Ogrzewacze o niskiej entropii
opublikowane: 05/08/08, 15:30
„Grzejniki o niskiej entropii: czym one są?”
Ortograf-fr, lipiec 2008
W praktyce grzejniki o niskiej entropii są zasadniczo pompa ciepła i kogeneracji, czyli tzw skojarzone wytwarzanie ciepła i energii elektrycznej.
Pompa ciepła cieszy się dużym zainteresowaniem pedagogiczny, bo udowadnia tym, którzy nie chcą słyszeć, że sprawność urządzenia grzewczego może być znacznie wyższa niż 100%.
Ale to systematyczny rozwój kogeneracji, która najlepiej zminimalizuje zużycie źródła energii do ogrzewania. Obecnie prawie nie jeździmy po drogach we Francji.
A - Produkcja entropii jest degradacją energii.
Występuje w szczególności:
- wszędzie tam, gdzie energia elektryczna, chemiczna lub mechaniczna jest przekształcana w ciepło: ogrzewanie elektryczne, ogrzewanie zwykłymi paliwami, tarcie,
- i zawsze, gdy ciepło jest wymieniane między dwoma ciałami o różnych temperaturach. Im większa różnica temperatur, tym większa produkcja entropii.
B - Ogrzewanie bez wytwarzania entropii można uzyskać za pomocą idealnej pompy ciepła
Ogrzewanie bez wytwarzania entropii jest niemożliwe do osiągnięcia, ale bardzo łatwo sobie to wyobrazić.
To jest to, co zapewniłaby idealna pompa ciepła, taka, która działałaby najlepiej, jaką można sobie wyobrazić.
Jego silnik elektryczny nie wykazywałby ani tarcia, ani efektu Joule'a.
A przede wszystkim część pompy ciepła służąca do ogrzewania mieszkania miałaby temperaturę niewiele wyższą i praktycznie równą temperaturze mieszkania, w tym samym czasie co część pompy ciepła, która pobiera ciepło z środowisko zewnętrzne miałoby temperaturę niewiele niższą i praktycznie równą temperaturze tego środowiska.
Innymi słowy, dwie wymiany ciepła przeprowadzane przez pompę odbywałyby się za każdym razem przy nieskończenie małej różnicy temperatur.
C - Produkcja entropii jest równoznaczna z utratą zasobów energii
Fizycy i ciepłownicy doskonale wiedzą, jak obliczyć wydajność, jaką taka instalacja mogłaby mieć. Można to nazwać „teoretycznym maksymalnym zwrotem”. Zależy to tylko od dwóch wchodzących w grę temperatur: powietrza w czasie, z którego pobierane jest ciepło, oraz mieszkania, które jest ogrzewane.
Weźmy przykłady liczbowe. Aby utrzymać mieszkanie w temperaturze 20°C, przy temperaturze zewnętrznej 15°C, wydajność wyniosłaby sześćdziesiąt, czyli 6000%.
Przy temperaturze zewnętrznej 10°C sprawność ta wyniosłaby 30, czyli 3000%.
Sprawność idealnej pompy ciepła jest zatem zwykle dziesięć razy wyższa niż w przypadku rzeczywistych pomp ciepła, która sama w sobie jest trzy lub cztery razy wyższa niż sprawność 100% grzejnika elektrycznego.
D - Ogrzewanie bez wytwarzania entropii: nowe idealne odniesienie do pomiaru wydajności rzeczywistej grzałki
Całe dodatkowe zużycie prawdziwego grzejnika w porównaniu z idealną pompą ciepła jest marnowaniem zasobów energetycznych przez produkcję entropii.
W drugim powyższym przykładzie liczbowym, aby dostarczyć 30 dżuli ciepła do mieszkania, zużyta energia elektryczna nigdy nie może spaść poniżej jednego dżula.
W tym przykładzie, jeśli ogrzewanie jest wytwarzane przez grzejnik elektryczny, z 30 dżuli zużywanych przez ten grzejnik, 29 oznacza zużycie zasobów związanych z produkcją entropii, które jako takie możemy mieć nadzieję na zmniejszenie.
Prawdziwa pompa ciepła pokazuje, że potrafimy już lepiej niż kocioł elektryczny, ponieważ zużywa on około 10 dżuli zamiast 30, aby zapewnić takie samo ogrzewanie. Ale jego bilans jest wciąż dziesięciokrotnie niższy od najlepszego bilansu referencyjnego i dlatego możemy mieć nadzieję, że wypadnie znacznie lepiej.
Podsumowując: 100% sprawność, czyli grzanie bez strat energii, nie jest już ideałem do osiągnięcia w zakresie ogrzewania. Idealna wydajność ogrzewania bez wytwarzania entropii nigdy nie zostanie osiągnięta, ale wydajność energetyczna ogrzewania przy niskiej produkcji entropii znacznie przekracza 100%, co pokazują pompy ciepła, których wydajność zwykle mieści się w przedziale od 300% do 400%.
E - Aby zminimalizować produkcję entropii, należy maksymalnie zmniejszyć
- liczba przemian energetycznych
- liczba wymian ciepła
— a także różnice temperatur które umożliwiają tę wymianę ciepła.
Ten ostatni punkt ma natychmiastowe praktyczne konsekwencje. W przypadku ogrzewania pompą ciepła dom będzie zużywał mniej energii elektrycznej, jeśli będzie ogrzewany wodą o temperaturze 30°C krążącą w gruncie, niż gdyby był zaprojektowany do ogrzewania wodą o temperaturze 60°C krążącą w kaloryferach.
F - Wszystkie tradycyjne grzejniki są nie do pogodzenia z dobrym zarządzaniem zasobami energii
Widzieliśmy powyżej, że 100% sprawność grzejnika elektrycznego była w rzeczywistości wyjątkowo mierna. W przypadku grzejników na paliwa tradycyjne jest prawie tak samo biedny.
Wynika to z faktu, że wymiany ciepła zachodzą przy bardzo dużych różnicach temperatur. Wytwarzanie entropii odpowiada temu, że ciepło początkowe jest ciepłem „wysokotemperaturowym” i że dociera do miejsc zamieszkania w postaci ciepła niskotemperaturowego.
Zwykle energia dostarczana przez olej opałowy może w niektórych przypadkach dawać energię mechaniczną o sprawności przekraczającej 60%, jak ma to miejsce w przypadku niektórych silników łodzi. Oznacza to, że energia dostarczana przez to paliwo ma ok teoretyczna maksymalna wymienialność przekraczającej 60% w celu uzyskania energii elektrycznej.
Innymi słowy, wysoka temperatura na pewno już jest amputowane przez entropiczną fryzurę w porównaniu do energii elektrycznej, ale ta zniżka stanowi Kilka rzeczy w porównaniu z tym, które ma miejsce, gdy ta sama ilość ciepła ulega degradacji, aby dotrzeć do ogrzewanych pomieszczeń.
G - Urządzeniem, które najlepiej minimalizuje wytwarzanie entropii spowodowane ogrzewaniem jest kogeneracja.
W tym przypadku wykorzystywane ciepło to po prostu niskotemperaturowe ciepło oddawane przez elektrownię cieplną lub dowolny generator.
Widzieliśmy, że aby maksymalnie zredukować wytwarzanie entropii, konieczne jest jak największe zmniejszenie liczby przemian energii, liczby wymian ciepła i różnic temperatur, które umożliwiają tę wymianę ciepła.
Ogrzewanie kogeneracyjne doskonale spełnia te warunki, ponieważ przekształca tylko ciepło niskotemperaturowe, często nazywane oddawaniem ciepła, na inne ciepło niskotemperaturowe, które jest pożądane dla naszych pomieszczeń mieszkalnych. Możemy uznać, że ciepło startowe to odzysk i to praktycznie bezpłatnie za zużyte zasoby energii.
Odpowiada to dobrze teoretycznemu bilansowi ogrzewania przy produkcji o niskiej entropii.
...........
Możliwość poprowadzenia wykładów na temat: „ogrzewanie przy produkcji małej entropii”.
Skontaktuj się z nami.
Aby pobrać ten dokument w formacie pdf w dwóch egzemplarzach na jednej stronie, kliknij tutaj:
http://www.alfograf.net/ortograf/images/tract/paj-472-807-chauffages-fpe-presentation-tract.pdf
Ortograf-en
Louisa Rougnona Glassona
F-25500-MONTLEBON
tel 03 81 67 43 64 strony:
1 °) http://alrg.free.fr/ortograf
2 °) http://www.alfograf.net
3 °) „ortograf” w „blogach new obs”
4 °) http://alrg.free.fr/politikograf
dok. 472 - 2008 - 03
Ortograf-fr, lipiec 2008
W praktyce grzejniki o niskiej entropii są zasadniczo pompa ciepła i kogeneracji, czyli tzw skojarzone wytwarzanie ciepła i energii elektrycznej.
Pompa ciepła cieszy się dużym zainteresowaniem pedagogiczny, bo udowadnia tym, którzy nie chcą słyszeć, że sprawność urządzenia grzewczego może być znacznie wyższa niż 100%.
Ale to systematyczny rozwój kogeneracji, która najlepiej zminimalizuje zużycie źródła energii do ogrzewania. Obecnie prawie nie jeździmy po drogach we Francji.
A - Produkcja entropii jest degradacją energii.
Występuje w szczególności:
- wszędzie tam, gdzie energia elektryczna, chemiczna lub mechaniczna jest przekształcana w ciepło: ogrzewanie elektryczne, ogrzewanie zwykłymi paliwami, tarcie,
- i zawsze, gdy ciepło jest wymieniane między dwoma ciałami o różnych temperaturach. Im większa różnica temperatur, tym większa produkcja entropii.
B - Ogrzewanie bez wytwarzania entropii można uzyskać za pomocą idealnej pompy ciepła
Ogrzewanie bez wytwarzania entropii jest niemożliwe do osiągnięcia, ale bardzo łatwo sobie to wyobrazić.
To jest to, co zapewniłaby idealna pompa ciepła, taka, która działałaby najlepiej, jaką można sobie wyobrazić.
Jego silnik elektryczny nie wykazywałby ani tarcia, ani efektu Joule'a.
A przede wszystkim część pompy ciepła służąca do ogrzewania mieszkania miałaby temperaturę niewiele wyższą i praktycznie równą temperaturze mieszkania, w tym samym czasie co część pompy ciepła, która pobiera ciepło z środowisko zewnętrzne miałoby temperaturę niewiele niższą i praktycznie równą temperaturze tego środowiska.
Innymi słowy, dwie wymiany ciepła przeprowadzane przez pompę odbywałyby się za każdym razem przy nieskończenie małej różnicy temperatur.
C - Produkcja entropii jest równoznaczna z utratą zasobów energii
Fizycy i ciepłownicy doskonale wiedzą, jak obliczyć wydajność, jaką taka instalacja mogłaby mieć. Można to nazwać „teoretycznym maksymalnym zwrotem”. Zależy to tylko od dwóch wchodzących w grę temperatur: powietrza w czasie, z którego pobierane jest ciepło, oraz mieszkania, które jest ogrzewane.
Weźmy przykłady liczbowe. Aby utrzymać mieszkanie w temperaturze 20°C, przy temperaturze zewnętrznej 15°C, wydajność wyniosłaby sześćdziesiąt, czyli 6000%.
Przy temperaturze zewnętrznej 10°C sprawność ta wyniosłaby 30, czyli 3000%.
Sprawność idealnej pompy ciepła jest zatem zwykle dziesięć razy wyższa niż w przypadku rzeczywistych pomp ciepła, która sama w sobie jest trzy lub cztery razy wyższa niż sprawność 100% grzejnika elektrycznego.
D - Ogrzewanie bez wytwarzania entropii: nowe idealne odniesienie do pomiaru wydajności rzeczywistej grzałki
Całe dodatkowe zużycie prawdziwego grzejnika w porównaniu z idealną pompą ciepła jest marnowaniem zasobów energetycznych przez produkcję entropii.
W drugim powyższym przykładzie liczbowym, aby dostarczyć 30 dżuli ciepła do mieszkania, zużyta energia elektryczna nigdy nie może spaść poniżej jednego dżula.
W tym przykładzie, jeśli ogrzewanie jest wytwarzane przez grzejnik elektryczny, z 30 dżuli zużywanych przez ten grzejnik, 29 oznacza zużycie zasobów związanych z produkcją entropii, które jako takie możemy mieć nadzieję na zmniejszenie.
Prawdziwa pompa ciepła pokazuje, że potrafimy już lepiej niż kocioł elektryczny, ponieważ zużywa on około 10 dżuli zamiast 30, aby zapewnić takie samo ogrzewanie. Ale jego bilans jest wciąż dziesięciokrotnie niższy od najlepszego bilansu referencyjnego i dlatego możemy mieć nadzieję, że wypadnie znacznie lepiej.
Podsumowując: 100% sprawność, czyli grzanie bez strat energii, nie jest już ideałem do osiągnięcia w zakresie ogrzewania. Idealna wydajność ogrzewania bez wytwarzania entropii nigdy nie zostanie osiągnięta, ale wydajność energetyczna ogrzewania przy niskiej produkcji entropii znacznie przekracza 100%, co pokazują pompy ciepła, których wydajność zwykle mieści się w przedziale od 300% do 400%.
E - Aby zminimalizować produkcję entropii, należy maksymalnie zmniejszyć
- liczba przemian energetycznych
- liczba wymian ciepła
— a także różnice temperatur które umożliwiają tę wymianę ciepła.
Ten ostatni punkt ma natychmiastowe praktyczne konsekwencje. W przypadku ogrzewania pompą ciepła dom będzie zużywał mniej energii elektrycznej, jeśli będzie ogrzewany wodą o temperaturze 30°C krążącą w gruncie, niż gdyby był zaprojektowany do ogrzewania wodą o temperaturze 60°C krążącą w kaloryferach.
F - Wszystkie tradycyjne grzejniki są nie do pogodzenia z dobrym zarządzaniem zasobami energii
Widzieliśmy powyżej, że 100% sprawność grzejnika elektrycznego była w rzeczywistości wyjątkowo mierna. W przypadku grzejników na paliwa tradycyjne jest prawie tak samo biedny.
Wynika to z faktu, że wymiany ciepła zachodzą przy bardzo dużych różnicach temperatur. Wytwarzanie entropii odpowiada temu, że ciepło początkowe jest ciepłem „wysokotemperaturowym” i że dociera do miejsc zamieszkania w postaci ciepła niskotemperaturowego.
Zwykle energia dostarczana przez olej opałowy może w niektórych przypadkach dawać energię mechaniczną o sprawności przekraczającej 60%, jak ma to miejsce w przypadku niektórych silników łodzi. Oznacza to, że energia dostarczana przez to paliwo ma ok teoretyczna maksymalna wymienialność przekraczającej 60% w celu uzyskania energii elektrycznej.
Innymi słowy, wysoka temperatura na pewno już jest amputowane przez entropiczną fryzurę w porównaniu do energii elektrycznej, ale ta zniżka stanowi Kilka rzeczy w porównaniu z tym, które ma miejsce, gdy ta sama ilość ciepła ulega degradacji, aby dotrzeć do ogrzewanych pomieszczeń.
G - Urządzeniem, które najlepiej minimalizuje wytwarzanie entropii spowodowane ogrzewaniem jest kogeneracja.
W tym przypadku wykorzystywane ciepło to po prostu niskotemperaturowe ciepło oddawane przez elektrownię cieplną lub dowolny generator.
Widzieliśmy, że aby maksymalnie zredukować wytwarzanie entropii, konieczne jest jak największe zmniejszenie liczby przemian energii, liczby wymian ciepła i różnic temperatur, które umożliwiają tę wymianę ciepła.
Ogrzewanie kogeneracyjne doskonale spełnia te warunki, ponieważ przekształca tylko ciepło niskotemperaturowe, często nazywane oddawaniem ciepła, na inne ciepło niskotemperaturowe, które jest pożądane dla naszych pomieszczeń mieszkalnych. Możemy uznać, że ciepło startowe to odzysk i to praktycznie bezpłatnie za zużyte zasoby energii.
Odpowiada to dobrze teoretycznemu bilansowi ogrzewania przy produkcji o niskiej entropii.
...........
Możliwość poprowadzenia wykładów na temat: „ogrzewanie przy produkcji małej entropii”.
Skontaktuj się z nami.
Aby pobrać ten dokument w formacie pdf w dwóch egzemplarzach na jednej stronie, kliknij tutaj:
http://www.alfograf.net/ortograf/images/tract/paj-472-807-chauffages-fpe-presentation-tract.pdf
Ortograf-en
Louisa Rougnona Glassona
F-25500-MONTLEBON
tel 03 81 67 43 64 strony:
1 °) http://alrg.free.fr/ortograf
2 °) http://www.alfograf.net
3 °) „ortograf” w „blogach new obs”
4 °) http://alrg.free.fr/politikograf
dok. 472 - 2008 - 03