Участник:Index/Термоэлектрический Генератор (ТЭГ)

Термоэлектрогенератор — альтернативный источник энергии для станции, предназначенное для прямого преобразования тепловой энергии в электричество. ТЭГ может легко запитать всю станцию при правильной настройке, благодаря пониманию основных принципов атмосии, вы можете получить потенциально самый стабильный и производительный двигатель.
В частности на малых станциях генератор есть со всеми платами. Недостающие платы можно напечатать на принтере схем после изучений научным отделом.

Принцип работы

Термоэлектрический Генератор (ТЭГ) вырабатывает энергию за счет теплообмена энергией между горячими и холодными газами.

Работа ТЭГа, по большей части, опирается на атмосферный трубопровод и его настройку, чтобы оба контура работали и поддерживали максимальное давление при минимальной температуре на холодном контуре и максимальной на горячем. Важно, что схема постройки ТЭГа может быть разной в зависимости от станции и навыков Атмос-техника.

Для создания данного эффекта необходимо помнить про зависимость увеличения объема газа от температуры, а именно: чем выше температура газа, тем больше давления и объема он будет создавать, а значит в холодный контур всегда должно поступать больше газа, чем в горячий, так как горячий газ будет занимать больший объем; понимание способов взаимодействия с газами.

Индикация

Индикация Циркуляционных насосов
	Отсутствие разница давления между входом и выходом насоса
	Разница давления менее 5 а.т.м. (506,625 кПа)
	Разница давления более 5 а.т.м. (506,625 кПа)

Индикация Термоэлектрического генератора
	Отображает вырабатываемую энергию от 5 до 200 кВт с помощью 11 индикаций. Красный 1-6 - от 5 до 122 кВт Жёлтый 7-9 - от 122 до 180,5 кВт Зелёный 10-11 - от 180,5 до 200 кВт

Сборка генератора

Сам главный генератор представляет собой конструкцию, состоящую из 3 частей: центрального термоэлектрического генератора и двух циркуляционных насосов, расположенных таким образом:


Циркуляционный насос	Термоэлектрический генератор	Циркуляционный насос

Обратите внимание, что насосы являются направленными: они пропускают газ только в одну сторону. Вы можете увидеть это направление в игре, осмотрев их.
Насосы ТЭГ не перекачивают газы самостоятельно. На входе и выходе требуется разница давлений, поэтому им требуется, как минимум, газовые насосы на входах и выходах.
Насосы принимают горячий или холодный газ и пропускают его через машину для теплообмена. Затем газ выходит на другом конце насоса. Для вывода энергии под термоэлектрическим генератором требуется ВВ кабель.
Неважно какая сторона будет горячей, а какая холодной, необходима лишь разница в температуре между ними. Газы в двух "контурах" никогда не смешиваются, между ними происходит только обмен энергией. Горячая сторона будет охлаждаться, холодная - нагреваться.

В качестве теплообмена рекомендуется выбирать чистый газ с большой теплоемкостью, так как при работе со смесями под высоким давлением возможны перебои в работе.

Трубопровод

Здесь присутствуют только 2 вещи, о которых нужно беспокоиться: Горячий контур (где циркулирует раскалённый газ), и холодный контур. Важно, чтобы трубопроводы не смешивались, так как в ТЭГе между ними должно передаваться только тепло.

Горячий контур

Как сказал однажды один мудрец: "Лучший способ сделать что-то горячим - поджечь это". Чтож, возможно не всегда это самый лучший вариант, но к счастью в вашем отделе есть всё необходимое, чтобы делать это с умом.
Кроме сказанного выше, существует множество способов чтобы нагреть (или охладить) газы.

