Część 5 -Projektowanie instalacji z pompą ciepła

Pierwszy etap 
Podczas projektowania systemu z pompą ciepła jest określenie zapotrzebowania na moc cieplną/chłodniczą.
Drugi etap
Projektant po wyliczeniu zapotrzebowania na moc pompy ciepła powinien dokonać wyboru źródła dolnego i górnego źródła ciepła, oraz na tej podstawie dobrać temperaturę wrzenia i skraplania czynnika pracującego w układzie freonowym. Temperaturę w parowniku należy określić tak, aby dla danego czynnika ciśnienie  nie było niższe od ciśnienia atmosferycznego (w innym przypadku mogą wystąpić problemy ze szczelnością układu).
Na tym etapie następuje wybór optymalnego czynnika chłodniczego (R407 lub R410a).

źródło : Centrum pompy ciepła

Część 5 - Korzyści idące z instalacji systemu gruntowej - pompy ciepła

Gdy porównywamy systemy grzewcze lub urządzenia grzewcze , wszystkie koszty, które są ponoszone podczas zakupu/instalacji/obsługa i konserwacja powinny być uwzględnione w koszcie cyklu życia / koszcie eksploatacji w okresie lata.  W przypadku pompy ciepła  mówimy także o korzyściach niematerialnych do których zaliczają się:

1. niskie zużycie energii
2. mniejsze koszty lub brak za produkcje ciepłej wody
3. całoroczny komfortu użytkowania domu z pompą ciepła
4. cechy konstrukcyjne
5. wysoka estetyka
6. niewielki wpływ środowiskowa
7. niskie koszty utrzymania ogrzewania co
8. ogrzewanie strefowe oraz chłodzenie
9. trwałość
10. odporność na wandalizm

Poniższa tabela porównuje różne rodzaje systemów centralnego ogrzewania

Porównanie kosztów cyklu życia dla pomp ciepła

Porównanie	Bezpieczeństwo	Koszt instalacji	Koszty pracy	Koszt utrzymania	Koszt cyklu życia
Tradycyjny system grzewczy	Problematyczne	Średni	Średni	Wysoki	Średni
Pompa ciepła	Bardzo wysokie	Średni	Średni	Średni	Średni
Geotermalna lub gruntowa pompa ciepła	Bardzo wysokie	Wysoki	Niski	Niski	Niski

Największe korzyści z pompy ciepła jest to, że używają te urządzenia od 25 do 50 procent mniej energii niż konwencjonalny system chłodzenia lub ogrzewania.

Część 5 - Wprowadzenie - Pompy ciepła

W naturalnych warunkach, ciepło płynie tylko z wysokich temperaturach do niskich temperatur. Aby przenieść ciepło z otoczenia o niskiej temperaturze do otoczenia o wysokiej temperaturze należy wykonać  prace.

Urządzenie, które przenosi ciepło z otoczenia o niskiej temperaturze do otoczenia o wysokiej temperaturze jest nazywana pompą ciepła.

Pompa ciepła jest to system ogrzewania lub chłodzenia. Chłodzone (a czasem nawilżane lub elektronicznie oczyszczone) powietrze jest zwykle dostarczane przez  przewody przeznaczone do ogrzewania powietrza.

Pompa ciepła wykorzystuje zasady pracy klimatyzatora czyli odprowadza ciepło z jednego miejsca i dostarczyć go do drugiego. Oprócz wydalania ciepła z wnętrza budynku, układ może być odwrócony do ogrzewania domu w zimie.

Pompy ciepła są klasyfikowane w zależności od źródła ciepła niskotemperaturowego:

Pompa ciepła powietrze-powietrze lub powietrze-woda (powietrzna pompa ciepła) Ciepło jest przenoszone z powietrza o niskiej temperaturze na zewnątrz, do wnętrza wysokiej temperatury.

Gruntowe pompy ciepła i pompa ciepła ziemia-powietrze. Ziemia jest używana jako radiator w lecie i źródła ciepła w okresie zimowym.

Więcej na temat pomp ciepła -> wersja angielska

Część 5 - Wprowadzenie - Ogrzewanie

Strat ciepła

Domy ogrzewa do utrzymania wewnętrznej temperatury około 65 ° C, gdy temperatura zewnętrzna jest niższa. Dom wymaga ciepła, w sposób ciągły, ponieważ straty ciepła. Ciepło może uciec z domu za pośrednictwem różnych miejscach; niektóre są dobrze znane, a niektóre nie są zauważalne. Ciepło może uciec z dachu, ścian, drzwi, okien, ścian piwnic, komin, kominy, a nawet podłogi.

Im większe straty ciepła tym piec musi bardziej nadrobić straty. Aby piec wygenerował więcej ciepła, aby zrekompensować straty ciepła, potrzebuje więcej paliwa, a to powoduje wyższe koszty ogrzewania.

