Осадоэнергетика

Вс, 03/23/2014 - 14:43

Рис. 1. АТМОТЕРМ (настенный). Крепление к стене

Рис. 2. АТМОТЕРМ (настенный ). Общий вид

Рис. 3. АТМОТЕРМ (придорожный зарядочный)

-

Часть 1. АТМОТЕРМ (настенный )

Все мы уже не один год имеем удовольствие наблюдать различные капризы природы. Климат меняется – говорят ученые, шурша бумажками и ловко жонглируя цифрами. Как видим, первобытный страх перед стихией неба – дождем, снегом и градом — не покинул homo и в техновеке, как это и ни странно.
Как говорит суровая дама практика, мы с вами господа, очень слабы и беззащитны перед атмосферными осадками. Сей факт чудесно проиллюстрировали события конца 2009 г.
Не можем мы противостоять погоде. Обидно? Не стоит! В одном боевом искусстве практикуется прием, при котором используется масса более мощного противника для его поражения. Являясь пацифистом, я противник всяческого рода войн, но этот приемчик (вернее, его интерпретацию) решил применить против стихии.

С какой эгоистичностью и глупостью homo использует то, что нельзя возобновить – нефть, газ и т.д. и не хочет замечать очевидных и простых вещей, таящих в себе необходимую энергию. Почему не использовать атмосферные осадки в неожиданной роли источника энергии? Пошел дождь, а вам тепло. И это не от центрального отопления. Фантастика? Нет!

Чтобы получать тепло из снега, дождя и, что реже, града, нужен АТМОТЕРМ. Это устройство относится к стационарным приборам для нагревания текущих сред, использующий при прохождении данного процесса тепловой эффект экзотермической реакции образования гидроксида кальция из СаО, которая проходит при утилизации снежного покрова на месте его образования.
Область применения устройства – генерация тепловой энергии для обогрева стен жилых и нежилых помещений, используя атмосферные осадки.

Исследуя решения в данной области, мы не найдем наверняка устройства, объединяющего в себе функции переработки атмосферных осадков и обогревателя, работающего без подвода электроэнергии, при этом являясь таким экономичным, как атмотерм (экономичность смотрите дальше). Решения, предлагаемые другими авторами (смотри ниже) имеют ряд недостатков: потребляемость большого количества электроэнергии, узкая направленность технологий – только утилизация снега или только генерация тепловой энергии, сложность устройства, лежащее в наличии большого количества комплектующих компонентов, таких как ИК-излучатели и другие подобные устройства.

Справедливости ради я должен заметить тот факт, что исследовательская группа из французского исследовательского центра CEA/Leti-Minatec разработала систему для утилизации энергии дождевых капелек, обычно падающих безо всякой пользы для современной энергетики. В основе технологии - использование пьезоэлектрических элементов из полимера PVDF (поливинилиденфторид). Слой пластика толщиной 25 мкм при падении на него капли начинает вибрировать; вырабатываемое за счет пьезоэффекта электричество снимается вмонтированными в пластик электродами.
Ученые, правда, выяснили, что мощность вырабатываемой энергии зависит не только от площади пластины пьезоэлектрика, но и от частоты падения капель и, конечно, от их размера.
Хочу заранее извиниться перед французскими коллегами, но придется им сказать неприятные вещи.

1. Господа, а как на счет снега? Может ли Ваша разработка сделать хотя бы что-то полезное из него? Моему АТМОТЕРМУ не важно: дождь или снег.
2. Сколько будет стоить ваша пьезоэлектрика? Дороже, наверное, бутылочного пластика, из которого легко может изготавливаться АТМОТЕРМ.
3. А как вода? После удара капля просто растекается. Нет пользы от нее.
4. Какая же площадь необходима пластику, чтобы получить довольно сносное количество энергии? А в случае с атмотермом (по второму варианту) площадь не имеет большого значения, достаточно разместить устройство вдоль обочины.

