Извлечение энергии из воздуха
Власов В.Н.
Извлечение тепловой энергии из воздуха.
Извлекать тепловую энергию из воздуха умеют давно и один из таких вариантов – это использованияе теплового насоса (рис.1). Правда на приведенном рисунке тепловую энергию предлагается извлекать из водоемов, грунтовых вод, горячих сточных вод и т.д. Вода, как известно, является очень эффективным и удобным аккумулятором тепла, и в отдаленной перспективе извлекать тепло для получения, например, электроэнергии, скорее всего, будут из вод Мирового Океана, так как воды на Земле очень много. Хоть она там и сильно соленая, но для этих целей такое её качество не принципиально.
Рис.1. Схема теплового насоса (очень хороший рисунок одного участника форума «Нетрадиционная энергетика»).
Но нет никаких препятствия для извлечения рассеянного тепла непосредственно из воздуха. Это можно сделать самыми разными способами, о некоторых из которых пойдет речь дальше. Конечно, установки, извлекающие энергию из воздуха получатся более громоздкими, чем аналогичные для морской или речной воды, но зато использование воздуха в качестве рабочего тела возможно практически в любой точке земного шара, например, в пустынях. Воздух после охлаждения в рабочем цикле будет сразу же возвращаться в атмосферу, компенсируя отобранное у него тепло за счет энергии солнечного излучения и подземного тепла Земли. Т.е., энергетические установки, извлекающие тепло из воздуха, при правильном с ними обращении и размещении по поверхности Земли будут более экологичными, чем аналогичные установки на воде. Мало того, такие установки могли быть стать частью системы по управлению погодой на Земле.
Принято считать, что тепловые насосы только могут концентрировать тепловую энергию окружающей среды и передовать её потребителю именно только в качестве тепловой энергии, например, для обогрева здания и производственных помещений. Мол, нельзя довести концентрацию тепла до такой величины, чтобы можно привести рабочее тело к состоянию, способному эффективно крутить, например, турбины. Но даже в таком виде полученная энергия выполняет очень полезную роль, так как для некоторых стран, таких как Россия, Швеция или Канада, нужна именно тепловая энергия. А для получения электроэнергии ничего ведь не мешает изменить схему теплового насоса на такую, в которой извлеченное из внешней среды тепло помноженное на давление рабочего тела уже будет способно совершать значительную работу (рис.2.). Просто надо в таком тепловом насосе дроссель совместить с турбиной. И крайне важно обеспечивать хорошую теплоизоляцию конденсатора от внешней среды, вплоть до использования зеркальных поверхностей, как это практикуется в термосе, а также оболочек с глубоким техническим вакуумом. Это превратит конденсатор, прежде всего, в аккумулятор тепловой энергии.
Такое техническое решение решает как раз ту проблему, о которой в своё время говорил Тесла. А имел он в виду то, что для получения энергии из внешней среды следует создать локальные зоны с повышенным и пониженным относительно окружающей среды плотностью энергии. Это как раз и решает изображеная на рис.2 схема. За счет дополнительных затрат энергии создается зона с пониженной плотностью энергии в испарителе и зона с повышенной плотностью энергии в конденсаторе. Ну а далее уже дело техники, с одной стороны, это соотношение поддерживать с помощью непрерывно работающего насоса, а с другой стороны полученную из внешней стреды энергию превращать в электроэнергию и уводить из зоны локального искусственно созданного неравновессия потребителя, тем самым поддерживя неравновесие и через этот процесс.
Рис.2.
И при правильном функционировании такой схемы объем полученной энергии оказывается больше затрачиваемой на перекачку насосом рабочей среды из испарителя в конденсатор. Потому что перекачивается рабочее тело как механическая среда, а работу совершает уже как среда термодинамическая. Т.е., если второй закон термодинамики мешает нам извлекать энергию окружающей среды в режиме статики, то мы заставим её (окружающую среду) делать это в динамическом режиме в полном соответствии со вторым началом термодинамики. И именно так решает проблему получения энергии любая форма жизни – в динамике и только в динамике. В полном соответствии с Вечным Движением Вселенной. Это в своё время прекрасно реализовал в своем колесе Орфиреус, и помогли ему в этом динамически работающие, с его слов, ангелы. В наше время Вечное Движение находит своё применение в тепловых насосах. И если внимательно присмотреться к любому энергоненерирующему процессу, то можно найти аналогию между ним и тепловым насосом. И в любом случае энергия генерируется при соблюдении одного, но важного условия – прежде, чем что-то получить, надо вначале что-то дать. Прежде чем начать получать энергию, например, от ДВС, его надо раскрутить рукояткой или от магнето.
Решение данной проблемы в глобальном масштабе упирается не в теоретическую невозможность такой безтопливной установки, а в способность людей адекватно разобраться в этом вопросе и найти оптимальное техническое решение. В конце концов, если на строительство ГЭС уходят десятилетия и миллиарды долларов, а также миллионы и более тонн самого разного сырья, и люди находят такое занятие выгодным и приятным, то строительство экологически чистых энергоустановок на базе продвинутых тепловых насосов, доставит людям не меньшее удовольствие за примерно такое же время и такие же деньги. Бесплатный сыр бывает только в мышеловках. И как раз использование нефти, газа и угля медленно, но верно загоняют нас в мышеловку, в энергетический и исторический тупик, для выхода из которого всем нам придется заплатить большую цену. Если, вообще, успеем, из этой мышеловки выскочить.
И как вариант извлечения тепловой энергии из окружающего атмосферного воздуха можно считать то, что предложено Ю.А.Володько в его фундаментальной работе «Ламинарное истечение сжатого воздуха в атмосферу и безтопливный монотермальный двигатель. Русское физическое общество. 1998 г.». Он своими экспериментами доказал, что работа по сжатию воздуха меньше той работы, которую совершает воздух, вытекающий затем из ресивера в ламинарном режиме через сопла самой разной конструкции. По моим представлениям такой процесс можно осуществлять по схеме, показаной на рис.3.
