Skip to main content

Lämpöpumppu ja lämmönvaihdin ovat eräitä ihmisten suurimmista keksinnöistä


Kun ajatellaan sellaista tilannetta, että ihmisen sivistys olisi Aku Ankassa, niin kuitenkin tuo sarjakuva esittelee joukon kojeita, joista voi todellisessa elämässä seurata todella vakavia asioita, kuten vammautumisia. Yksi niistä on eräässä sarjakuvassa ollut “talviunikone”, joka on oikeastaan pelkkä lämmönvaihdin. Lämmönvaihdin ei muuten tarkalleen ottaen ole sama asia kuin lämpöpumppu. Lämmönvaihdin on on oikeastaan lämpöpumpussa oleva osa, mikä siirtää lämmön toiseen elementtiin, ja kuten varmaan tiedätte, niin esimerkiksi ydinreaktorin lauhdutusjärjestelmä on oikeastaan valtavan suuri lämpöpumppu.

Tai oikeastaan voidaan kuitenkin sanoa, että kaikissa muissakin kuin ydinvoimaloissa on lauhdutin.  Lämpöpumppu on maailman yksinkertaisin väline. Siinä ilmavirta ohjataan esineen pinnassa olevan piikin ohi, jolloin lämpö siirtyy tuon neulan kautta ohi virtaavaan ilmaan. Temppu toimii muuten tavallisessa autossa niin, että esimerkiksi auton peiliin asetettuun juomatölkkiin kiinnitetään pieni rautalanka tai naula, joka sitten tehostaa lämmön siirtymistä pois tuosta esineestä.

Tämä muuten on asia, mikä saattaa aiheuttaa ihmiselle ruumiinvamman, koska tuolloin lämpö pumppautuu pois esineestä paljon nopeammin, ja se muuttuu erittäin kylmäksi, jolloin seurauksena saattaa olla erittäin pahoja paleltumia. Lämpöpumput sekä lämmönvaihtimet ovat sellaisia kojeita, että niiden kanssa pitää oikeasti olla vähän varovainen, ja esimerkiksi ydinreaktoreiden yhteydessä tavattava lauhdutuspumppu on väline, jossa ydinreaktorin jäähdytämiseen käytettävää vettä pumpataan kahden putkiston kautta niin, että ensisijainen “primäärinen kierto” on putkisto, jossa kiertävä jäähdytysneste on suoraan kosketuksissa reaktorin polttoaineen kanssa, ja siinä kierrossa käytetään usein kemiallisesti puhdistettua vettä, joka paineistetaan erittäin kovaan paineeseen.

Ja sitten tuo primäärisen kierron putkisto kohtaa lämmönvaihtimessa esimerkiksi vesistöstä pumpattavaa vettä sisältävän putkiston, jonne se siirtää sitten tuota reaktorin lämpöä. Jos tuo polttoaine-elementin kanssa  kosketuksissa oleva vesi pääsee luontoon, niin seurauksena on radioaktiivinen päästö. Nopeissa hyötyreaktoreissa, joissa Uraani 238:aa pommitetaan neutroneilla on kokeiltu esimerkiksi lyijyä sekä tinaa noissa jäähdytys-putkissa, mutta tuon nestemäisen metallin ongelmana on se, että jos lämpötila tuossa putkistossa laskee, niin silloin putkistoon tulee tukos lähes välittömästi.

Nestemäistä metallia käytetään erittäin tehokkaissa, mutta kompakteissa ydinreaktoreissa, joiden polttoaine on hyvin korkeasti rikastettua plutoniumia, koska noissa reaktoreissa on vaarana se, että niiden läpi johdettu vesi höyrystyy, jos paine tuossa astiassa laskee, jolloin seurauksena on ydinräjähdys tai vähintään reaktorin sulaminen. Tuollaista nestemäisellä metallilla jäähdytettyä reaktoria on kokeiltu mm. Neuvostoliiton ALFA-luokan sukellusveneissä, jotka olivat aikansa nopeimpia vedenalaisia taisteluvälineitä.

Kyseisten reaktorien polttoaineena voidaan käyttää esimerkiksi juuri ydinase-plutoniumia, jonka ansiosta reaktorista voidaan tehdä hyvin pieni sekä kevyt, mutta tuon järjestelmän ongelma on tietenkin nestemäisen metallin käyttö jäähdyttimessä . Nopeasta hyötyreaktorista saadaan tietenkin paljon tehoa irti, ja sen etuja ovat esimerkiksi kyky valmistaa itse osa polttoaineestaan. Noita reaktoreita pidetään kuitenkin monissa piireissä pelkkinä ydinase-plutoniumin valmistus-yksikköinä, joten niitä ei maailmassa monia ole. Kun tuossa äsken kirjoitin, niin kaikissa muissakin voimaloissa on lauhdutin, niin esimerkiksi maalämpö-voimaloissa tuo järjestelmä toimii nurin päin.  Siinä maaperän lämpöä siirretään lauhduttimeen, jossa oleva vesi sitten alkaa kiehua, ja antaa tälle järjestelmälle painetta, eli siinä sitten paineistettu vesi johdetaan turbiiniin.   

Toki maalämpö-voimaloista saadaan enemmän tehoa irti, jos siinä väliaineena käytetään ammoniakkia tai muita helposti höyrystyviä hiilivety-pohjaisia kaasuja, joiden avulla kyseisestä voimalasta saadaan enemmän tehoa irti, mutta kuitenkin ongelma on sitten noiden kaasujen myrkyllisyys sekä suuri räjähdysvaara. Tuon takia vedellä on erittäin suuri kapasiteetti tuollaisessa voimalassa, koska se on halpaa sekä myrkytöntä. Ja jos veden täyttämään putkistoon tulee halkeama, niin silloin veden voi päästää luontoon ilman sen suurempaa ympäristökuormitusta.



http://marxjatalous.blogspot.fi/

Comments

Popular posts from this blog

The hydrogen-burning supernovas are interesting models.

"Researchers discovered a significant magnesium anomaly in a meteorite’s dust particle, challenging current astrophysical models and suggesting new insights into hydrogen-burning supernovas. (Artist’s concept.)Credit: SciTechDaily.com" (ScitechDaily, Rare Dust Particle From Ancient Extraterrestrial Meteorite Challenges Astrophysical Models) If the star is too heavy when its fusion reaction starts, it can detonate just at that moment, when its fusion starts. If the collapsing nebula is heavy enough, it can form a black hole straight from the nebula. But if the nebula's gravity is too heavy to  form  the blue giant or too  small  it can collapse  straight  into a black hole . If  the forming star is a little bit larger than the blue supergiants. It can explode immediately when the fusion starts.    The theory of hydrogen-burning supernovas consists  model  of the giant stars that explode immediately after their fusion starts. When the...

The ancient galaxy mirrors the Milky Way.

"This image shows the galaxy REBELS-25 as seen by the Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), overlaid on an infrared image of other stars and galaxies. The infrared image was taken by ESO’s Visible and Infrared Survey Telescope for Astronomy (VISTA). In a recent study, researchers found evidence that REBELS-25 is a strongly rotating disc galaxy existing only 700 million years after the Big Bang. This makes it the most distant and earliest known Milky Way-like galaxy found to date. Credit: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/L. Rowland et al./ESO/J. Dunlop et al. Ack.: CASU, CALET" (ScitechDaily, Astronomers Baffled by Ancient Galaxy That Mirrors Modern Milky Way) Researchers found the youngest Milky Way-type galaxy. The distance to the galaxy is enormous. And the light that comes from that galaxy named REBELS-25 comes from the Universe that is only 700 million years old. The distance to that galaxy is enormous about 236 billion light years. And that means it's a very dista...

Transcendence, or the ability to transcendent thinking may grow in teen's brains.

   "New research has discovered that transcendent thinking, which involves analyzing the broader implications of situations, can foster brain growth in adolescents. This form of thinking enhances brain network coordination, impacting developmental milestones and future life satisfaction. The study emphasizes the need for education that encourages deep, reflective thought, underscoring the critical role of adolescents in their own brain development". (ScitechDaily, Scientists Discover That “Transcendent” Thinking May Grow Teens’ Brains) "Scientists at  USC Rossier School of Education’s Center for Affective Neuroscience, Development, Learning and Education (CANDLE) have discovered that adolescents who grapple with the bigger meaning of social situations experience greater brain growth, which predicts stronger identity development and life satisfaction years later". (ScitechDaily, Scientists Discover That “Transcendent” Thinking May Grow Teens’ Brains) The transcendenc...