувания воздуха. Даже в самом чистом доме есть твёрдые частицы, которые лежат на поверхностях. При искусственном выдувании тёплого воздуха из обогревателя эта пылища становится частью воздуха, которым мы дышим. Естественная циркуляция воздуха не столь активна, поэтому и пыль в воздух при этом не поднимается.
  • Небольшие размеры при достаточной мощности. Нагревательные элементы конвекторов разогреваются быстро, преобразуя электричество в тепло с КПД до 80%. Кроме того, есть система работы на разных режимах, а также термостаты, позволяющие работать не постоянно, а только при снижении температуры воздуха.
  • Мобильность, позволяющая передвигать конвектор по комнате, в места с максимальным холодопритоком.
  • Возможность создания системы отопления исключительно с помощью конвекторов или использования их как составной части более сложной системы обогрева.
  • Электро-нагревательный элемент не греется более 100 градусов, а корпус — 60 градусов. Имеют повышенный уровень защиты от влаги, что позволяет использовать конвектор на кухне и в санузлах.

Минусы

  • Минусами электрических конвекторов является установка обогревателей в каждой комнате доме.
  • Кроме того, если включить их одновременно, то есть вероятность превысить пределы допустимой мощности.

На фото электроконвектор фирмы Nobo, Норвегия

Виды генерации электроэнергии

Преобразование природных источников энергии в электричество, тепло или кинетическую энергию требует максимальной эффективности, особенно на газовых и угольных электростанциях, чтобы снизить объемы выбросов СО2. Существуют различные способы преобразование тепловой энергии в электрическую, зависящие от типов первичной энергии.

Среди ресурсов энергии уголь и природный газ используются для выработки электроэнергии путем сжигания (тепловая энергия), а уран путем ядерного деления (ядерной энергии), чтобы использовать энергию пара для вращения паровой турбины. Десять крупнейших стран производителей электроэнергии на 2017 год представлены на фото.

Таблица эффективности работы существующих систем преобразование тепловой энергии в электрическую.

Выработка электроэнергии из тепловой энергии

К.П.Д., %

1

Тепловые электростанции, ТЭЦ

32

2

Атомные станции, АЭС

80

3

Конденсационная электростанция, КЭС

40

4

Газотурбинная электростанция, ГТЭС

60

5

Термоэмиссионные преобразователи, ТЭП

40

6

Термоэлектрические генераторы

7

7

МГД-генераторы электроэнергии совместно с ТЭЦ

60

Выбор метода преобразования тепловой энергии в электрическую и его экономическая целесообразность зависят от потребностей в энергоносителях, наличия природного топлива и достаточности площадки строительства. Вид генерации варьируется во всем мире, что приводит к широкому диапазону цен на электроэнергию.

Установка котла

При установке оборудования все требования, предъявляемые к дровяным печам и к электрическим котлам, суммируются, и это необходимо учесть. Прежде всего, придется изолировать поверхность пола и прилегающих стен от воздействия температуры. Под котел устанавливается асбестовая плита, которая одновременно служит ровным основанием и защищает напольное покрытие от возгорания. Подобные меры придется предусмотреть и для защиты отделки стен.

Чтобы не нагружать бытовую сеть, для электрического отопления должна быть выделена отдельная линия. Такие работы могут производить только представители подразделения службы электросетей.

Отопительный котел

«Бесконечная» энергия из воздуха

В 2020 году ученые из Массачусетского университета создали Air-gen — генератор, который создает электричество с помощью натурального белка и влаги из воздуха.

Графическое изображение пленки из белковых нанопроводов, вырабатывающих электричество с помощью влаги из атмосферы

(Фото: UMass Amherst / Yao and Lovley labs)

С помощью протеобактерий Geobacter ученые выращивают белок, который может проводить ток. Из него делают пленку толщиной менее 10 микрон — в несколько раз тоньше, чем человеческий волос — и помещают между двумя электродами. Белок забирает влагу из воздуха и за счет тонких пор создает ток между электродами.

Лучшие результаты Air-gen показывает при влажности в 45%, но справляется и в засушливых регионах вроде Сахары. Генератор не зависит от погодных условий и работает даже в помещении.

