— А почему Белокуриху называют курортом?
— Ну как же, у нас тут природная аномалия, зимой вокруг — 40°С, а у нас — 20°С!
Введение
Из школьного курса физики известно, что при замерзании 1 литра воды выделяется достаточно много тепла - 330 кДж, что эквивалентно примерно 0,1 кВт/ч эл. энергии. Т.е. если примерно 1 кВт*ч с 1-го ведра воды. Однако!
Выставив ведро воды зимой на лоджию и заморозив его – эквивалентно – работе на лоджии эл. нагревателя мощностью в 1 кВт в течении 1 часа. 1 кВт*час – это конечно хорошо, но сколько же это будет в градусах?
Замораживая 1 л. воды можно нагреть на 1°С примерно 220 м3 воздуха. Объём средней лоджии примерно 20 м3, т.е. выставив в мороз -20°С на остеклённую лоджию 1 литр воды, можно прогреть на неё воздух до -10°С (при условии конечно, что лоджия не продувается и без учёта теплопотерь и расходов на нагрев холодных кирпичных стен). При похолодании до – 20/-30°С, выставив на лоджию вечером 1 пластиковое ведро воды и выкинув утром образовавшийся лёд можно спасти заготовки от замерзания. Похоже практический смысл имеется.
Немного математики
Давайте вспомним немного школьную физику и сделаем более точные расчёты.
Заморозив 1 кг воды можно получить 330 кДж тепла.
Охладив лёд с 0°С до -10°С, мы получим ещё 2,1 кДж*кг/С *10°С = 21 кДж тепла
Итого: если взять 1 кг воды заморозить его и ещё охладить на -10°С, то можно получить ~ 350 кДж тепла. Дополнительное охлаждение льда до -10°С даёт 6%. Основной вклад будет вносить замораживание воды.
350 кДж — это почти 0,1 кВт*ч! Заморозив ведро воды, можно получить тепло эквивалентное 1 кВт*ч.
Очевидно, что извлекать тепло из воды имеет смысл при сильных морозах. Например, в Норильске, Архангельске, Якутске. Вся континентальная часть России. Где температуры на улице часто составляют -40°С и их повышение до более-менее применимых -10°С имело бы практический смысл.
Посчитаем влияние температуры, плотности воздуха на его теплоёмкость. Влажность учитывать не будем т.к. при сильных морозах, воздух почти всегда, очень сухой. Итак...
Теплоёмкость 1 кг сухого воздуха при 0 С – 1 кДж*кг/с, и почти не меняется с температурой.
Однако плотность воздуха при понижении температуры меняется достаточно сильно, что влияет на его теплоёмкость. Рассчитаем теплоёмкость воздуха при разной температуре:
При - 0 С – плотность 1,23 кг/м3 – теплоёмкость = 1,23 кДж*кг/с
- 20°С – 1,4 кг/м3 – 1.4 кДж*кг/с
- 40°С – 1,5 кг/м3 – 1.5 кДж*кг/с
Т.о. для того, чтобы подогреть 1 м3 воздуха при температуре -40°С на 10°С нам необходимо:
1,5 кДж*кг/с * 10°С = 15 кДж для того, чтобы нагреть 1м3 на 10°С
Замораживая 1 кг воды и охлаждая её до -10°С мы получаем 350 кДж
Затратив 350 кДж, мы можем нагреть 350/1,5= 235 м3 воздуха (при температуре -40°С) на 1°С.
Или 23,5 м3 на 10°С или 10 м3 воздуха на 23,5°С (т.е. нагреть воздух с -40°С до -15°С).
Это очень важное соотношение.
Заморозив 1 л воды можно:
нагреть 20-25 м3 воздуха на 10°С или
10м3 воздуха на 20-25°С (с -40 до -20/-15°С)
Практические использование
Можно ли это использовать в быту?
Объём лоджии/ Балкона будет 6*2,6*1,2 =18,7 м3 ~ 20 м3
Т.е. заморозив 1 л воды можно нагреть воздух на остеклённой лоджии ~ 10°C,
1,5 литровая пластиковая бутылка воды нагреет воздух в мороз на 15°С. А можно поставить и 3-5 литровую пластиковую канистру.
Это без учёта теплоёмкости стен, и теплоотдачи на улицу.
Как уже было написано выше замораживание 10 л воды эквивалентно работе обогревателя мощностью 1 кВт в течении часа.
Т.е. поставив пластиковое ведро воды на остеклённый балкон в - 40°С можно поднять там температуру на 20-25°С (в зависимости от степени утепления балкона.)
Аналогично для гаража площадью 6*4 м и высотой 3 м = получаем объём 72 м3
72 м3 /23,5 получает 3 литра воды достаточно для подогрева на 10°С или всё тоже ведро на ночь, с учётом теплопотерь.
Пластиковая бочка 100-150 л способна обогреть не дать замёрзнуть ангару 6*40 м.
Выбор пластиковых ёмкостей достаточно очевиден. Их не разорвёт замерзающая вода, и из них гораздо легче извлекать лёд, чтобы затем выбросить его на улицу.
Прикладное терраформирование на дачном участке
Допустим мы приехали на дачу, а там мороз, -30°С при котором на улице некомфортно. Можно ли как-то решить вопрос? Учитывая, что 1 л. воды нагревает 20м3 воздуха на 10°С или 10 м3 воздуха на 20°С (с температуры – 40°С). Надо, где-то взять много бесплатной жидкой воды.
За городом вариантов несколько, родник, колодец, река, болото.
Самый простой в исполнении вариант.
Насос "Ручеёк"
Мощность – 0,3 кВт*ч, расход 1400 л. воды при подъёме на 2 м.
Если брать воду из реки, родника, колодца и выливать воду с наветренной стороны участка то можно подогреть – 1400*10 = 14 000 м3 воздуха с -30°С до -10°С. 14 тыс. м3 при высоте приземного слоя 3 м это 47 соток, или квадрат 68*68 м.
При штиле и слабом ветре эффект будет ощутим. Особенно в ясный морозный день. Однако при ветре весь нагретый воздух будет сдувать! При слабом ветре 1 м/с весь воздух на участке будет меняется за 68 с! Или 52 раза в час. Т.е. подогрев воздуха на участке будет в 52 раза меньше – Т.е. реально можно обогреть участок 100 м2 со стороной 10м. т.е. 1 сотку. для обогрева участка в 10 соток потребуется насос мощностью примерно 3 кВт/ч и 14 тыс. л. воды ~ 10-12 руб/час. В принципе в Новогоднюю Ночь или на вечеринке можно себе позволить. Из положительного можно отметить, что с ростом площади подогрева воздуха эффект сдувания воздуха будет резко падать. При площади обогрева 20 на 20 км ветер 5 м/с будет сдувать нагретый воздух за 1 час, но об этом позже.
Т.е. - затратив 0,3 кВт*час можно получить 462 000 кДж низкопотенциальной тепловой энергии, что эквивалентно 428 кВт*ч!! Ещё раз - затратив 0,3 кВт*ч можно получить 428 кВт*ч – тепла!! 1кВт*ч даст более 1,5 МВт тепла.
Можно ли из этой схемы исключить эл. насос, чтобы бесплатно подогревать воздух на даче всю зиму и создать свой микроклимат? Можно!
Ветронасосы "Водолей"
Производительность ветронасосов сильно зависит от скорости ветра и глубины, с которой поднимается вода. Будем принимать среднюю скорость ветра 3-5 м/с и перепад высот 2-м. Перепад в 2 м выбирается из самого оптимального случая, когда мы качаем воду из озера или реки и сразу выливаем её ровным слоем на лёд или грунт, где она, замерзая отдаёт тепло воздуху.
Ветронасос "Водолей" при среднем ветре 3-5 м/с позволяет поднять 300-500 литров в час/3-5 м3 воды сутки, что позволит нагреть на 20С примерно 100 – 170 тыс. м3 воздуха в приземном слое 3 м это квадрат со стороной 180-240 м. Без учёта эффекта сдувания. Который с ростом площади обогрева как мы помним достаточно быстро падает. Т.е. 1 ветронасос сможет обогревать участок со стороной в среднем 200-250м.
Уже 20 ветронасосов стоящих с наветренной стороны деревни смогут заметно поменять микроклимат деревни/ посёлка. Для частников это, наверное, максимум возможного.
Масштабируем проект на уровень посёлка
Существуют сельскохозяйственные ветронасосы "ИронМан", которые при ветре 3-5 м/с способны поднимать от 20 до 300 м3 /сутки (сильно зависит от глубины и скорости ветра).
Поскольку мы переходим к кубометрам и большим площадям уточним наше практическое соотношение:
1 л воды нагревает 10 м3 воздуха на 20°С
1 м3 = 1000 л воды = 10 000 м3 воздуха на 20°С
На больших площадях примем прогреваемый на 20-25°С призёмный слой воздуха уже в 4-5 м.
Итого: 1 м3 воды подогреет слой воздуха 4-5 м на площади 2000-2500 м2. т.е. квадрат со стороной 50-45 м. Или если ещё проще 1 м3 воды подогревает воздух на 20-25°С в квадрате 50*50 м.
т.о. 1 ветронасос ИронМан может подогреть от 20 * 2500 = 50 000 м2 до 300 * 2000 м = 600 000 м2
или квадратные участки со стороной 225м - 775 м за 1 сутки. 10-20 ветронасосов по периметру деревни смогут сделать жизнь лучше зимой, а летом обеспечить воду для полива.
Возможно сделать кустарный ветронасос из бочек. Примерно такой конструкции.
Замена ветронасоса на эл. насос.
Как мы помним один насос "Ручеёк" 0,3 кВт даёт 1400 литров, т.е. насос мощностью 1 кВт*ч – выдаст примерно 4700 литров, округлим 5000 литров (5 м3)/ кВт*ч (всё таки у более мощного насоса КПД д.б. больше чем у мембранного "Ручейка").