Способы реализации Горячего контура
Нагреватель Нагреватели используются в установках малого количества газа, так как хоть и способны обеспечивать температуру, стремящуюся к 593,15 К (320°C), имеет ограничение в количестве обрабатываемого газа, что можно компенсировать использованием нескольких нагревателей. По мимо обычного нагревателя можно поставить адский нагреватель после исследований научного отдела, который хоть и нагревает до 593,15 К (320°C), и выделяет часть тепла в атмосферу, которую можно использовать, но у них есть общая проблема. Малая эффективность и большое требование к питанию из-за чего потребление может быть выше чем выработка тока.
Камера сжигания Пропускать сжигаемые газы через насос. Является относительно простой системой на сжигании плазмы с кислородом. Главным преимуществом является получаемая температура – свыше 30-40 тыщ. К, но использует огромные количества кислорода и плазмы для достижения подобных температур. Рекомендуемое соотношение от 1% плазмы к 99% кислорода до 3% плазмы к 97% кислорода. Чем меньше размеры камеры – тем больше получаемая температура и меньше расход топлива. Перед использованием рекомендуется провести несколько опытов по достижению необходимого соотношения и температуры. Но стоит помнить, что тэг использует только 1/10 часть тепловой энергии из чего следует, что 9/10 тепловой энергии, которую мы пропустим через насос ТЭГа, уйдет в космос. По этому у этого способа малая эффективность на большое количество потраченного топлива.
Радиаторы и Камера сжигания Использование радиатора с камерой сжигания решает проблему с не потраченной тепловой энергии. За счёт постоянной циркуляции в замкнутом контуре и пополнению тепловой энергии через радиатор в камере сжигания. Во время использования подобного способа и/или нагревателей стоит помнить о свойстве газов. С повышением температуры - повышается давление. Данное свойство может оказаться проблемой во время работы, если использовать большое количество газа для теплообмена.
Кристалл суперматерии Использование кристалла является наиболее оптимальным вариантом в качестве нагревательного элемента при больших объемах обрабатываемого газа. Способен эффективно нагревать огромные объемы газа при помощи собственного повышения температуры от эмиттеров, а также выделяемой смеси плазмы и кислорода. В качестве теплообмена рекомендуется чистая плазма. Может быть исполнен как в вариации одноконтурного, что даст больше стабильности кристаллу, но уменьшит выработку, либо двухконтурного, где кристалл будет охлаждаться за счет теплообмена самого ТЭГа – более эффективный вариант.
Кристалл суперматерии и Камеры сжигания В данном случае камера сжигания является вторым этапом прогрева газа за счет фильтрации в камере кислорода, выделенного кристаллом. В таком случае, нагретый газ, проходя первый насос, охлаждается за счет теплообмена и в следующей камере, из-за реакции горения плазмы и кислорода, повышает температуру до еще больших значений. Метод, где камера сгорания уместна за счет того, что она использует кислород и плазму, вырабатываемую кристаллом, и способна автономно подпитывать огонь без траты и закупок топлива у отдела Снабжения.

Холодный контур

Для работы ТЭГа, кроме Горячего контура, также необходимо настроить и Холодный. Тем не менее, Холодный контур обычно менее технологичен, чем Горячий; на самом деле "холодным" он должен быть лишь относительно, важна лишь весомая разница между температурами в насосах, так что подойдёт и комнатная температура.

Способы реализации Холодного контура
Охладитель Использование охладителя имеет недостатки, схожие с использованием нагревателя. Малый объем охлаждающего газа, минимальная возможная температура охлаждения до 73,15 К (-200°C) и до 23,15 К (-250°C) при адском охладителе, является самым малоэффективным методом.
Радиатор Пропускать газ через радиаторы расположеные в космосе – вариация для значительно больших объемов газа. В отличие от охладителей, способен охлаждать в разы больший и не требует питания для своей работы, что позволяет без проблем создать систему для гигапаскалей (ГПа) обрабатываемого газа. Для экономии пространства вы можете накладывать друг на друга. Для повышения эффективности просто увеличьте проходимый путь газа через космос. За частую хватает 2-3 радиатора.
Охладитель и Радиатор Потенциально компенсируют недостатки друг друга путем доведения охлажденного газа из космоса, имеющего меньший объем, охладителями до более низкого значения температур.
Кристалл суперматерии При должной настройки и охлаждении кристалла суперматерии, выделяемые газы кислорода и плазмы будут уже нужной температуры, которые можно использовать для ТЭГа
Газодобытчик Относительно самый простой из способов, на который у вас уйдёт меньше всего усилий, но при этом обеспечит скорость и стабильную температуру. Используя газодобытчик (на примере Азота), вы можете добиться качественного потока в Холодного контуре, который, при необходимости, можно охладить Охладителем и Радиатором. Однако, в большинстве случаев газ можно использовать и комнатной температуры (в таком случае, важно, чтобы температура Холодного контура была значительно ниже). Уже использованный газ можно пустить обратно в цикл, предварительно повторно разогрев, либо же выпустить в космос.

Выработка электроэнергии

Что бы понять сколько генерирует ТЭГ для обеспечения станции или на сколько он способен обеспечить ("It`s capable of supplying"), надо осмотреть его сердцевину, Термоэлектрический генератор.

Выработка электроэнергии по средством теплообмена зависит от температуры и удельной теплоёмкости газов проходящие через насосы. В качестве увеличения эффективности следует обратить внимание на следующее:

Повышение разности температур на насосах. Для максимальной эффективности по КПД Карно разность температур должна быть больше 1/10 температуры горячего контура ( $Δ T > T_{H} * 0.1$ ).
Замена газа на газ с большей удельной теплоёмкостью. К примеру, у кислорода теплоёмкость равна 20 когда у плазмы 200, что в 10 раз больше, то следовательно в 10 раз больше выработки.
Добавление большого количества молей проходящего газа.
В случае чрезмерной выработки для экономии уменьшить подачу/отвод газов на насосах.

Упрошенная формула для подсчёта выработки
$T_{f} = (T_{A} * C_{A} + T_{B} * C_{B}) / (C_{A} + C_{B})$ $W_{m a x} = \| T_{A} - T_{f} \| * C_{A}$ $Q = W_{m a x} * 0.1$ $P o w e r = Q * 1.05$
$T_{A}, T_{B}$ - Температура двух газов проходящие через насосы. $C_{A}, C_{B}$ - Теплоёмкость двух газов проходящие через насосы. $T_{f}$ - Расчет средней температуры газов при смешивании. $W_{m a x}$ - Максимальная потенциальная работа. $Q$ - Расчёт передаваемой энергии $P o w e r$ - Расчёт выработанной энергии в ваттах Для упрощения в формуле убрано оценка КПД Карно, которая при минимальной разнице температур сводилась к 0,1.

Формула для подсчёта затрат
$T'_{h} = T_{h} - Q / C_{h}$ $T'_{c} = T_{c} + Q * 0.9 / C_{c}$
$T_{h}, T_{c}$ - Температура горячего и холодного газа на входе насосов. $C_{h}, C_{c}$ - Удельная теплоемкость горячего и холодного газа проходящего через насосы. $Q$ - Расчёт передаваемой энергии. $T'_{h}, T'_{c}$ - Новая температура горячего и холодного газа на выходе насосов.

Пример схемы

Пример рабочей схемы способной генерировать более 350 кВт при верной настройки.

На обоих контурах для теплообмена использовалось несколько молей плазмы с большой удельной теплоёмкостью, которые были помещены через соответствующие соединительные порты. В дальнейшем это количество можно увеличить для повышения мощности.
В камеру сгорания поступает смесь 98%-2% кислорода-плазмы. После заполнения камеры до предельного давления, поджигается смесь с помощью воспламенителя.
Объемные насосы на входа/выходах циркуляционных насосов установленные на 200 Л/сек. В дальнейшем скорость на объемных насосах можно уменьшить для экономии тепловой энергии в камере сгорания.
Ввиду того, что газ имеет свойство расширяться во время повышения температуры, то он может "забить" контур. В частности это касается именно горячего контура. Для предотвращения возможной проблемы стоит установить регулятор входного давления настроенный на 8500 кПа, для сброса лишнего давления, к примеру, в космос через пассивную вентиляцию.

Примечание

Проверьте соединение труб, подключение охладителей / нагревателей и радиаторов, давление до и после них. Возможно, вы просто их не подключили.
Помните, что Газовый насос и Объемный насос имеют лимиты давления: 4500 кПа и 9000 кПа соответственно, а значит при большем давлении в системе они просто не будут перекачивать газ.
Проверьте соотношение давления в циркуляционных насосах при большой разнице давлений он может снизить выработку, так и прекратить её вовсе.
При использовании охладителей / нагревателей может произойти ситуация, когда при резком повышении давления в системе пропускная способность трубы резко и значительно сокращается - труба «забивается». В такой ситуации откачайте газ из системы и переустановите участок трубы, присоединённой к теплообменнику.