Как это применять: пока мощности Air-gen хватает только для питания мелкой электроники. В скором времени ученые разработают версию для мобильных телефонов и смарт-часов, чтобы те никогда не разряжались. А если у исследователей получится совместить Air-gen с краской для стен, в домах появится бесконечный источник электроэнергии.

Преобразование электрической энергии в тепловую

Электрические цепи постоянного тока
  • Электрический ток
  • Электрическая цепь и ее элементы
  • Закон Ома
  • Электрические сопротивле ние и проводимость
  • Зависимость сопротивления от температуры
  • Проводниковые материалы
  • Работа и мощность
  • Преобразование электричес кой энергии в тепловую
  • Электрическая нагрузка проводов и защита их от перегрузки
  • Потеря напряжения в проводах
  • Первый закон Кирхгофа
  • Последовательное соеди нение сопротивлений
  • Параллельное соединение сопротивлений
  • Смешанное соединение сопротивлений
  • Два режима работы источника питания
  • Второй закон Кирхгофа
  • Расчет сложных цепей
  • Химические источники питания
  • Соединение химических источников питания
  • Нелинейные электрические цепи
• Обзор сайта •
  • Электрооборудование до 1000 В
  • Электрические аппараты
  • Электрические машины
  • Эксплуатация электро оборудования
  • Электрооборудование электротехнологических установок
  • Электрооборудование общепромышленных установок
  • Электрооборудование подъемно-транспортных установок
  • Электрооборудование металлообрабатывающих станков
  • Электрооборудование выше 1000 В
  • Электрические аппараты высокого напряжения
  • Электротехника
  • Электрическое поле
  • Электрические цепи постоянного тока
  • Электромагнетизм
  • Электрические машины постоянного тока
  • Основные понятия,отно сящиеся к переменным токам
  • Цепи переменного тока
  • Трехфазные цепи
  • Электротехнические измерения и приборы
  • Трансформаторы
  • Электрические машины переменного тока
  • Электромонтаж
  • С чего начинается электро монтаж энергоснабжения электрооборудования и электропроводки
  • Монтаж электропроводки
  • Расчёт потребляемой мощ ности,сечения кабеля и номинала автоматического выключателя
  • Электромонтажные работы и прокладка кабеля в жилых и нежилых помещениях
  • Электромонтажные работы по расключению распаечных коробок и электрооборудова ния
  • Электромонтаж и заземле ние розеток
  • Электромонтаж уравнива ния потенциалов
  • Электромонтаж контура заземления
  • Электромонтаж модульного штыревого контура заземле ния
  • Электромонтаж нагреватель ного кабеля для подогрева полов
  • Электромонтажные работы по прокладке кабеля в зем ле
  • Электричество в частном доме
  • Проект электроснабжения
• Электротехника •
  • Электрическое поле
  • Электрические цепи постоянного тока
  • Электромагнетизм
  • Электрические машины постоянного тока
  • Основные понятия,отно сящиеся к переменным токам
  • Цепи переменного тока
  • Трехфазные цепи
  • Электротехнические измерения и приборы
  • Трансформаторы
  • Электрические машины переменного тока

ЭЛЕКТРОСПЕЦ

ЭЛЕКТРОСПЕЦ

При прохождении тока в проводнике с сопротивлением r происходит столкновение электрически заряженных частиц с ионами и молекулами вещества. При этом кинетическая энергия движущихся частиц передается ионам и молекулам,что и приводит к нагреванию проводника. Скорость рассмотренного преобразования электрической энергии в тепловую характеризуется мощностью

Имея ввиду ,что U = Ir получаем,

Количество электрической энергии, переходящей в тепловую за время t,

Так как в системе СИ единицей энергии и единицей количества тепла является джоуль, то выделенное током в сопротивлении r тепло

Полученная зависимость была установлена опытным путем в 1844 г. русским академиком Э. X. Ленцем и одновременно английским ученым Джоулем и называется законом Джоуля — Ленца: количество тепла, выделенное током в проводнике, пропорционально квадрату силы тока сопротивлению проводника и времени прохождения тока. Преобразование электрической энергии в тепловую в электрических печах и различных нагревательных приборах имеет полезное применение. В электрических машинах и аппаратах преобразование электрической энергии в тепловую является непроизводительным расходом энергии т. е. потерями энергии, снижающими их к. п. д. Тепло, вызывая нагрев этих устройств, ограничивает их нагрузку; при перегрузке повышение температуры может вызвать повреждение изоляции или сокращение срока службы установки.

