08.03.2021

Источники тепла: Источники тепла и тепловые явления — урок. Физика, 8 класс. – Альтернативное отопление частного дома — выбор достаточно большой

Содержание

Альтернативные источники тепла: вспомогательный обогреватель из свечи

Существует, так называемый, вечный нагревательный прибор,с помощью которого можно утилизировать тепло открытого пламени в условиях жилой комнаты.

Существует ли вечный нагревательный прибор, который никогда не сломается? Как можно утилизировать тепло открытого пламени в условиях жилой комнаты? Как своими руками собрать бесплатный комнатный светильник-обогреватель? Обо всём этом читайте в данной статье.

«Горшковый» калорифер

  • Возможно ли распределить тепло от огня
  • Как работает «вечный» обогреватель
  • Из чего можно сделать нагревательный прибор
  • Собираем тепловой светильник своими руками
    • Порядок работы
  • Какая будет польза от «горшкового» калорифера
  • Область применения

Простые природные материалы в той или иной форме продолжают свою «жизнь и работу» в качестве компонентов современных составов. Так, обычная глина прошла путь от бесплатного и общедоступного сырья для строительства первых домов до нано-компонента состава утепляющей краски (жидкого керамического утеплителя).

В сыром виде ею обмазывали стены для утепления, потом стали формовать и обжигать — получились посуда и кирпич. С развитием сталеплавильного производства глину научились вспучивать — так появился керамзит и целый раздел науки — «Применение вспученных керамических материалов».

В конце концов, её сформировали в шарики диаметром 0,02 мм с техническим вакуумом внутри. И везде глина была востребована благодаря своему основному свойству: в обожжённом виде (керамика) она эффективно аккумулирует тепло. Это ещё раз доказывает, что всё, что необходимо человеку для жизни, уже изобретено природой.

Возможно ли распределить тепло от огня

Ещё одно свойство керамики, производное от теплоёмкости — способность распределять тепло равномерно по всему объёму (кроме точки нагрева). Иными словами, если мы возьмём нечто керамическое (например, кирпич) и положим его на нечто горячее (например, газовую горелку), то произойдёт следующее:

  • кирпич начнёт аккумулировать (утилизировать) тепло пламени горелки;
  • температура будет равномерно распределяться по всему объёму кирпича и дойдёт до его граней;
  • на плоскостях кирпича будет происходить теплообмен с окружающим воздухом;
  • в итоге площадь теплообмена увеличится с площади языка пламени до площади всех плоскостей кирпича;
  • при этом температура будет уменьшаться обратно-пропорционально площади поверхности (чем больше площадь, тем ниже температура).

Догадливый читатель, конечно, понял, что выше описан принцип работы русской печи. Наша задача — создать такой же эффективный прибор, но на базе свечки.

Как работает «вечный» обогреватель

При горении обычной свечи происходит следующее:

  • разогретый горением воздух поднимается к потолку;
  • под потолком он перемешивается с самым верхним слоем.

Из-за большой разницы температур (76 градусов) окружающий воздух не успевает перемешиваться с отработанными газами горения, и они интенсивно поднимаются к потолку. Образуется как бы столб горячего воздуха, который рассеивается вверху. Это тепло мы будем утилизировать при помощи «ловушки» из керамических куполов.

Из чего можно сделать нагревательный прибор

Итак, для постройки «чудо-микро-печки» нам понадобится:

  • пламя
  • обожжённая глина (керамика)
  • металл

Область применения керамики ограничена лишь фантазией инженера. В данном случае нас интересуют только общедоступные дешёвые материалы, в частности, посуда. Не зря в старину пользовались в печи именно глиняными горшками — они подолгу держат тепло. Ассортимент керамических изделий бытового назначения в наши дни огромен, но мы остановимся на обычных цветочных горшках. Невзрачные с виду, они помогут нам решить проблему вспомогательного обогрева.

Второй компонент обогревателя — источник тепла. Первое, что приходит в голову для использования в помещении, это обычная свеча. Конечно, существуют самые разнообразные виды газовых и керосиновых горелок, но дешевизна и доступность для нас на первом месте. К тому же свеча не имеет срока годности и может храниться на холоде.

Третий компонент — рекордсмен по теплопроводности и аутсайдер по теплоёмкости — металл. Его свойство быстро нагреваться и отдавать тепло (малая теплоёмкость) сыграет нам на руку при создании теплового светильника.

Собираем тепловой светильник своими руками

Что понадобится:

  1. Горшки керамические (цветочные) трапециевидные с наружным диаметром дна 50, 100 и 150 мм по 1 шт. При этом меньший горшок должен быть ниже большого примерно на 25 мм.
  2. Шпилька с резьбой диаметром 6–12 мм. Она должна проходить через отверстия каждого горшка. При необходимости отверстия рассверлить до нужного диаметра сверлом по плитке.
  3. Шайбы под шпильку с наружным диаметром, равным внутреннему диаметру дна наименьшего горшка — 20 шт. Гайки 7–8 шт.
  4. Каркас, подвес или подставка произвольной формы, удовлетворяющие описанным ниже техническим требованиям (условиям).
  5. По желанию — каминный герметик или негорючие (паронитовые) прокладки.


 Порядок работы
  1. Устанавливаем шпильку в отверстие наибольшего горшка и наворачиваем гайку снаружи.
  2. Надеваем на шпильку внутри горшка несколько шайб, при необходимости фиксируем гайками.
  3. Устанавливаем средний горшок на шпильку.