Рис.3.
Посмотрим внимательно на рис.3. Если внешнюю среду считать за испаритель, а резервуар со сжатым воздухом за конденсатор, то перед нами самый настоящий тепловой насос. И значит на выходе ламинарных сопел мы можем получить энергии больше, чем будем тратить при закачке атмосферного воздуха насосом в термоизолированный ресивер. Именно за счет привлечения тепловой энергии окружающей среды как среды термодинамической, тогда как закачиваем мы насосом воздух в ресивер как среду механическую.
Ю.А.Володько в своей работе не пишет о необходимости термоизоляции сжатого воздуха, как одного из важных условий этого процесса. Возможно это было связано с тем, что в экспериментальной установке, с которой работал Ю.А.Володько, воздух сразу же после сжатия подавался в сопла, т.е. он просто не успевал существенно остыть после адиабатического или изотермического сжатия. Если бы Ю.А.Володько посвятил бы этому вопросу отдельный эксперимент, то вполе возможно он бы получил совсем иной результат. Ну, например, если между накачкой воздуха в ресивер и выпуском его через сопла имел бы место временной промежуток в несколько суток, то, скорее всего, никакого прироста энергии Ю.А.Володько не зафиксировал, или этот прирост был бы меньше, так как разрыв во времени между закачкой воздуха и его выпуском через ламинарные сопла разрывал бы и сам динамический процесс, тепло окружающей среды просто не успевало бы подключиться к процессу формирования более мощного энергетического потока на выходе из установки. В своей работе он как раз отмечает, что кто-то повторял его опыты, но получил отрицательный результат.
Дело в том, что анализ простейших формул для идеального газа показывает, что если вначале сжать газ адиабатически, а затем сразу же дать ему возможность расшириться изотермически, а значит поглотить при этом тепло окружающей среды, то работа по сжатию газа будет меньше той работы, которую совершит газ при изотермическом расширении. В этом нет никакой тайны. Достаточно взять справочник по физике, найти там формулы, по которым вычисляется затраты энергии для сжатия газа в изотермическом и адиабатическом режимах, и всё станет понятно. Внимательное чтение работы Ю.А.Володько как раз и показывает, что суть его открытия, изобретения и предложений по использованию, заключается в том, чтобы воздух сжимая в адиабатическом режиме, тут же выпускать серез сопла в ламинарном и изотермическом режиме. Для этого он и предлагает использовать быстроходные производительные и малоинерционные воздушные насосы, ибо только высокопроизводительные насосы обеспечат максимальное приближение к режиму адиабатического сжатия, особенно в условиях слабой термоизоляции сжимаемого воздуха, а также поддержания необходимой динамики процесса в установке. И тогда станут реальными нетрадиционные летательные аппараты, схему движителя которого приводит Ю.А.Володько в своей работе (рис.4.)
Рис.4. Схема нетрадиционного летательного аппарата Ю.А.Володько.
Естественно для подобных летательных аппаратов необходим соответствующий двигатель. Не исключено, что в будущем на этом эффекте можно будет создавать летательные аппараты для индивидуального пользования. Например, в виде крыльев, как у ангелов или инопланетян. Остается только надеяться, что подобные конструкции потихоньку разрабатываются, пока еще в военных целях, на оборонных заводах России или США. Иначе зачем кому-то в последнее время потребовалось дискридитировать современную авиацию: аварии, задержки с рейсами, якобы, из-за отсутствия горючего? Похоже на пробный шар, а вдруг народ слезно начнет просить создать воздушные средства передвижения, использующие в качестве горючего забортное тепло.
Принциальная схема монотермического двигателя, предложенная Ю.А.Володько показана на рис.5.
Рис.5. Схема монотермического двигателя Ю.А.Володько.
По расчетам Ю.А.Володько такой двигатель размерами в 3-5 метров может дать 0.5‑1.0 Мватт мощности. Возле такого двигателя будет холодно, так как выходящий из двигателя воздух будет охлажаться до -30 градусов по Цельсию, его надо будет сразу же смешивать с более теплым воздухом. Значит в направлении такой станции будет дуть теплый воздух, что надо будет учитывать при выборе места строительства такой электростанции. И технически это не означает, что такой двигатель будет проще, чем, например, ДВС, но речь ведь идет об экологичности при получении необходимой энергии, когда Земля будет обезопасена от повышения температуры и глобального потепления.
Заставить сжатый воздух вырабатывать электроэнергию можно не только с помощью монотермического двигателя в том виде, какой предложил Ю.А.Володько. Сжатый воздух можно заставить расширяться под водой, например, поднимая специальные колоколы установки с непрерывным элементом. Подобные установки широко рекламирует Маркелов В.Ф. Но он там не акцентирует внимание на разнице в затратах энергии на адиабатическое и изотермическое сжатие порции газа (воздуха), его в его установках больше привлекает возможность использования тепла воды, например в бросовых или канализационных водах. Т.е., в установках Маркелова В.Ф. предполагается изначально, что температура воды больше температуры подаваемого на глубину воздуха. Но это не так принципиально.
Поэтому предлагается простой вариант энергетической установки, вариант теплового насоса (рис.6).
Рис.6.