Как получить электричество из тепла

Схематически открытие выглядит так. Когда один из контактов нагревается, в системе молекул появляется ток. Экспериментаторы из Калифорнийского университета в Беркли под управлением Арунавы Майумдара рекомендовали получать переменный ток при помощи применения давно известного эффекта. Однако делать это они решили абсолютно современным способом.

Сейчас есть разные технологии получения тока из тепла. Наиболее известный – при помощи паровых турбин – считается неэффективным.

«Чтобы вырабатывать ватт мощности электротока, тратится три ватта, а прочие два рассеиваются в окружающем пространстве в виде тепла», — так поясняет минус паротурбин профессор Майумдар.

Для того чтобы трансформировать это «улетучивающееся» тепло в полезную энергию, можно применять эффект Зеебека, который реализовывается в термопарах. Он заключен в том, что электричество появляется в месте контакта 2-ух металлов, присутствующих при самых разнообразных температурах.

Однако термопары не приобретают большого распространения из-за не низкой цене требующихся для них металлов. Стоит еще сказать, что результативность их довольно низка.

В новых экспериментах, проведённых Майумдаром и его коллегами, применяются золотые наноэлектроды, контактирующие с тремя разными видами органических молекул. Как показали результаты опыта, при изменении температуры в данной системе — как и в обычных термопарах — происходит появление тока. Это первый случай, когда эффект Зеебека встречается в органических молекулах.

Пока что такого результата получилось достичь в опытах с единственным таким контактом. Однако учёные говорят, что способны сделать немалое количество подобных компактных источников энергии.

Не обращая внимания на то, что в опытах используются золотые наночастицы, материала идёт на них чуть-чуть, а что же касается органических молекул, то они, по уверениям Майумдара, дешевые и их нетрудно получить. В общем, судя по этому описанию, устройства на основе нового способа генерирования электричества должны выйдет сравнительно дешевыми.

Подробности исследования узнать можно из статьи в журнале Science.

Также читайте об оригинальных электрогенераторах: о тех, которые меньше монеты. и о тех, что можно имплантировать.

Стремимся к тепловому равновесию: нулевое начало термодинамики

Основные законы термодинамики начинаются с нулевого начала. Возможно, эта нумерация покажется странной, ведь мало какой набор вещей из повседневной жизни начинается подобным образом (“Будь осторожен на нулевой ступеньке…”), но, знаете ли, физикам нравятся их традиции. Так вот, нулевое начало термодинамики гласит, что два тела находятся в тепловом равновесии, если они могут передавать друг другу теплоту, но не делают этого. (В русскоязычной научной литературе нулевое начало термодинамики называют также общим началом термодинамики. — Примеч. ред.)

Например, если у вас и у воды в плавательном бассейне, в котором вы находитесь, одна и та же температура, то никакое тепло от вас к воде или от воды к вам не передается (хотя такая передача возможна). Ваше тело и бассейн находятся в тепловом равновесии. Однако, если вы прыгнете в бассейн зимой, проломив при этом его ледяную корку, то первое время вряд ли будете в тепловом равновесии с его водой. Впрочем, вы и не захотите этого. (Не пытайтесь проделать этот физический опыт дома!)

Использование термометра показывает: два тела, находящиеся в тепловом равновесии с третьим, также находятся в тепловом равновесии друг с другом; вот вам еще одна формулировка нулевого начала.

Альтернативный вариант — газогенератор

Твердое топливо окисляется путем сжигания. В результате этой деятельности выделяются газы: метан, водород, углекислый газ. Их допустимо применять для разнообразных целей. В автомобильной отрасли их применяли для работы двигателей внутреннего сгорания.

Для собственноручного изготовления электростанции достаточно иметь генератор, двигатель внутреннего сгорания и газогенератор. Принцип работы установки заключается в получении газа, за счет которого будет работать двигатель. Последний станет вращать ротор генератора и образовывать в конечном счете электричество. Принцип работы приспособления позволяет использовать его не только в частном хозяйстве, но и в промышленных масштабах. Конструкции такого рода очень надежны.

Учитывая стоимость отдельных деталей, даже самостоятельное изготовление конструкции обойдется недешево. В процессе эксплуатации следует тщательно следить за механизмом, чтобы избежать возгорания. Создать такой модуль под силу опытному мастеру, не боящемуся экспериментов. Подобрать готовую модель по приемлемой цене и с нужным видом топлива можно в торговых сетях.

Электричество от земли и нулевого провода

Данное явление тоже возникает не от магнитного поля Земли, а вследствие того, что часть тока «стекает» через заземление в часы наибольшего потребления электроэнергии. Большинству пользователей известно, что напряжение для дома подается через 2 проводника: фазный и нулевой. Если имеется третий проводник, присоединенный к хорошему заземляющему контуру, то между ним и нулевым контактом может «гулять» напряжение до 15 В. Этот факт можно зафиксировать, включив меж контактами нагрузку в виде лампочки на 12 В. И что характерно, проходящий из земли на «ноль» ток абсолютно не фиксируется приборами учета.

Воспользоваться таким бесплатным напряжением в квартире затруднительно, поскольку надежного заземления там не найти, трубопроводы таковым считаться не могут. А вот в частном доме, где априори должен быть заземляющий контур, электричество получить можно. Для подключения применяется простая схема: нулевой провод – нагрузка – земля. Некоторые умельцы даже приспособились сглаживать колебания тока трансформатором и присоединять подходящую нагрузку.

Внимание! Не идите на поводу у «добрых» советчиков, предлагающих вместо нулевого проводника использовать фазный! Дело в том, что при подобном подключении фаза и земля дадут вам 220 В, но прикасаться к заземляющей шине смертельно опасно. Особенно это касается «умельцев», проделывающих подобные вещи в квартирах, присоединяя нагрузку к фазе и батарее. Они создают опасность поражения током для всех соседей

Они создают опасность поражения током для всех соседей.

Как создавались термогенераторы

Уже в середине 19 века делались многочисленные попытки для создания термогенераторов – устройств для получения электрической энергии, то есть для питания различных потребителей. В качестве таких источников предполагалось использовать батареи из последовательно соединенных термоэлементов. Конструкция такой батареи показана на рис. 2.

Рис. 2. Термобатарея, схематическое устройство

Первую термоэлектрическую батарею создали в середине 19 века физики Эрстед и Фурье. В качестве термоэлектродов использовались висмут и сурьма, как раз та самая пара из чистых металлов, у которой максимальная термоэдс. Горячие спаи нагревались газовыми горелками, а холодные помещались в сосуд со льдом. В процессе опытов с термоэлектричеством позднее были изобретены термобатареи, пригодные для использования в некоторых технологических процессах и даже для освещения. В качестве примера можно привести батарею Кламона, разработанную в 1874 году, мощности которой вполне хватало для практических целей: например для гальванического золочения, а также применения в типографии и мастерских гелиогравюры. Примерно в то же время исследованием термобатарей занимался и ученый Ноэ, его термобатареи в свое время также были распространены достаточно широко.

Но все эти опыты, хотя и удачные, были обречены на провал, поскольку термобатареи, созданные на основе термоэлементов из чистых металлов, имели весьма низкий КПД, что сдерживало их практическое применение. Чисто металлические пары имеют КПД лишь несколько десятых долей процента. Намного большим КПД обладают полупроводниковые материалы: некоторые окислы, сульфиды и интерметаллические соединения.

Перспективы

В настоящее время продолжаются опыты по подбору оптимальных термопар, что позволит увеличить КПД. Проблема заключается в том, что под данные исследования затруднительно подвести теоретическую базу, поэтому приходится полагаться только на результаты экспериментов. Учитывая, что на эффект влияет процентное соотношение и состав сплавов материала для термопар, говорить о ближайших перспективах неблагодарное занятие.