Ucieczki ciepła od wewnątrz na zewnątrz przez trzy mechanizmy :

• Przewodzenie- to proces, w którym ciepło jest przekazywane z gorących powierzchni obiektu stałego z chłodnym z ciała stałego poprzez zderzeniach cząstek. Atom lub cząsteczka z więcej energii zamienia energię z sąsiednim atomem lub cząsteczką przez kontakt fizyczny lub kolizji.
  
• Konwekcja-  jest procesem, w którym ciepło jest przenoszone z jednego płynu (cieczy lub gazu) do drugiego przez objętościowego przepływu samego płynu.
  
• Promieniowanie -to jest transfer ciepła przez fale elektromagnetyczne w przestrzeni. W odróżnieniu od konwekcji lub przewodzenia, gdzie energia z gazów, cieczy i ciał stałych jest przenoszone przez cząsteczki z lub bez ich fizycznego ruchu, promieniowanie nie wymaga nośnika

Zmniejszenie zużycia energii

Istnieją dwa sposoby, w którym możemy zmniejszyć zużycie energii.

Najbardziej opłacalnym sposobem jest poprawa "kopertę" Dom w  ściany, okna, drzwi, dach i podłogi, które należy ująć w domu poprzez poprawę izolacji (straty przewodzenia) i uszczelniania wycieków powietrza z masy uszczelniające (straty konwekcyjne) ,

Drugi sposób, w celu zmniejszenia zużycia energii jest zwiększenie wydajności pieca, który dostarcza ciepło.

Zasoby

Roczny Koszt ogrzewania -> tu

Częśc 4 - Rodzaje Oświetlenia: Świetlówki

Lampa fluorescencyjna jest to wielki postęp i sukces komercyjny w oświetleniu na małą skalę w porównaniu do oryginalnej żarówki z żarnikiem wolframowy, . Te żarówki są bardzo wydajne w porównaniu do tradycyjnych żarówek. Fluorescencja jest zjawiskiem, w którym absorpcja światła o danej długości fali cząsteczką fluorescencyjną następuje emisja światła przy większych długościach fali.

Fluorescencyjne lampy składa się z rurki szklanej z powłoką fosforu, niewielką ilość gazu obojętnego (zwykle argonu lub kryptonu), rtęć i zestawu elektrody. Punkty kontaktowe na zewnątrz rury przenoszenia energii elektrycznej do żarówki.

Lampy fluorescencyjne są o 2 do 4 razy skuteczniejsze niż żarówki przy wytwarzaniu światła, które są przydatne dla ludzi.

Świetlówki posiadają stateczniki do uruchamiania i ochrony obwodu. Stateczniki wymagają energii i do pewnego rodzaju statecznika, wydajność osiąga się tylko wtedy, gdy lampy fluorescencyjnej zostaje on przez dłuższy okres czasu bez częstych cykli wyłączania.

Oszczędność energii do istniejącego oświetlenia fluorescencyjnego można zwiększyć poprzez:

• na przykład, zastąpienie istniejących lamp z jednym niższej mocy)
• zastępując stateczniki;
• wymianą urządzeń na bardziej wydajne modele

Świetlówki kompaktowe

Świetlówki kompaktowe są zminiaturyzowane świetlówki, które zazwyczaj mają luminofory premium, które często są pakowane z wbudowanym statecznikiem lub modułowej, jak pokazano na poniższym rysunku.

Świetlówki kompaktowe mają następujące cechy:

• Zazwyczaj mają standardową bazę śruby, które można zainstalować w prawie każdym lampę lub osprzętu oświetleniowego, który akceptuje żarówka.
• Są w wielu różnych rozmiarach i kształtach, i są wykorzystywane jako alternatywy energooszczędnych żarówek.
• Mają o wiele dłuższą trwałość-6000 do 20.000 godzin (od 10 do 20 razy dłużej w porównaniu do 750) do 1000 godzin w standardowej żarówki.
• Może zastąpić tradycyjne żarówki, które są mniej więcej 3 do 4 razy ich mocy, ale może kosztować nawet 10 razy więcej niż w porównywalnych żarówki.
• Jeden z najlepszych inwestycji w zakresie efektywności energetycznej dostępnych. Mimo że kosztują więcej, są bardzo ekonomiczne w dłuższej perspektywie.

Część 4 -Rodzaje oświetlenia tradycyjnego

Istnieją następujące podstawowe typy oświetlenia:

1. Rozżarzony
2. Fluorescencyjny
3. Wyładowczych dużej intensywności
4. Sodu niskiego ciśnienia
5. Żarówki

Thomas Alva Edison wynalazł żarowe żarówki z długim czasem pracy. Lewis Latimer udoskonalił z zastosowaniem włókna ciągłego węglowego.

Żarówki żarowe składa się z zamkniętej bańki szklanej z włókna wewnątrz. Gdy prąd przepływa przez włókno, włókno nagrzewa. W zależności od temperatury włóknie promieniowanie emitowane z włókna.

