Какими способами можно сохранить тепло/холод?

Я представляю себе историю, в которой люди хранят тепло летом, чтобы использовать его зимой, и хранят холод зимой, чтобы использовать его летом, высвобождая соответствующую температуру, когда это необходимо.

Но как это будет работать, если не отмахнуться от него рукой? Меня не волнует, является ли это устройством волшебством или технологией. (Имейте в виду, что я не говорю об известной в настоящее время технологии теплового насоса, которая занимает много места и передает текущую температуру от земли и использует дифференциал для изменения уровня комфорта в здании.)

Что бы это ни было, я хочу, чтобы оно было размером с урну хорошего размера, возможно, работая над идеей, что, если он будет стоять на солнечном месте, он будет поглощать тепло и сможет отдавать его позже, а если поставить на холод. / заснеженном месте он может поглощать холод и иметь какой-то выпускной клапан. Количество сохраняемого тепла/холода будет пропорционально размеру вазы.

подземные озера?
что плохого в тепловом насосе, почему они не хороши - это только требования к пространству/массе? Как насчет дерева(дерева)?))
Я думаю, что этот вопрос слишком широк, потому что вы говорите, что магия возможна, но не указываете границы магии.
@MolbOrg не могли бы вы немного расширить свою мысль в форме ответа?
@JesseCohoon о дереве? если да, то это была просто шутка, тройки хранят солнечную энергию и их можно сжечь с выделением тепла. Я просто думал о том, сколько его можно хранить (тепла) - в основном ограничения просто сжигают материал. Я не понимаю вас предпосылки и то, что вы хотели бы иметь. Мы можем представить себе тепловую машину / блок переменного тока, который хранит тепло в компактной форме в магически технологичном передовом компактном устройстве в виде плазмы, но это будет не бесплатно и будет стоить энергии. Точно так же мы можем представить себе компактный накопитель энергии + кондиционер/обогреватель, но чем он отличается от того, что у нас уже есть.
Ничто, не связанное с магией, не может хранить целые сезоны жары/холода размером с урну. Если бы у вас было много солнечного света (пустыня) и параболическая тарелка, вы могли бы направить солнечный свет по трубе. Тем не менее, нам по-прежнему потребуется массивное подземное хранилище.
@cybernard Я имел в виду от нескольких дней до нескольких недель. Не весь сезон. Это означает, что в семье могут лежать десятки таких людей, поглощающих жару или холод в любой момент времени.
@JesseCohoon Там, где я живу, когда станет холодно, до лета не будет тепло. Кроме солнечной или геотермальной (не рядом с моим местоположением) не было бы никакого естественного способа получить тепло зимой. Если у вас их десятки, вы будете использовать то же пространство, что и система теплового насоса. Только эти штуки будут "мешать", а теплоаккумуляторы могут находиться под вашим подвалом, с глаз долой.
Мне кажется очевидным, что это нарушило бы законы термодинамики. Итак, вам нужна магия. Но с магией нам нужно, чтобы вы определили, как работает магия. Затем мы расскажем вам о последствиях этого. Вы можете сузить это, проверив реальность. Тогда люди смогут более подробно объяснить, почему это невозможно с научной точки зрения. Или вы можете определить, как работает ваша магия, и указать область последствий, которые вызывают беспокойство. И вы не впитываете холод; вы выделяете тепло.
Хранение холода для использования летом - известная технология: en.wikipedia.org/wiki/Ice_house_(building)
Используйте магию, чтобы наполнить урну керосином, полученным из воздуха, а затем еще больше магии, чтобы эффективно сжечь ее для получения тепла. И пусть волшебная урна пополняется в удобных магазинах...
Геотермальная энергия в чем-то, что помещается в грузовик? Какая у тебя классная бомбочка!

Ответы (12)

Магический материал с почти бесконечной теплоемкостью для двух урн.

Два ящика для урн с идеальной изоляцией и раздвижной дверью для регулирования теплоотдачи.

Летом выносите летнюю урну на улицу, а когда наступает самый жаркий день, убирайте ее в утепленный ящик.

Когда нужно обогреть:

  • Принесите летнюю урну и взломайте дверь
  • Возьмите зимнюю урну из термоизоляционного ящика и поставьте ее снаружи. Дождитесь самого холодного зимнего дня, чтобы положить его обратно в изолированную коробку.

Обратно, чтобы остыть.

Если у вас есть что-то с почти бесконечной теплоемкостью, вам нужно беспокоиться только о том, чтобы иметь достаточно тепла, чтобы вытащить из него. Если вы хотите, чтобы было прохладнее, просто переместите тепло в комнате в хранилище. Это только один повод для беспокойства.
@ Byte56 Как бы это охладило комнату?
Отводя тепло из помещения, охлаждает помещение. Тепло уходит в хранилище и больше не находится в помещении.
@ Byte56 Не следуй. Вы можете опубликовать ответ, если у вас есть лучшее решение.
Это как если бы в комнате был свет, и вы хотели бы сделать его темным. Вы бы «добавили в комнату темноты» или убрали бы свет? Вы бы убрали свет, как бы убрали тепло, чтобы сделать его холоднее.
@ Byte56 Тепло исходит не от света. На улице жарко и нужно охладить комнату. Я воздержусь от своего ответа. Спасибо.

Что ж, поскольку вы ничего не сказали об ограничениях по размеру, я бы предложил хранить его примерно так же, как мы это делаем сейчас, в чем-то невообразимо называемом Thermal Storage . Большая масса чего-то с хорошей изоляцией. Когда становится жарко, он остается горячим, и наоборот, холодным. Я знаю, по крайней мере, одну систему хранения тепла из расплавленной соли (не помню где), они использовали солнечную энергию для нагрева соли и использования тепла ночью, я думаю, что она хранила несколько гигаватт-часов энергии и могла оставаться горячей целую вечность. . Для 6-месячного срока годности просто усильте изоляцию (раньше ходили слухи, что изоляция баков с жидким водородом шаттла была настолько хороша, что могла удерживать лед замороженным в течение 12 лет).

вероятно, это тот, о котором вы говорите solarreserve.com/en/technology/molten-salt-energy-storage
Да, наверное, это так. Потеря тепла в 1 F в день , это довольно впечатляюще, это все равно будет хорошо даже через целый год!
Вам не нужны технологии космической эры для изоляции вещей — исторически мы отправляли ледяные блоки из Канады в Индию на парусных кораблях вокруг Африки, и доставка занимала около 4 месяцев — en.wikipedia.org/wiki/Ice_trade имеет краткий обзор. Вам просто нужно много материала (больше объема на поверхность) и толстая дешевая изоляция.
@Peteris Я не имел в виду, что необходима изоляция космической эры, я просто подумал, что это интересная информация, чтобы показать, что возможно, сказать: « Эй, это не только определенно может работать, но и действительно может работать, очень хорошо "

Хранилище энергии

Если вы охладите камень ровно на один градус ниже нуля, а затем бросите его в приятный напиток, кирпич охладит напиток... немного. Но не очень, по большому счету. Однако, если вы бросите в напиток простой кубик льда, он значительно понизит температуру! Та же масса объекта, но намного больше энергии. Причина в изменении состояния - кирпич остается кирпичом, а кубик льда тает, и требуется много энергии, чтобы перейти из твердого состояния в жидкое (и из жидкого в газообразное) и наоборот. Кстати, именно поэтому эти напитки-камни не работают так же хорошо, как обычный лед.

Правда, это всего лишь вода. Он может содержать значительное количество энергии, но вы не сможете сделать его таким маленьким, как урна, и при этом сможете делать что угодно, кроме как действовать как личное охлаждающее устройство в течение нескольких часов, в лучшем случае. То, что вы действительно хотите, следовательно, это новый суперматериал. Что-то, что требует много энергии, чтобы перейти из твердого состояния в жидкое. Затем все, что вам нужно сделать, это найти способ направить энергию в вещество (чтобы сделать его теплее) или выпустить энергию наружу (чтобы сделать его холоднее).

Удивительная часть заключается в том, что температура точная . Не «расплывчато комнатная температура», а конкретная температура с нулевыми колебаниями.

Контроль температуры

Хорошо, значит, я солгал. Контроль температуры — это нечто большее, чем материал. Однако это работает в нашу пользу! Видите ли, если вы увеличиваете давление, вода уже не замерзает при той же температуре. Достаточно его увеличить, и вода начнет замерзать при комнатной температуре (или выше). Достаточно его уменьшить, и вода закипит при комнатной температуре (или холоднее).

Почему это в наших интересах? Простой! Ваш суперматериал находится в состоянии перехода твердое/жидкое состояние при комнатной температуре и атмосферном давлении. Но, увеличивая или уменьшая давление, вы можете легко изменить температуру плавления/замерзания на несколько градусов вверх или вниз. Это означает, что ваш суперматериал можно регулировать одним поворотом ручки! При вращении в одну сторону давление увеличивается, в другую - уменьшается. Поверните его вверх или вниз, чтобы отрегулировать количество высвобождаемой энергии.

Перезарядка

Каким бы энергоплотным ни был этот материал, для его перезарядки потребуется значительная энергия — именно та энергия, которую он высвобождает. Однако при наличии подходящего материала и хорошего источника энергии кусок материала может обогревать утепленный дом целый день или дольше! И поскольку он не тратит энергию на то, чтобы сделать дом холоднее, чем он должен быть (как гигантская глыба льда), или теплее, чем должен быть (как чан с расплавленной солью), он будет регулироваться гораздо легче.

Если бы я мог выбрать 2 ответа для одобрения (с галочкой), это был бы ваш
И в качестве дополнительного бонуса, из-за того, что вода практически несжимаема, для повышения давления требуется относительно мало усилий по сравнению, скажем, с газом.

Магия

Ты сказал, что тебе все равно, магия это или нет. Поэтому проще всего использовать магию. Имейте какое-нибудь волшебное запоминающее устройство, которое берет зарядку. Летом он поглощает тепло, а зимой отдает его.

Мы привыкли делать это постоянно, по крайней мере, в «холодном» виде хранения. Но это работало только в очень больших масштабах. Раньше у нас были ледяные дома, в которых хранилось огромное количество льда. здания были хорошо изолированы, а лед продержится до следующей зимы. их можно было использовать для хранения продуктов, потому что они оставались холодными в течение всего года. https://en.wikipedia.org/wiki/Ice_house_(здание)

многие здания работают, сохраняя «холод» ночи в день и тепло дня в ночь, чтобы поддерживать умеренную температуру. Есть несколько способов сделать это, но все они требуют большого количества массы. Самое простое — просто построить действительно толстые каменные или земляные стены.

тепловая инерция чего-то такого маленького, как урна, слишком мала, чтобы работать, поэтому вам действительно придется использовать магию взмахов руками. Если вы ограничите его магией, которая хранит или высвобождает энергию по требованию, вы можете сделать это очень хорошо.

Кажется, я помню историю, когда они делали именно это со специально вырезанными камнями разных размеров. одному типу можно было предотвратить нагревание (таким образом, накопление холода), а другому можно было предотвратить излучение тепла (таким образом, накопление тепла) холодные были несколько ограничены, потому что они не могли стать холоднее, чем самая холодная зимняя ночь, а горячие могли достигать нескольких градусов. настоящие экстремальные температуры (они нагреваются солнечным светом, поэтому они могут в конечном итоге достичь температуры поверхности солнца, за исключением того, что они расплавятся первыми) до такой степени, что их обычно помещали в металлические каркасы, чтобы люди не подходили слишком близко во время активности. Хотел бы я вспомнить, где я это читал, возможно, это был сеттинг кампании. Это означает, что вам понадобится больше холодных камней, чем горячих, и не только потому, что комнату легче нагреть, чем охладить.

Я также видел вариант этого с магическим артефактом, который всегда имеет одну и ту же температуру, которая только из-за того, как работает температура, имеет тенденцию приводить любую комнату, в которой она находится, к одной и той же температуре с течением времени, пока она не слишком большая. если температура была установлена, когда вы делали каждый из них, вы можете извлечь большую выгоду из этой идеи. Делайте холодильники зимой и печи для хлеба летом. Или создайте климат-контроль в доме в погожий весенний день.

Ледяные домики распространены вокруг шотландского побережья, у пирсов и небольших гаваней, где раньше работали рыбацкие лодки, особенно при ловле лосося.

Я согласен с ответами/комментариями, что вопрос слишком широк. Если вам нужны действительно работающие вещи, то хранилище расплавленной соли или тепловой насос (как предлагали другие) были бы подходящим вариантом. Если вы хотите его в (маленькой) урне, вам придется прибегнуть к магии. Итак, как сделать это волшебным образом с объяснением?

Демон Максвелла

Если вы не хотите просто сказать «это волшебная урна [кашель, кашель, бормотание, бормотание]», то я предлагаю вам сделать ее содержащей максвелловского демона (ну, я думаю, чертенка, если она подходит для маленькой урны).

Демон Максвелла — это мысленный эксперимент Максвелла, показывающий, как можно нарушить второй закон термодинамики (в котором говорится, что общее количество беспорядка (энтропии) в системе должно увеличиваться). В мысленном эксперименте демон будет выбирать, какие молекулы газа преодолевать барьер, и, таким образом, со временем порядок в системе будет повышаться, поскольку демон будет организовывать молекулы. Это опровергается тем, что демону нужно тратить энергию, чтобы определить, какую молекулу куда поместить, и, таким образом, глобальная энтропия все равно будет увеличиваться, даже если некоторые молекулы упорядочиваются. По крайней мере, так обстоит дело с миром без магии.

С разрешенной магией демон (или бес) будет жить в урне и выборочно выбирать, какие молекулы будут взаимодействовать с урной. Это означало бы, что в теплый день только высокоэнергетические молекулы (т.е. теплые) взаимодействуют с урной, они теряют энергию при взаимодействии и остывают. В холодный день демон поступал наоборот и позволял взаимодействовать только «холодным» молекулам, таким образом, они получали энергию из хранилища в урне. Сама урна может быть сделана из любого внешнего материала и содержит внутреннюю клетку для хранения (для хранения демона/беса), которая сделана из какого-то зачарованного металла. Внутри клетки для хранения находится демон/имп (очевидно) и полужидкая или плазмоподобная магическая слизь, которая хранит энергию. Вы можете использовать какое-нибудь реальное соединение с высокой теплоемкостью (например, воду), но если вы уже выбрали демона, тогда фиолетовая светящаяся волшебная слизь подошла бы лучше. Лично я бы назвал слизь Thermoglium, Magmalite или, возможно, Maxwellate.

Микро-черная дыра, -солнце, -звезда размером с большую урну. Содержащийся с электромагнитными полями. Предполагая, что вы можете получать от него энергию, вы можете питать все обогреватели или кондиционеры, какие захотите.

Еще лучше, если вы бросите в него свой мусор, это заставит его сжиматься и высвобождать мусорную материю в виде энергии в конечном итоге.

Только, 1 проблема, получение одного из вышеперечисленных, я думаю, вот где волшебство.

Либо следуйте современным технологиям, либо настройте их с помощью небольшого количества магии.

Мы можем хранить большое количество тепла в скрытой форме с помощью специальных веществ, таких как глауберовы соли или некоторые воски. Вы можете использовать хлорид хандвавиума с очень высокой скрытой теплотой и метастабильной формой (типа суперглауберовской), которая может воспламеняться зимой. Никогда не путешествуйте в холодные месяцы без нескольких пакетов.

Или вы можете заставить какое-то растение использовать его для создания собственного вещества, используя в своих интересах летнюю жару (понижая при этом температуру), и сжигать это растение зимой.

В противном случае вам понадобится практически идеальный изолятор и запасать тепло в каком-нибудь термальном резервуаре — под землей или в резервуарах с водой.

Фермилаб когда-то построил дом над водоемом размером 10 на 10 на 10 футов. Зимой они вытягивали тепло из воды, делая лед. Летом они откачивали тепло из дома в лед, кондиционировали дом и растапливали лед.

Они сказали, что эта система работала на удивление хорошо.

Теперь вы разрешаете волшебные тепловые насосы? Потому что для изготовления теплового насоса потребуются хорошие производственные знания, например, изготовление металлических труб.

Имейте в виду также, что старые дома пропускали много наружного воздуха, что значительно увеличивает нагрузку на систему отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. Дома с очень хорошей изоляцией должны охлаждать потных людей зимой. Вы разрешаете утепление волшебной пеной?

Вам не нужна волшебная пеноизоляция: дома из соломенных тюков работают довольно хорошо, по крайней мере, я так читал.

ага... не является ли ключом к хранению холода/тепла изоляция сосуда? Насколько это возможно, понизьте температуру жидкости, например азота , и храните ее в контейнере из ферромагнитного материала .

Держите контейнер в вакуумной камере и поднимите его на магнитной подушке .

У вас есть холодильная камера. Сделайте то же самое для жидкости, нагретой настолько, насколько это возможно, и вы получите накопление тепла. Магия здесь заключалась бы в том, чтобы найти ферромагнитные материалы, способные выдерживать как очень низкие, так и очень высокие температуры.

Если цель состоит в том, чтобы нагреть/охладить комнату до комфортной для человека температуры, я думаю, не нужно много волшебства.

Вакуум и левитация не предотвратят лучистый теплообмен.
Что бы вы порекомендовали для уменьшения потерь тепла из-за излучения?

Вы можете построить все вокруг зданий с высокой тепловой массой в сочетании с изоляцией с высоким коэффициентом теплопередачи. Вы можете заглянуть в такие вещи, как дома из мешков с землей или даже в примитивный Adobe, если сделаете стены достаточно толстыми. выровняйте наружные стены сеном, что должно дать вам R-значение около 2 на дюйм, если я правильно помню, не считая неотъемлемых свойств мешков с землей или самана.

Конечно, вы получите стены толщиной 3 фута, но это означает, что у вас очень теплоэффективный дом, если вы придумаете, как хорошо изолировать крышу. Есть даже конструкции, похожие на мешки с землей в форме улья, которые более или менее превращают стену в крышу.

Ваша ваза из хендвавиума будет иметь меньше тепла для перемещения, что позволит вам больше гибкости в том, как вы можете это сделать.

Наконец, вы можете просто поместить всех в хоббитские норы или карликовые шахты. Подземные температуры требуют очень небольшого теплового вмешательства для поддержания идеальной температуры, пока вы находитесь ниже линии замерзания.

Может быть, есть материал, который либо улавливает, либо отдает тепло, изменяя тепловые свойства, например, меняя полярность магнита. Летом материал поглощает тепло и охлаждает помещение. А зимой мы меняем "полярность" Чтоб отдавала хранящееся внутри тепло

Вопрос требует научно обоснованных рассуждений. Вы можете это предоставить?
Я думаю, что это на самом деле может работать в смысле сверхпроводящего материала, но свойства должны быть такими, чтобы ему не требовались типичные типы вещей, которые такие материалы обычно используют.