Внимание! Наружные грани меньших горшков должны находиться внутри купола больших на глубине 20–25 мм.

  1. Фиксируем шайбами и гайками средний горшок.
  2. Выставляем и фиксируем малый горшок.

  1. Грани всех трёх куполов должны сходить внутрь ступенями 20–25 мм. Регулируем глубину посадки добавлением шайб и гаек.
  2. Если расстояние от одного дна до другого ощутимо велико, заполняем его шайбами вразбежку — это даст большую теплопроводность стержня.
  3. Устанавливаем конструкцию над свечой так, чтобы стержень шпильки располагался строго над пламенем на высоте 30–50 мм.

  1. Дальнейшая регулировка производится опытным путём на основе наблюдений.

Использование прокладок и герметика. Нахваливая керамику, мы тактично обошли самый неудобный её недостаток — хрупкость (колкость). Даже полнотелый кирпич крошится, упав на бетон, что говорить и цветочных горшках. Собирая светильник, следует очень осторожно затягивать гайки — стоит немного перетянуть и стенка лопнет.

Также есть риск случайного раскола при эксплуатации или в момент переноски. Твёрдый металл шпильки крошит керамику и может расколоть. Чтобы смягчить их контакт, используйте герметик или негорючие прокладки.

Какая будет польза от «горшкового» калорифера

На первый взгляд, конструкция предельно понятна, но доверия не вызывает. Следует сразу оговориться — не спешите выпиливать радиаторы парового отопления — наш светильник будет «подмастерьем», но не «мастером». Применение таких приборов в каждой комнате позволит снизить общую температуру подачи котла на несколько градусов совершенно бесплатно — и это уже результат!

Проведём примитивный теплотехнический расчёт на основе общедоступных данных и логики:

  1. Восковая свеча весом 120 грамм (диаметр 30 мм) содержит около 3 МДж энергии.
  2. Примерный срок горения такой свечи — 20 часов.
  3. За это время она выделяет примерно 140 кДж энергии, что составляет около 42,5 Вт.
  4. Парафиновые свечи дают больший эффект выделения тепловой энергии.

Подобрав максимально эффективную свечу, мы сможем добиться 50–55 Вт тепловой энергии на выходе, а это уже 10% мощности электрокалорифера в 500 Вт.

Внимание! Пожароопасность. Нагревательный элемент — открытое пламя. Светильник нельзя оставлять без присмотра.

Область применения

Элементарная конструкция на базе «копеечных» материалов будет служить долго при бережном обращении. Обогреватель не требует каких-либо условий для хранения, срока эксплуатации, профилактики или замены запчастей. Простой, как и всё гениальное, он станет опорой в лесных ночёвках или при отключении электричества, а также в экстремальных условиях.

  1. В местах, где нет электричества: палатки, землянки, убежища, авто, попавшее в метель.
  2. В местах, где есть электричество: небольшая, но приятная экономия на расходах при отоплении.
  3. Если собрать продуманный каркас, то над свечой можно подвесить небольшую ёмкость (котелок, кружку) и греть воду.

Вот такой простой и надёжный помощник получился. Он станет не только тёплым местом в вашем интерьере, но и интересным декоративным украшением. опубликовано econet.ru  

Подписывайтесь на наш канал Яндекс Дзен!

Если у вас возникли вопросы по этой теме, задайте их специалистам и читателям нашего проекта здесь.

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление — мы вместе изменяем мир! © econet

Источники тепла » ГеоПолюс

В зависимости от источника отбора тепла тепловые насосы подразделяются на:

1) Геотермальные (используют тепло земли, наземных либо подземных грунтовых вод):

а) замкнутого типа:

горизонтальные:

Коллектор размещается кольцами или извилисто в горизонтальных траншеях ниже глубины промерзания грунта (обычно от 1,2 м и более). Такой способ является наиболее экономически эффективным для жилых объектов при условии отсутствия дефицита земельной площади под контур.


вертикальные:

Коллектор размещается вертикально в скважины глубиной до 200 м. Этот способ применяется в случаях, когда площадь земельного участка не позволяет разместить контур горизонтально или существует угроза повреждения ландшафта.


водные:

Коллектор размещается вертикально в скважины глубиной до 200 м. Этот способ применяется в случаях, когда площадь земельного участка не позволяет разместить контур горизонтально или существует угроза повреждения ландшафта.


с непосредственным теплообменом:

В отличие от предыдущих типов, хладагент компрессором теплового насоса подаётся по медным трубкам, расположенным:

  • Вертикально в скважинах длиной 30 м и диаметром 80 мм
  • Под углом в скважинах длиной 15 м и диаметром 80 мм
  • Горизонтально в грунте ниже глубины промерзания

Циркуляция хладагента компрессором теплового насоса и теплообмен фреона напрямую через стенку медной трубы с более высокими показателями теплопроводности обеспечивает высокую эффективность и надёжность геотермальной отопительной системы.

б) открытого типа 
Подобная система использует в качестве теплообменной жидкости воду, циркулирующую непосредственно через систему геотермального теплового насоса в рамках открытого цикла, то есть вода после прохождения по системе возвращается в землю. Этот вариант возможно реализовать на практике лишь при наличии достаточного количества относительно чистой воды и при условии, что такой способ использования грунтовых вод не запрещён законодательством.

2) Воздушные (источником отбора тепла является воздух) Используют в качестве источника низкопотенциальной тепловой энергии воздух. Причем источником теплоты может быть не только наружный (атмосферный) воздух, но и вытяжной вентиляционный воздух (общеобменной или местной) вентиляции зданий.

3) Использующие производное (вторичное) тепло (например, тепло трубопровода центрального отопления). Подобный вариант является наиболее целесообразным для промышленных объектов, где есть источники паразитного тепла, которое требует утилизации.

Информация предоставлена с сайта ru.wikipedia.org

Альтернативные источники тепла для дома и квартиры

У большинства из нас есть нормальное газовое, угольное или комбинированное отопление. Конечно, существует и электрический способ обогрева помещения, но он не очень распространен ввиду высокой стоимости электроэнергии. Но что делать, если тепло вдруг отключили, сбой в трубе, обесточивание и т. п.? Не замерзать же в зимнюю пору! Конечно, нет, ведь в этом случае на помощь приходят альтернативные источники тепла. Это обязательный атрибут в экстремальной или даже катастрофической ситуации. Давайте поговорим обо всем более подробно.

альтернативные источники тепла

Газовое и электрическое отопление

Можно с уверенностью сказать о том, что сегодня крайне неспокойное и непростое для многих время. С газовой магистралью может случиться что угодно. Например, крупная авария устраняется достаточно долго, а если альтернативных путей поставки нет, то люди будут мерзнуть. Что же касается электрического варианта, то, во-первых, это дорого, во-вторых, не очень надежно. Обусловлено это возможными перегрузками в сети при подключении большого количества потребителей. Тем не менее газ и электричество на сегодняшний день являются основными источниками тепла. Все, что мы можем сделать, так это обезопасить себя, установив аварийное оборудование. Иногда можно сделать альтернативные источники тепла своими руками, об этом мы с вами поговорим немного позже.

Котлы на твердом и жидком топливе

Это, пожалуй, два самых распространенных решения на сегодняшний день. Обусловлено это большой доступностью оборудования. Конечно, трудоемкость монтажных работ дает о себе знать, но вот стоимость твердого топлива (уголь, дрова и т. п.) вполне разумная. Но о таком источнике тепла необходимо думать заранее и устанавливать его вместе с газовым оборудованием. Конечно, водяную систему можно провести параллельно с электроконвекторной, так, собственно, лучше и поступить. Что же касается жидкостных котлов, то это хорошее решение, но за последние годы популярность такого способа обогрева все ниже. Это обусловлено повышением стоимости на топливо. В качестве последнего выступает растительное и машинное масло, подходит и отработка. Если вы работаете на производстве, где каждый день выливаются десятки, а то и сотни такого топлива, то самое время задуматься над этим вопросом. Такие альтернативные источники тепла для дома крайне актуальны, особенно если имеются запасы масла. Давайте пойдем дальше.

альтернативные источники тепла своими руками

Альтернативные источники тепла, своими руками изготовленные – это просто

Иногда мы сами можем что-то смастерить для обогрева. Самый простой вариант – буржуйка. Чаще всего в качестве корпуса используется бочка или стальная труба большого диаметра. В корпусе делаются два отверстия, одно больше – топка, второе меньше – зольник. Желательно сделать дверцы. Немного ниже уровня дверцы топки необходимо сделать кронштейны, на которые будет помещен колосник. Последний может быть изготовлен из обычной арматуры методом сварки. Если вы делаете буржуйку из трубы, то необходимо заварить верхнюю и нижнюю части. Но не забывайте о том, что вам нужен дымоход. Для этого сверху вырезается небольшое отверстие, и в него вставляется труба. По сути, такие альтернативные источники тепла, своими руками изготовленные, вполне способны обогреть большое помещение в холодное время года. В качестве топлива используется уголь или дрова. Не забывайте о том, что нужно подключаться к дымоходу.

альтернативные источники тепла для дома

Печи длительного горения

Данный вариант отопления за последние несколько лет стал более распространенным. Обусловлено это не только хорошей рекламой, но и высокой эффективностью метода. Суть заключается в том, что имеется два этапа сгорания топлива. На первом происходит тление и выделение древесного газа, а на втором — сгорание последнего. В результате мы имеем достаточно эффективное, но при этом и экономное отопление. Но необходимо тщательно следить за влажностью топлива. Если этот показатель выше нормы, то количество отдаваемого тепла будет не таким большим, иногда такое горючее даже тлеть не будет. Поэтому больше внимание необходимо уделять хранению. Лучше отдать предпочтение гаражу или любому другому крытому сухому помещению. Лидерами по производству печей длительного горения с воздушным или водяным контуром считаются «Бренеран» (Канада) и «Булерьян». В принципе, такие альтернативные источники тепла для квартиры не должны быть оставлены без внимания. Тем более что иногда это единственное доступное решение.

Тепловые насосы — альтернативные источники тепла для частного дома

альтернативные источники тепла для квартирыМногие о таком способе обогрева помещения даже не слышали. Но на сегодняшний день, если рассматривать альтернативные источники тепла, это один из лучших вариантов. Обусловлено это не только высокой эффективностью, но и безопасностью. Суть заключается в том, что тепло, собранное из почвы или воды, передается в отопительную систему. В летнее время чаще всего используется обратный принцип (охлаждение здания). Как вы видите, один тепловой насос позволяет решить несколько задач. Зимой это отопительная система, летом – кондиционер. Что же касается эффективности, то затраты на обогрев будут ниже примерно на 10%, нежели на газ. Но зачастую проблема кроется в том, что тепловые насосы не каждый может себе позволить, ведь это дорогостоящее оборудование, требующее точного профессионального монтажа. Да и слишком эта система зависима от электроэнергии, поэтому не имеет особого смысла, когда с электричеством проблемы.

Установить ТЕК или камин

Гидродинамическая установка (нагревательная), она же ТЕК, – это новый источник альтернативного отопления помещения. В конструкцию установки входит расширительный бачок (гидроаккумулятор), помпа и электрический насос. Принцип действия основан на выделении энергии от двух потоков воды, которые сталкиваются между собой при попадании в бак. Зачастую просто-напросто подключается к отопительной системе квартиры или дома и не требует установки дополнительного оборудования, такого как циркуляционный насос, механический фильтр и т.п.

альтернативные источники тепла для частного домаЧто же касается такого решения, как установка камина, то это доступно далеко не всем. Но если вы живете на верхнем этаже или здание имеет дымоход, то проблем у вас не возникнет. Конечно, это довольно дорогое удовольствие и требует много места в помещении. Но взамен вы получите отличное отопление. В принципе, это самые популярные альтернативные источники тепла для дачи, где много места и имеется возможность самостоятельно сделать дымоход. Главное — правильно проработать систему воздушного обогрева, чтобы потоки воздуха проходили через все помещение.

Основные сведения о гелиосистемах

Гелиосистемы, несмотря на свою сложность, довольно популярны. Но если в квартирах их использование затруднено, то для дачи или загородного дома это как раз то, что нужно. Такой источник тепла состоит из солнечного коллектора (вакуумного). Устанавливается коллектор на крыше, где он и собирает энергию солнца. Когда лучи попадают на его поверхность, происходит нагрев помещения. Примечательно то, что система работает даже при минусовой температуре или пасмурной погоде. Но не стоит забывать о том, что крайне важно следить за состоянием пластин, чистить их от снега, листьев и т. п. Так как тепловая энергия в результате поступает в теплообменник, то она используется для системы отопления и нагрева воды для хозяйственных нужд. Но в местах, где солнца практически никогда нет, такие системы устанавливать нецелесообразно.

альтернативные источники тепла для дачи

Так что же выбрать

Мы с вами рассмотрели основную часть альтернативных источников тепла. Как вы видите, их достаточно много. Но что установите вы, зависит только от вас. Так, гелиосистемы предпочтительнее в южных и центральных районах, а в северных их монтировать практически бесполезно. Для загородного дома подойдет камин, а в квартиру лучше поставить печь медленного сгорания. Лучшие альтернативные источники тепла для гаража – это буржуйки, так как тут можно палить отработку масла, не переживая о специфическом запахе.

Заключение

альтернативные источники тепла для гаражаВот, в принципе, и все, что можно рассказать по данной теме. Выбор очень большой, необходимо руководствоваться не только собственными предпочтениями, но и трезво оценивать свои финансовые возможности, а также целесообразность того или иного выбора. Если вы пару раз в год приезжаете на дачу, то вряд ли имеет смысл там ставить гелиосистему, это равнозначно тому, что смонтировать буржуйку в квартире с евроремонтом. Конечно, решение за вами, но делайте его обдуманно и в первую очередь думайте о безопасности, а также о том, чтобы не замерзнуть в тяжелое время.

АВТОНОМНЫЕ ИСТОЧНИКИ ТЕПЛА (УСТРОЙСТВА ИНДИВИДУАЛЬНОГО ОБОГРЕВА). (Обзор): govorilkin — LiveJournal

погодой   навеяло

НЕКОТОРЫЕ СВЕДЕНИЯ О ПРИНЦИПАХ РАБОТЫ

Угольные грелки.
Еще лет 90 назад изобретательская мысль обратилась к самому распространенному экзотермическому процессу — реакции горения. Появились устройства , в которых тлеющий угольный стержень, обернутый в специальную бумагу был помещен в металлический корпус, а последний в суконный чехол . Такие грелки весили сравнительно немного , а действовали 5-6 часов . На поверхности корпуса температура была от 60 до 100 градусов Цельсия .

С + О2 —> CО2 + 94 ккал/моль

Каталитические грелки.
Во время первой мировой войны в окопах мерзли миллионы солдат, и за четыре военных года изобретатели США , Японии и Англии запатентовали несколько вариантов карманных жидкостных грелок . Принцип их действия был прост: каталитическое беспламенное окисление спирта или бензина . Катализатором во всех случаях служила платина. Японская грелка выглядела как портсигар, внутри которого были резервуар, набитый ватой и платиновая прокладка. В корпусе были просверлены отверстия для подачи воздуха к катализатору и отвода газообразных продуктов горения. Для запуска грелки в резервуар заливался спирт, который пропитывал вату. Затем катализатор прогревали пламенем спички и начиналась реакция. Основной недостаток каталитических грелок — ограниченный срок службы: примеси, содержащиеся в горючем быстро отравляют катализатор и греющий портсигар становится бесполезным.

Грелки, использующие реакцию гашения извести.

Еще в 20-х годах в Германии для разогрева пищи в полевых условиях предложили использовать тепло, выделяющееся при гашении водой негашеной извести. Однако недостаточно большой тепловой эффект реакции помешал на первых порах практическому применению этой идеи. Шагом вперед стало сочетание двух реакций : гашения извести и ее нейтрализации . Для этого в известь ввели кристаллогидраты щавелевой или лимонной кислоты . Реакции в грелке пошли по следующей схеме.

СаО + Н2 О —> Ca(OH)2 + 10.6 ккал.
2Са(ОН)2 + Н2С2О4 + 2 Н2О —> CаС2О4 + 4Н2О + 31 ккал

С помощью этих двух реакций можно в портативном устройстве получить температуру от 100 до 300 градусов Цельсия . Кроме того , использование кристаллогидратов кислот позволяет запускать грелку небольшим количеством воды, а с очередными порциями извести будет реагировать вода, выделяющаяся при нейтрализации.

Грелки, использующие реакции окисления металлов.
В обычных условиях коррозия металлов на воздухе протекает, к счастью, медленно. Присутствие солей резко ускоряет процесс. В конце 20-х годов для обогрева бойцов Красной Армии была рекомендована «железная» грелка — в мешочек из прорезиненной ткани помимо железных опилок помещали перманганат калия и наполнители — уголь и песок. После добавления воды на поверхности грелки в течение 10-20 часов поддерживается температура 100 градусов Цельсия.

4Fe + 2h3 O + 3O2 —> 2(Fe2O3 * h3O) + 390.4 ккал/моль

Вместо железа в коррозионных грелках лучше применять алюминий. Тепла в этой реакции выделяется гораздо больше, чем при окислении железа :

8Аl + 3Fe3O4 —> 4Al2O3 + 9Fe + 795 ккал/моль

Грелки, использующие реакции вытеснения металлов.
В 1940 году в СССР был разработан обогревательный пояс — обтянутый кожей медный резервуар, который крепился на брючном ремне. В резервуар засыпали 200 г. реакционной смеси — алюминиевого порошка хлористой меди , взятых в стехиометрическом соотношении . Воду в количестве 100-120 мл. добавляли в резервуар из баллончика, находящегося в нагрудном кармане. Подачу воды регулировало несложное тепловое реле. Пояс мог согревать в течение 8 часов. Эта химическая грелка была новой не только по форме, но и по содержанию: впервые было использовано тепло, возникающее при вытеснении одного металла другим — более электроотрицательным. В Ленинграде, в блокадную зиму 1942 года , использовали грелки, заполненные смесью хлористой меди и железных стружек. От одной заправки водой такие грелки работали 60-70 часов.

Кристаллизационные грелки.
В кристаллизационных грелках используются вещества с низкими температурами плавления и относительно высокими теплотами плавления. Подобный термоаккумулятор отдает тепло, которое высвобождается при кристаллизации или затвердевании предварительно нагретого и расплавленного вещества. Классическое рабочее тело грелок-аккумуляторов парафин. Можно использовать также стеариновую кислоту, низко плавкие кристаллогидраты, например, глауберову соль Na2 SO4 * 10h3O или тригидрат ацетата натрия Ch4COONa * 3h3O. Небольшие добавки к кристаллогидратам хлористого кальция, тиосульфита натрия или глицерина позволяют замедлить процесс кристаллизации и тем самым повысить продолжительность работы грелки. Грелка разогревается за 15 сек. до 55 °С и процесс выделения тепла продолжается 25-30 минут. Грелка обладает достаточно высокой теплоемкостью и еще минут 25-30 способна отдавать тепло в режиме остывания. Грелка кристаллизационного типа хороша, как лечебное и профилактическое средство при воспалительных процессах , для больных с различными формами радикулита, для тюбажа печени и других процедур в стационарных условиях (дома или в больнице).

Использование кристаллизационных грелок в чрезвычайных ситуациях в полевых условиях ограничено непродолжительностью режима тепловыделения грелок.

Основное достоинство грелок кристаллизационного типа — возможность многократного использования: для восстановления исходного состояния грелки достаточно прокипятить ее в воде в течении 15-20 минут.

http://umcsa.narod.ru/rus/umcsa/projects/ait.htm 

ГРЕЛКА ИЗ ПРОБИРКИ
В походе, на рыбалке, особенно в непогоду часто возникает нужда обыкновенной грелке. Конечно, неплоха и обычная резиновая, но у нее есть один существенный недостаток: очень уж медленно греется для нее на костре вода.

Попробуем сделать химическую грелку. Для этого нам понадобятся самые обычные реактивы.

Для начала проведем несложный опыт. Пойдите на кухню и возьмите пачку поваренной соли. Впрочем, пачка не понадобится. Достаточно будет 20 г (2 чайных ложки). Затем загляните в шкафчик, где хранятся всевозможные хозяйственные препараты и материалы. Наверняка там сохранилось после ремонта квартиры немного медного купороса. Его понадобится 40 г (3 чайных ложки). Древесные опилки и кусок алюминиевой проволоки, надо полагать, тоже найдутся. Если так, все готово. Разотрите в ступке купорос и соль так, чтобы величина кристаллов не превышала 1мм (разумеется, на глаз). В полученную смесь добавьте 30 г (5 столовых ложек) древесных опилок и тщательно перемешайте. Кусок проволоки согните спиралью или змейкой, вложите в банку из-под майонеза. Туда же засыпьте подготовленную смесь так, чтобы уровень засыпки был на 1-1.5 см ниже горлышка банки. Грелка у вас в руках. Чтобы привести ее в действие, достаточно влить в банку 50 мл (четверть стакана) воды. Спустя 3-4 минуты температура грелки поднимется до 50-60° С.

Откуда берется в банке тепло, и какую роль играет каждый из компонентов? Обратимся к уравнению реакции:

CuSO4+2NaCl > Na2SO4+CuCl2

В результате взаимодействия медного купороса с поваренной солью образуется сульфат натрия и хлорная медь. Именно она нас интересует. Если вычислить тепловой баланс реакции, то окажется, что при образовании одной грамм-молекулы хлорной меди выделяется 4700 калорий тепла. Плюс теплота растворения в исходных образующихся препаратов — 24999 калорий. Итого: примерно 29600 калорий.

Тотчас же после образования хлорная медь вступает во взаимодействие с алюминиевой проволокой:

2Al+3CuCl2 > 2AlCl3+3Cu

При этом выделяется (также в пересчете на 1 г-моль хлорной меди) примерно 84000 калорий.

Как видите, в результате процесса суммарное количество выделяющегося тепла превышает 100000 калорий на каждую грамм-молекулу вещества. Так что никакой ошибки или обмана нет: грелка самая настоящая.

А что же опилки? Не принимая никакого участия в химических реакциях, они в то же время играют очень важную роль. Жадно впитывая в себя воду, опилки замедляют течение реакций, растягивают работу грелки во времени. К тому же древесина обладает достаточно низкой теплопроводностью: она как бы аккумулирует выделяющееся тепло и затем постоянно отдает его. В плотно закрытой посуде тепло сохраняется, по меньшей мере, два часа.

И последнее замечание: банка, конечно, не лучший сосуд для грелки. Она понадобилась нам только для демонстрации. Так что сами подумайте над формой и материалом для резервуара, в который поместить греющую смесь.

Источник: журнал «Юный техник», №5, 1983г., стр.78-79.
Автор: инженер Ф. Никулин.

Тепло, источники — Справочник химика 21

    Комбинированная установка состоит из ряда элементов карбюраторного двигателя (степень сжатия 8 1, рабочий объем 1,6 л), оборудованного системой утилизации тепла выхлопных газов, антифриза и картерного масла центробежного компрессора, приводимого в движение от вала двигателя холодильной установки, в которой с помощью компрессора рабочая жидкость проходит все обычные стадии сжатия паров, утилизации тепла и конденсации паров расширителя жидкости и холодильника теплообменника — испарителя жидкости, работающего на низкопотенциальном тепле. Источниками такого тепла могут быть воздух, вода, тепло грунта, а также тепло, отбираемое в конденсаторе. Этот источник может быть объединен с теплом, аккумулированным в двигателе водой или воздухом. Наиболее вероятные сферы применения комбинированной установки — обогрев помещений горячим воздухом или водой, обогрев плавательных бассейнов, оранжерей и теплиц, различные установки для сушки зерна. Многие из них уже освоены в промышленно-коммерческих масштабах. [c.375]
    НОВКИ, использующей для отопления тепло источника постоянного потенциала, например тепло речной воды или воздуха, охлаждающего электрогенераторы электростанций. Такие установки могут применяться, в частности, для отопления помещения гидроэлектростанций, а также жилых поселков при них. [c.65]

    При вращении барабана 5 продукт интенсивно перемешивается, измельчается и равномерно сохнет за счет тепла источников инфракрасного нагрева. Для обеспечения более полного использования энергии от источников инфракрасного нагрева их панель устанавливается рукояткой 9 под углом, соответствующем углу естественного откоса высушиваемого продукта. При прохождении по сплошному участку барабана 5 гранул продукта происходит полная сублимация влаги из мелкодисперсной фракции, после чего она удаляется через перфорированный участок за пределы барабана 5. Время прохождения продукта по сплошному участку регулируется изменением угла наклона к горизонту всей сушилки при помощи подъемника 8. [c.834]

    Для мгновенного испарения необходимо обеспечить быструю передачу к образцу больших количеств тепла. Источником тепла может служить газ-носитель или материал испарителя. Поскольку теплоемкость газа-носителя очень низкая, тепло к пробе поступает в основном от непосредственно контактирующего с пробой ма- [c.137]

    Требование в означает, что, находясь в тепловом общении с системой, т. е. отдавая системе или получая от нее тепло, источник [c.111]

    Эксплуатация невозобновляемых энергоресурсов приводит и их исчерпанию и уменьшению энергетического потенциала планеты, а с другой стороны повышению температуры среды обитания. Поэтому они называются также добавляющими тепло источниками энергии. Эксплуатация возобновляемых энергоресурсов сохраняет энергетический потенциал планеты и не изменяет температуру среды обитания. Они называются, поэтому, недобавляющими тепло источниками энергии. [c.58]

    Реакторы с теплообменом при непосредственном контакте с катализатором. Они выгодно отличаются простотой конструкции от реакторов с теплообменом через стенку и представляют собой полые цилиндрические или конические аппараты, в которых слой катализатора расположен на решетке. Если процесс осуществляется при нормальном давлении, то аппарат может быть выложен из кирпича аппараты, работающие под давлением, изготовляются из стали. Условия теплообмена в реакторах рассматриваемого типа очень благоприятны, так как имеет место непосредственный контакт газа с катализатором, на поверхности которого протекает реакция, сопровождающаяся выделением или поглощением тепла. Источником тепла в случаях эндотермических процессов может служить либо сам газ, либо катализатор, а в случаях экзотермических процессов, хладоагентом может явиться только реагирующая газовая смесь. [c.122]


    Термальная вода Вода горячего или теплого источника [c.50]

    Согласно первому закону термодинамики между количеством отнимаемого тепла г, — г о> работой А1 и количеством тепла Q,, передаваемого теплому источнику, должна существовать следующая зависимость  [c.82]

    Охлаждение газа при постоянном давлении от температуры Т (точка 1 на рис. 2-1) до температуры (точка 2 на рис. 2-1) может быть проведено при по1мощи бесконечно большого числа обратных циклов Карно с переменными температурами холодного источника между Ti и П. Для любого обратного (холодильного) цикла тепло, отнимаемое рабочим агентом при низкой температуре, вместе с совершенной им работой должно быть передано другому источнику с б лее высокой температурой, каковым может быть охлаждающая вода или атмосферный воздух. Наивысшей температурой теплого источника будет температура Т.  [c.80]

    Эта модель может быть использована для моделирования сепаратора готового продукта на установке для алкилирования (описана в приложении А) при условии, что имеются три источника тепла. Источниками тепла являются энтальпия входящего потока исходного сырья (предполагается, что все сырье подается в виде жидкости), теплота реакции, отводимая из реактора, и теплоотдача от потока из нижней части депропанизатора. [c.197]

    Для возникновения горения необходимы определенные условия наличие горючего вещества, окислителя (кислорода) и источника воспламенения. Горючее вещество и окислитель должны быть нагреты до определенной температуры источником тепла (источником воспламенения) пламенем, искрой, накаленным телом или [c.7]

    Для возникновения пожара необходим первоначальный источник тепла (источник зажигания). Если тепловой импульс мал для воспламенения расположенных вблизи него сгораемых веществ материалов, то пожар не развивается. В противном случае возникает устойчивый очаг горения, приводящий к развитию пожара. [c.73]

    Цикл теплового насоса. Всякая холодильная машина по существу является тепловым насосом, так как служит для перекачивания тепла с низкого температурного потенциала на более высокий. Однако в обычном холодильном цикле теплым источником является окружающая среда, и задача состоит в охлаждении тела до окружающая среда будет холодным источником, и задача —получить тепло с /> р.ср. Этот ц

источник теплоты — это… Что такое источник теплоты?


источник теплоты
Источник: «Дом: Строительная терминология», М.: Бук-пресс, 2006.

Строительный словарь.

  • испытательные газы
  • источник тепловой энергии

Смотреть что такое «источник теплоты» в других словарях:

  • Источник теплоты — (тепловой энергии) – энергоустановка, предназначенная для производства теплоты (тепловой энергии). [Правила техники безопасности при эксплуатации теплопотребляющих установок и тепловых сетей потребителей. Госэнергонадзор 7 мая 1992 г.]… …   Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

  • источник теплоты — Термодинамическая система, способная отдавать или воспринимать теплоту и характеризующаяся определенной неизменной температурой. [Сборник рекомендуемых терминов. Выпуск 103. Термодинамика. Академия наук СССР. Комитет научно технической… …   Справочник технического переводчика

  • источник теплоты — šilumos šaltinis statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. heat source vok. Wärmequelle, f rus. источник тепла, m; источник теплоты, m pranc. source de chaleur, f …   Fizikos terminų žodynas

  • источник теплоты — Термодинамическая система, способная отдавать или воспринимать теплоту и характеризующаяся определенной неизменной температурой …   Политехнический терминологический толковый словарь

  • Источник теплоты (тепловой энергии) — энергоустановка, предназначенная для производства теплоты (тепловой энергии). Источник: snip id 2791: Правила эксплуатации теплопотребляющих установок и тепловых сетей потребителей …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • источник тепловой энергии — источник теплоты Теплогенерирующая энергоустановка или их совокупность, в которой производится нагрев теплоносителя за счет передачи теплоты сжигаемого топлива, а также путем электронагрева или другими, в том числе нетрадиционными способами,… …   Справочник технического переводчика

  • Источник тепловой энергии — энергоустановка, предназначенная для производства теплоты. Синонимы: Источник теплоты См. также: Источники тепловой энергии Теплоснабжение Финансовый словарь Финам …   Финансовый словарь

  • источник тепловой энергии — источник теплоты (тепловой энергии) энергоустановка, предназначенная для производства теплоты (тепловой энергии). (Смотри: Правила техники безопасности при эксплуатации теплопотребляющих установок и тепловых сетей потребителей. Госэнергонадзор 7… …   Строительный словарь

  • источник — 3.18 источник (source): Объект или деятельность с потенциальными последствиями. Примечание Применительно к безопасности источник представляет собой опасность (см. ИСО/МЭК Руководство 51). [ИСО/МЭК Руководство 73:2002, пункт 3.1.5] Источник …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • источник тепла — šilumos šaltinis statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. heat source vok. Wärmequelle, f rus. источник тепла, m; источник теплоты, m pranc. source de chaleur, f …   Fizikos terminų žodynas

Альтернативные источники теплоснабжения

Альтернативный источник энергии – способ, устройство или сооружение, позволяющее получать тепловую энергию и заменяющий собой традиционные источники энергии, вырабатывающие тепловую энергию за счет сжигания нефти, природного газа и угля и т.п. Цель поиска альтернативных источников энергии – получение ее из энергии возобновляемых или практически неисчерпаемых природных ресурсов и явлений. Важным фактором может являться также экологичность и экономичность альтернативных источников энергии.

Альтернативные источники энергии можно разделить по виду преобразуемой в тепло энергии следующим образом:

1. Ветровые <– движение воздушных масс;

2. Геотермальные <– тепло планеты;

3. Солнечные <– электромагнитное излучение солнца;

4. Гидроэнергетические <– движение воды в реках или морях;

5. Биотопливные <– теплоту сгорания возобновляемого топлива (например, спирта, биогаза).

Ветроэнергетика – отрасль энергетики, специализирующаяся на преобразовании кинетической энергии воздушных масс в атмосфере в электрическую, механическую, тепловую или в любую другую форму энергии, удобную для использования в народном хозяйстве. Такое преобразование может осуществляться такими агрегатами, как ветрогенератор (для получения электрической энергии), ветряная мельница (для преобразования в механическую энергию).

Геотермальная энергетика – направление энергетики, основанное на получении тепла за счёт энергии, содержащейся в недрах земли, на геотермальных станциях.

Солнечная энергетика – направление нергетики, основанное на непосредственном использовании солнечного излучения для получения энергии в каком-либо виде. Солнечная энергетика использует неисчерпаемый источник энергии и является экологически чистой, то есть не производящей вредных отходов. Производство энергии с помощью солнечных электростанций хорошо согласовывается с концепцией распределённого производства энергии.

Биотопливо – топливо из биологического сырья, получаемое, как правило, в результате переработки биологических отходов. Существуют также проекты, направленные на получение биотоплива из целлюлозы и различного типа органических отходов, но эти технологии находятся в ранней стадии разработки или коммерциализации. Различается жидкое биотопливо (для двигателей внутреннего сгорания, например, этанол, метанол, биодизель), твёрдое биотопливо (дрова, брикеты, топливные гранулы, щепа, солома, лузга) и газообразное (биогаз, водород).

В значительном числе случаев основным элементом альтернативной энергетической установки является «тепловой насос», позволяющий извлекать промышленно используемую тепловую энергию из низкопотенциальных источников теплоты.

Термодинамически тепловой насос аналогичен холодильной машине. Однако если в холодильной машине основной целью является производство холода путём отбора теплоты из какого-либо объёма испарителем, а конденсатор осуществляет сброс теплоты в окружающую среду, то в тепловом насосе процесс обратный. Конденсатор является теплообменным аппаратом, выделяющим теплоту для потребителя, а испаритель – теплообменным аппаратом, утилизирующим низкопотенциальную теплоту: вторичные энергетические ресурсы и (или) нетрадиционные возобновляемые источники энергии.

По виду теплоносителя во входном и выходном контурах тепловые насосы делят на восемь типов: «грунт—вода», «вода—вода», «воздух—вода», «грунт—воздух», «вода—воздух», «воздух—воздух» «фреон—вода», «фреон—воздух» .

Отбор тепла от воздуха

Рециркуляционный кондиционер («сплит») за счет незначительного усложнения газового тракта может не только охлаждать воздуха в помещении, но и нагревать его, работая в режиме инвертора. Системы «воздух-воздух» используются зимой при температурах до минус 25 градусов, некоторые модели продолжают работать до −40 градусов. Но их эффективность резко падает. При более сильных морозах нужно дополнительное отопление.

Отбор тепла от горной породы

Скальная порода требует бурения скважины на достаточную глубину (100 −200 метров) или нескольких таких скважин. В скважину опускается U-образный трубопровод с двумя пластиковыми трубками, составляющими контур. Трубки заполняются антифризом. По экологическим соображениям это 30 % раствор этилового спирта. Скважина заполняется грунтовыми водами естественным путём, и вода проводит тепло от камня к теплоносителю. При недостаточной длине скважины или попытке получить от грунта сверхрасчётную мощность, эта вода и даже антифриз могут замёрзнуть что и ограничивает максимальную тепловую мощность таких систем. Именно температура возвращаемого антифриза и служит одним из показателей для схемы автоматики. Ориентировочно на 1 погонный метр скважины приходится 50-60 Вт тепловой мощности. Таким образом, для установки теплового насоса производительностью 10 кВт необходима скважина глубиной около 170 м.

Отбор тепла от грунта

Самые эффективные но и самые дорогие схемы предусматривают отбор тепла от грунта, чья температура не меняется в течение года уже на глубине нескольких метров, что делает установку практически независимой от погоды. По данным 2006 года в Швеции полмиллиона установок, в Финляндии 50 000, в Норвегии устанавливалось в год 70 000. При использовании в качестве источника тепла энергии грунта трубопровод, в котором циркулирует антифриз, зарывают в землю на 30-50 см ниже уровня промерзания грунта в данном регионе. На практике – на глубине 0,7 – 1,2 метра. Минимальное рекомендуемое производителями расстояние между трубами коллектора – 1,5 метра, минимум – 1,2. Здесь не требуется бурение, но требуются более обширные земельные работы на большой площади, и трубопровод более подвержен риску повреждения. Эффективность такая же, как при отборе тепла из скважины. Специальной подготовки почвы не требуется. Но желательно использовать участок с влажным грунтом, если же он сухой, контур надо сделать длиннее. Ориентировочное значение тепловой мощности, приходящейся на 1 м трубопровода: в глине — 50-60 Вт, в песке — 30-40 Вт для умеренных широт, на севере значения меньше. Таким образом, для установки теплового насоса производительностью 10 кВт необходим земляной контур длиной 350—450 м, для укладки которого потребуется участок земли площадью около 400 м² (20х20 м).




Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *