Отработанное тепло
Отработанное тепло – это тепло , производимое машиной или другим процессом, в котором используется энергия , как побочный продукт выполнения работы . Все такие процессы выделяют некоторое количество отработанного тепла, что является фундаментальным результатом законов термодинамики . Отработанное тепло имеет меньшую полезность (или, в лексиконе термодинамики, более низкую эксергию или более высокую энтропию ), чем первоначальный источник энергии. К источникам отработанного тепла относятся все виды человеческой деятельности, природные системы и все организмы, например, лампочки накаливания нагреваются, холодильник нагревает воздух в помещении, нагревается здание в часы пик,двигатель внутреннего сгорания вырабатывает высокотемпературные выхлопные газы, а электронные компоненты при работе нагреваются.
Вместо того, чтобы «растрачиваться» в окружающую среду, иногда отработанное тепло (или холод) может быть использовано в другом процессе (например, использование горячей охлаждающей жидкости двигателя для обогрева автомобиля), или часть тепла, которое в противном случае было бы потрачено впустую, может быть потрачено впустую. повторно использовать в том же процессе, если в систему добавляется добавочное тепло (как при вентиляции с рекуперацией тепла в здании).
Аккумулирование тепловой энергии , включающее технологии кратковременного и долговременного сохранения тепла или холода, может создавать или повышать полезность отработанного тепла (или холода). Одним из примеров является отработанное тепло от оборудования для кондиционирования воздуха, хранящееся в буферном резервуаре для обогрева в ночное время. Другой пример — сезонное хранение тепловой энергии (STES) на литейном заводе в Швеции. Тепло аккумулируется в скальной породе, окружающей группу скважин, оборудованных теплообменниками, и используется для обогрева помещений на соседнем заводе по мере необходимости, даже спустя месяцы. [1] Примером использования STES для использования естественного отработанного тепла является солнечное сообщество Drake Landing в Альберте ., Канада, которая, используя группу скважин в скале для межсезонного хранения тепла, получает 97 процентов своего круглогодичного тепла от солнечных коллекторов на крышах гаражей. [2] [3] Другое применение STES — хранение зимнего холода под землей для кондиционирования воздуха летом. [4]
В биологическом масштабе все организмы отбрасывают отработанное тепло как часть своих метаболических процессов и погибают, если температура окружающей среды слишком высока для этого.
Некоторые считают, что антропогенное отработанное тепло способствует возникновению эффекта городского острова тепла . Крупнейшие точечные источники отработанного тепла возникают в результате машин (таких как электрические генераторы или промышленные процессы, такие как производство стали или стекла) и потери тепла через ограждающие конструкции зданий. Сжигание транспортного топлива является основным вкладом в выбросы тепла.
Машины , преобразующие энергию , содержащуюся в топливе , в механическую работу или электрическую энергию , производят тепло как побочный продукт.