Temperatura żarnika jest bardzo wysoka, na ogół ponad 2000 ° C lub 3600 ° F. W "standardowym" 60-, 75- lub 100-watowej żarówki, temperatura żarnika jest mniej więcej dwa tysiące pięćset pięćdziesiąt ° C, czyli około 4.600 ° F. W wysokich temperaturach, jak to promieniowanie cieplne z włókna zawiera znaczną ilość światła widzialnego.

Podczas pracy żarówki w temperaturze żarnika około 2,000ºC około 5 procent energii elektrycznej przekształca się w światło widzialne, a reszta z nich jest emitowana w postaci ciepła lub promieniowania podczerwonego.

Standardowe żarówki

Standardowe żarówki najczęściej używane są nieefektywne. Większe żarówki o małej mocy mają większą skuteczność więcej lumenów na wat niż mniejsze żarówki o małej mocy.

Żarówki halogenowe wolframu

Wolfram halogenowa jest żarówka z rodziny gazów halogenowych zamkniętym wewnątrz bańki wewnętrznej powłoki, która odbija ciepło z powrotem do włókna. Ma podobną moc światła do regularnego żarowym żarówki podczas gdy mniej mocy. Halogenów w napełniania gazem zmniejszyć straty  materialne żarnika, spowodowanym przez odparowanie i zwiększenia wydajności lampy.

Rurkowe żarówki halogenowe z wolframem

Rurkowe żarówki halogenowe z wolframem są powszechnie stosowane w "żyrandole" lampy podłogowe, które odbijają światło od sufitu, zapewniając bardziej rozproszone i odpowiednie oświetlenie ogólne.

Chociaż te zapewniają lepszą wydajność energetyczną niż żarówki standardowe typu A, lampy te zużywają znaczne ilości energii (zazwyczaj rysunek 300 do 600 W) i stają się bardzo gorące (300-W rurowy wolframu-halogen osiągnie temperaturę około 2600C w porównaniu do około 600C kompaktowego żarówki fluorescencyjne). Jednak Żarówki halogenowe pracują w bardzo wysokich temperaturach.

Żarówki halogenowe

Żarówka halogenowa często od 10 do 20 procent bardziej wydajniejsza niż zwykła żarówka podobnego napięcia, mocy i długości życia. Żarówki halogenowe mogą także mieć dwa do trzech razy dłuższe życie, niż zwykłe żarówki. Ile żywotność i wydajność są lepsze zależy w dużej mierze od tego, czy wypełnia gaz (zwykły krypton, czasami ksenon) lub argon jest używany. Obrazek poniżej pokazuje zdjęcie zrobione z kamery na podczerwień porównaniu ciepło wytwarzane przez halogen i żarówki fluorescencyjne. Czerwone i białe linie kolorystyczne są bardzo gorące i niebieskie strefy są chłodniejsze.

Lampy reflektorowe

Lampy reflektory  rozprzestrzeniają fale świetlne we wszystkich kierunkach. Światło, które idzie do tyłu nie jest przydatne, gdy światło jest najbardziej potrzebna z przodu. Lampy reflektory (typ R) są zaprojektowane tak, aby rozpraszać światło w określonych obszarach.

Lampy reflektory mają powłokę srebra na stronach takich jak na każdym lustrze i dlatego wszystkie fale świetlne przechodzące przez boki lub z tyłu są widoczne z przodu. Dlatego są one nazywane reflektorami i nazywane są również oświetlenie stadionowym.

Cześć 4 - Wprowadzenie - Oświetlenie

Gdy większość ludzi kupuje żarówki, patrzy się na waty (W). Przypomnijmy, że jest to jednostka o mocy czyli tempo, w którym energia elektryczna jest zużywana od dostawcy energii elektrycznej. Nie mówi nic o mocy strumienia świetlnego.

Najbardziej powszechną miarą jasności (lub strumienia świetlnego) jest prześwit. Wszystkie lampy są oceniane w lumenach.
Żarówki charakteryzują trzy parametry wymienione w opakowaniu:

• Strumień świetlny lampy lub strumień światła
• Pobór mocy w watach
• Trwałość żarówki w godzinach.

Footcandle (fc) jest standardowa jednostka miary dla oświetlenia na powierzchni. Jest to światło światła rozproszonego na powierzchni 0,09 metra kwadratowego.

Średni poziom footcandle na kwadratowej powierzchni jest równa ilości lumenów uderzające powierzchni podzielonej przez pole powierzchni.

FC = lumenów światła / na stopę kwadratową

Jak dużo światła potrzeba w pomieszczeniu zależy od wykonywanych zadania (pracy). Oświetlenie otoczenia jest uniwersalne przykładem jest oświetlenie stosowane w korytarzach dla bezpieczeństwa i ochrony. Iluminacji 30-50 Fc jest zasadniczo maksymalny które trzeba do tego celu zastosować.

Oświetlenie zadaniem jest oświetlenie, które jest przeznaczone do konkretnych zadań. 

Czytanie i pisanie są zadania najbardziej intensywnego światła i wymagają około 50 fc w domu. Zadania takie jak gotowanie, szycie, lub naprawy zegarek wymaga więcej - około 200-300 fc. 