Велика вероятность, что в ближайшее время для повышения добротности термоэлементов, разработчики перейдут на другой уровень изготовления сплава для термопар, с использованием нано-технологий, ям квантования и т.д.

Вполне возможно, что будет разработан совершенно иной принцип с использованием нетрадиционных материалов. В качестве примера можно привести эксперименты, проводимые в Калифорнийском университете, где для замены термопары использовалась искусственная синтезированная молекула, которая соединяла два золотых микро проводника.

Молекула вместо термопары

Первые опыты показали возможность реализации идеи, насколько она перспективна, покажет время.

Отличие тепловой мощности от электрической — domino22

Отличие тепловой мощности от электрической

  1. для электроприборов мощность можно тоже рассчитыватьс секундах -ибо например чайник (миникотл) или утюг не работают час непрерывно- и указывают энергию-которую они потреблют (и сучтом кпд потерь вырабатывают тепло-энергию) — за суммарный час даже попеременной работы -в том числе и с перерывами …а так как 1 час это 3600 секунд -то вы просто упустили нюанс р зазмышлениях
  2. Киловатт-час — это единица энергии, а не мощности. Она равна 3,6 МДж. Мощность электрического котла 25 кВт значит, что он вырабатывает 25 кДж в секунду. А в час как раз 25000*3600 = 90 МДж или 25 кВт*час.
  3. Закон сохранения вспомните и все встанет на места. Какую мощность потратили на подогрев, такую и обрели в греющемся предмете и плюс потери, если не замкнуто. А мощный котел работает через регулятор и периодически останавливается, Реально размазывая по времени ту энергию которую потратил. Такчто, чем мощнее, тем дерганее работает. А если потери равны мощности котла, то он вообще не остановится. А так, смотреть потери при холодной погоде, и все. А пластиковые окна помогут сэкономить.. . Да 1КВатч Это энергия потраченная для платежа, приведенная к деньгам, Выполненная работа. А мощность, есть величина постоянно-действующая. Да, еще в газовом, улицу греемчерез трубу.. .

Источник

Электрическое отопление

Хорошо знакомая всем система отопления с применением электроприборов, в которых тепло выделяет ток, проходящий по проводнику. Часто электрическая система используется в качестве вспомогательной, но при отсутствии газа в доме может быть и основной.

Плюсы

  • Экологическая чистота.
  • Легкий монтаж.
  • Отопительные приборы можно свободно переставлять в любую комнату с электропроводкой.

Минусы

  • Необходимость оплачивать потребленную электроэнергию, расход которой будет большим.
  • При отключении электроснабжения отопительная система не работает.
  • При работе электроприборов сгорает кислород, поэтому помещения нужно проветривать как можно чаще.

На дачах и в небольших домах электрическое отопление используется нередко, но для обогрева большого дома потребуется большой расход электроэнергии. Если вы решили выбрать именно эту систему как самую простую и не требующую специальных знаний для самостоятельного монтажа, позаботьтесь о качественной теплоизоляции дома.

Что такое энергия и чем она отличается от теплоты?

Теплота, или количество теплоты, — это часть внутренней энергии тела, которая самопроизвольно, без внешнего воздействия переходит от тел более нагретых, к телам, менее нагретым посредством теплопроводности или лучеиспускания (за счет электромагнитного излучения).

Теплопроводность может идти по твердому телу и за счет конвекционных потоков. Таким образом мы имеем три пути передачи тепла:

  • лучистый;
  • по твердому телу;
  • конвекция.

Наиболее эффективный способ теплопередачи – это лучистый, так как можно достичь максимального градиента температур между охлаждаемым и нагреваемым телами, до нескольких тысяч градусов и, соответственно, больших скоростей передачи тепла.

КПД тепловой электростанции

Основным показателем любой тепловой электростанции является ее коэффициент полезного действия. Например, для угольных ТЭС существует термический КПД, определяемый количеством угля, необходимого для выработки 1 кВт*ч электроэнергии. Если в начале 20-х годов прошлого века этот показатель составлял 15,4 кг, то в 60-е годы он снизился до 3,95 кг. В дальнейшем расход угля вновь незначительно поднялся до 4,6 кг.