т.е. 1 кВт*ч поднимет 5 м3 воды в час или 5*24 = 120 м3 в сутки и нагреет 120* 2000 (2500) = 240 000 (300 000)м2 что составляет квадрат со стороной 500-550 м. 1 насос мощностью 4 кВт за сутки сможет нагреть воздух на площади 1 км2. Затратив ~ 100 кВт/ч, что стоит у РАО ЕЭС для населения - 400 руб (или 100 руб если покупать напрямую у эл. станций). Без учёта эффекта сдувания.
Терраформирование на уровне города.
Использовав 10 насосов, можно прогревать воздух на фронте 10 км и глубиной 1 км. И обойдётся всё, это в 1 МВт/час в сутки ~ 4 т.р./ сутки – что вполне впишется в бюджет небольшого/компактного города. Здесь из-за влияния масштаба будет эффект снижения расходов на отопления жилого фонда города, т.к. при температуре на улице -10-15С теплопотери будут заметно меньше, чем при -30-40°С. В принципе можно и усилить эффект в 10 раз (в основном для компенсирования эффекта сдувания) поставить 10 насосов по 1 МВт – 40 т.р./ сутки это 1,2 млн. мес. на несколько зимних месяцев.
Терраформирование масштаба страны
Расход реки Енисей, Лена, Обь составляет соответственно 624, 488, и 400 куб. км/год или 1.7, 1.35, 1.1 км3/ сутки. Если взять 10% стока и направить его на подогрев воздуха (реально я думаю правильнее назвать это выравниванием жёстко континентального климата и приближение его к североевропейскому).
1 км3 это 1000 * 1000 * 1000 м3 – это ооочень много. 10 в 9й степени, нам надо всего 10% т.е. 10 в 8й степени. 1 м3 воды подогревает 104 м3 воздуха. Значит 108*104 подогреет нам 1012 м3 воздуха. На 20-25°С!
Я не могу оценить, даже примерно, какой объём воздуха у земли необходимо прогревать. Поэтому грубо оценю верхнюю и нижнюю границы.
при приземном слое 100 м обогреваемая площадь составит 100*100 км,
при приземном слое воздуха 1 км обогреваемая площадь составит 31,5 км* 31,5 км.
Оценим эффект сдувания нагретого воздуха на больших площадях.
За 1 сутки воздух проходит, при скорости воздуха:
1 м/с – 3,6 км/ч = 3,6*24 = 86 км/сут
2 м/с – 7,2 км/ч = 173 км/сут
3 м/с – 10,8 км/ч = 24 *10,8 = 260 км /сут
5 м/с - 18 км/ч = 432 км/сут
10 м/с – 36 км/ч = 864 км /сут
При скорости ветра 2-3 м/с (примерно 10 км/час), за 10 часов весь нагретый воздух будет сдуваться в сторону. Его будет необходимо подогревать заново.
Введём понятие – кратность циркуляции – это то сколько раз за сутки воздух будет меняться, и во сколько раз будет падать средняя температура подогрева воздуха.
Кратность циркуляции = скорость воздуха / сторона квадрата обогреваемой площади.
Обогреваемая площадь естественно не обязательно должна быть квадратной. Высоту приземного слоя скорей всего можно понизить до 10-25 метров, особенно если посёлок в долине.
Из этих прикидочных расчётов видно, что при скорости 2-3 м/с вполне можно обогреть район 100 на 100 км на 15-20°С. При росте скорости ветра температура подогрева будет снижаться, но в любом случае -30°С лучше, чем -40°С, и подогретый воздух переместится в другие районы и сделает там климат мягче. Только Обь, Енисей и Лена могут дать 4 района 100*100 км (или 16-ть 50*50 км), в которых можно устроить мягкие европейские зимы. А есть ещё Северная Двина (годовой сток 108 км2). Полученный лёд можно будет летом сплавлять по рекам в Арктику, чтобы не затягивать наступление весны.
Вполне вероятно, что такое добавление тепла в атмосферу, приведёт к глобальному изменению погоды и возникновению стабильных локальных "Зимних" циклонов по типу Красного Пятна на Юпитере. Далее мне не хватает квалификации оценить эффекты.
Заключение
При ближайшем рассмотрении схема представляется вполне рабочей. И практически применимой в некоторых ограниченных условиях (сильные морозы, нечастые ветра, доступ к воде). От лоджии до садового участка.
Возможно, на берегу, Волги, Лены или Енисея кому-то удастся раскрутить местную администрацию на установку насоса на берегу для выливания в течении месяца воды на лёд с целю оценить эффект. Или сделать самому ветронасос из обрезков металлических или пластиковых бочек. Аналогичные ветронасосы используют рыбаки для закачивания воздуха под лёд (для того, чтобы рыба зимой дышала).
Замороженную воду летом можно использовать как источник пресной воды.
У меня, к сожалению, нет возможности проверить схему с ветронасосами на практике. Возможно, кому-то это удастся.
Комментарии (64)
2gusia
03.01.2024 12:55+16КМК расчеты про балкон и ведро воды далеки от реальности. Во первых, это динамический процесс и важна не суммарная энергия , а мощность, утекающая в виде тепла. А мощность зависит от градиента температур и того, насколько балкон утеплён. И если там свищет из щелей, то хоть кубометр выноси замораживать - толку чуть.
Предположу, что сделанные на столь зыбком фундаменте выводы также неточны.
AtmosferaVA Автор
03.01.2024 12:55Про утепление я написал. Подразумевается остеклённая стеклопакетами лоджия.
Brakomes
03.01.2024 12:55+4Так, если вы утеплите лоджию, то и вода будет медленнее замерзать. И, допустим, что лоджия несмотря на утепление промерзла, вы поставили замораживаться воду, вода замерзла, выделила тепло, нагрела лоджию на пару градусов, надо поставить новую воду замерзать, но лоджия нагретая, вода будет замерзать медленней, нагрев затормозится. Лоджия снова промерзнет и все пойдет по циклу. То есть, практическая выгода от этих действий нулевая или околонулевая. Не хочу пускаться в расчеты, но предполагаю, что для существенного нагрева лоджии прийдется заполнить эту самую лоджию доверху водой.
Больше интересна практическая сторона вопроса - как снять с замерзшей воды выделившуюся энергию в замкнутую систему и аккумулировать ее с целью последующего использования.
iig
03.01.2024 12:55допустим, что лоджия несмотря на утепление промерзла, вы поставили замораживаться воду, вода замерзла, выделила тепло, нагрела лоджию на пару градусов
Не дала промерзнуть сильнее.
предполагаю, что для существенного нагрева лоджии прийдется заполнить эту самую лоджию доверху водой
Лед выбрасывать, расплавленную воду добавлять ;) (Этакий ручной тепловой насос). Если на лождии есть жидкая вода - значит температура не сильно ниже 0 - задача решена.
как снять с замерзшей воды выделившуюся энергию в замкнутую систему
Это произойдет автоматически ;) Тепло от жидкой воды и от фазового перехода уйдет в воздух.
и аккумулировать ее с целью последующего использования
Вода - готовый теплоаккумулятор. Но в замкнутой системе теплоаккумулятор сможет только сгладить колебания температуры, и то если емкость достаточна.
Lazytech
03.01.2024 12:55+17Всё уже украдено до нас. (с)
Google: тепловой насос фазовый переход вода лед
Фазовый переход вода-лед. Теплоаккумулятор | Форум о строительстве и загородной жизни – FORUMHOUSE (2010)
Отопление льдом - перспективы для нашей страны [1] - Конференция iXBT.com (2012)
Отопление с помощью льда. Извлечение энергии фазового перехода вода-лёд | Блог самостройщика | Дзен (2020)
BenGunn
03.01.2024 12:55+15Какая ловкая математика у вас получается. Скажите, а можно так же себя за волосы из болота вытащить?
saga111a
03.01.2024 12:55+11можно! А еще есть формула E=mc^2 Нам в школе учительница обществознания всё говорила, что вы физмат идиоты, вот формула, бери и делай энергию, я посчитала, хватит ведра воды на очень много, а вы глупые всякую фигню изобретаете!
SeLarin
03.01.2024 12:55+17Да научитесь вы сначала правильно единицы измерения указывать, а потом измышлизмы измышляйте.
saga111a
03.01.2024 12:55+19Енисея кому-то удастся раскрутить местную администрацию на установку насоса на берегу для выливания в течении месяца воды на лёд с целю оценить эффект
Заезжайте в Красноярск. Так прикольно на лед можно вылить воду! Главное лед найти.
река круглый год +5С. Но вот в городе до -48С и адская влажность, хотя по теории данной статьи должен быть зимой настоящий Ташкент.Из рационального можно было бы ставить мощнейший теплосброс в реку(так и использовалось Железногорском) или теплозабор по средством какого-либо хладогена.
Про "сброс тепла"
стоит отметить что строилось все это до гэс, о влиянии которой на реку автор по всей видимости не в курсе
http://www.tipazheleznogorsk.narod.ru/ghkrstroy.html
Чтобы охладить один реактор, надо прокачать через него огромное количество воды в сутки. Горняки в скалах пробили почти километровый тоннель, в который вода поступает самотёком. Мы, гидростроители, отвечали за строительство объектов на дне Енисея, так называемых водозаборных сооружений. Их сразу делали два: выйдет из строя одно, будет работать другое.
Вдоль течения реки в специальные ложа, которые готовили водолазы - взрывники, укладывались дамбы - по сути, бетонные трубы большого сечения со множеством отверстий для забора воды, для задержки крупных топляков, коряг, рыбин и разного мусора.
Исследования показали, что в Енисее зимой; а зимы тогда стояли зверские, постоянно минус 30, минус 50 градусов, происходит по вертикали такой массообмен, что вода, охладившись до нуля, опускается вниз быстро, не успев нагреться, на камнях появляется ледяная корка. Она могла забить отверстие в дамбах. Потому для зимнего водозабора строились два оголовка, необычные железобетонные камеры огромного объема, внешне похожие на гигантских лебедей, так как заканчивались изогнутым крышами в форме клюва, снизу которых располагались сетки.
Окончательно в сборе оголовки весили по 300 тонн. Их сооружали на берегу, а установить их надо было в специально оборудованные ложа на дне и закрепить там. Как это сделать? Стащить мощным пароходом по дну? Если их наполнить водой, то никакое судно и не сдвинет...
Если все отверстия заваришь, то воздуха внутри столько, что они останутся на плаву и при сумасшедшем течении на Прижиме удержать их будет в точности над ложем невозможно. Казалось положение безвыходное!
Шли дискуссии, в ходе которых пришли к техническому варианту, который в мире никогда нигде не использовался: во второй половине зимы, когда лед на Енисее станет толстым, выпилить в нем канал в точности над ложем, стащить в него оголовок и точно опустить.
Круговые пилы оказались коротки для толстого льда. Попробовали пилить никелиновой проволокой, по которой пропускали электрический ток. Но на границе воздух-лед проволока немедленно перегорала. Тогда стали насосами закачивать воду поверх льда, и дело пошло! Глыбы пиленого льда сначала заталкивали под лед вокруг канала, но скоро забили реку до дна... Тогда сварили из тросов сетки-тралы, и трактора, идущие по краям майны, вытаскивали ледяные кубы наверх!
И всё это при страшных морозах, на ветру, место открытое, дни короткие. Конечно, сооружали балки для обогрева, привозили на рабочие места горячую пищу, чай, но, думаю, подвиг тот неповторим. Как не торопились, зима закончилась, наступил март, но морозы не спадали, по утрам до минус 30. И плюс в этом - лед крепок, не тает, и минус - новая неожиданная напасть: канал к утру затягивало льдом толщиной до 10 см. Пришлось придумывать устройство, чтобы разбивать его и вычерпывать. Наконец, начался финальный этап операции... Как перед крупным сражением, все рассчитали, расставили технику, людей, прибыло главное начальство, работал оперативный штаб. Все отверстия у оголовков были заварены так, чтобы вода не попала и они остались на плаву... Для страховки установили насосы, - воду откачивать... Кроме того, приварили с боков металлические понтоны с воздухом...
Несколько тракторов на льду тросами стаскивали сооруженную махину в воду, а на берегу два трактора тросами же сдерживали спуск.
Операция завершилась успешно!
Все закричали ура, некоторые бросали вверх шапки... В течение нескольких дней оголовок осторожно опускали на дно, на предназначенное место, наполняя водой. Когда его точно уложили, то удерживающие тросы отрезали водолазы-сварщики, и понтоны поднялись вверх... Правда у одного понтона трос слетел резко, и он подпрыгнул над водой метров на пять, прошел мощный вал, лёд заколебался... Но никто не пострадал.
С другим оголовком чуть не случилась катастрофа. Его сильно прихватили сваркой к стапелям, так, что не пролезть и не отрезать их... Когда трактора на льду стронули его рывком, верхние сдерживающие тросы лопнули, и... плавающий железо-бетонный гигант слетел в воду... Тут вал был таким, что во льду образовались трещины до другого берега.
Zhuikoff
03.01.2024 12:55+3С примером про Белокуриху не все так однозначно. Геотермальные источники с высоким содержанием радона - природный ядерный реактор под землёй работает. Ну, или хранилище радиоактивных отходов от аннунаков осталось. ))
keenx
03.01.2024 12:55+15"...при замерзании 1 литра воды выделяется ... примерно 0,01 кВт/ч эл. энергии. Т.е. если примерно 1 кВт/ч с 1-го ведра воды."
В ведре 100 литров?!
diakin
03.01.2024 12:55Это опечатка. Там дальше по тексту правильно указано.
1 Дж=1Вт*сек.
3600 кДж=1000Вт*3600 сек=1 квт*час
360 кДж=0.1квт*час
, остаются ватты.
MasterMentor
03.01.2024 12:55Идея понятна, только расчёты - однотипны и тяжеловаты. Убрали бы Вы их в 1 табличку, статья сократилась бы 2-4 раза, и смысл наглядней бы передавался. И хотя бы одна формула на статью не помешала бы. По которой считаете.
smrl
03.01.2024 12:55+14Пластиковая бочка 100-150 л способна обогреть не дать замёрзнуть ангару 6*40 м.
А если налить километры воды на северном полюсе, то там сразу станет не ниже 0?
Где-то в холодных деревенских сенях возле ведра воды с питьевой водой, едва подернувшейся корочкой льда, горько плакала всю ночь скорость теплопередачи.
Radisto
03.01.2024 12:55+2На северный полюс сразу теплая вода приходит, а холодная уходит. Там действительно теплее, чем на южном. Рядом с Атлантикой даже не замерзает.
Vsevo10d
03.01.2024 12:55+40Вот уже за одно это
Из школьного курса физики известно, что при замерзании 1 литра воды выделяется достаточно много тепла - 330 кДж, что эквивалентно примерно 0,01 кВт/ч эл. энергии. Т.е. если примерно 1 кВт/ч с 1-го ведра воды
автора следует найти со следами смертельных травм тупым предметом (учебник школьной физики, как и сама школьная физика - тупой предмет).
Это не выделяется тепло, это теплота, которую надо отнять от предмета в виде литра воды ВНЕШНЕЙ РАБОТОЙ СУКА. И если вы хотите реально эффективно сделать лед воздухом, то вам нужно повысить площадь контакта, например разбрызгивать эту воду мелкими капельками или барботировать ваш воздух сквозь воду.
А закончится ваш эксперимент скорее всего, что вы либо получите тонкий слой льда на воде и стенках ведра (воздух - скорее теплоизолятор, чем проводник), либо тем, что вы затратите больше кДж электричества, чем получите выигрыш в тепле.
Почему это РЕАЛЬНО РАБОТАЕТ "на улице" и при масштабировании - именно потому, что это открытая система, где внешнюю работу по эффективному теплообмену делает ветер, массы которого несут огромные энергии, несопоставимые с теми, которые замораживают ваше ведро. Я уж молчу про реку. Но не надо, рассказывая про теплоемкость холодного воздуха, который непрерывно перемещается ветром, и килотонны бесплатно текущей "самостоятельно" воды в реке начинать с абсурдных заявлений, что холодный воздух передаст воде лучи холода и нагреется сам (почему до -10, а не +20?).
Я не понимаю, что происходит с Хабром, я сильно подозреваю, что кто-то рофлит крестовым походом тупых набросов, пользуясь алкогольной комой модераторов - еще от постов про быдлокопирайтеров и про несовместимость программирования с исламом люди не отошли, тут какой-то граф Калиостро пришел рассказывать королю, как тепло из холода добывать. Бешеное творится.
AtmosferaVA Автор
03.01.2024 12:55Практика лучшая проверка теории. Достаточно провести простой эксперимент - налейте в пластиковую бутылку воды и поставьте её на балкон или оставьте на улице. Что будет с утра ? Тонкая корочка льда или вся бутылка замёрзнет. У меня в -20С за ночь пластиковая бутылка замерзает напрочь.
Всем известно, что если идёт снег или дождь становится тепло. Эффект заметен даже без приборов. Естественно это не замкнутая термодинамическая система. Источник "тепла" - "бесплатная" жидкая вода, лёд не плавится за своё счёт - или отправляется в реку или тает сам летом.
В эксперименте с лоджией подразумевалось не обогрев её зимой замерзающей водой, а скорее при резких понижениях температуры - выставить на лоджию ведро воды или 5 литровую пластиковую бутылку на ночь.
exTvr
03.01.2024 12:55+2Всем известно, что если идёт снег или дождь становится тепло.
Да-да, а ветер дует потому что деревья качаются - всем же известно, что когда деревья качаются - ветер дует.
N1X
03.01.2024 12:55Всем известно, что если идёт снег или дождь становится тепло. Эффект заметен даже без приборов.
Серьезно? Ну тогда уж когда на земле лужи - начинает идти дождь.
Осадки чаще всего связаны с приходом циклона, который смягчает холод летом/жару зимой.
Wan-Derer
03.01.2024 12:55если идёт снег или дождь становится тепло
А когда качаются деревья, начинается ветер. Замечали, да?!
read_maniak
03.01.2024 12:55+2а можно ссылку на пост про несовместимость программирования с исламом? я как-то пропустил, и нагуглить не выходит
pavelsc
03.01.2024 12:55+13Я ждал векторную алгебру, я ждал постоянную Больцмана, я ждал моделирование в Ansys Fluent, я ждал каких-то климатических прогнозов после такого терраформирования. В конце я отчаялся и ждал, что автор хотя бы ведро горячей воды на застеклённый балкон в -20 вынесет, а потом Сяоми сенсором температурным снимет показания и построит график - но не судьба. Зато насос Ручеёк
С другой стороны не нам осуждать человека, который после 6 класса ушел в илонымаски. Как говорится сначала терраформируй, а потом критикуй
AtmosferaVA Автор
03.01.2024 12:55Точные расчёты не имеют смыла т.к. очень много внешних возмущений и неизвестных вносящих погрешности. В разделе "Немного математики" - я как раз и пытался прикинуть на что имеет смысл обращать внимания. Из расчётов видно, что кроме удельной теплоты плавления льда и эффекта сдувания учитывать всё остальное не имеет смысла.
vp7
03.01.2024 12:55+2Во всей этой схеме есть самый первый и финальный вопрос - куда вы будете девать столько льда?
Допустим, вы взяли площадь размером 500*500 метров и ровным слоем подать туда воду, которая замерзает, отдавая тепло атмосфере.
Через какое-то время у вас будет фигура размером 500*500*1, потом на 2,... потом 500*500*10 метров...
Sly_tom_cat
03.01.2024 12:55+1Я вот с предложением качать воду на поверхность речки, то же самое подумал.
Вот допустим штатно на реке лед 30 см. На него выкачивается (хотя с учетом потока можно подумать как и не качать особо или качать за счет течения) еще 10 см. воды. Она замерзает и получаем уже 40 см. льда. Выкачиваем еще 10 см, получаем пол метра льда. и так далее. Ну там речка то наверно снизу может и подточить лед немного, но сути не меняет.
И вот там где ледоход даже деревянные опоры моста не повреждал нам надо будет ставить бетонные ледоколы под толстенные льдины.... такое себе терраформирование...Vsevo10d
03.01.2024 12:55На него выкачивается (хотя с учетом потока можно подумать как и не качать особо или качать за счет течения) еще 10 см. воды. Она замерзает
Ага, ага, ага. Вот он тоже думал, что если пустить по льду воду, там что-то наморозится.
Если вода жидкая (+4С), можете подумать и прикинуть: удельная теплоемкость воды - 4,2 кДж/кг*К, у льда 2,1 кДж/кг*К. Кто кого будет замораживать (растапливать??) при таком соотношении теплоемкостей? И что будет происходить быстрее - схватывать воду в лед от холодного воздуха, или топить лед водой (я хз, какие там коэффициенты теплопередачи, но наверняка от жидкого к твердому лучше, чем от жидкого к газу)? Не, ну если будет ураганный ветер, тогда да, вода замерзать будет быстрее.
Sly_tom_cat
03.01.2024 12:55+1Когда вода ~ +4 а на улице -20 то толщина льда и есть тот баланс что обеспечивает тепло-изоляцию воды. Убираем локально лед - он довольно быстро появляется и приходит к той же толщине.
Если мы нарастим лед сверху, то, чисто теоретически, толщина окажется больше чем нужно и безусловно часть льда снизу будет подтаивать. Но вот только автор же сам уточнял про фазовый переход - он же сам по себе требует энергии. И вот тут у нас два процесса - топление льда ~0 водой +4 и заморозка воды +4 воздухом -20. Причем и с одной и с другой стороны важна циркуляция теплоносителя (течение воды и движение воздуха т.е. ветер).
Т.о. разное может статься, однако в худшем сценарии получим проблему, а в лучшем только примерно то что было раньше.
arheops
03.01.2024 12:55Не совсем так. Вода возле льда +0+1. Воздух над льдом -5-20. Потому оно таки замерзнет. Лед - изолятор.
LaRN
03.01.2024 12:55+1И рыбы все помрут под таким слоем льда.
Sly_tom_cat
03.01.2024 12:55Есть только надежда, что излишне толстый лед может начать ломаться - он все таки весит, а уровень воды не будет подниматься вечно топя лед снизу. Т.е. в какой-то момент вода просто перестанет омывать лед снизу, лед потеряет опору в виде воды под ним и это может привести к проломам льда.
arheops
03.01.2024 12:55+1У меня под боком водохранилище с перепадом(дневным) в 30см. Лед ломается у берега, дальше он прогибается и всегда на воде.
Radisto
03.01.2024 12:55Ну если про западную Сибирь, то там рыба либо сваливает к полыньям, либо переносит низкие концентрации кислорода. Это их васюганские болота приучили - благодаря им Обь-Иртыш в заморы уходит зимой, когда уровень реки падает, и болотная бескислородная вода попадает под лёд. Поэтому и рыбы тут отличаются от уральских и восточносибирских, и лягухи
MiyuHogosha
03.01.2024 12:55+5Я пытаюсь понять что за единица такая - кВт/ч. вторая производная энергии? Это что-то с чем-то
AxeFizik
03.01.2024 12:55+4Да, вторая производная энергии - это скорость ввода в строй новых электростанций)
Vsevo10d
03.01.2024 12:55Ну вы глупый совсем что ли? В этих единицах счетчик электрический считает! Чем больше часов жжете электричество, тем меньше за него платите ;)
materiatura
03.01.2024 12:55Это единица ввода новых мощностей, например - постройка новых электростанций.
vashu1
03.01.2024 12:55-1Теперь понятно как начался ледниковый период.
Коментаторы, я смотрю, упражняются в токсичности.
Daddy_Cool
03.01.2024 12:55+8Журнал "Юный техник", 1990 г. №6.
Сразу даю ссылку на DjVu
http://jt-arxiv.narod.ru/DjVu/ut9006.djvu
Также ссылка на фрическкий текст О.Х.Деревенского "Догонялки с теплотой" (для развлечения, скучающих в новогодние каникулы, хабравчан).
http://newfiz.narod.ru/heat-opus.zipВечный двигатель на вечной мерзлоте
Джентльмены, мне честно говоря, лениво разбирать всё детально (базовое образование в области теплообмена и гидродинамики, научная работа в академическом институте, выдает во мне типичного представителя официальной науки (С), а власти, как известно, скрывают и заставляют честных граждан переплачивать за отопление в миллионы раз).
Теплообмен наука консервативная. Закон Ньютона-Рихмана содержит фамилию "Ньютон", а он умер в 18-м веке, В послевоенном СССР были таки централизация и возможности, какие никому и не снились https://ru.wikipedia.org/wiki/Поворот_сибирских_рек да, это гиперпроект, с неизвестным результатом, но он был проработан. Это я к чему - если бы в идее отопления льдом было бы рациональное зерно - оно было бы вытащено и использовано пятьдесят лет назад, особенно в такой холодной стране как наша. Москва, как никак, самый холодный мегаполис, не самый северный, но самый холодный.
----------------
По поводу фрических текстов. Обычно претензии возникают к популярным изложениям каких-либо физических принципов. Увы, не имея системного образования, человек обычно имеет дело с малым количеством понятий (известных из научпопа) и решает по сути задачи-головоломки получая неожиданные ответы. В научном мире это тоже бывает, когда специалист в чем-то прикладном вдруг решает, что надо оставить след в большой науке.
Дисклаймер. Никогда нельзя исключать, что толпы людей ошибались, заблуждались, но нашлись Коперник, Галилей и Дж. Бруно которые таки были правы.
----------------
Не откажусь от плюса в карму, несколько месяцев назад мой антисексисткий комментарий был неправильно понят (забыл поставиь теги /i /s) и карма улетела вниз.
(Я даже не могу поставить плюсик pavelsc который ждал ведра с водой на балконе, но увы...)
JoshMil
03.01.2024 12:55+1Все хорошо, но куда девать лед?) ведь все это. Тышщи воды чтобы заработали, должны именно замерзнуть, и получится на терраформирование а кубик льда со стороной 200 метров. А если без льда, то теряем огромный вклад фазового перехода в термодинамику этих экспериментов.
Возможно тут лучше вернутся к тепловому насосу).
oleg_rico
03.01.2024 12:55+1Будуси совсем юным школьником, читал фантастический роман Казанцева, где описывалось обогревание северного города путём забора теплоты с улицы. Тогда я ни фига не понял и только потом, дойдя до уроков физики, где рассказывали принцип работы холодильника и кондиционера, сообразил, о чём идёт речь.
Читая эту статью, мне кажется, что автор либо уроки физики прогулял, либо их как-то не так понял.
D7ILeucoH
03.01.2024 12:55+2Ага, ну конечно. Выстави на лоджию металлический кубометр и у тебя теплоёмкость лоджии также возрастёт, а значит что и куб будет греть!
Не понятно для кого написана такая бредовая статья, и ещё больше не понятно, как кто-то верит в этот бред.
Если вы что-то хотите утеплить, используйте изоляцию. Замёрзшее ведро воды прогреть холодное помещение никак не поможет.
firehacker
03.01.2024 12:55+30,1 кВт/ч эл. энергии
После этого можно сразу закрывать статью и ставить минус в карму автора. Но дальше еще хуже...
похолодании до – 20/-30°С
2,1 кДж*кг/С
1 кДж*кг/с
Мощность – 0,3 кВт*ч,
1кВт*ч даст более 1,5 МВт
насос мощностью примерно 3 кВт/ч
И обойдётся всё, это в 1 МВт/час в сутки
Я давно понял, что если человек не может понять такую элементарную и базовую вещь, как единицы измерения и размерности, значит в голове у него кю, а не мозги. Скорость мы мерим в литрах, частоту в кубометрах, и пишем статьи ни много ни мало о терраформировании
sergio_nsk
03.01.2024 12:55+4Бросил читать после первого же предложения с неизвестной единицой измерения кВт/ч - автор полный ноль, и его статья полное фуфло. Перешёл к комментариям и убедился, что я прав.
kovserg
Как-то однобоко. А что будет когда лед начнёт таять?
vassabi
чтобы он не таял - обмотайте его стекловатой и закопайте в землю.
он вам еще пригодится для терраформирования летней жары ;)
iig
Нужно оооочень много стекловаты для этого айсберга.
Можно тогда организовать ооооочень большое озеро, чтобы получился морской микроклимат вместо континентального. А вокруг горы, чтобы ветром микроклимат не сдувало.
MiyuHogosha
Кстати, на микроуровне это возможно. Называется кратерный пруд. Грунта перемещать, правда, надо дофига
Wan-Derer
Байкал - довольно большое озеро. Но климат там всё равно резко континентальный.
Это примерно как поставить литр воды на лоджию и решить проблему вымерзания. Всё бы хорошо, математика там, расчёты. Одно "но": лоджия не валяется замкнутой системой и тепла с неё улетает гораздо больше чем даёт баночка.
Так и здесь: озера мало, нужно море. Плюс подходящая роза ветров, расположение гор, долин и вот это вот всё. И Гольфстрим желательно проложить рядом. Тогда и будет вам Амстердам, а не Архангельск :)
gummybeer
Если пересыпать его опилками, то получается довольно крепкий и медленно тающий стройматериал. Которым можно замостить зимник (дорогу) и продлить его эксплуатацию на месяц-другой
AtmosferaVA Автор
Тающий лёд - летом это источник, очень чистой воды. Как вариант накрыть чёрной плёнкой или периодически присыпать чётным грунтом, например торфом. Я у гаража весной посыпаю лёд обычной чёрной грязью - очень быстро тает.
Ergistael
Сказано же: выкинуть. В случае с рекой — отправить в океан ледоходом, не дожидаясь таяния.
frozzzen
Можно устроить ледяной склад системы инженера Крылова и хранить в нем провизию а также прохладительные напитки. См. например "Ледяные изотермические склады / М. М. Крылов ; Академия наук СССР, Институт мерзлотоведения им. В. А. Обручева. - 3-е перераб. изд. - Москва : АН СССР, 1951".
AtmosferaVA Автор
Или сплавить по рекам в Ледовитый океан, или накрыть чёрной плёнкой. Летом в Якутии/Сибири под 40-45С