Описание, область применения и работа устройства (рис.1)

Предлагаемое устройство состоит из чаши сбора 1, клапанной проводной трубы 2, реакционного корпуса, состоящего из теплопроводящей стены 4 и теплоизоляционной стены 3, герметизирующей окантовки 7, оснащенной присосками , трубой 5 и выводящей трубой 6. Короб 3,4 должен повторять форму и размер стены.

Устройство может быть использовано и ориентировано на дополнительный обогревающий эффект жилых и нежилых помещений в качестве альтернативной части отопительного комплекса. В процессе работы данного устройства используется простая химическая реакция воздействия соединения кальция и воды. Также установка предполагает использование атмосферных осадков в виде дождя, снега и града. При работе устройства происходит легкое прогревание стены помещения с наружной стороны без возможности потери тепловой энергии и утечки ее во внешнюю среду.
Работа устройства начинается с крепления окантовки 7 к стене обогреваемого помещения посредством присосок. Когда предлагаемое решение установлено на рабочую стену, является необходимым заправка реакционного корпуса оксидом кальция через трубу 5, оснащенную краном. После происходит сток или спад атмосферных осадков с крыши обогреваемого объекта (при наличии осадков). Поступая в чашу сбора 1, осадочная масса воздействует на клапан давления, находящийся в трубе 2, открывает его и попадает в реакционный корпус, где вступает в реакцию с оксидом кальция и образует гидроксид кальция, или известняковую воду.

Так как реакция образования гидроксида кальция экзотермична, тепловой эффект этого процесса перейдет, прогревая теплопроводимую стену 4 на воздушную прослойку, находящуюся между корпусом и стеной.

Изоляционная окантовка 7 противостоит утечке тепловой энергии вовне. Так весь тепловой эффект направлен на прогревание стены. Количество образованного тепла зависит от количества исходного вещества, то есть оксида кальция и осадочной массы, то есть воды. Для повышения эффективности использования в устройство возможно добавить теплоемкие вещества, способные аккумулировать тепловую энергию. Сливание образовываемой известняковой воды может быть осуществлено через трубу 6, открывая находящийся в ней кран, для дальнейшего использования гидроксида кальция во множестве областей применения. Например, в строительстве.
Устройство не наносит вреда обогреваемой стене, так как крепление осуществляется присосками (для более надежного крепления в условиях жесткого климата можно использовать также и винтовое крепление в верхней части установки в области чаши 1).

Давайте немного посчитаем
1 г. СаО при гашении = 1.16 кДж.
Несложные подсчеты способны показать – 5 кг СаО = 5 800 кДж.
При сгорании, к примеру, метана объемом 5,6 л выделится 223 кДж теплоты.
Для получения так называемого известнякового молока, требуется одна доля СаО и три доли воды.
В отношении экономики - 5 кг негашеной извести = 4.25 грн. по цене ООО Алчевского механического завода.
Но за эту же сумму вы можете купить 3.5 литра газа метан по цене 1.2 грн\литр.
Вывод – зачем платить больше?

Технический результат АТМОТЕРМА (настенного)
• Генерация тепловой энергии
• Переработка осадочных масс
• Генерация Са(ОН)2

Рассмотрим более подробно эти факторы.

Использование АТМОТЕРМА дает возможность получить дополнительный источник тепла, замещая часть Q, идущего на обогрев помещения путем традиционного отопления. При эксплуатации устройства 1 кДж = менее 0,00085 грн.
С помощью данного устройства осуществляется утилизация атмосферных осадков, защищая при этом обогревающиеся объекты – стены, крыши — от скопления конденсата и влаги, что приводит к увеличению продолжительности эксплуатации построек.
Полученная в результате работы установки известняковая вода может быть реализована в качестве строительного материала, тем самым покрывая часть расходов на приобретение оксида кальция.

Другие материалы рубрики


  • Сначала приведем высказывание российского геофизика Е.П. Борисенкова о прошлом человечества:
    «Причины гибели или упадка некоторых цивилизаций, а также многие неблагоприятные социальные явления в период средневековья так же, как и в древней истории, были связаны с экологией.
    Если мышление человека античности в ряде случаев было настолько эгоистичным, что, несмотря на свои выдающиеся по тому времени научные и естественные познания, он не думал о связи между лесом, водой, почвой и последствиями своей деятельности, то и в период средневековья человечество ушло от этого уровня понимания не очень далеко».

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4


  • ...Возможность установки ветрогенераторов также зависит от климата, а конкретнее – от средней скорости ветра в данной местности. Трудно спрогнозировать, каковы будут скорость и направление ветра в определенный момент. Но если рассматривать большие временные промежутки, соизмеримые со сроком эксплуатации ветряка, то можно довольно точно сказать, что, например, в течение года в месте его установки будет 4000 часов со скоростью ветра более 4 м/с, что обеспечит гарантированную генерацию, условно говоря, 1000 КВт·ч в год. В частности, у нас средняя скорость ветра составляет около 5 м/с, что вполне пригодно для получения ветровой энергии, так как рекомендуемая скорость ветра для этих целей 4 м/с и более.

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3


  • ...После более чем столетия нескончаемых усовершенствований двигатель внутреннего сгорания все еще имеет коэффициент полезного действия около 16%. КПД всех тепловых двигателей ограничено циклом Карно. Теоретически, даже при идеальных условиях тепловой двигатель, используемый для приведения в движение автомобиля или электрогенератора, не может преобразовать всю тепловую энергию в механическую. Некоторая часть тепла теряется. В двигателе внутреннего сгорания тепло подается от источника с высокой температурой (Т1), часть энергии преобразуется в механическую и оставшаяся часть выбрасывается при низкой температуре (Т2). Чем больше разность между этими температурами, тем выше КПД двигателя...

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3


  • ...В современных ВЭС воплощено множество технических идей, отвечающих последним достижениям науки. Вот далеко не полный перечень уникальных систем и механизмов, обеспечивающих эффективную и безопасную работу ветроэлектростанций: система динамического изменения угла атаки (изменяет угол заклинивания лопастей, удерживая тем самым нужный угол атаки); система динамического регулирования скорости вращения ветроколеса в зависимости от нагрузки и скорости ветра (выбирает оптимальный режим работы); система управления рысканием  — электронный флюгер (поворачивает гондолу с ВЭУ по особому закону с учетом доминирующего направления ветра, его порывов и турбуленции); система оперативного регулирования магнитного скольжения асинхронного генератора (используются усовершенствованные асинхронные генераторы с ротором «беличья клетка»)...

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5


  • Еще с незапамятных времен люди использовали энергию ветра.
    Первоначально человек научился преобразовывать кинетическую энергию воздушного потока (ветра) в механическую. Появилось огромное разнообразие ветряных мельниц, значительно облегчивших жизнь людей того времени.
    Идея ветрогенератора для выработки электрической энергии с использованием энергии ветра появилась чуть более 100 лет назад.
    Пытливая мысль изобретателей создала огромное разнообразие конструкций ветроустановок:
    — по расположению оси вращения лопастей (горизонтальная, вертикальная, наклоненная);
    — по количеству лопастей (одна, две, три и более);
    — по мощности (от десятков Ватт до нескольких МВатт);
    — по форме лопастей, по конструкции генераторов и т.д.

    • Страницы
    • 1
    • 2


  • Нефте- и газодобыча уже в течение многих лет — ведущие отрасли российской экономики. В иные периоды они давали до 50% поступлений в федеральный бюджет. Это стало возможным только после введения в эксплуатацию крупнейших месторождений Западной Сибири. Поиск месторождений, ставших открытием века, стоил огромного труда. Основной вклад в него внесли сибирские геологи.
    Чтобы понять, где и как искать нефть, — а ее считают самым труднодоступным богатством планеты, — надо знать, как она образуется. В 1932 году была опубликована классическая работа основоположника советской нефтяной геологии Ивана Михайловича Губкина (1871-1939) «Учение о нефти», которая сыграла огромную роль в развитии представлений о происхождении нефти и формировании ее залежей. Он сформулировал четыре этапа образования нефтяных запасов, которые и сегодня лежат в основе научных воззрений о процессах нефтеобразования.

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4


  • Теперь уже никто не сомневается, что в расстрельные 30-е годы прошлого века ничего прогрессивного в России существовать не могло. Старшее поколение стыдливо молчит, поскольку высказывать иную точку зрения ныне считается непатриотичным. А постперестроечное вообще не ведает, что в основе многих модных сейчас инновационных проектов лежат неосуществленные мечты почти восьмидесятилетней давности. Примером может служить история со сгущенным бензином.

    • Страницы
    • 1
    • 2


  • Еще в 212 году до н. э. древнегреческий ученый Архимед использовал светоотражающие свойства бронзовых боевых щитов для того, чтобы сосредоточить солнечный свет и поджечь вражеские деревянные суда римлян, осаждающих его родной город Сиракузы. Но прошло почти полтора тысячелетия, за время которых люди продолжали греться на солнышке, не задумываясь, какой мощный источник представляет собой это божественное дневное светило. И лишь в 1600 г. во Франции был создан первый солнечный двигатель, работавший на нагретом воздухе и использовавшийся для перекачки воды. В конце XVII в. ведущий французский химик Антуан Лоран Лавуазье создал первую солнечную печь, в которой достигалась температура в 1650°С и нагревались образцы исследуемых материалов в вакууме и защитной атмосфере, а также были изучены свойства углерода и платины. В 1833 г. в США Дж. Эриксон построил солнечный воздушный двигатель с параболоцилиндрическим концентратором размером 4,8х3,3 м. Первый плоский коллектор солнечной энергии был построен французом Ш.А. Тельером. Он имел площадь 20 м2 и использовался в тепловом двигателе, работавшем на аммиаке.

    В 1866 г. французский математик Август Мушо построил в Алжире несколько крупных солнечных коллекторов, ставших прообразами современных, и использовал их для дистилляции воды и приводов насосов. На всемирной выставке в Париже в 1878 г. А. Мушо продемонстрировал солнечную печь для приготовления пищи, в которой 0,5 кг мяса можно было сварить за 20 минут. Первая крупномасштабная установка для дистилляции воды была построена в Чили в 1871 г. американским инженером Ч. Уилсоном. Она эксплуатировалась в течение 30 лет, поставляя питьевую воду для рудника. В 1890 г. профессор В.К. Церасский в Москве осуществил процесс плавления металлов солнечной энергией, сфокусированной параболоидным зеркалом, в фокусе которого температура превышала 3000°С. Однако только в 1980-е годы были созданы первые крупномасштабные солнечные электрогенераторы.

    • Страницы
    • 1
    • 2


  • Солнце — основной источник энергии на планете. В полдень на низких широтах плотность потока энергии солнечного излучения близка к 1 кВт/м²,, в среднем по освещенной части земного шара — 350 Вт/м². Потенциальный ресурс энергии огромен. Ей соответствует мощность 6,7∙1016 Вт. Теоретически КПД преобразования энергии может достигать 93%. Сейчас он составляет 10…30%. КПД определяет технический ресурс, равный произведению КПД на потенциальный ресурс.
    В настоящее время энергия солнечного излучения используется мало из-за относительно низких значений плотности потока энергии (100 — 1000 Вт/м²).
    Разрабатываются проекты создания солнечных энергосистем на геостационарной орбите с мощностью 1…10 ГВт. Передачу энергии на Землю планируется осуществлять при помощи мощных электромагнитных пучков на длине волны около 5…10 см.

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4


  • Многие десятилетия неизменным элементом пейзажа промышленной нефтедобычи являлись грандиозные факелы, в которых сгорал попутный газ — неизбежный спутник нефтедобычи. Громадные шлейфы дыма простирались на десятки и сотни километров и были прекрасно видны даже из космоса. Так было долго и казалось, что так будет всегда. Но все меняется в этом мире, и иногда — в лучшую сторону.

    • Страницы
    • 1
    • 2