Причиной такого подъема стали газоочистители, уловители пыли и золы, из-за которых угольная электростанция снизила выходную мощность на 10%. Многие станции пользуются более чистым в экологическом плане углем, что также привело к увеличению потребления топлива.

Процентное выражение термического КПД тепловой электростанции составляет не более 36%, что связано с высокими тепловыми потерями, вызываемыми отходящими газами при горении. У атомных электростанций, отличающимися низкими температурами и давлением термический КПД еще ниже – 32%. Самый высокий показатель у газотурбинных установок, оборудованных котлами-утилизаторами и дополнительными паровыми турбинами. КПД электростанций с таким оборудованием превышает 40%. Этот показатель полностью зависит от величины рабочих температур и давления пара.

Современные паротурбинные электростанции используют промежуточный перегрев пара. После того как он частично отработает в турбине, происходит его отбор в промежуточной точке для последующего повторного нагрева до первоначальной температуры. Система промежуточного перегрева может состоять из двух ступеней и более, что способствует значительному увеличению термического КПД.

Отопление в современных дачных строениях

Принцип организации системы отопления дачи, продуманной на стадии проектирования дома, ничем не отличается от систем отопления коттеджей и жилых домов. Решающим моментом является наличие теплотрасс. А их, как правило, нет. Второе отличие состоит в осуществлении экономичного периодически используемого варианта отопления, а не ежедневно действующего.

Для этого любая система должна обеспечивать: быстрый нагрев помещения, необходимой площади, слив воды из трубопровода при водяном отоплении и иметь большую мощность для эффективного прогрева домов с невысокими теплоизоляционными свойствами.

Система отопления на даче начинается с монтажа выбранного типа котла и обвязки дома трубами. Такие необходимые работы, как подготовка помещения для котельной, организация устройств, необходимых для вентиляции твердотельных котлов, монтаж трубопровода, запуск и испытание лучше поручить опытным специалистам. Котел может быть электрическим, дизельным, твердотельным и газовым.

Существуют гибридные модели котлов, использующие для работы твердое топливо и электричество. Их стоимость значительно выше и они не всегда выгодны для дачи, на которой не проживают постоянно в зимнее время. Легче всех переносит перепады температур зимой котел на дровах.

Он относится и к категории экономичных вариантов. Конвекционный тип дровяного котла самый распространенный. Он отличается невысоким уровнем шума, что дает возможность устанавливать его в цокольных этажах. Большой выбор современных моделей котлов позволяет все чаще использовать водяное отопление.

При строительстве большой дачи оно является самым лучшим вариантом отопления. Суть его заключается в возможности постоянной циркуляции, нагретой до нужной температуры воды по трубам к батареям, расположенным в доме и обратно. Для прокладки трубопровода чаще всего используют трубы из металла, полипропилена или металлопластика. Их можно использовать на протяжении многих десятков лет только при условии правильной консервации на зимний период.

Еще одной проблемой является своевременная замена водяных фильтров, при отсутствии которых, трубы быстро забиваются различными отложениями примесей, содержащимися в воде. В качестве теплоносителя может быть использована не только вода, но и солевой раствор, глицерин, пропиленгликоль.

У каждого из них есть свои преимущества и недостатки. Глицерин, например, не затвердевает и сохраняет свойства текучести даже при температуре 30° мороза, что сохраняет трубы от разрыва. Он очень дорог. Пропиленгликоль не токсичен, но по удельной теплоемкости хуже, чем вредный этиленгликоль. В связи с, ростом объемов строительства дач из современных материалов самое правильное подключить к проведению работ по реализации собственной системы отопления, опытных специалистов.

Чтобы на даче зимой было тепло надо обязательно выбрать один из вариантов обогрева. При этом очень важным моментом является заблаговременное утепление дома. Иначе резко снижается эффективность и увеличивается расход используемой энергии. А согреться будет сложно.

Практические рекомендации по организации отопления на видео: