Comment obtenir la chaleur du froid avec des caloducs et des phénomènes capillaires

Pour obtenir de l'électricité, vous devez trouver une différence de potentiel et un conducteur. Les gens ont toujours essayé d'économiser de l'argent, et à l'ère des factures de services publics en constante augmentation, ce n'est pas du tout surprenant. Aujourd'hui, il existe déjà des moyens par lesquels une personne peut obtenir gratuitement de l'électricité gratuite pour lui. En règle générale, il s'agit de certaines installations à faire soi-même, basées sur un générateur électrique.

Générateur thermoélectrique et son dispositif

Un générateur thermoélectrique est un appareil qui génère de l'énergie électrique à partir de la chaleur. C'est une excellente source d'électricité à vapeur, mais avec un faible rendement.

En tant que dispositif de conversion directe de la chaleur en énergie électrique, des générateurs thermoélectriques sont utilisés, qui utilisent le principe de fonctionnement des thermocouples conventionnels

Essentiellement, la thermoélectricité est la conversion directe de la chaleur en électricité dans des conducteurs liquides ou solides, puis le processus inverse de chauffage et de refroidissement du contact de divers conducteurs à l'aide d'un courant électrique.

Dispositif générateur de chaleur:

• Un générateur de chaleur comporte deux semi-conducteurs, dont chacun est constitué d'un certain nombre d'électrons;
• Ils sont également interconnectés par un conducteur, au-dessus duquel se trouve une couche capable de conduire la chaleur;
• Un conducteur thermo-ionique y est également attaché pour le transfert des contacts;
• Vient ensuite la couche de refroidissement, suivie du semi-conducteur, dont les contacts mènent au conducteur.

Malheureusement, un générateur de chaleur et d'électricité n'est pas toujours capable de fonctionner avec des capacités élevées, il est donc principalement utilisé dans la vie quotidienne et non dans la production.

Aujourd'hui, le convertisseur thermoélectrique n'est presque jamais utilisé nulle part. Il "demande" beaucoup de ressources, il prend également de la place, mais la tension et le courant qu'il peut générer et convertir sont très faibles, ce qui est extrêmement peu rentable.

Les scientifiques russes obtiennent de la chaleur utile du froid

Le principe de fonctionnement de "TepHol". Illustration par Yuri Aristov.

Des scientifiques de l'Institut de catalyse du SB RAS ont découvert comment obtenir de la chaleur du froid, qui peut être utilisée pour chauffer dans des conditions climatiques difficiles. Pour ce faire, ils proposent d'absorber les vapeurs de méthanol par un matériau poreux à basse température. Les premiers résultats de l'étude ont été publiés dans la revue Applied Thermal Engineering.

Les chimistes ont proposé un cycle appelé "Heat from Cold" ("TepHol"). Les scientifiques convertissent la chaleur en utilisant le processus d'adsorption du méthanol en un matériau poreux. L'adsorption est le processus d'absorption de substances d'une solution ou d'un mélange de gaz par une autre substance (adsorbant), qui est utilisée pour séparer et purifier des substances. La substance absorbée est appelée adsorbat.

«L'idée était d'abord de prédire théoriquement quel devrait être l'adsorbant optimal, puis de synthétiser un matériau réel aux propriétés proches de l'idéal», a commenté l'un des auteurs de l'étude, le docteur en chimie Yuri Aristov. - La substance de travail est de la vapeur de méthanol et est généralement adsorbée avec des charbons actifs. Nous avons d'abord pris des charbons actifs disponibles dans le commerce et les avons utilisés. Il s'est avéré que la plupart d'entre eux «ne marchaient pas» très bien, nous avons donc décidé de synthétiser nous-mêmes de nouveaux adsorbants au méthanol, spécialisés pour le cycle TepHol. Ce sont des matériaux à deux composants: ils ont une matrice poreuse, un composant relativement inerte et un composant actif - un sel qui absorbe bien le méthanol ».

Ensuite, les chercheurs ont mené une analyse thermodynamique du cycle TepHol, qui donne une idée approximative du processus de transformation, et ont déterminé les conditions optimales pour la mise en œuvre de l'adsorption. Les scientifiques ont été confrontés à la tâche de savoir si le nouveau cycle thermodynamique peut fournir une efficacité et une puissance suffisantes pour générer de la chaleur. Pour répondre à cette question, un prototype de laboratoire de l'installation TepHol a été conçu avec un adsorbeur, un évaporateur et des cryostats simulant de l'air froid et de l'eau non glacée.

L'adsorbant a été placé dans un échangeur de chaleur spécial à grande surface en aluminium. Cette installation permet de produire de la chaleur de manière intermittente: elle est libérée lorsque l'adsorbant absorbe du méthanol, puis il faut du temps pour régénérer ce dernier. Pour cela, la pression du méthanol sur l'adsorbant est réduite, ce qui est facilité par la basse température ambiante. Les essais du prototype TepHol ont été réalisés dans des conditions de laboratoire, où les conditions de température de l'hiver sibérien ont été simulées, et l'expérience s'est terminée avec succès.

Le premier prototype du dispositif TepHol: 1 - adsorbeur, 2 - évaporateur / condenseur, 3 - thermocryostats, 4 - pompe à vide.

«En utilisant deux thermostats naturels (réservoirs de chaleur) en hiver, par exemple, l'air ambiant et l'eau non glacée d'une rivière, d'un lac, d'une mer ou d'une eau souterraine, avec une différence de température de 30 à 60 ° C, il est possible d'obtenir de la chaleur pour chauffer les maisons. De plus, plus il fait froid à l'extérieur, plus il est facile d'obtenir de la chaleur utile », a déclaré Yuri Aristov.

À ce jour, les scientifiques ont synthétisé quatre nouveaux sorbants qui sont en cours de test. Selon les auteurs, les premiers résultats de ces tests sont très encourageants.

«La méthode proposée permet de chauffer directement sur place dans les régions aux hivers froids (nord-est de la Russie, nord de l'Europe, États-Unis et Canada, ainsi que l'Arctique), ce qui peut accélérer leur développement socio-économique. L'utilisation même d'une petite quantité de chaleur à basse température de l'environnement peut conduire à un changement dans la structure de l'énergie moderne, réduire la dépendance de la société aux combustibles fossiles et améliorer l'écologie de notre planète », a conclu Aristov.

À l'avenir, le développement de scientifiques russes pourrait être utile pour l'utilisation rationnelle des déchets thermiques à basse température de l'industrie (par exemple, l'eau de refroidissement rejetée par les centrales thermiques et les gaz qui sont un sous-produit des industries chimiques et de raffinage du pétrole. ), le transport et le logement et les services communaux, ainsi que l'énergie thermique renouvelable, en particulier dans les régions de la Terre aux conditions climatiques difficiles.

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Générateur solaire thermique d'électricité et d'ondes radio

Les sources d'énergie électrique peuvent être très différentes. Aujourd'hui, la production de générateurs thermoélectriques solaires a commencé à gagner en popularité. De telles installations peuvent être utilisées dans les phares, dans l'espace, les voitures, ainsi que dans d'autres domaines de la vie.

Les générateurs solaires thermiques sont un excellent moyen d'économiser de l'énergie

RTG (signifie générateur thermoélectrique de radionucléides) fonctionne en convertissant l'énergie isotopique en énergie électrique. C'est un moyen très économique d'obtenir de l'électricité presque gratuitement et la possibilité d'éclairage en l'absence d'électricité.

Caractéristiques du RTG:

• Il est plus facile d'obtenir une source d'énergie à partir de désintégrations isotopiques que, par exemple, de faire de même en chauffant un brûleur ou une lampe à pétrole;
• La production d'électricité et la désintégration des particules sont possibles en présence d'isotopes spéciaux, car le processus de leur désintégration peut durer des décennies.

En utilisant une telle installation, vous devez comprendre que lorsque vous travaillez avec d'anciens modèles d'équipement, il existe un risque de recevoir une dose de rayonnement et qu'il est très difficile de se débarrasser d'un tel appareil. S'il n'est pas correctement détruit, il peut agir comme une bombe à rayonnement.

En choisissant le fabricant de l'installation, il vaut mieux rester dans les entreprises qui ont déjà fait leurs preuves. Tels que Global, Altec (Altec), TGM (Tgm), Cryotherm, Termiona.

Soit dit en passant, un autre bon moyen d'obtenir de l'électricité gratuitement est un générateur pour collecter les ondes radio. Il se compose de paires de condensateurs à film et électrolytique, ainsi que de diodes de faible puissance. Un câble isolé d'environ 10 à 20 mètres est pris comme antenne et un autre fil de terre est attaché à un tuyau d'eau ou de gaz.

Leçon 24. Comment l'air atmosphérique se réchauffe (§ 24) p.61

Nous répondrons aux questions suivantes.

1. Quelle quantité de chaleur et de lumière du soleil atteint la surface de la terre?

L'atmosphère est sur le chemin de l'énergie solaire vers la surface de la Terre. Il absorbe une partie de l'énergie, en transfère une partie à la surface de la terre et en renvoie une partie dans l'espace. L'atmosphère absorbe environ 17% de l'énergie, réfléchit environ 31% et transmet les 49% restants à la surface de la Terre.

2. Pourquoi tout le flux d'énergie solaire n'atteint-il pas la surface de la terre?

Les sources d'énergie pour tous les processus se produisant à la surface de la Terre sont le Soleil et les entrailles de notre planète. Le soleil est la principale source. Un deux milliardième de l'énergie émise par le Soleil atteint la limite supérieure de l'atmosphère. Cependant, même une si petite fraction de l'énergie solaire n'atteint pas complètement la surface de la Terre.

Une partie des rayons du soleil est absorbée, dispersée dans la troposphère et réfléchie dans l'espace extra-atmosphérique, et une partie atteint la Terre et est absorbée par elle. dépensé pour le chauffer.

Chauffage de l'air atmosphérique. La température des couches inférieures de l'air atmosphérique dépend de la température de la surface sur laquelle il se trouve. Les rayons du soleil, passant dans l'air transparent, ne le chauffent presque pas, au contraire, à travers les nuages ​​et la teneur en impuretés, il se dissipe, perdant une partie de l'énergie. Mais, comme nous l'avons déjà noté, la surface de la terre se réchauffe et l'air s'en réchauffe déjà.

3. Comment s'appelle la surface sous-jacente?

La surface sous-jacente est la surface de la terre qui interagit avec l'atmosphère, échange de la chaleur et de l'humidité avec elle.

4. De quelles conditions dépend l'échauffement de la surface sous-jacente?

La quantité de chaleur et de lumière solaires pénétrant à la surface de la terre dépend de l'angle d'incidence des rayons du soleil. Plus le soleil est haut au-dessus de l'horizon, plus l'angle d'incidence des rayons du soleil est élevé, plus l'énergie solaire est reçue par la surface sous-jacente.

5. Qu'est-ce qui chauffe l'air ambiant?

Les rayons du soleil, traversant l'atmosphère, la chauffent peu. L'atmosphère est chauffée à partir de la surface de la Terre, qui, absorbant l'énergie solaire, la convertit en chaleur. Les particules d'air, en contact avec une surface chauffée, reçoivent de la chaleur et la transportent dans l'atmosphère. C'est ainsi que la basse atmosphère se réchauffe. Évidemment, plus la surface de la Terre reçoit de rayonnement solaire, plus elle se réchauffe, plus l'air s'en échauffe.

6. Pourquoi la température de l'air diminue-t-elle principalement avec l'altitude?

L'atmosphère est chauffée principalement par l'énergie absorbée par la surface. Par conséquent, la température de l'air diminue avec l'altitude.

7. Comment la température de l'air change-t-elle au cours de la journée?

La température de l'air change toujours tout au long de la journée. Cela dépend de la quantité de chaleur solaire qui pénètre dans la Terre. Les températures les plus élevées pendant la journée sont toujours à midi, car le soleil monte à sa plus haute altitude pendant cette période. Cela signifie qu'il chauffe une grande surface. Ensuite, il commence à diminuer et la température diminue également.Pendant 24 heures, la température la plus basse est observée plus près du matin (à 3-4 heures du matin). Après le lever du soleil, la température recommence à remonter.

8. À quelle heure de la journée la température maximale et minimale de l'air est-elle observée?

La température minimale de l'air sera dans les heures précédant l'aube. C'est parce que le soleil était sous l'horizon toute la nuit et que l'air s'est refroidi. La température maximale de l'air est généralement observée vers midi, lorsque le soleil atteint son zénith et que l'angle d'incidence des rayons du soleil est maximal. À cette heure de la journée, la température diurne maximale est notée, qui, en règle générale, commence à baisser dans l'après-midi. Et après le coucher du soleil, le soleil cesse complètement de réchauffer la terre et la température de l'air commence à tendre vers sa marque minimale.

Nous étudierons les conditions de chauffage de la surface sous-jacente et apprendrons à expliquer les changements de température de l'air au cours de la journée.

1. Rayons du soleil dans l'atmosphère

Dans la figure, écrivez les valeurs des fractions (en%) d'énergie solaire absorbées par la Terre et réfléchies par celle-ci dans l'espace.

2. Sous la surface

Remplir les mots manquants.

La surface de la terre, qui interagit avec l'atmosphère, participant à l'échange de chaleur et d'humidité, est appelée la surface sous-jacente.

Remplir les mots manquants.

La quantité de chaleur et de lumière solaires pénétrant à la surface de la terre dépend de l'angle d'incidence des rayons du soleil. Plus le soleil est haut au-dessus de l'horizon, plus l'angle d'incidence des rayons du soleil est grand, plus l'énergie solaire est reçue par la surface sous-jacente.

Indiquez la quantité d'énergie solaire absorbée par différents types de surface sous-jacente.

3. Changement de température de l'air pendant la journée.

Sur la base des données d'observations de la météo à Moscou le 16 avril 2013 (voir tableau), analysez l'évolution de la température de l'air au cours de la journée.

Découvrez l'heure du lever et du coucher du soleil, la hauteur maximale du soleil au-dessus de l'horizon sur Internet sur le lien https://voshod-solnca.ru/.

La nuit, la température de l'air a chuté de + 14 ° С (à 20h00), atteignant sa valeur minimale de + 5 ° С (à 5h00). Pendant ce temps, la surface sous-jacente n'a pas été éclairée par le Soleil, elle s'est donc refroidie, la couche d'air de surface s'est également refroidie.

Le lever du soleil s'est produit à 5 heures 39 minutes.

Dans les 4 heures après le lever du soleil, la surface sous-jacente était légèrement chauffée, car l'angle d'incidence des rayons du soleil était petit à ce moment-là.

Au fur et à mesure que le Soleil s'élève au-dessus de l'horizon, l'angle d'incidence des rayons du soleil augmente, la surface sous-jacente se réchauffe de plus en plus, cédant sa chaleur à la couche d'air inférieure. Une élévation de la température de l'air a été notée entre 9 et 14 heures, c'est-à-dire 3 heures après le lever du soleil.

La hauteur la plus élevée du Soleil a été observée à midi vrai (12 heures 40 minutes).

Dans l'après-midi, la surface sous-jacente a continué à se réchauffer, de sorte que la température de l'air a continué à augmenter de + 13 ° C (à midi) à + 16 ° C (à 14h00).

Le soleil déclinait, la surface sous-jacente recevait de moins en moins de chaleur et sa température commençait à baisser. Maintenant, l'air donne sa chaleur à la surface sous-jacente. À partir de 20 heures, la température de l'air a commencé à diminuer de la valeur maximale de + 16 ° C (à 19 heures) à minuit. Dans la nuit du lendemain, la température de l'air a continué de baisser.

Ainsi, la variation quotidienne de la température de l'air à Moscou le 16 avril 2013 est caractérisée par une diminution nocturne à une valeur minimale de + 3 ° С (à 7h00) et une augmentation diurne à une valeur maximale de + 16 ° С ( à 14h00). + 16 ° С - + 3 ° С = 13 ° С.

École Pathfinder

Faites le travail à la p. 126 manuels.

Notez les réponses aux questions suivantes.

Le flux lumineux de la lampe a-t-il changé lorsque la position du carré en carton sans découpe est modifiée?

Il est nécessaire de mener visuellement l'expérience et de l'écrire séquentiellement selon le manuel.(individuellement)

Comment la surface de la partie éclairée a-t-elle évolué avec une augmentation séquentielle de l'angle d'incidence des rayons sur la surface d'un carré de carton sans découpe?

Il est nécessaire de mener visuellement l'expérience et de l'écrire séquentiellement selon le manuel. (individuellement)

La quantité de lumière a-t-elle changé par unité de surface de la partie éclairée (par exemple, de 1 cm)?

Il est nécessaire de mener visuellement l'expérience et de l'écrire séquentiellement selon le manuel. (individuellement)

Comment faire un élément Peltier de vos propres mains

Un élément Peltier commun est une plaque assemblée à partir de pièces de divers métaux avec des connecteurs pour se connecter à un réseau. Une telle plaque fait passer un courant à travers elle-même, chauffant d'un côté (par exemple jusqu'à 380 degrés) et fonctionnant à partir du froid de l'autre.

L'élément Peltier est un transducteur thermoélectrique spécial qui fonctionne selon le principe du même nom pour fournir du courant électrique.

Un tel thermogénérateur a le principe inverse:

• Un côté peut être chauffé en brûlant du combustible (par exemple, un feu sur un bois ou une autre matière première);
• L'autre côté, au contraire, est refroidi par un échangeur de chaleur à liquide ou à air;
• Ainsi, du courant est généré sur les fils, qui peuvent être utilisés selon vos besoins.

Certes, les performances de l'appareil ne sont pas très bonnes et l'effet n'est pas impressionnant, mais néanmoins, un module fait maison aussi simple peut bien charger le téléphone ou connecter une lampe de poche LED.

Cet élément générateur a ses avantages:

• Travail silencieux;
• La capacité d'utiliser ce qui est à portée de main;
• Poids léger et portabilité.

Ces poêles artisanaux ont commencé à gagner en popularité parmi ceux qui aiment passer la nuit dans les bois près du feu, en utilisant les dons de la terre et qui ne sont pas opposés à l'électricité gratuite.

Le module Peltier est également utilisé pour refroidir les cartes informatiques: l'élément est connecté à la carte et dès que la température devient supérieure à la température admissible, il commence à refroidir les circuits. D'une part, un espace d'air froid pénètre dans l'appareil, d'autre part, un espace chaud. Le modèle 50X50X4mm (270w) est populaire. Vous pouvez acheter un tel appareil dans un magasin ou le fabriquer vous-même.

Soit dit en passant, connecter un stabilisateur à un tel élément vous permettra d'obtenir un excellent chargeur pour appareils électroménagers en sortie, et pas seulement un module thermique.

Pour fabriquer un élément Peltier à la maison, vous devez prendre:

• Conducteurs bimétalliques (environ 12 pièces ou plus);
• Deux assiettes en céramique;
• Câbles;
• Fer à souder.

Le schéma de fabrication est le suivant: les conducteurs sont soudés et placés entre les plaques, après quoi ils sont solidement fixés. Dans ce cas, vous devez vous souvenir des fils, qui seront ensuite attachés au convertisseur de courant.

La portée d'utilisation d'un tel élément est très diversifiée. Étant donné que l'un de ses côtés a tendance à refroidir, à l'aide de cet appareil, vous pouvez fabriquer un petit réfrigérateur de voyage ou, par exemple, un climatiseur automatique.

Mais, comme tout appareil, ce thermoélément a ses avantages et ses inconvénients. Les avantages comprennent:

• Format compact;
• La capacité de travailler avec des éléments de refroidissement ou de chauffage ensemble ou chacun séparément;
• Fonctionnement silencieux et pratiquement silencieux.

Moins:

• La nécessité de contrôler la différence de température;
• Consommation d'énergie élevée;
• Faible efficacité à un coût élevé.

Répartition de la lumière du soleil et de la chaleur à la surface de la Terre

Figure. 88. Modifications de la hauteur du Soleil et de la longueur de l'ombre tout au long de l'année

Comment la hauteur du soleil au-dessus de l'horizon change tout au long de l'année. Pour le savoir, rappelez-vous les résultats de vos observations de la longueur de l'ombre que le gnomon (perche de 1 m de long) projette à midi. En septembre, l'ombre était de la même longueur, en octobre, elle est devenue plus longue, en novembre - encore plus longue, au 20 décembre - la plus longue. A partir de fin décembre, l'ombre diminue à nouveau. Le changement de longueur de l'ombre du gnomon montre que tout au long de l'année, le Soleil à midi est à différentes hauteurs au-dessus de l'horizon (Fig. 88).Plus le soleil est haut au-dessus de l'horizon, plus l'ombre est courte. Plus le soleil est bas au-dessus de l'horizon, plus l'ombre est longue. Le soleil se lève le plus haut dans l'hémisphère nord le 22 juin (le jour du solstice d'été), et sa position la plus basse est le 22 décembre (le jour du solstice d'hiver).

Figure. 89. Dépendance de l'éclairage et du chauffage de surface à l'angle d'incidence de la lumière du soleil

Figure. 90. Modification de l'angle d'incidence des rayons du soleil en fonction des saisons

Pourquoi le chauffage de surface dépend-il de la hauteur du soleil? Figure. 89 on peut voir que la même quantité de lumière et de chaleur provenant du Soleil, à sa position haute, tombe sur une zone plus petite, et à une position basse, sur une plus grande. Quelle zone deviendra plus chaude? Bien sûr, la plus petite, puisque les rayons y sont concentrés.

Par conséquent, plus le Soleil est haut au-dessus de l'horizon, plus ses rayons tombent rectilignes, plus la surface de la Terre s'échauffe, et de lui l'air. Puis vient l'été (Fig.90). Plus le Soleil est bas au-dessus de l'horizon, plus l'angle d'incidence des rayons est petit et moins la surface se réchauffe. L'hiver arrive.

Plus l'angle d'incidence des rayons du soleil sur la surface de la terre est grand, plus celle-ci est éclairée et chauffée.

Comment la surface de la Terre se réchauffe. À la surface de la Terre sphérique, les rayons du soleil tombent à différents angles. Le plus grand angle d'incidence des rayons à l'équateur. Il diminue vers les pôles (Fig. 91).

Figure. 91. Modification de l'angle d'incidence des rayons du soleil dans la direction de l'équateur aux pôles

Au plus grand angle, presque vertical, les rayons du soleil tombent sur l'équateur. La surface de la terre y reçoit le plus de chaleur solaire, donc l'équateur est chaud toute l'année et il n'y a pas de changement de saison.

Plus le nord ou le sud de l'équateur est éloigné, plus l'angle d'incidence des rayons du soleil est petit. En conséquence, la surface et l'air se réchauffent moins. Il fait plus froid qu'à l'équateur. Les saisons apparaissent: hiver, printemps, été, automne.

En hiver, les rayons du soleil n'atteignent pas les pôles et les régions circumpolaires. Le soleil n'apparaît pas à l'horizon pendant plusieurs mois, et le jour ne vient pas. Ce phénomène s'appelle nuit polaire... La surface et l'air sont très froids, donc les hivers y sont très rigoureux. En été, le soleil ne se couche pas à l'horizon pendant des mois et brille 24 heures sur 24 (la nuit ne vient pas) - c'est jour polaire... Il semblerait que si l'été dure si longtemps, la surface devrait également se réchauffer. Mais le Soleil est situé bas au-dessus de l'horizon, ses rayons ne font que glisser sur la surface de la Terre et la chauffent à peine. Par conséquent, l'été près des pôles est froid.

L'éclairage et l'échauffement de la surface dépendent de sa localisation sur la Terre: plus près de l'équateur, plus l'angle d'incidence des rayons du soleil est grand, plus la surface se réchauffe. Au fur et à mesure que la distance de l'équateur aux pôles diminue, l'angle d'incidence des rayons diminue, respectivement, la surface se réchauffe moins et devient plus froide. Matériel du site //iEssay.ru

Les plantes commencent à prospérer au printemps

La valeur de la lumière et de la chaleur pour la faune. La lumière du soleil et la chaleur sont nécessaires pour tous les êtres vivants. Au printemps et en été, lorsqu'il y a beaucoup de lumière et de chaleur, les plantes sont en fleurs. Avec l'arrivée de l'automne, lorsque le soleil descend au-dessus de l'horizon et que l'apport de lumière et de chaleur diminue, les plantes perdent leur feuillage. Avec l'arrivée de l'hiver, lorsque la durée de la journée est courte, la nature est au repos, certains animaux (ours, blaireaux) hibernent même. Lorsque le printemps arrive et que le soleil monte de plus en plus haut, les plantes recommencent à pousser activement, le monde animal prend vie. Et tout cela grâce au soleil.

Les plantes ornementales telles que monstera, ficus, asperges, si elles sont progressivement tournées vers la lumière, poussent uniformément dans toutes les directions. Mais les plantes à fleurs ne tolèrent pas une telle permutation. L'azalée, le camélia, le géranium, le fuchsia, le bégonia perdent les bourgeons et même les feuilles presque immédiatement.Par conséquent, il vaut mieux ne pas réorganiser les plantes «sensibles» pendant la floraison.

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Sur cette page, du matériel sur des sujets:

• brièvement la répartition de la lumière et de la chaleur sur le globe

Générateur maison simple

Malgré le fait que ces appareils ne sont pas populaires maintenant, pour le moment, il n'y a rien de plus pratique qu'une unité thermo-génératrice, qui est tout à fait capable de remplacer une cuisinière électrique, une lampe d'éclairage en voyage ou d'aider, si à un téléphone portable tombe en panne, pour alimenter une vitre électrique. Ce type d'électricité aidera également à la maison en cas de panne de courant. Il peut être obtenu gratuitement, pourrait-on dire, pour un ballon.

Donc, pour fabriquer un générateur thermoélectrique, vous devez préparer:

• Régulateur de tension;
• Fer à souder;
• N'importe qui;
• Radiateurs de refroidissement;
• Pâte thermique;
• Éléments chauffants Peltier.

Assemblage de l'appareil:

• Tout d'abord, le corps de l'appareil est fabriqué, qui doit être sans fond, avec des trous en bas pour l'air et en haut avec un support pour le conteneur (bien que cela ne soit pas nécessaire, car le générateur peut ne pas fonctionner sur l'eau) ;
• Ensuite, un élément Peltier est attaché au corps, et un radiateur de refroidissement est attaché à son côté froid par une pâte thermique;
• Ensuite, vous devez souder le stabilisateur et le module Peltier, en fonction de leurs pôles;
• Le stabilisateur doit être très bien isolé pour que l'humidité n'y pénètre pas;
• Il reste à vérifier son travail.

À propos, s'il n'y a aucun moyen d'obtenir un radiateur, vous pouvez utiliser un refroidisseur d'ordinateur ou un générateur de voiture à la place. Rien de terrible ne se produira d'un tel remplacement.

Le stabilisateur peut être acheté avec un indicateur à diode, qui donnera un signal lumineux lorsque la tension atteint la valeur spécifiée.

Thermocouple DIY: caractéristiques du processus

Qu'est-ce qu'un thermocouple? Un thermocouple est un circuit électrique composé de deux éléments différents avec un contact électrique.

Le thermoEMF d'un thermocouple avec une différence de température de 100 degrés sur ses bords est d'environ 1 mV. Pour le rendre plus haut, plusieurs thermocouples peuvent être connectés en série. Vous obtiendrez une thermopile dont le thermoEMF sera égal à la somme totale des EMF des thermocouples qui y sont inclus.

Le processus de fabrication du thermocouple est le suivant:

• Une forte connexion de deux matériaux différents est créée;
• Une source de tension est prise (par exemple, une batterie de voiture) et des fils de différents matériaux pré-torsadés en un faisceau sont connectés à une extrémité de celui-ci;
• À ce stade, vous devez apporter une mine connectée au graphite à l'autre extrémité (une tige de crayon ordinaire convient ici).

Au fait, il est très important pour la sécurité de ne pas travailler sous haute tension! L'indicateur maximum à cet égard est de 40 à 50 volts. Mais il vaut mieux commencer avec de petites puissances de 3 à 5 kW, en les augmentant progressivement.

Il existe également un moyen «à eau» de créer un thermocouple. Il consiste à assurer le chauffage des fils connectés de la future structure avec une décharge d'arc qui apparaît entre eux et une forte solution d'eau et de sel. Dans le processus d'une telle interaction, les vapeurs «d'eau» maintiennent les matériaux ensemble, après quoi le thermocouple peut être considéré comme prêt. Dans ce cas, le diamètre avec lequel le produit est livré est important. Ça ne devrait pas être trop gros.

Électricité gratuite de vos propres mains (vidéo)

Obtenir de l'électricité gratuite n'est pas aussi difficile qu'il y paraît. Grâce à différents types de générateurs fonctionnant avec différentes sources, il n'est plus effrayant de se retrouver sans lumière lors d'une panne de courant. Un peu de compétence et vous avez déjà votre propre mini-station de production d'électricité prête.

Une centrale électrique au bois est l'un des moyens alternatifs de fournir de l'électricité aux consommateurs.

Un tel dispositif est capable d'obtenir de l'électricité à un coût minimal des ressources énergétiques, et même dans les endroits où il n'y a pas d'alimentation électrique du tout.

Une centrale électrique qui utilise du bois de chauffage peut être une excellente option pour les propriétaires de chalets d'été et de maisons de campagne.

Il existe également des versions miniatures qui conviennent aux amateurs de longues randonnées et de passer du temps dans la nature. Mais tout d'abord.

CONTENU (cliquez sur le bouton à droite):

Caractéristiques du

Une centrale électrique au bois est loin d'être une invention nouvelle, mais les technologies modernes ont permis d'améliorer quelque peu les dispositifs développés précédemment. De plus, plusieurs technologies différentes sont utilisées pour produire de l'électricité.

De plus, le concept «sur bois» est quelque peu imprécis, puisque tout combustible solide (bois, copeaux de bois, palettes, charbon, coke), en général, tout ce qui peut brûler, convient au fonctionnement d'une telle station.

Immédiatement, nous constatons que le bois de chauffage, ou plutôt le processus de leur combustion, n'agit que comme une source d'énergie qui assure le fonctionnement de l'appareil dans lequel l'électricité est produite.

Les principaux avantages de ces centrales sont:

• La capacité d'utiliser une grande variété de combustibles solides et leur disponibilité;
• Obtenir de l'électricité n'importe où;
• L'utilisation de différentes technologies permet de recevoir de l'électricité avec une grande variété de paramètres (suffisant uniquement pour une recharge régulière du téléphone et avant d'alimenter des équipements industriels);
• Il peut également servir d'alternative si les pannes de courant sont fréquentes et comme principale source d'électricité.

Caractéristiques du chauffage géothermique à la maison

Le chauffage géothermique est un type de système de chauffage dans lequel l'énergie est prélevée sur le sol.

Un tel système peut être construit de vos propres mains, pour cette raison, ils populaire en Europe, aussi bien que zone médiane de la Russie... Mais certains pensent que c'est une mode qui passera bientôt.

Un tel équipement difficile de chauffer de grandes pièces, car la température du sol aux endroits où se trouvent les échangeurs de chaleur est en règle générale 6-8 ° C.

Mais, un équipement particulièrement coûteux conçu pour une échelle de production est capable de produire beaucoup d'énergie... Seuls les appareils de ce type ont coût énorme.

Version classique

Comme indiqué, une centrale électrique au bois utilise plusieurs technologies pour produire de l'électricité. Le classique parmi eux est l'énergie de la vapeur, ou simplement la machine à vapeur.

Tout est simple ici - le bois de chauffage ou tout autre combustible, brûlant, chauffe l'eau, à la suite de quoi il se transforme en état gazeux - vapeur.

La vapeur résultante est acheminée vers la turbine du groupe électrogène et, en faisant tourner le générateur, génère de l'électricité.

Étant donné que la machine à vapeur et le groupe électrogène sont connectés en un seul circuit fermé, après avoir traversé la turbine, la vapeur est refroidie, à nouveau introduite dans la chaudière, et l'ensemble du processus est répété.

Un tel agencement de centrale électrique est l'un des plus simples, mais il présente un certain nombre d'inconvénients importants, dont l'un est le risque d'explosion.

Après la transition de l'eau à l'état gazeux, la pression dans le circuit augmente considérablement et, si elle n'est pas régulée, il y a une forte probabilité de rupture du pipeline.

Et bien que les systèmes modernes utilisent tout un ensemble de soupapes de régulation de pression, le fonctionnement d'une machine à vapeur nécessite toujours une surveillance constante.

De plus, l'eau ordinaire utilisée dans ce moteur peut provoquer la formation de tartre sur les parois des tuyaux, ce qui diminue l'efficacité de la station (le tartre nuit au transfert de chaleur et réduit le débit des tuyaux).

Mais maintenant, ce problème est résolu en utilisant de l'eau distillée, des liquides, des impuretés purifiées qui précipitent ou des gaz spéciaux.

Mais d'un autre côté, cette centrale électrique peut remplir une autre fonction: chauffer la pièce.

Tout est simple ici - après avoir rempli sa fonction (rotation de la turbine), la vapeur doit être refroidie pour qu'elle revienne à l'état liquide, ce qui nécessite un système de refroidissement ou, simplement, un radiateur.

Et si nous plaçons ce radiateur à l'intérieur, nous obtiendrons à la fin non seulement de l'électricité d'une telle station, mais aussi de la chaleur.

Comment fonctionne le collectionneur - c'est simple

L'une des structures considérées dans l'article pour convertir l'énergie solaire en énergie thermique a deux composants principaux - un échange de chaleur et un dispositif de batterie collectant la lumière. Le second sert à piéger les rayons du soleil, le premier à les transformer en chaleur.

Le collecteur le plus avancé est celui sous vide. Dans celui-ci, les accumulateurs-tuyaux sont insérés les uns dans les autres et un espace sans air est formé entre eux. En fait, nous avons affaire à un thermos classique. Le collecteur de vide, de par sa conception, assure une isolation thermique parfaite de l'appareil. Les tuyaux qu'il contient, d'ailleurs, ont une forme cylindrique. Par conséquent, les rayons du Soleil les frappent perpendiculairement, ce qui garantit la réception d'une grande quantité d'énergie par le collecteur.

Appareils à vide progressifs

Il existe également des appareils plus simples - tuyau et plat. Le collecteur de vide les surpasse à tous égards. Son seul problème est la complexité relativement élevée de la fabrication. Il est possible d'assembler un tel appareil à la maison, mais cela demandera beaucoup d'efforts.

Le caloporteur dans les collecteurs de chauffage solaire en question est l'eau, qui coûte peu, contrairement à tout type de combustible moderne, et n'émet pas de dioxyde de carbone dans l'environnement. Un appareil de capture et de transformation des rayons du soleil, que vous pouvez fabriquer vous-même, avec des paramètres géométriques de 2x2 mètres carrés, est capable de vous fournir environ 100 litres d'eau chaude par jour pendant 7 à 9 mois. Et de grandes structures peuvent être utilisées pour chauffer une maison.

Si vous souhaitez fabriquer un collecteur pour une utilisation toute l'année, vous devrez y installer des échangeurs de chaleur supplémentaires, deux circuits avec un agent antigel et augmenter sa surface. De tels appareils vous fourniront de la chaleur par temps ensoleillé et nuageux.

Générateurs thermoélectriques

Les centrales électriques avec des générateurs construits selon le principe Peltier sont une option assez intéressante.

Le physicien Peltier a découvert l'effet que lorsque l'électricité passe à travers des conducteurs constitués de deux matériaux différents, la chaleur est absorbée sur l'un des contacts et la chaleur est libérée sur le second.

De plus, cet effet est le contraire - si d'un côté le conducteur est chauffé et de l'autre refroidi, de l'électricité y sera générée.

C'est l'effet inverse qui est utilisé dans les centrales électriques au bois. Lorsqu'ils sont brûlés, ils chauffent la moitié de la plaque (il s'agit d'un générateur thermoélectrique), composée de cubes en différents métaux, et la deuxième partie est refroidie (pour laquelle des échangeurs de chaleur sont utilisés), à la suite de quoi apparaît sur les bornes de la plaque.

Générateurs de gaz

Le deuxième type est celui des générateurs de gaz. Un tel dispositif peut être utilisé dans plusieurs directions, notamment la production d'électricité.

Il convient de noter ici qu'un tel générateur lui-même n'a rien à voir avec l'électricité, car sa tâche principale est de générer du gaz combustible.

L'essence du fonctionnement d'un tel dispositif se résume au fait que dans le processus d'oxydation du combustible solide (combustion), des gaz sont émis, y compris des gaz combustibles - hydrogène, méthane, CO, qui peuvent être utilisés à diverses fins.

Par exemple, de tels générateurs étaient auparavant utilisés dans les voitures, où les moteurs à combustion interne conventionnels fonctionnaient parfaitement sur le gaz libéré.

En raison des tremblements constants du carburant, certains automobilistes et motocyclistes ont déjà commencé à installer ces appareils sur leurs voitures.

Autrement dit, pour obtenir une centrale électrique, il suffit d'avoir un générateur de gaz, un moteur à combustion interne et un générateur conventionnel.

Dans le premier élément, du gaz sera libéré, qui deviendra le carburant du moteur, et qui, à son tour, fera tourner le rotor du générateur afin d'obtenir de l'électricité en sortie.

Les avantages des centrales électriques au gaz comprennent:

• Fiabilité de la conception du générateur de gaz lui-même;
• Le gaz résultant peut être utilisé pour faire fonctionner un moteur à combustion interne (qui deviendra un entraînement pour un générateur électrique), une chaudière à gaz, un four;
• Selon le moteur à combustion interne et le générateur utilisés, l'électricité peut être obtenue même à des fins industrielles.

Le principal inconvénient du générateur de gaz est sa structure encombrante, car il doit comprendre une chaudière, où se déroulent tous les processus de production de gaz, son système de refroidissement et de purification.

Et si cet appareil doit être utilisé pour produire de l'électricité, la station devrait également inclure un moteur à combustion interne et un générateur électrique.

Chaleur gratuite contre la crise énergétique

Au XXe siècle, l'électricité a beaucoup forcé le cheval et le feu du secteur «énergie», mais réfléchissons - d'où vient cette électricité? Il était à l'origine produit par des générateurs à turbine entraînés par une machine à vapeur qui, à son tour, consommait du charbon. Pourquoi ont-ils commencé à construire des centrales hydroélectriques, puis des turbines à gaz, des turbines fonctionnant au mazout et des éoliennes sont apparues. Mais le vent et le mouvement de l'eau sont tous deux des phénomènes physiques, et le gaz, le charbon et le pétrole - en tant que produits biologiques - sont le «produit» de l'activité solaire. L'énergie nucléaire n'est pas directement liée au soleil, mais la centrale nucléaire elle-même est la structure la plus complexe et incroyablement coûteuse. À l'ère de la physique quantique et des semi-conducteurs, les cellules solaires sont apparues, mais je tiens à vous avertir tout de suite: n'achetez pas dans cette chose. Oui, ils peuvent être utilisés là où il n'y a rien d'autre, par exemple, sur des vaisseaux spatiaux, mais je ne conseille pas de fantasmer sur la façon dont vous allez coller le toit de votre maison avec ces plaques bleues et vous "juste comme ça" recevrez pour toujours de l'énergie. Ce n'est pas une micro calculatrice, c'est une maison ou un appartement, c'est-à-dire des kilowatts de puissance. S'installer ne sera jamais rentable. Cependant, lorsque nous parlons de «l'énergie» du XIXe siècle, nous garderons à l'esprit qu'elle était gaspillée exclusivement en mouvement et en chaleur, c'est-à-dire en chauffant l'habitation, maintenant il y a plus de surfaces de sa consommation, mais le chauffage, c'est-à-dire que le transformer en chaleur est l'un des plus coûteux. Voyez combien de radiateurs électriques sont produits et vendus! Mais pour chauffer avec de «l'électricité propre», il suffit de brûler des kilowatts en kilocalories - la hauteur des déchets. Le chauffage au gaz semble être beaucoup plus pratique, mais le gaz devient de plus en plus cher, les réseaux de gaz sont coûteux à installer et à entretenir, auxquels s'ajoutent les mesures de sécurité draconiennes imposées aux équipements. Le charbon semble être un anachronisme clair, mais il est toujours chauffé avec lui, en particulier dans les maisons privées des zones rurales. Et les "futurologues" prédisent ce qui se passera lorsque tout ce pétrole, gaz et charbon disparaîtra. Certains signes indiquent également qu'un refroidissement par glissement de terrain peut suivre le réchauffement actuel. Que faire? En russe, les mots «faim» et «froid» proviennent clairement d'un «ancêtre» commun. Car le froid est automatiquement la faim, et la faim est la mort garantie.

1.

Cependant, l'énergie, dont on nous dit chaque jour le manque, se trouve littéralement sous nos pieds. Jetons un coup d'œil au réfrigérateur ordinaire que j'espère que tout le monde possède. C'est une telle "boîte" dont la chaleur est évacuée par une certaine méthode, c'est pourquoi il fait froid à l'intérieur. Mais si quelque chose refroidit quelque part, alors quelque chose doit chauffer.

Comment fonctionne le réfrigérateur

Mettez votre main derrière le réfrigérateur et vous sentirez que le tube de serpentin (condenseur) est chaud. Autrement dit, la chaleur de l'arrière est la chaleur retirée de la chambre de réfrigération. Bien sûr, cela ne se produit pas tout seul.La deuxième loi de la thermodynamique interdit le transfert spontané de chaleur d'une source plus froide vers un récepteur plus chaud. Mais si vous dépensez de l'énergie, une telle transition est possible. Le réfrigérateur est alimenté par le secteur, plus précisément, la pompe-compresseur est alimentée par le secteur. Lorsque vous regardez autour de votre réfrigérateur, vous pouvez voir que les tubes dans le congélateur (vaporisateur) sont beaucoup plus larges que les tubes chauds à l'arrière. Il devrait en être ainsi. Le gaz réfrigérant passe d'un tube étroit à un tube large, poussant à travers ce qu'on appelle. Le «starter» (forte constriction) se dilate fortement, faisant ainsi du travail. Lors du travail, il abandonne de l'énergie, c'est-à-dire qu'il refroidit, refroidissant toute la chambre. Mais pour le faire passer d'un tube large à un tube étroit, vous devez travailler dessus, grosso modo, pour le pousser dans ce tube. Pour faire fonctionner le gaz, vous avez besoin d'un compresseur - c'est lui qui gronde dans votre réfrigérateur. À propos, si vous avez déjà gonflé un vélo ou un pneu d'auto avec une pompe à main, vous auriez dû remarquer que le tuyau allant de la pompe à la bobine devient chaud lorsqu'il est gonflé. La raison est la même. Nous poussons le gaz (air) d'un plus grand volume vers un plus petit. Ainsi, le réfrigérateur peut être appelé "aspiration de chaleur". Ou "la pompe à chaleur inversée". Il prend la chaleur d'une petite chambre bien isolée et la rejette. Notez que la chaleur que le réfrigérateur émet ne va nulle part, elle chauffe juste notre pièce. Et si le groupe frigorifique est puissant, par exemple, il refroidit une chambre de la taille d'une salle de sport, quelle quantité de chaleur y est-elle produite? Et presque toujours, il est jeté «nulle part». Au moins avec nous.

2.

Ainsi, comme nous l'avons vu, la chaleur peut être «pompée» assez calmement. Mais de la même manière, il peut être gonflé. Reformulons un peu le problème. Disons que notre maison est une sorte de boîte isotherme. Eh bien, c'est-à-dire que nous avons pris soin et pendant la construction, nous avons fait des murs chauds, installé des fenêtres normales, isolé le toit (ce qui est très important - l'air chaud monte vers le haut). Vous devez «pomper» de la chaleur dans cette boîte. Ou, pour le dire simplement, chauffez-le. La question est - où l'obtenir? Oui, de n'importe où! En fait, à partir de tout environnement dont la température est supérieure à zéro. Habituellement, en tant que tel milieu, un sol chauffé par ... oui, par le soleil est utilisé! La capacité calorifique de l'air est assez faible, mais le sol réchauffé pendant l'été garde assez bien la chaleur. Lors des gelées de février à 20 degrés, vous pouvez creuser la couche supérieure et voir qu'à une profondeur de 10 à 20 centimètres, le sol n'est pas gelé, c'est-à-dire que la température y est clairement supérieure à zéro. Et à une profondeur de 2-3 mètres? Une telle chaleur "perdue" est appelée chaleur de faible qualité. C’est quelque chose qui doit être injecté dans notre maison. En physique, c'est ce qu'on appelle le «cycle thermodynamique inverse» par analogie avec le cycle de Carnot avant.

Je me suis intéressé pour la première fois à ce problème lorsque nous avons construit des salles de pompage artésiennes gratuites - des "points" où vous pouvez puiser de l'eau dans des puits profonds - 100-120 m. Je me souviens qu'il y avait un gel complètement amer, 25 degrés, j'ai oublié mes gants et mon les mains étaient très froides. J'ai ouvert le robinet et l'eau m'a paru chaude! Mais sa température était en fait de 13 à 14 degrés. 14 - (-25) - près de 40 degrés de contraste! Bien sûr, ça va sembler chaud! Puis je me suis soudainement rappelé comment, avant, en hiver, nous montions dans les catacombes et là aussi toute l'année - 13-14 degrés au-dessus de zéro. Ce n'est qu'alors que j'ai pensé - quelle chaleur grandiose et totalement gratuite est enfouie sous nos pieds! Nous marchons littéralement sur la chaleur et en même temps payons énormément d'argent pour le chauffage et l'eau chaude. La seule question est de pomper cette chaleur dans notre maison.

3.

Pour un tel pompage, une pompe à chaleur est nécessaire. À son tour, la chaleur du sol peut être obtenue de deux manières principales. Le premier - de la couche superficielle - 1,20 m à 1,50 m, c'est-à-dire évacuer la chaleur que le soleil a donnée.

La chaleur est évacuée du sol au moyen d'un tuyau en plastique, qui est posé le long du périmètre du site à une profondeur de 1 m. Il est souhaitable que le sol soit humide (c'est mieux pour le transfert de chaleur).Si le sol est sec, vous devrez augmenter la longueur du contour. La distance minimale entre les conduites adjacentes doit être d'environ 1 M. De l'eau ordinaire avec un antigel spécial est utilisée comme caloporteur. Pour obtenir 10 kW de chauffage (dans nos conditions européennes moyennes), 350 à 450 mètres courants de canalisation devront être posés. Cela prendra environ un terrain de 20x20 mètres.

Pompe à chaleur qui élimine la chaleur de la couche de surface

Avantages:

- bon marché relatif

Désavantages:

- des exigences très élevées pour la qualité du coiffage.

- la nécessité d'une grande zone de "dissipation thermique"

La deuxième façon est de prendre la chaleur des profondeurs. C'est là que se trouve le baril sans fond! Après tout, si nous comparons notre planète à une pomme, la croûte terrestre dure sur laquelle nous marchons se révélera encore plus fine que la peau de cette pomme. Et puis - lave chaude, c'est elle qui éclate sous la forme de volcans. Il est clair que la chaleur de ce poêle géant se précipite vers l'extérieur. Par conséquent, la deuxième conception populaire des pompes est l'utilisation de la chaleur géothermique, pour laquelle des sondes de dissipateur thermique spéciales sont introduites à une profondeur de 150 à 170 m. Les sondes au sol sont devenues très répandues ces dernières années en raison de la simplicité de la disposition et du besoin insignifiant de zone technologique. De telles sondes, en règle générale, consistent en un faisceau de quatre tuyaux en plastique parallèles, dont les extrémités sont soudées avec des raccords spéciaux afin de créer deux circuits indépendants. Aussi appelées sondes jumelées en forme de U, les opérations de forage se déroulent en une journée.

Installation d'une pompe à chaleur pour puits profonds par les Allemands de

En fonction de divers facteurs, le puits devrait avoir une profondeur comprise entre 60 et 200 m. Sa largeur est de 10 à 15 cm L'installation peut être mise en œuvre sur une petite surface de terrain. Le volume des travaux de récupération après forage est insignifiant, l'impact du puits est minime. L'installation n'affecte pas le niveau des eaux souterraines, car les eaux souterraines ne sont pas impliquées dans le processus.En raison de la chaleur contenue dans le sol, le rendement d'une telle pompe est assez élevé. Les chiffres approximatifs sont tels que dépenser 1 kW d'énergie électrique pour déplacer le liquide dans le sol et le dos, vous obtenez 4-6 kW d'énergie pour le chauffage. Le niveau d'investissement est assez élevé dans une installation basée sur la chaleur de l'intérieur de la terre, mais en retour, vous obtenez un fonctionnement sûr, avec une durée de vie maximale à long terme d'un système avec un coefficient de conversion thermique suffisamment élevé.

Thermopompe avec dissipateurs de chaleur

Vidéo américaine racontant les deux principaux types de pompes à chaleur

Avantages:

- faible zone de "dissipation thermique"

-fiabilité

-haute efficacité

Désavantages:- Prix élevé

Eh bien, notez que les deux types de pompes ne peuvent pas être utilisés dans toutes les régions. Nous en parlerons plus loin, mais il ne faut pas penser que la chaleur ne peut être prélevée que sur le sol. Vous pouvez le prendre en toute sécurité dans un réservoir - par exemple, dans un lac ou une mer. L'eau souterraine peut être utilisée. L'air peut être utilisé, mais cette option convient aux pays aux climats plus chauds. Vous pouvez même utiliser la chaleur industrielle, par exemple la chaleur obtenue à la suite du refroidissement des centrales nucléaires et thermiques, etc. En bref, s'il existe une sorte de source de chaleur de basse qualité "inépuisable" et, surtout, gratuite, elle peut être utilisée.Les pompes à chaleur peuvent facilement fonctionner en mode "hiver-été". Autrement dit, en hiver - un radiateur, en été - un réfrigérateur. En général, la direction dans laquelle pomper la chaleur ne fait absolument aucune différence. Ainsi, en installant une thermopompe hiver-été, le climatiseur n'est plus nécessaire.

Pompe à chaleur "hiver-été"

4.

La construction d'une pompe à chaleur est une tâche d'ingénierie exigeante et de nombreux facteurs doivent être pris en compte lors de sa conception, tels que les propriétés du sol et les informations sur les processus souterrains.

Donc, les avantages des pompes à chaleur que nous avons:

• Vous ne payez pas pour le chauffage, comme dans les radiateurs électriques, mais uniquement pour le pompage de la chaleur. Pour un kilowatt de fonctionnement de la pompe, vous obtenez 4 à 5 kilowatts de chaleur. Autrement dit, le «rendement» (bien qu'en fait le rendement de la pompe à chaleur) est de 300 à 400%.
• Vous cesserez en grande partie de dépendre des prix de l'énergie en constante augmentation. Autrement dit, dépendre de l'État.
• 100% écologique. Économiser les ressources énergétiques non renouvelables et protéger l'environnement, notamment en réduisant les émissions de CO2 dans l'atmosphère.
• En fait, 100% sûr. Pas de flamme nue, pas d'échappement, pas de monoxyde de carbone, pas de dioxyde de carbone, pas de suie, pas d'odeur de diesel, pas de fuite de gaz, de déversement de mazout. Pas d'installations de stockage dangereuses pour le charbon, le bois de chauffage, le mazout ou le carburant diesel;
• Fiabilité. Un minimum de pièces mobiles avec une longue durée de vie. Indépendance vis-à-vis de l'approvisionnement en matière combustible et de sa qualité. Pratiquement sans entretien. La pompe à chaleur fonctionne silencieusement et est compatible avec n'importe quel système de chauffage à circulation, et la conception moderne lui permet d'être installée dans n'importe quelle pièce;
• polyvalence en fonction du type d'énergie utilisée (électrique ou thermique);
• une large gamme de capacités (des fractions à des dizaines de milliers de kilowatts).
• La pompe à chaleur peut être fabriquée à la main, tous les composants sont en vente. Surtout s'il y a de la chaleur à basse température près de la maison.
• La pompe à chaleur est invisible et peut être livrée sans autorisation.
• Large gamme d'applications. Il est particulièrement pratique pour les objets situés loin des communications - que ce soit une ferme, une colonie de chalets ou une station-service sur l'autoroute. En général, la pompe à chaleur est polyvalente et applicable à la fois dans la construction civile, industrielle et privée.

5. EN URSS

L'Union soviétique a toujours été fière de l '«inépuisabilité» de ses ressources énergétiques d'hydrocarbures, mais, comme vous pouvez le voir maintenant, leurs réserves sont vraiment importantes, mais tout à fait épuisables. Le bon marché de ces mêmes transporteurs, en fait, leur prix nul, bien que artificiellement maintenu, n'a pas du tout stimulé les économies d'énergie. Maisons en béton et fenêtres de mauvaise qualité, qui, du point de vue de l'isolation thermique, étaient un tamis solide (il m'est arrivé de voir des photos de nouveaux bâtiments dans des rayons infrarouges - là la chaleur laissée à la fois par les fenêtres et par les joints entre les carreaux, eh bien, les panneaux eux-mêmes n'étaient pas isolés non plus par quoi que ce soit) obligés de dépenser des ressources colossales pour le chauffage. Ajoutez à cela le fait que le chauffage en URSS était central et qu'un tiers à la moitié de la chaleur était perdue lors de la livraison. Après la crise pétrolière du début des années 70, le pétrole et le gaz sont devenus un produit de change important et ils ont commencé à le «sauver», quoique d'une manière très particulière - tout ce qui pouvait être converti en électricité, pour lequel une grandiose construction d'une centrale nucléaire programme a été adopté. Personne n'a même bégayé pour économiser sur des «petites choses» comme les appartements, les bâtiments publics, les entreprises. Comme me l'a dit un ingénieur soviétique absolument typique, «un grand pays devrait épargner gros». En quoi consistait cette «grande économie», je ne comprenais toujours pas. De plus, cela a été dit dans un atelier géant, où il y avait des fenêtres dans un (!) Verre. Afin de maintenir la température là-bas en hiver au moins 13-14 degrés, la chaufferie fonctionnait à pleine capacité. Une autre chose est que le gaz au début des années 90 était très bon marché, mais dès que le prix a légèrement augmenté, il (la chaufferie) a été immédiatement fermé (pour toujours) et le système de chauffage du travailleur acharné a été coupé et remis à la ferraille. .

Pension "Druzhba" à Yalta. Chauffé et refroidi par une pompe à chaleur eau-air«

Aujourd'hui, l'Ukraine paie 500 dollars pour 1 000 mètres cubes de gaz. Si vous chauffez ce magasin avec la même quantité de gaz, alors, probablement, pour la rentabilité, ses produits en termes de coûts énergétiques devraient coûter plus cher que des briques en or. Cependant, je suis passé il y a quelques années, la surface des fenêtres a été considérablement réduite, leur partie étant recouverte de béton cellulaire, et le reste a été remplacé par du métal-plastique.S'ils pensent gainer les murs avec un matériau calorifuge, ce sera généralement excellent. Sous l'URSS, cela n'a pas été fait, il n'y avait pas besoin de telles dépenses, car je le répète: le gaz ne coûtait rien du tout, mais il faut dire que dans des cas isolés, des pompes à chaleur étaient utilisées même en URSS. Je ne sais pas quels passionnés ont exactement «poinçonné» leur installation, mais comme d’habitude, tout s’est limité à quelques «échantillons expérimentaux». La pension Druzhba à Yalta peut être considérée comme un chef-d'œuvre de la haute technologie architecturale soviétique, qui était chauffée en hiver et refroidie en été à l'aide d'une pompe à chaleur qui prenait l'énergie des profondeurs de la mer Noire (où elle est stable et ne tombe presque jamais en dessous de 7 degrés). La pompe, qui, en plus du chauffage, du chauffage de l'eau pour les besoins domestiques, a chauffé la piscine extérieure et s'est acquittée de sa tâche même pendant l'hiver incroyablement froid de 2005-2006. Il y avait même des installations expérimentales de thermopompes géothermiques dans des chalets privés. Bien sûr, pas n'importe où, mais dans la partie la plus développée de l'URSS - dans les États baltes.

6.

À l'étranger

La pompe à chaleur n'est même pas du tout nouvelle. Pour la première fois, le déjà mentionné Carnot y réfléchit en 1824, alors qu'il développait son cycle thermodynamique idéal. Mais le premier vrai spécimen a été construit par l'Anglais William Thomson, Lord Kelvin, 28 ans plus tard. Son "multiplicateur de chaleur" utilisait l'air comme fluide de travail (liquide de refroidissement), tandis qu'il recevait la chaleur de l'air extérieur. Le premier modèle d'essai a été lancé en Suisse et depuis plus d'un siècle, ce pays montagneux est un chef de file dans l'utilisation de la chaleur à basse température. Avant la Seconde Guerre mondiale, la première grande centrale de 175 kW a été construite ici. Le système de pompe à chaleur utilisait la chaleur de l'eau du fleuve et chauffait la mairie de Zurich. De plus, il fonctionnait en mode «hiver-été», en hiver il chauffait et en été il refroidissait l'air à l'intérieur du bâtiment, mais encore jusqu'en 1973, même en Occident, l'utilisation des pompes à chaleur était fragmentée. Ce n'est qu'après la forte hausse des prix du pétrole qu'ils y ont vraiment prêté attention. Sept ans plus tard, en 1980, il y avait trois millions de pompes à chaleur en service aux États-Unis. Jusqu'à récemment, les États-Unis restaient le leader du nombre de systèmes sortis, maintenant le Japon occupe la première place. Aujourd'hui, aux États-Unis, environ un million de nouvelles installations sont produites chaque année. Dans le même 1980, il y avait 150 000 systèmes dans toute l'Europe occidentale, puis après une nouvelle hausse des prix du gaz au début des années 2000, rien qu'en 2006, plus de 450 000 unités ont été vendues. Les pompes géothermiques représentent un quart de toutes les pompes et la Suède, pays du nord froid, est aujourd'hui devenue le leader incontesté du nombre de pompes à chaleur en Europe. Par exemple, rien qu'en 2006, plus de 120 000 unités ont été vendues. L'exemple est une station de pompe à chaleur de 320 MW à Stockholm. La source de chaleur est l'eau de la mer Baltique avec une température de + 4 ° C, refroidissant à + 2 ° C. En été, la température augmente, et avec elle l'efficacité de la station. La France est connue pour le fait que jusqu'à 70% de toute l'électricité y est produite dans des centrales nucléaires et, peut-être, ce pays possède le meilleur système énergétique d'Europe, du moins si l'on prend les grands pays. Mais les Français ont pris les pompes à chaleur au sérieux - la transition vers les installations de pompes à chaleur est également stimulée par l'État. Cependant, dans d'autres pays avancés, elle est également stimulée. Les entreprises proposant des installations respectueuses de l'environnement bénéficient d'incitations fiscales. Systèmes d'achat des citoyens - avec un crédit d'impôt (jusqu'à 50%). Grâce à ces mesures, les ventes ont bondi: en 2006, 54 000 pompes à chaleur ont été vendues, ce qui a amené la France à la deuxième place en Europe après la Suède. Les systèmes de climatisation basés sur des pompes à chaleur sont également vendus activement: de janvier à avril 2007, le volume a doublé.Au cours de l'année, 51 000 unités ont été vendues par an. L'Allemagne est extrêmement pauvre en sources d'énergie "classiques", c'est pourquoi il existe des normes strictes pour l'efficacité énergétique des bâtiments - "Normes nationales pour la consommation d'énergie" (si de telles normes étaient introduites en URSS ou post-URSS, je ne suis pas sûr - leur correspondrait au moins 1% des structures). Les exigences strictes sont le moteur du développement du marché des pompes à chaleur. En 2006, les ventes ont augmenté de 250% et à la mi-2008, le nombre total de pompes à chaleur dans le pays dépassait 300 000. L'Allemagne occupe la quatrième place en Europe, légèrement derrière la Finlande. Le Royaume-Uni est maintenant dans la deuxième phase. À ces fins, ils subventionnent la transition des bâtiments résidentiels et publics vers les pompes à chaleur et encouragent leur utilisation dans de nouveaux projets de développement.

En Extrême-Orient, le Japon est non seulement l'un des leaders en termes de nombre de pompes à chaleur produites et vendues, mais aussi un leader dans l'amélioration de la technologie. C'est ici que de nouveaux fluides frigorigènes et des installations à la pointe de la technologie avec le plus haut rendement sont développés. Mais la Chine, qui se précipite à toute allure, connaît une grave pénurie de ressources énergétiques. Par conséquent, les autorités de ce pays communiste se sont tournées vers les pompes à chaleur. Bientôt, il y aura des subventions pour les propriétaires d'immeubles qui passeront aux sources d'énergie renouvelables, y compris le chauffage géothermique. Malgré le fait que le marché est encore en développement, ses volumes sont impressionnants: environ 15 millions de climatiseurs basés sur des pompes à chaleur sont vendus en Chine chaque année. Il ne fait aucun doute que les Chinois peuvent produire tout ce dont ils ont besoin en toute quantité et à des prix très raisonnables.

7.

Russie et Ukraine

Pour une raison quelconque, l'opinion est souvent exprimée que les pompes à chaleur "ne fonctionneront pas" en Russie parce que, premièrement, il existe des vecteurs d'énergie bon marché (par rapport à l'Occident), en tout cas pas si coûteux d'installer des pompes en grande quantité, et deuxièmement, les caractéristiques climatiques rendront ces mêmes pompes inefficaces ou généralement inefficaces, comme dans des conditions de pergélisol. Mais cette opinion n'est pas entièrement correcte. Les vecteurs énergétiques sont encore bon marché par rapport à l'Europe, mais les propriétaires de la soi-disant. Le «gaz russe» s'efforcera de faire monter ses prix sur le marché intérieur aux prix mondiaux, il n'est pas du tout rentable pour eux de le vendre moins cher. C'est ça l'économie. Quant à la «physique», alors en effet, la moitié de la Russie est dans le pergélisol, mais il y en a 20 millions qui y vivent, pas plus. Les 120-125 restants sont situés dans des endroits tout à fait appropriés pour l'installation de VT. Pourquoi, disons, en Finlande, on peut miser des dizaines de milliers, mais en Carélie ou à Saint-Pétersbourg, c'est «non rentable»? Quant aux régions du sud, il n'y a aucun problème. Oui, si nous prenons la production de chaleur, alors, probablement, la pompe à chaleur russe moyenne coûtera plus cher que son homologue en Amérique ou au Japon, après tout, le climat en Russie est, en général, plus froid. Mais d'un autre côté, TN dans la région de Rostov sera probablement encore plus efficace que le même en Finlande. Tout se résume donc à la politique gouvernementale, rien de plus.

Maison à panneaux soviétique typique. Prise de vue dans les rayons infrarouges. Vous pouvez voir comment la chaleur frappe littéralement partout. Le contraste est partie isolée de la maison - il n'y a pratiquement pas de fuite de chaleur, cependant même à partir de cette photo, il est difficile de dire à quel point l'isolation est faite.

La situation en Ukraine est encore plus "amusante". Depuis 20 ans, ses autorités crient «l'indépendance énergétique» et «la mainmise russe sur le gaz». Mais qu'ont-ils offert en retour? Selon eux, il est nécessaire de «diversifier» les sources d'achats d'énergie. Eh bien, c'est-à-dire acheter non seulement à la Russie, mais, par exemple, à l'Azerbaïdjan. Cependant, l'Azerbaïdjan, bien sûr, ne vendra pas le gaz moins cher que la Russie, d'autant plus que l'Azerbaïdjan ne possède pas ce gaz, tout est en quelque sorte lié aux entreprises occidentales. Donc, à partir du changement de vendeur, absolument rien ne changera. Le vrai moyen de réduire la dépendance est de réduire la consommation d'hydrocarbures.Rien n'a été fait ici. Rien du tout. L'Ukraine ne consomme qu'une quantité insensée de gaz, si l'on prend sa population et, en général, une économie plutôt faible. Par exemple, elle consomme plus de gaz que la France, alors que la France est un pays beaucoup plus riche. Mais si, au lieu de cris hystériques et de fantasmes paranoïaques sur la "valve à gaz" qui un jour dans un hiver froid "serait bloquée par un Moskal insidieux", des programmes normaux d'économie de chaleur étaient introduits et des pompes à chaleur commenceraient à être installées chaque fois que possible , la consommation de gaz et donc la dépendance vis-à-vis des fournisseurs pourraient être divisées par deux. Et si l'on tient compte du fait que l'Ukraine produit également du gaz, il serait en général possible de le réduire au minimum. Mais personne ne vous en parlera. Réduire la consommation de gaz n'est pas bénéfique pour les autorités, car les sociétés de vente qui y sont associées font des milliards sur les intermédiaires. Qui refuserait de l'argent si facile? L'ère des pompes à chaleur ne sera donc pas là, même si leur installation est encore fragmentaire. Amateurs passionnés.

Représentants de centrales électriques préfabriquées

Notez que ces options - un générateur thermoélectrique et un générateur de gaz sont désormais des priorités, par conséquent, des stations prêtes à l'emploi pour une utilisation, à la fois domestique et industrielle, sont en cours de production.

En voici quelques-uns:

• Indigirka poêle;
• Four touristique "BioLite CampStove";
• Centrale électrique "BioKIBOR";
• Centrale électrique "Eco" avec un générateur de gaz "Cube".

Un poêle à combustible solide domestique ordinaire (fabriqué selon le type de poêle "Burzhayka"), équipé d'un générateur thermoélectrique Peltier.

Parfait pour les chalets d'été et les petites maisons, car il est suffisamment compact et peut être transporté en voiture.

L'énergie principale lors de la combustion du bois de chauffage est utilisée pour le chauffage, mais en même temps le générateur existant vous permet également d'obtenir de l'électricité avec une tension de 12 V et une puissance de 60 W.

Four "BioLite CampStove".

Il utilise également le principe Peltier, mais il est encore plus compact (le poids n'est que de 1 kg), ce qui permet de l'emmener en randonnée, mais la quantité d'énergie générée par le générateur est encore moindre, mais cela suffira pour charger une lampe de poche ou un téléphone.

Un générateur thermoélectrique est également utilisé, mais il s'agit déjà d'une version industrielle.

Le fabricant, sur demande, peut fabriquer un appareil qui fournit une production d'électricité d'une capacité de 5 kW à 1 MW. Mais cela affecte la taille de la station, ainsi que la quantité de carburant consommée.

Par exemple, une installation qui produit 100 kW consomme 200 kg de bois de chauffage par heure.

Mais la centrale électrique Eco est un générateur de gaz. Sa conception utilise un générateur de gaz "Cube", un moteur à combustion interne à essence et un générateur électrique d'une capacité de 15 kW.

En plus des solutions industrielles prêtes à l'emploi, vous pouvez acheter séparément les mêmes générateurs thermoélectriques Peltier, mais sans poêle, et les utiliser avec n'importe quelle source de chaleur.

Stations maison

De plus, de nombreux artisans créent des stations auto-fabriquées (généralement basées sur un générateur de gaz), qui sont ensuite vendues.

Tout cela indique que vous pouvez créer indépendamment une centrale électrique à partir des outils disponibles et l'utiliser à vos propres fins.

Voyons ensuite comment vous pouvez fabriquer vous-même l'appareil.

Basé sur un générateur thermoélectrique.

La première option est une centrale électrique basée sur une plaque Peltier. Tout de suite, on constate qu'un appareil fait maison ne convient que pour charger un téléphone, une lampe de poche ou pour l'éclairage à l'aide de lampes LED.

Pour la fabrication, vous aurez besoin de:

• Corps en métal, qui jouera le rôle d'un four;
• Plaque Peltier (vendue séparément);
• Régulateur de tension avec sortie USB installée;
• Un échangeur de chaleur ou simplement un ventilateur pour assurer le refroidissement (vous pouvez prendre un refroidisseur d'ordinateur).

Faire une centrale électrique est très simple:

1. Nous fabriquons un poêle. Nous prenons une boîte en métal (par exemple, un boîtier d'ordinateur), nous la déplions pour que le four n'ait pas de fond.Nous faisons des trous dans les murs ci-dessous pour l'alimentation en air. En haut, vous pouvez installer une grille sur laquelle vous pouvez placer une bouilloire, etc.
2. Montez la plaque sur le mur du fond;
3. Montez le refroidisseur sur le dessus de la plaque;
4. Nous connectons un régulateur de tension aux bornes de la plaque, à partir de laquelle nous alimentons le refroidisseur, et tirons également des conclusions pour connecter les consommateurs.

Tout fonctionne simplement: nous allumons le bois, au fur et à mesure que la plaque se réchauffe, de l'électricité sera générée à ses bornes, qui seront fournies au régulateur de tension. Le refroidisseur démarrera et fonctionnera à partir de celui-ci, assurant le refroidissement de la plaque.

Il ne reste plus qu'à connecter les consommateurs et à surveiller le processus de combustion dans le poêle (jeter le bois de chauffage en temps opportun).

Basé sur un générateur de gaz.

La deuxième façon de faire une centrale électrique est de fabriquer un gazéificateur. Un tel appareil est beaucoup plus difficile à fabriquer, mais la production d'électricité est beaucoup plus élevée.

Pour le faire, vous aurez besoin de:

• Récipient cylindrique (par exemple, une bouteille de gaz démontée). Il jouera le rôle d'un poêle, par conséquent, des trappes doivent être prévues pour le chargement du combustible et le nettoyage des produits de combustion solides, ainsi qu'une alimentation en air (un ventilateur forcé sera nécessaire pour assurer un meilleur processus de combustion) et une sortie de gaz;
• Radiateur de refroidissement (peut être réalisé sous la forme d'une bobine), dans lequel le gaz sera refroidi;
• Capacité de création d'un filtre de type "Cyclone";
• Capacité de créer un filtre à gaz fin;
• Groupe électrogène à essence (mais vous pouvez simplement prendre n'importe quel moteur à essence, ainsi qu'un moteur électrique asynchrone 220V ordinaire).

Avantages et inconvénients d'une centrale électrique au bois

Une centrale électrique au bois, c'est:

• Disponibilité du carburant;
• La possibilité d'obtenir de l'électricité n'importe où;
• Les paramètres de l'électricité reçue sont très différents;
• Vous pouvez fabriquer vous-même l'appareil.
• Parmi les lacunes, on note:
• Pas toujours à haut rendement;
• L'encombrement de la structure;
• Dans certains cas, la production d'électricité n'est qu'un effet secondaire;
• Pour produire de l'électricité à usage industriel, une grande quantité de combustible doit être brûlée.

En général, la fabrication et l'utilisation de centrales électriques à combustible solide est une option qui mérite l'attention, et elle peut devenir non seulement une alternative aux réseaux électriques, mais aussi aider dans des endroits éloignés de la civilisation.

En bref sur le principe d'action

Pour qu'à l'avenir vous compreniez pourquoi certaines pièces sont nécessaires lors de l'assemblage d'un générateur thermoélectrique fait maison, parlons d'abord du dispositif de l'élément Peltier et de son fonctionnement. Ce module se compose de thermocouples connectés en série entre des plaques céramiques, comme le montre l'image ci-dessous.

Lorsqu'un courant électrique traverse un tel circuit, le soi-disant effet Peltier se produit - un côté du module chauffe et l'autre se refroidit. Pourquoi en avons-nous besoin? Tout est très simple, si vous agissez dans l'ordre inverse: chauffez un côté de la plaque et refroidissez l'autre, respectivement, vous pouvez générer de l'électricité de basse tension et de courant. Nous espérons qu'à ce stade, tout est clair, nous nous tournons donc vers des classes de maître qui montreront clairement quoi et comment fabriquer un générateur thermoélectrique de nos propres mains.

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Après cela, couvrez les fissures avec des bandes de tissu en coton, la largeur de chaque bande est de cm. De cette façon, vous ne laisserez pas la chaleur s'échapper de la maison. Il est conseillé d'avoir des portes épaisses et massives dans la maison qui vous garderont beaucoup de chaleur. Vous pouvez également tapisser une vieille porte d'entrée avec du similicuir rempli d'un coussin en mousse. Il est conseillé d'enduire toutes les fissures avec de la mousse de polyuréthane.

Si vous décidez d'installer une nouvelle porte, voyez si vous pouvez conserver l'ancienne, car les deux portes d'entrée créent un espace d'air entre elles et isolent la chaleur.Fixez une feuille de papier d'aluminium derrière le radiateur et elle reflétera la chaleur dans la pièce, avec peu de chaleur s'échappant à travers le mur. Il est à noter que l'écart entre la feuille et la batterie doit être d'au moins 3 cm.

Si, pour une raison ou une autre, il n'est pas possible de fixer un écran en feuille métallique, essayez d'isoler la maison de l'extérieur.