Зона с разряженным воздухом должна иметь тесный контакт с окружающим воздухом или водой, а вот насос для перекачки воздуха из зоны с пониженным давлением в зону с повышенным давлением, а также и сама зона с повышенным далением должны быть теплоизолированы от окружающей среды. Т.е.. действительно, опять получается типичный тепловой насос, в котором важную роль играет сила Архимеда, в задачу которой будет входить вращение колеса. В качестве зоны с разряженным воздухом прекрасно может сыграть вся атмосфера. Но при прокачке сжатого воздуха через воду мы теряем главное – возможность привлечь из атмосферы дополнительное тепло через механизм присоединённых масс. Как неоднократо подчеркивал Кондрашов, эффект присоединённых масс позволяет увеличить на выходе установки энергии в несколько раз больше, чем будет тратиться на нагнетание воздуха на входе.
Считаю, что работе Ю.А. Володько уделяется недостаточное внимание. А пора бы…
Ю.А.Володько. «Ламинарное истечение сжатого воздуха в атмосферу и безтопливный монотермальный двигатель. Русское физическое общество. 1998 г.». В формате djvu.
18.12.2008.
Безтопливная энергетика
На главную
что такое, как работает воздушный, монтаж, расчет частной системы воздух вода, принцип работы
Для отапливания помещений обычно используется газ или электричество. Однако такой метод отопления обойдётся в кругленькую сумму, поскольку и то, и другое стоят достаточно дорого.
Именно поэтому для отопления частных и загородных домов используются альтернативные источники энергии, а одним из самых популярных методов обогрева является использование тепловых насосов.
Google+
Vkontakte
Odnoklassniki
Что такое тепловой насос для отопления частного дома? Как работает?
Специальное устройство, которое способно извлекать тепло из окружающей среды называется тепловой насос.
Применяются такие приборы в качестве основного или дополнительного метода обогрева помещений. Некоторые устройства также работают на пассивное охлаждение здания — при этом насос применяется как для летнего охлаждения, так и для зимнего обогрева.
В качестве топлива используется энергия окружающей среды. Такой обогреватель извлекает тепло из воздуха, воды, грунтовых вод и так далее, поэтому это устройство относят к классу возобновляемых источников энергии.
Важно! Для работы таких насосов требуется подключение к электросети.
В состав всех тепловых аппаратов входит испаритель, компрессор, конденсатор и расширительный клапан. В зависимости от источника тепла различают водяные, воздушные и другие устройства. Принцип действия очень похож на принцип работы холодильника (только холодильник выбрасывает горячий воздух, а насос поглощает тепло).
Большинство приспособлений работают как при положительных, так и при отрицательных температурах, однако КПД устройства напрямую зав
Ещё один дом с воздушным отоплением тепловым насосом и рекуператором: victorborisov — LiveJournal
Недавно мы с Иваном Константиновым завершили очередной объект, на котором выполнили полный комплекс работ по установке системы отопления и вентиляции. Дом очень красивый и технологичный, поэтому я решил поделиться с вами деталями этого объекта.
Смотрим!
Это современный одноэтажный газобетонный дом с плоской кровлей площадью 116 квадратных метров. Строительство дома началось в конце прошлого года с использованием самых передовых технических решений. Дом имеет 3 спальни, два санузла, сауну и большую кухню-гостиную.
Помимо консультаций на этапах строительства, мы с Ваней полностью взяли на себя задачу по поставкам, проектированию и монтажу системы отопления и вентиляции. В районе строительства отсутствует магистральный газ поэтому выбор теплового насоса уже был предопределён. А т.к. современный дом невозможен был системы приточно-вытяжной вентиляции, то было принято решение эффективно совместить две этих системы точно также, как я сделал в своём собственном доме.
Начинаем с расчёта теплопотерь и проектирования схемы магистралей. Мы будем подавать воздух с учётом теплопотерь в каждом конкретном помещении, возвратный воздух будет забираться на полу в холле. К рециркулируемому воздуху будет подмешиваться свежий и чистый уличный воздух, который будет подаваться через рекуператор. Вытяжной воздух забирается в санузлах и подаётся в рекуператор.
После того, как была организована доставка теплового насоса и рекуператора — выезжаем на монтаж.
Большая часть привезённых комплектующих для системы отопления и вентиляции. Здесь около тонны оцинкованного металла.
Сначала делаются отверстия под воздуховоды в несущих стенах и перегородках. Газобетон просто так сдаваться не хочет, пришлось попотеть. Перегородки в доме сделаны из силикатного кирпича — его демонтировать гораздо проще.
Начинаем сборку внутреннего блока теплового насоса. К нему нужно пристыковать всасывающий и подающий воздуховоды и уже в таком виде монтировать.
После этого переходим к утеплению воздуховодов, сборке, проклейке швов. Эта работа заняла два дня.
Далее устанавливаем внешний блок теплового насоса на заранее изготовленную раму на отдельном фундаменте рядом с домом и прокладываем фреоновую магистраль.
Вальцуем трубки и вакуумируем магистраль теплового насоса. Также монтируем на стене приточно-вытяжую установку с рекуператором.
Внутри дома завершаем монтаж воздуховодов и передаём объект штукатурщикам. Общее время, которое потребовалось на монтаж данной системы — 4 рабочих дня. Так быстро получилось благодаря грамотному проектированию и слаженной работе.
Строительство идёт очень быстро, разница между этой и следующей фотографией всего 1 месяц.
Зачем тянуть время если уже можно заниматься благоустройством сада?
Остался заключительный этап — пуско-наладочные работы и балансировка системы. В качестве системы отопления мы использовали воздушный тепловой насос Cooper&Hunter полупромышленной серии. Он способен работать на обогрев даже при -20 градусах по Цельсию и выдавать до 12 кВт тепла.
Внутри дома установлены все подающие магистрали. В дальнейшем они будут скрыты за потолком из гипсокартона.
Раздающие решетки расположены вдоль внешних стен в соответствии с расчётными теплопотерями для каждого помещения. Везде использовали компактные однорядные решетки размером 100х200 мм. На фото решетка закрыта плёнкой т.к. мы их закрывали на период штукатурных работ.
Спальня с огромными панорамными окнами. С учётом теплопотерь здесь потребовалось разместить две раздающих решетки.
А в соседней спальне, где всего лишь одно окно — достаточно одной решетки.
Возвратный воздуховод на полу в холле. Он также будет зашит в гипсокартонный короб. Здесь же установлен рециркуляционный сетчатый фильтр многократного использования.
Раздающие решетки в огромной кухне-гостиной. Чтобы система была сбалансирована здесь потребовалось разместить 4 раздающих решетки и ещё одна решетка находится в прихожей (в дальнем правом углу).
После монтажа берём анемометр и балансируем систему — нужно сделать так, чтобы в каждое помещение подавалось строго определённое количество воздуха. Для этого на всех ответвлениях от магистрали установлены клапаны расхода воздуха. Настраиваются они один раз и навсегда.
А вот сердце всей отопительной системы. В доме нет отдельного технического помещения и всё оборудование было размещено на стене и потолке в комнате отдыха (душевой) перед сауной. Слева на фотографии у нас приточно-вытяжная установка с рекуператором тепла и влаги — Turkov Zenit HECO 350. Она забирает свежий воздух с улицы, фильтрует его и нагревает энергией, которая забирается из грязного вытяжного воздуха, выбрасываемого на улицу. Справа — внутренний блок воздушного теплового насоса, к которому подаётся свежий воздух от рекуператора.
Такая система позволяет убить двух зайцев одновременно — система отопления совмещается с системой вентиляции. И такая система получается дешевле, чем если отдельно делать систему отопления (например, тёплые полы) и отдельно систему вентиляции.
Кроме этого использование теплового насоса позволяет платить за отопление в 3 раза меньше, чем при использовании других источников тепловой энергии (прямой нагрев электричеством, дизельное топливо, сжиженный газ).
Пульты управления двух систем. Слева — тепловой насос C&H, справа — рекуператор Turkov. Первым можно управлять дистанционно с помощью адаптера IR-wifi, второй имеет штатный модуль Wi-Fi и своё собственное приложение для смартфона.
Монтаж и отладка системы отопления и вентиляции на этом объекте завершена, но строительство ещё продолжается — осталось ещё немного и осенью можно будет заселяться.
Небольшой видеообзор от Ивана:
Остались вопросы? Задавайте их в комментариях!
И не забудьте подписаться на мой блог, чтобы не пропустить новые статьи!
Воздушное отопление.Виды и устройство.Работа и применение.Выбор
Сравнительно недавно появился такой способ обогрева дома, как воздушное отопление. Если раньше этот вариант применялся для отопления больших помещений, складов, офисов и магазинов, то сейчас его все чаще используют для обогрева частных домов.
Благодаря тому, что данный вид отопления подходит как для небольшого дома, так и для производственных помещений и стоимость такого оборудования будет меньше, по сравнению с другими типами обогрева, воздушное отопление быстро приобретает популярность.
Виды воздушного отопления
В этом случае основным теплоносителем является воздух, его нагрев происходит за счет первичного теплоносителя, это может быть горячая вода, пар или газ.
Разделение данного типа отопления на виды проводится по параметрам:
- Способ циркуляции воздуха. Это может происходить механическим путем, когда для движения воздуха используются вентиляторы или естественным, в этом случае воздушные массы перемещаются за счет разницы температуры.
- Тип устройства. Могут использоваться центральные устройства, которые находятся вне дома и воздух в помещении подается по специальным воздуховодам, или локальные – они находятся непосредственно в помещении и помогают поддерживать температуру в заданной зоне.
- Способ воздухообмена. Есть системы, использующие только воздух, находящийся внутри обогреваемого помещения, они называются рециркуляционные. Могут быть системы с частичной рециркуляцией и приточные – в них приток воздуха происходит с улицы.
- Тип расположения. Такие устройства могут располагаться на полу или быть подвесными.
Устройство воздушной системы отопления
Если в системе обогрева используются воздуховоды, то к ней относится:
- Установка, при помощи которой нагревают воздух.
- Вентилятор, он необходим для перемещения воздуха по воздуховодам.
- Система воздуховодов.
Такой тип обогрева позволяет не только отапливать помещение, летом можно установить охлаждающую систему и таким образом, поддерживать в доме комфортную температуру. При использовании системы естественной циркуляции воздуха воздуховодов нет, и нагретый воздух сразу попадает в помещение.
Теплогенератор, который используется для нагрева воздуха, должен его разогревать не выше 70 градусов. Это надо для того, чтобы при смешивании его с воздухом в комнате, он оставался пригодным для дыхания.
Теплогенератор может быть нескольких видов:
- Прямого нагрева – нагрев воздуха происходит за счет сгорания топлива (газ, уголь, дизтопливо и др.).
- Электрическое оборудование прямого нагрева – используются мощные тепловентиляторы, которые одновременно нагревают и перемещают воздушные массы.
- Косвенного нагрева – есть теплообменник, в нем циркулирует вода и уже она нагревает воздух.
- Комбинированные устройства — оборудование нескольких типов объединяют в единую систему, что позволяет получить качественный и эффективный обогрев.
Кроме описанных элементов, такая система обогрева может включать в себя фильтры для очистки воздуха, увлажнители, ионизаторы, осушители, стерилизаторы и другое оборудование. Для управления могут использоваться автоматические системы, при помощи которых в помещении создаются комфортные условия.
Принцип действия
Воздух нагревается в теплогенераторе, после чего подается в помещение. Перед подачей нагретого воздуха, он проходит очистку при помощи системы фильтров, а после этого, по воздуховодам разводится в разные комнаты. На воздуховодах есть диффузоры, которые используются для регулировки подачи воздуха и таким образом, в помещении поддерживается заданная температура.
Обычно циркуляция воздушных масс проводится принудительно, то есть при помощи мощных вентиляторов. Воздуховоды могут иметь круглое или прямоугольное сечение. В интерьер лучше вписываются те, которые имеют прямоугольное сечение, но аэродинамическое сопротивление меньше у круглых. После охлаждения воздуха, он по возвратным воздуховодам снова попадает в теплогенератор и за счет его циркуляции происходит обогрев дома.
Область применения
Воздушное отопление широко применяется как в промышленных и общественных помещениях, так и в жилых домах. Если радиус действия системы не более 10 метров, то можно использовать системы отопления с естественной циркуляцией. Когда он будет больше, необходимо устанавливать вентиляторы, которые смогут обеспечить принудительную циркуляцию воздуха.
Рециркуляционные системы можно использовать только там, где воздух не загрязняется различными выделениями. Если он загрязняется, например, вредными микроорганизмами или другими источниками, то необходимо устанавливать прямоточную систему отопления, которая связана с приточной вентиляцией.
Воздушное отопление экономически более выгодное, чем паровое или водяное, так как для его создания требуется меньше металла, а монтаж проводится намного проще и быстрее.
Как выбрать воздушное отопление
Если решено установить в доме воздушное отопление, надо сначала определиться с источником тепла, который используется в теплогенераторе:
- Твердотопливный котел, этот вариант нагрева является самым простым и доступным. При нагреве булерьяна происходит естественная циркуляция воздуха, что позволяет обогревать небольшой дом, если организовать принудительную циркуляцию воздуха по воздуховодам, то обгорев, проводится еще более эффективно.
- Газовый котел, во время сжигания газа в теплообменнике нагревается воздух, после чего он принудительно разводится по комнатам.
- Электрические системы, такое решение реализуется при помощи тепловентиляторов, тепловых пушек или электрических конвекторов с обдувом теплообменника.
- Тепловой насос, самым простым вариантом является оконный кондиционер, особенностью теплового насоса является то, что он берет тепло из воздуха, воды или грунта и отдает его для нагрева помещения.
Во время проведения расчета такой системы отопления, надо учитывать следующее:
- Из каких материалов построен дом.
- Какими материалами и насколько качественно выполнена его теплоизоляция.
- Размер и число окон.
- Сколько в доме постоянно проживает людей.
- Используются ли дополнительные источники тепла и какая у них мощность.
Специалисты рекомендуют при проведении расчета учитывать, что на кубический метр отапливаемого объема надо затратить 40 Ватт тепловой мощности, для северных районов с суровыми зимами этот показатель увеличивают в 1,5-2 раза.
Проще планировать такое отопление на стадии строительства дома, так как воздуховоды можно спрятать в стенах или оставить для них пустоты. В готовом здании это сделать сложнее и не всегда получается сделать их незаметными.
Достоинства и недостатки
Воздушное отопление используется очень часто, что указывает на его популярность, которая объясняется следующими преимуществами такого обогрева:
- Низкие затраты энергии.
- Нет радиаторов и труб, что позволяет экономить на материалах и на времени создания такой системы обогрева.
- Высокий КПД, он часто больше, чем у систем водяного отопления.
- Такой теплоноситель, как воздух не замерзает и не протекает.
- Есть возможность совмещать в одной системе отопление дома и системы вентиляции, кондиционирования.
- Быстрый нагрев помещения, достаточно 20-40 минут, чтобы нагреть помещение, в котором была отрицательная температура.
- При установке автоматической управляющей системы, можно настроить необходимую температуру, в момент нахождения людей в доме и когда их в нем нет.
- Так как нет труб и радиаторов, экономится пространство комнаты и не портится ее эстетичный вид.
- Быстрая окупаемость.
- Большой срок службы, при правильной эксплуатации, такая система будет работать минимум 30-40 лет.
- Доступная стоимость.
Но нельзя сказать, что воздушное отопление является идеальным вариантом, как и у других способов обогрева, есть у него и ряд недостатков:
- Во время работы вентиляторов создается определенный шум, чтобы его уменьшить, их надо устанавливать в отдельных помещениях.
- На уровне пола и потолка будет значительная разница температуры и чтобы ее уменьшить, надо увеличивать мощность используемого оборудования.
- Если забор воздуха происходит с улицы, и нет фильтров или они загрязнились, то в дом будет попадать пыль.
Особенности расчета
Для самостоятельного расчета такой системы обогрева, надо иметь специальные знания и навыки, поэтому лучше воспользоваться услугами специалистов. Заказчик может только проконтролировать выполнение расчетов, в их число входят такие этапы:
- Расчет тепловых потерь в каждой комнате.
- Выбор типа отопительного оборудования и определение его мощности.
- Какое необходимо количество подогретого воздуха, с учетом выбранного оборудования.
- Длина и сечение воздуховодов.
В таком случае заказчик получает несколько вариантов расчетов, сделанных специалистами, и сможет выбрать тот, который полностью удовлетворит его требованиям.
Похожие темы:
Что такое глобальное потепление? | Живая наука
Земной шар нагревается. И суша, и океаны сейчас теплее, чем были, когда в 1880 году началось ведение учета, а температура все еще растет. Короче говоря, это повышение температуры — это глобальное потепление.
Вот голые цифры по данным Национального управления океанических и атмосферных исследований (NOAA): в период с 1880 по 1980 год глобальная годовая температура повышалась в среднем на 0,13 градуса по Фаренгейту (0,07 градуса Цельсия) за десятилетие.С 1981 года темпы роста увеличились до 0,32 градуса по Фаренгейту (0,18 градуса Цельсия) за десятилетие. Это привело к общему повышению средней глобальной температуры на 3,6 градуса по Фаренгейту (2 градуса Цельсия) сегодня по сравнению с доиндустриальной эпохой. В 2019 году средняя глобальная температура над сушей и океаном была на 1,75 градуса по Фаренгейту (0,95 градуса Цельсия) выше среднего значения за ХХ век. Таким образом, 2019 год стал вторым самым жарким годом за всю историю наблюдений, уступив только 2016 году.
Это повышение температуры вызвано людьми. При сжигании ископаемого топлива в атмосферу выделяются парниковые газы, которые удерживают тепло от солнца и повышают температуру поверхности и воздуха.
Какую роль играет парниковый эффект
Основной движущей силой сегодняшнего потепления является сжигание ископаемого топлива. Эти углеводороды нагревают планету за счет парникового эффекта, который вызывается взаимодействием между атмосферой Земли и приходящей радиацией от Солнца.
«Основы физики парникового эффекта были выяснены более ста лет назад умным парнем, используя только карандаш и бумагу», — сказал Live Science Йозеф Верне, профессор геологии и экологических наук в Университете Питтсбурга.
Этим «умным парнем» был Сванте Аррениус, шведский ученый, впоследствии лауреат Нобелевской премии. Проще говоря, солнечное излучение попадает на поверхность Земли, а затем отражается обратно в атмосферу в виде тепла. Газы в атмосфере задерживают это тепло, не давая ему уйти в космическую пустоту (хорошие новости для жизни на планете). В статье, представленной в 1895 году, Аррениус выяснил, что парниковые газы, такие как углекислый газ, могут улавливать тепло вблизи поверхности Земли , и что небольшие изменения в количестве этих газов могут иметь большое значение в том, сколько тепла выделяется. в ловушке.
Откуда берутся парниковые газы
С начала промышленной революции люди быстро меняют баланс газов в атмосфере. При сжигании ископаемых видов топлива, таких как уголь и нефть, выделяются водяной пар, диоксид углерода (CO2), метан (Ch5), озон и закись азота (N2O), основные парниковые газы. Двуокись углерода — самый распространенный парниковый газ. Примерно 800000 лет назад и до начала промышленной революции содержание CO2 в атмосфере составляло около 280 частей на миллион (ppm, что означает, что на каждый миллион молекул воздуха в воздухе приходилось около 208 молекул CO2).По данным Национальных центров экологической информации , по состоянию на 2018 год (последний год, когда доступны полные данные), средний уровень CO2 в атмосфере составлял 407,4 ppm.
Это может показаться не таким уж большим, но по данным Института океанографии Скриппса, уровни CO2 не были такими высокими с эпохи плиоцена, которая произошла между 3 и 5 миллионами лет назад. В то время Арктика была свободна ото льда, по крайней мере, часть года и значительно теплее, чем сегодня, согласно исследованию 2013 года, опубликованному в журнале Science .
В 2016 году на CO2 приходилось 81,6% всех выбросов парниковых газов в США, согласно анализу Агентства по охране окружающей среды (EPA).
«Благодаря высокоточным инструментальным измерениям мы знаем, что в атмосфере наблюдается беспрецедентное увеличение содержания CO2. Мы знаем, что CO2 поглощает инфракрасное излучение [тепло], и средняя глобальная температура увеличивается», — сказал Кейт Петерман, профессор химии в Йоркский колледж Пенсильвании и его партнер по исследованиям Грегори Фой, доцент химии Йоркского колледжа Пенсильвании, сообщили Live Science в совместном электронном письме.
CO2 попадает в атмосферу различными путями. Сжигание ископаемого топлива приводит к выбросу CO2 и, безусловно, является самым большим вкладом США в выбросы, которые нагревают весь мир. Согласно отчету EPA за 2018 год, при сжигании ископаемого топлива в США, включая производство электроэнергии, в 2016 году в атмосферу было выброшено чуть более 5,8 миллиарда тонн (5,3 миллиарда метрических тонн) CO2. Другие процессы, такие как неэнергетическое использование топлива, производство чугуна и стали , производство цемента и сжигание отходов — увеличивают общий годовой выброс CO2 в США.До 7 миллиардов тонн (6,5 миллиардов метрических тонн).
Вырубка лесов также вносит большой вклад в избыточный выброс CO2 в атмосферу. Фактически, согласно исследованию, опубликованному Университетом Дьюка, вырубка лесов является вторым по величине антропогенным (созданным человеком) источником углекислого газа. После того, как деревья умирают, они выделяют углерод, накопленный во время фотосинтеза. Согласно Глобальной оценке лесных ресурсов 2010 года, при обезлесении в атмосферу ежегодно попадает около миллиарда тонн углерода.
Во всем мире метан является вторым по распространенности парниковым газом, но он наиболее эффективно удерживает тепло. EPA сообщает, что метан в 25 раз эффективнее удерживает тепло, чем диоксид углерода. По данным EPA, в 2016 году на этот газ приходилось около 10% всех выбросов парниковых газов в США.
Метан — второй по распространенности парниковый газ и самый стойкий. Крупный рогатый скот является крупнейшим источником производства метана. (Изображение предоставлено Shutterstock)Метан может поступать из многих природных источников, но люди являются причиной значительной части выбросов метана в результате добычи полезных ископаемых, использования природного газа, массового животноводства и использования свалок.По данным EPA, крупный рогатый скот является крупнейшим источником метана в США, причем животные производят почти 26% общих выбросов метана.
Есть некоторые обнадеживающие тенденции в цифрах выбросов парниковых газов в США. Согласно отчету EPA за 2018 год, эти выбросы выросли на 2,4% в период с 1990 по 2016 год, но снизились на 1,9% в период с 2015 по 2016 год.
Частично это снижение было вызвано теплой зимой 2016 года, когда потребовалось меньше топлива для отопления, чем обычно. Но еще одной важной причиной этого недавнего снижения является замена угля природным газом, согласно Центру климатических и энергетических решений.США также переходят от экономики, основанной на производстве, к менее углеродоемкой экономике услуг. По данным EPA, топливосберегающие автомобили и стандарты энергоэффективности для зданий также снизили выбросы.
Последствия глобального потепления
Глобальное потепление означает не просто потепление, поэтому «изменение климата» стало излюбленным термином среди исследователей и политиков. Хотя земной шар в среднем становится жарче, это повышение температуры может иметь парадоксальные последствия, такие как более частые и сильные метели.Изменение климата может и будет влиять на земной шар по-разному: таяние льда, высушивание и без того засушливых районов, вызывая экстремальные погодные условия и нарушая хрупкое равновесие океанов.
Таяние льда
Возможно, наиболее заметным следствием изменения климата до сих пор является таяние ледников и морского льда. Ледяные щиты отступают с момента окончания последнего ледникового периода, около 11700 лет назад, но потепление прошлого века ускорило их исчезновение. Исследование, проведенное в 2016 году, показало, что вероятность того, что глобальное потепление вызвало недавнее отступление ледников, составляет 99%; На самом деле, как показали исследования, эти ледяные реки отступили в 10-15 раз больше, чем они были бы, если бы климат оставался стабильным.В конце 1800-х годов в Национальном парке Глейшер в Монтане было 150 ледников. Сегодня их 26. Исчезновение ледников может привести к человеческим жертвам, когда ледяные дамбы, сдерживающие ледниковые озера, дестабилизируются и лопаются или когда сходят лавины, вызванные нестабильными ледяными погребающими деревнями.
На Северном полюсе потепление происходит в два раза быстрее, чем на средних широтах, и морской лед демонстрирует напряжение. Осенний и зимний лед в Арктике достиг рекордно низкого уровня как в 2015, так и в 2016 году, а это означает, что ледяные просторы не покрывали столько открытого моря, как наблюдалось ранее.По данным НАСА, за последние 13 лет были измерены 13 наименьших значений максимальной зимней протяженности морского льда в Арктике. Лед также образуется позже в сезон и легче тает весной. По данным Национального центра данных по снегу и льду , площадь морского льда в январе уменьшалась на 3,15% за десятилетие за последние 40 лет. Некоторые ученые полагают, что в Северном Ледовитом океане лето будет безо льда в течение 20 или 30 лет.
В Антарктике картина несколько менее ясна.По данным Коалиции за Антарктику и Южный океан, Западная часть Антарктического полуострова нагревается быстрее, чем где-либо еще, за исключением некоторых частей Арктики. На полуострове в июле 2017 года только что разломился шельфовый ледник Ларсен С., породивший айсберг размером с Делавэр. Теперь ученые говорят, что четверть льда Западной Антарктиды находится под угрозой обрушения , а огромные ледники Туэйтса и Пайн-Айленда текут в пять раз быстрее, чем в 1992 году.
Морской лед у Антарктиды чрезвычайно изменчив, однако, а в некоторых областях за последние годы действительно достигли рекордных высот.Однако на этих записях могут быть отпечатки изменения климата, поскольку они могут быть следствием выхода наземных льдов в море по мере таяния ледников или изменений ветра, связанных с потеплением. Однако в 2017 году эта картина рекордно высокого уровня льда резко изменилась, и возник рекордный минимум. 3 марта 2017 года размер антарктического морского льда был измерен на 71 000 квадратных миль (184 000 квадратных километров) меньше, чем предыдущий минимум 1997 года.
Нагревание
Глобальное потепление изменит ситуацию и между полюсами. .Ожидается, что многие и без того засушливые районы станут еще суше по мере потепления мира. Например, ожидается, что юго-западные и центральные равнины Соединенных Штатов испытают на десятилетия «мегазухи», более суровые, чем что-либо еще на памяти человечества.
«Будущее засухи в западной части Северной Америки, вероятно, будет хуже, чем когда-либо в истории Соединенных Штатов», — опубликовал Бенджамин Кук, климатолог из Института космических исследований имени Годдарда НАСА в Нью-Йорке. исследования 2015 года, прогнозирующие эти засухи, рассказали Live Science.«Это засухи, которые настолько выходят за рамки нашего современного опыта, что о них почти невозможно даже подумать».
Исследование предсказало, что к 2100 году вероятность засухи в регионе продолжительностью не менее 35 лет составляет 85%. Исследователи обнаружили, что основной движущей силой является увеличивающееся испарение воды из более горячей и горячей почвы. Большая часть осадков, выпадающих в этих засушливых регионах, будет потеряна.
Между тем, исследование 2014 года показало, что во многих областях, вероятно, будет меньше осадков по мере потепления климата.Это исследование показало, что субтропические регионы, включая Средиземноморье, Амазонку, Центральную Америку и Индонезию, скорее всего, пострадают больше всего, в то время как Южная Африка, Мексика, западная Австралия и Калифорния также высохнут.
Экстремальная погода
Еще одно воздействие глобального потепления: экстремальные погодные условия. Ожидается, что по мере потепления планеты ураганы и тайфуны станут более интенсивными. Более горячие океаны испаряют больше влаги, которая является двигателем этих штормов. Межправительственная группа экспертов ООН по изменению климата (МГЭИК) прогнозирует, что даже если мир диверсифицирует свои источники энергии и перейдет к экономике с меньшим потреблением ископаемого топлива (известный как сценарий A1B), тропических циклонов, вероятно, будет на 11% больше. в среднем интенсивно.Это означает больший ущерб уязвимым берегам от ветра и воды.
Парадоксально, но изменение климата также может вызывать более частые экстремальные метели. По данным Национального центра экологической информации, сильные метели на востоке США стали в два раза чаще, чем в начале 1900-х годов. И здесь это изменение происходит потому, что повышение температуры океана приводит к усилению испарения влаги в атмосферу. Эта влага вызывает ураганы, обрушившиеся на континентальную часть США.
Нарушение океана
Некоторые из самых непосредственных последствий глобального потепления находятся под водой. Океаны действуют как поглотители углерода, что означает, что они поглощают растворенный диоксид углерода. Это неплохо для атмосферы, но не для морской экосистемы. Когда углекислый газ вступает в реакцию с морской водой, pH воды снижается (то есть она становится более кислой), этот процесс известен как подкисление океана . Эта повышенная кислотность разъедает раковины и скелеты карбоната кальция, от которых зависит выживание многих океанических организмов.По данным NOAA, к этим существам относятся моллюски, птероноды и кораллы.
Кораллы, в частности, являются канарейкой в угольной шахте для изменения климата в океанах. Морские ученые наблюдали тревожные уровни обесцвечивания кораллов , когда кораллы вытесняют симбиотические водоросли, которые снабжают кораллы питательными веществами и придают им яркий цвет. Обесцвечивание происходит, когда кораллы подвергаются стрессу, и факторы стресса могут включать высокие температуры. В 2016 и 2017 годах на Большом Барьерном рифе Австралии последовательно происходило обесцвечивание.Коралл может пережить обесцвечивание, но повторное обесцвечивание делает выживание все менее вероятным.
Одним из наиболее заметных последствий глобального потепления является обесцвечивание кораллов. (Изображение предоставлено Shutterstock)Климатического перерыва не было
Несмотря на всеобщее научное согласие относительно причин и реальности глобального потепления, этот вопрос является политически спорным. Например, отрицатели изменения климата утверждали, что в период с 1998 по 2012 год потепление замедлилось — явление, известное как «перерыв в изменении климата».«
К сожалению для нашей планеты, перерыва не произошло. Два исследования, одно из которых было опубликовано в журнале Science в 2015 году и одно опубликовано в 2017 году в журнале Science Advances , повторно проанализировали данные о температуре океана, которые показали замедление потепления и обнаружили, что это была простая ошибка измерения. В период с 1950-х по 1990-е годы большинство измерений температуры океана проводилось на борту исследовательских судов. Вода закачивалась в трубы через машинное отделение, что приводило к небольшому нагреву воды.После 1990-х годов ученые начали использовать системы на основе океанских буев, которые были более точными, для измерения температуры океана. Проблема возникла из-за того, что никто не исправлял изменение размеров лодок и буев. Внесение этих поправок показало, что с 2000 года океаны в среднем нагреваются на 0,22 градуса по Фаренгейту (0,12 градуса по Цельсию) за десятилетие, что почти в два раза быстрее, чем более ранние оценки, составлявшие 0,12 градуса по Фаренгейту (0,07 градусов Цельсия) за десятилетие.
Быстрые факты о глобальном потеплении
По данным НАСА:
- Уровни углекислого газа в атмосфере составляют 412 частей на миллион в 2020 году, это самый высокий уровень за 650 000 лет.
- Средняя глобальная температура с 1880 года поднялась на 3,4 градуса Цельсия. полюсов на 413 гигатонн в год с 2002 года.
- Глобальный уровень моря поднялся на 7 дюймов (176 миллиметров) за последнее столетие.
Дополнительные ресурсы:
.Определениев кембриджском словаре английского языка
ТЕПЛО | Определение в кембриджском словаре английского языкатепло существительное [U] (ВЫСОКАЯ ТЕМПЕРАТУРА)
Тезаурус: синонимы и родственные слова .тепла — WordReference.com Словарь английского языка
WordReference Словарь американского английского для учащихся Random House © 2020
warmth / wɔrmθ / USA произношение п. [бесчисленное множество]
- качество или состояние тепла или способности вызывать ощущение тепла.
- энтузиазма;
интенсивность. - качество интимности, дружелюбия или заботы.
- Эффект яркости и бодрости достигается за счет использования таких цветов, как красный и желтый.
Полный словарь американского английского WordReference Random House © 2020
warmth (wôrmth), США произношение п.
- — качество или состояние тепла;
умеренный или слабый жар. - ощущение умеренной жары.
- живость чувств, эмоций или симпатий;
пыл или пыл;
энтузиазм или рвение: Она высказывала свое мнение с большой теплотой. В его приветствии и в его рукопожатии было тепло. - Качество близости и привязанности: всем детям нужно тепло и любовь со стороны их семей.
- Эффект яркости, жизнерадостности, уюта и т. Д., Достигнутый за счет использования теплых тонов: С момента косметического ремонта в комнате стало тепло.
- средство или способность вызывать ощущение тепла: куртка с небольшим количеством тепла.
- легкий гнев или раздражение: Ее отрицание выдавало некоторую теплоту.
теплота ′ мин. • n.
- Среднеанглийский wermth. См. Теплый, -й 1 1125–75
- 3. См. Соответствующую запись в «Несокращенный жар, огонь, дух, сила».
- 4. См. Соответствующую запись в разделе «Несокращенная нежность, доброта, привязанность».
Краткий английский словарь Коллинза © HarperCollins Publishers ::
тепло / wɔːmθ / n- состояние, качество или ощущение тепла
- интенсивность эмоций: он отрицал обвинение с некоторой теплотой
- привязанностью или сердечностью
‘ warmth ‘ также встречается в этих записях (примечание: многие из них не являются синонимами или переводами):
.WordReference Англо-португальский словарь © 2020:
‘ warmth ‘ também foi encontrado nestas entradas: Нет описания на английском языке: Português: | ||