Oświetlenie akcentujące jest oświetlenie, które jest, aby wyróżnić pewne obiekty lub obszary. Na przykład, oświetlenie obrazu lub rzeźby. Oświetlenie akcentujące oświetla również ściany więc bardziej mieszanka naturalnie jasnych obszarach, takich jak sufity i okna. Oświetlenie akcentujące może być wysokiej intensywności lub subtelne.

Część 3 - Ochrona środowiska przed kwaśnymi deszczami

Aby ochronić środowisko przed skutkami kwaśnego deszczu musimy wszyscy pójść w ekologię. Energooszczędne urządzenia, oświetlenie a nawet samochody pozwolą zmniejszyć wielkość zanieczyszczeń uwalnianych do środowiska.
Wyłącz światło, komputery i inne urządzenia, gdy nie są używane.
Inwestuj w urządzenia wykorzystania energię bardzie efektywniej.
Zmniejsz temperaturę w domu. Ocieplij dom najlepiej jak potrafisz. Inwestuj w domy energooszczędne
Korzystaj z transportu publicznego, albo jeszcze lepiej, spaceruj lub używaj roweru w miarę możliwości. Zakupu pojazdów o niskiej emisji NOx, jest koniecznością.

Cześć 3 - Kwaśny deszcz

Kwaśny deszcz jest poważnym problemem dla środowiska na całym świecie, w szczególności w Azji, Europie i dużej części USA i Kanady. Kwaśnych zanieczyszczeń, takich jak SO2 i NOx są emitowane do środowiska podczas spalania paliw kopalnych.

Większość siarki w dowolnym paliwa z tlenem i tworzy SO2 w komorze spalania. Ten SO2, gdy emitowane do atmosfery powoli utlenia się do SO3. SO3 jest łatwo rozpuszczalny w wodzie, w chmury i formy kwasu siarkowego (H2SO4).

S + O2 → SO2 + 12 / O2 (w atmoshpere) → SO3 + H2O → H2SO4 (kwas siarkowy)


Większość NOx emitowanej w postaci NO. To, że nie jest utleniany w atmosferze NO2. NO2 jest rozpuszczalny w wodzie i tworzy HNO3 (kwas azotowy).

NO + 12 / O2 (w atmoshpere) → NO2 + H2O → HNO3 (kwas azotowy)

Światło słoneczne zwiększa szybkość reakcji SO2 i NO . Rezultatem jest łagodne roztwór kwasu siarkowego i kwasu azotowego. "Kwaśne deszcze" to szerokie pojęcie używane do opisania kilka sposobów, że kwasy spadają z atmosfery. Bardziej precyzyjne określenie jest odkładanie kwasu, która ma dwie części: na mokro i sucho.

Mokra depozycja - odnosi się do kwaśnego deszczu, mgle i śniegu. Podczas przepływu wody przez kwaśnych i przez glebę, wpływa na wiele roślin i zwierząt.
Siła efektów zależy od wielu czynników, w tym:
1. Kwasowość w wodzie;

• chemia i buforowanie zdolności gleb zaangażowanych;
• rodzaje ryb, drzew i innych istot żywych, które opierają się na wodzie.

2. Sucho osadzania - oznacza kwaśnych gazów i cząstek. O połowę kwasowości w atmosferze spada z powrotem na ziemię za pomocą suchej depozycji.

• Kwaśne cząstki i gazy są wiatrem na budynków, samochodów, domów i drzew.
• Suche zdeponowane gazy i cząsteczki mogą być myte od drzew i innych powierzchni przez ulewy. Kiedy tak się dzieje, że woda opadowa dodaje te kwasy do kwaśnych deszczów, co kombinacja bardziej kwaśny niż sam padającym deszczu

Kwaśność deszczu mierzona jest za pomocą skali pH.

pH jest miarą stężenia jonów wodorowych, które mierzy się jako ujemny logarytm. Innymi słowy, kwasy i zasady produkcji jonów wodorowych wytwarzać jony hydroksylowe, to pH jest moc roztworu, z wytworzeniem dodatnich jonów wodorowych [H +].

Skala pH w zakresie od 0 do 14 i wskazuje, jak kwaśna lub zasadowa substancja jest.

• PH 7 jest obojętny.
• PH poniżej 7 jest kwaśna
• PH większe niż 7, jest proste.

Im niższa wartość pH danej substancji, tym bardziej kwaśny jest. Każdy cała wartość pH poniżej 7 (punkt neutralny) jest dziesięć razy bardziej kwaśny niż następnego wyższej wartości.

Na przykład pH od 4 jest dziesięć razy bardziej kwaśne niż przy pH od 5 do 100 razy (10) 10-krotnie bardziej kwaśne niż pH 6.

Im wyższa wartość pH danej substancji, tym bardziej podstawowe lub zasadowy jest.

Każdy cała wartość pH powyżej 7 jest dziesięć razy bardziej zasadowy (inny sposób powiedzieć podstawowy) niż następnego niższej wartości całego.

Na przykład, pH 10 jest dziesięć razy bardziej zasadowej niż pH = 9.

Czysta woda ma pH 7,0. Normalnego deszcz jest lekko kwaśny, ponieważ dwutlenek węgla rozpuszcza się w nim, tak, że ma wartość pH około 5,5. Począwszy od roku 2000, najbardziej kwaśny deszcz spada w Stanach Zjednoczonych ma pH około 4,3.

Kwaśne deszcze powodują zakwaszenie jezior i strumieni i przyczynia się do uszkodzenia drzew na dużych wysokościach (na przykład czerwonych świerków powyżej 2000 stóp) i wielu wrażliwych gleb leśnych. Kilka regionów w USA zostały zidentyfikowane jako zawierające wiele wód powierzchniowych wrażliwych na zakwaszenie.

Cześć 2 - Wpływ globalnego ocieplenia na środowisko i zdrowie

Wpływ globalnego ocieplenia na takie rzeczy jak zdrowie, zasobów wodnych, w regionach polarnych, stref przybrzeżnych i lasów jest prawdopodobne, ale niepewna.

Zdrowie

Najbardziej bezpośredni wpływ zmian klimatu byłyby skutki cieplejszych temperaturach. Ekstremalnie wysokie temperatury zwiększyć liczbę zgonów które następują z wielu powodów:

• Osoby z chorobami serca są zagrożone, ponieważ układ krążenia musi pracować ciężej, aby utrzymać chłód ciała w czasie upałów.
• Wyczerpanie z ciepła, 
• Wyższe temperatury powietrza zwiększają stężenie ozonu na poziomie gruntu.
• Choroby, które rozprzestrzeniają się przez komary i inne owady mogą stać się bardziej powszechne: malarię, gorączkę denga, żółta gorączka, i zapalenie mózgu.

Zasoby wodne

Zmieniający się klimat zwiększa parowanie i opady wody na większości obszarów. W tych obszarach, gdzie parowanie wody było zwiększone ponad ilość opadów, gleba stanie się słucha, a poziomy jezior i rzek spada. Niższe przepływy rzeczne i niższe poziomy jezior może upośledzać działanie, elektrowni wodnych i wytwarzania energię, przyczynić się do pogorszenia jakości wody i zmniejszenia dostaw wody dostępne do zastosowań rolniczych, mieszkalnych i przemysłowych. Na niektórych obszarach mogą wystąpić częstsze powodzie w okresie zimy i wiosny, a także niższe dostaw w okresie letnim.

Regiony polarne

Modele klimatyczne wskazują, że globalne ocieplenie będzie odczuwalne przede wszystkim na dużych szerokościach geograficznych, szczególnie w Arktyce, gdzie spodziewane jest zmniejszenie lodu morskiego i pokrywy śnieżnej, aby doprowadzić do największych względnych wzrostem temperatury. Lód i śnieg ochłodzenia klimatu poprzez odbijanie energii słonecznej z powrotem do miejsca, więc ograniczenie ich zakresu doprowadzi do większego ocieplenia w regionie.

Przybrzeżne Strefy

Poziom morza podnosi się szybciej wzdłuż wybrzeży Stanów Zjednoczonych, niż na całym świecie. Badania przeprowadzone przez EPA i innych, szacuje się, że wzdłuż wybrzeża Atlantyku i Zatoki Perskiej, jeden stóp (30 cm) wzrost poziomu morza może w 2050 r.

W następnym wieku, wzrost poziomu wody na poziomie 60cm jest bardzo prawdopodobne. Wzrost poziomu morza zalewa tereny podmokłe i inne tereny nizinne, niszczy plaże, nasilają się powodzie, i zwiększa zasolenie rzek, zatok i tabel wód podziemnych. Nisko położone kraje takie jak Malediwy położonych na Oceanie Indyjskim i Bangladeszu mogą być w wysokim stopniu. Świat może zobaczyć globalne ocieplenie uchodźców z tych oddziaływań.

Lasy

Prognozowane  ocieplenie może wynieść 2 ° C.Jeżeli klimat zmienia się na tyle wolno, wyższe temperatury mogą umożliwić kolonizacje drzewa  na północ, w obszarach, które są obecnie zbyt zimne, mniej więcej w tym samym tempie, jak południowe obszary stały się zbyt gorące i suche.

Kilka innych oddziaływania związane ze zmianą klimatu jeszcze bardziej skomplikować obraz:
Po stronie pozytywów, CO2 ma korzystny wpływ nawożenia na rośliny, a także umożliwia zakłady na bardziej efektywne wykorzystanie wody. Efekty te mogą umożliwić niektóre gatunki oprzeć się negatywnym skutkom wyższych temperaturach lub suchych glebach.
Na negatywne strony, pożary lasów mogą stać się częstsze i bardziej dotkliwe, jeśli gleba staje się bardziej suchy.

Część 2 - Gazy cieplarniane przyczyniają się do globalnego ocieplenia.

Ciężko jest określić w jakim stopniu człowiek przyczynia się na produkcje gazów cieplarnianych. To dlatego, że inne czynniki, zarówno naturalne, jak i ludzkie, mają wpływ na temperaturę naszej planety.

Naukowe zrozumienie tych czynników naturalnych-zwłaszcza wahań klimatycznych, zmian w energii słonecznej, pozostają niejasne.

Międzyrządowy Zespół do spraw Zmian Klimatu (IPCC) stwierdził, że był to "wyczuwalne" ludzki wpływ na klimat; i że obserwowany trend ocieplenia jest "mało prawdopodobne, aby być całkowicie naturalne pochodzenie."
W najnowszym raporcie z 2001r.  IPCC napisał "Jest nowy i mocniejszy dowód, że większość ocieplania obserwowanego w ciągu ostatnich 50 lat wynika z działalności człowieka."
W skrócie, naukowcy uważają, że wzrost stężenia gazów cieplarnianych w atmosferze przyczynia się do globalnego ocieplenia, jak można by się spodziewać; jednak, na ile jest trudna do określenia w obecnym czasie.

Część 2 - Globalne ocieplenie

Słońce jest głównym źródłem energii. Jak wcześniej wspomniałem zmiana temperatury, to jest to waga netto między przychodzącą energią słoneczną i energia wychodząca.

Ziemia jest w ciągłym ruchu wokół Słońca. W oparciu o jego położenie, zachodzą zmiany energii. Oś obrotu Ziemi jest nachylona pod kątem 23,5 °, a to odchylania z jednego boku na drugi i z powrotem ponad 40.000 w cyklach rocznych. Oś obrotu Ziemi trwa około 21.000 lat, aby zakończyć cykl.

Orbita Ziemi wokół Słońca zmienia się od toru kołowego do eliptycznego. Są to zmiany długoterminowe. W znacznie krótszym okresie promieniowanie słoneczne może mieć wpływ na aktywność na powierzchni słońca. Wzrost aktywności słonecznej występuje w cyklu 11-letnim.

Jak w wielu dziedzinach badań naukowych, istnieją niepewności związane z nauką o globalnym ociepleniu. Nie oznacza to, że wszystkie rzeczy są równie niepewne. Niektóre aspekty nauki są oparte na znanych prawach fizyki i udokumentowane trendach, podczas gdy inne aspektach są niewiadome.

Część 1 - Efekty zanieczyszczenia środowiska na zdrowie

Zanieczyszczenia, które są emitowane bezpośrednio podczas procesu spalania - lub produktów spalania - nazywane są "podstawowe zanieczyszczenia." Właśnie te produkty opisane wcześniej w lekcji, teraz będziemy patrzeć na ich wpływ na środowisko i zdrowie ludzi.

Dwutlenek węgla (CO2)

Dwutlenek węgla nie jest zanieczyszczeniem, które może zaszkodzić naszemu zdrowiu, ale jest sprawdzoną gazów cieplarnianych. Ma zdolność do absorpcji promieniowania podczerwonego, który się  wydostawanie z  powierzchni ziemi, co powoduje ogrzanie atmosfery. Nadmierna emisja CO2 oraz innych gazów cieplarnianych przyczynia się do niepożądanych zmian klimatycznych.

Tlenek węgla (CO)

Jak dowiedzieliśmy się wcześniej, tlenek węgla, lub CO, jest bezbarwny, bezwonny i bez smaku gaz, który powstaje, gdy paliwo nie spala się całkowicie.

Przy znacznie wyższych stężeniach CO w powietrzu, może być trujące, a nawet może doprowadzić do pogorszenia zdrowia osoby eksponowanej na zanieczyszczenie. Ekspozycji na zwiększony poziom emisji CO powoduje:

• niedowidzenie;
• zmniejszona zdolność do pracy;
• zmniejszona sprawność manualną;
• słaba zdolność uczenia się;
• trudności w wykonywaniu złożonych zadań.

Zagrożenie zdrowia z poziomu CO czasem znaleźć się w otaczającym powietrzu jest najpoważniejszym dla tych, którzy cierpią z powodu chorób układu krążenia, takich jak dławica piersiowa.

Dwutlenek siarki (SO2)

Wysokie stężenie dwutleneku siarki może spowodować następujące problemy zdrowotne:

1. krótkotrwałe narażenie na dwutlenek siarki:

• Dorośli i dzieci z astmą, którzy są aktywni na zewnątrz będzie doświadczenie czasowe upośledzenie oddychania.
• Osoby z astmą mogą wystąpić trudności w oddychaniu z umiarkowanej aktywności i mogą wykazywać objawy, takie jak świszczący oddech, ucisk w klatce piersiowej lub duszność.

2. długotrwałe narażenie (wraz z wysokim poziomem PM):

• Nasilenie istniejącej choroby układu krążenia
• choroby układu oddechowego
• Zmiany w obronę płuc "

Podgrup populacji, które mogą być dotknięte w tych warunkach to osoby z chorobami serca lub płuc, a także osób starszych i dzieci.

Tlenki azotu (NOx)

Tlenek azotu i dwutlenek azotu wraz reprezentuje NOx. Większość emisji z urządzeń do spalania (około 90%) są w postaci NO.

NOx reagowuje w powietrzu, tworząc ozonu w warstwie przyziemnej i drobnych cząstek stałych, które są związane z niekorzystnymi skutkami zdrowotnymi.

Ekspozycje krótkoterminowe (na przykład mniej niż 3 godziny) do niskiego poziomu NO2 może prowadzić do zmian w reaktywności dróg oddechowych i płuc u osób z wcześniej istniejącej choroby układu oddechowego. Ekspozycje te mogą również zwiększyć choroby układu oddechowego u dzieci.
Długotrwałe narażenie na NO2 może prowadzić do zwiększonej podatności na infekcje dróg oddechowych i może spowodować nieodwracalne zmiany w strukturze płuc.
NOx przyczynia się w szerokim zakresie oddziaływania na środowisko bezpośrednio i w połączeniu z innymi prekursorami w kwaśnego deszczu i ozonu.

Zwiększona dawka azotu do lądowych i systemy wodno-błotne mogą prowadzić do zmian w składzie gatunkowym roślin i różnorodności.
Bezpośredni dawka azotu w ekosystemach wodnych, takie jak te znajdujące się w wodach estuarium i przybrzeżnych (np, Chesapeake Bay) może prowadzić do eutrofizacji (warunek, który promuje wzrost nadmierne glonów, co może prowadzić do poważnego uszczuplenia rozpuszczonego tlenu oraz podwyższony poziom toksyn szkodliwych dla organizmów wodnych).
Azotu, pojedynczo lub w kwaśnych deszczów, także może zakwaszenia gleb i wód powierzchniowych.

Cząstki stałe (PM)

Cząstki mniejsze niż lub równe 10 mikrometry (mikro metra lub milionowej części metra) w średnicy może dostać się do płuc i może powodować liczne problemy zdrowotne. Inhalacja tych drobnych cząstkach jest związana z chorobą i śmierci z powodu choroby serca i płuc. Różne problemy zdrowotne były związane z długoterminowym (np wieloletniej) ekspozycje wobec tych cząstek. Krótkoterminowych szczyt codziennie, a potencjalnie nawet krótszy termin (np, 1-godzinny) ekspozycje wobec tych cząstek może być również związane z problemami zdrowotnymi.

• Cząstki mogą pogorszyć warunki układu oddechowego, takich jak astma i zapalenie oskrzeli, i były związane z zaburzeniami rytmu serca (tętno) i nieprawidłowości ataków serca. Ludzie z sercem lub choroby płuc, osoby starsze i dzieci są najbardziej zagrożone wskutek narażenia na cząstki.
• Cząsteczki obaw może zawierać cząstki zarówno drobne i grube-frakcji, choć drobne cząstki zostały wyraźniej związane z najpoważniejszych skutków zdrowotnych.

• Cząstek większych niż 2 m mikro (nm) nie wnikają dalej jamy nosowej i tchawicy.

• Cząstki mniejsze niż 0,1 mikrometrów mają tendencję do złożenia w drzewie tracheobronchia i są usuwane podczas wydechu.
• Cząstki pomiędzy 0,1 a 2,0 um przenikają w głąb płuc i oskrzelików oddechowych osiedlić się w pęcherzykach płucnych lub

Część 1 - Produkty spalania paliw kopalnych

Część paliwa a dokładnie węglowodory nie mogą się całkowicie spalić w procesie spalania, a zatem są uwalniane do atmosfery wraz z produktami.

Produkty powstające podczas spalania paliw kopalnych.

• Dwutlenek węgla
• Tlenek węgla
• Dwutlenek siarki
• Tlenki azotu
• Prowadzić
• Particulate Matter
• Dwutlenek węgla (CO2)

Dwutlenek węgla jest głównym produktem spalania paliw kopalnych od 60-90 procent masy paliw, które  się palą.

Chiny są największym emiterem CO2 związanych z energią, osiągając wszech czasów z 8320 mln ton dwutlenku węgla w 2010 roku USA emitowany około 5,61 miliardów ton w roku 2010. Poniższy wykres przedstawia trend w węglu od 1980 roku emisja dwutlenku Azji i Oceanii, a zwłaszcza Chiny Indie emisji reklam można zobaczyć znacznie wzrosnąć w ciągu ostatnich dwóch dekad.

Wykres trendów emisji CO2. Opisane w tekście powyżej.

Źródło: US Energy Information Administration: Międzynarodowy Statystyki Energii

Tlenek węgla (CO)

Tlenek węgla lub CO jest bezbarwny, bezwonny, który powstaje, gdy węgiel paliwo nie jest całkowicie spalone. Poniższy rysunek przedstawia wkład różnych źródeł do emisji CO:

Tlenek węgla jest składnikiem spalin, co stanowi około 55 procent wszystkich emisji CO w całym kraju. Pozostałe  22 procent całej emisji CO w całym kraju to silniki takich jak maszyny budowlane i łodzi. Wyższe poziomy CO na ogół występują w obszarach o dużym natężenia ruchu. W miastach, od 85 do 95 procent całej emisji CO może pochodzić z układu wydechowego pojazdów silnikowych.

Inne źródła emisji CO obejmują procesy przemysłowe takie jak przetwórstwa metali i produkcji chemiczna, spalanie drewna, jak i naturalnych źródeł, takich jak pożary lasów. Piece gazowe, dym papierosowy i kaski bez otworków wentylacyjnych gazu i nafty grzejniki są źródłem CO w pomieszczeniu.

Najwyższy poziom CO w powietrzu zewnętrznym występują zwykle podczas chłodniejszych miesiącach roku, gdy warunki inwersji są częstsze. Inwersja jest stan atmosfery, która występuje, gdy zanieczyszczenia powietrza są uwięzione w pobliżu ziemi pod warstwą ciepłego powietrza.

Dwutlenek siarki (SO2)

Dwutlenek siarki lub SO2, należący do rodziny gazowych tlenków siarki (SOx). Gazy te rozpuszczają się łatwo w wodzie. Siarka jest powszechna we wszystkich surowcach tj. :
- ropa naftowa,
- węgiel i rudy zawierające wspólne metale, takich jak aluminium, miedzi, cynku, ołowiu i żelaza.

SOx gazy tworzą się, gdy paliwo zawierające siarkę, takie jak węgiel i ropa naftowa, jest spalany, a gdy benzyna ekstrahuje się z oleju, i ekstrahuje się metale z rud. SO2 rozpuszcza się w parze wodnej w celu utworzenia kwasu i współdziała z innych gazów i cząstek w powietrzu tworząc siarczany i inne produkty, które mogą być szkodliwe dla ludzi i środowisko.

Tlenki azotu (NOx)

Tlenki azotu, NOx i jest ogólną nazwą dla grupy gazów wysoko reaktywne, z których wszystkie zawierają azot i tlen w różnych ilościach. Wiele z tlenków azotu jest bezbarwny i bezwonny.

Tlenki azotu powstają, gdy paliwo jest spalane w wysokiej temperaturze, ponieważ w procesie spalania. Podstawowe źródła emisji tlenków azotu są pojazdy samochodowe, narzędzia elektryczne, i inne przemysłowe, handlowe i mieszkaniowe, które palą źródła paliw, jak pokazano na rysunku poniżej.

Ołów (Pb)

Główne źródła emisji ołowiu historycznie były pojazdy samochodowe (takie jak samochody i ciężarówki) oraz źródła przemysłowe.

Ze względu na wycofywanie benzyny ołowiowej, obróbka metali jest głównym źródłem emisji do powietrza ołowiu dziś. Najwyższy poziom ołowiu w powietrzu są na ogół znaleźć w pobliżu huty ołowiu (urządzeń, które przetwarzają rudy ołowiu). Inne źródła stacjonarne są spalarnie odpadów, narzędzia i producenci akumulatorów kwasowo-ołowiowe.

Cząstki stałe (PM)

Cząstek stałych (PM) jest ogólnym terminem stosowanym do opisania mieszaniny cząstek stałych i kropelek cieczy znajdujących się w powietrzu. Niektóre cząstki są wystarczająco duże, aby być postrzegane jako kurzu lub brudu. Inne są tak małe, że można je wykryć tylko pod mikroskopem elektronowym.

Część 1 - Paliwa kopalne i produkty ich spalania

Niestety na świecie mimo wielu starań jesteśmy zależni od Paliw kopalnych. W zależności od regionu ta wartość wacha się od 84 procent do 98 procent.

W tej części dowiemy się co to są paliwa kopalne oraz jakie konsekwencje są spalania paliw kopalnych.

Jak może pamiętacie z zajęć, paliwa kopalne powstawały przez miliony lat przez kompresję materiału organicznego (źródła roślinne i zwierzęce), zabezpieczone przed próchnicą i zakopane w ziemi. Zawierają:

1. Węgiel
2. Gazu ziemnego
3. olej naftowy

Paliwa kopalne są to węglowodory składające się głównie z następujących pierwiastków: węgiel, wodór oraz niektórych związków siarki, azotu, tlenu i substancji mineralnych. Substancje mineralne, zamieniają się w popiół gdy spalone.

Skład i ilości tych elementów zmienia się w zależności od  paliwa kopalnego (węgla, ropy naftowej i gazu ziemnego), ale elementy są takie same. Na przykład, nie ma więcej atomów wodoru paliw płynnych niż węgla na jednostkę masy.

Spalanie jest szybkie utlenianie elementów paliw kopalnych, co prowadzi do wytwarzania ciepła. Gdy te elementy utlenienia (lub w połączeniu z tlenem), powstają produkty spalania.

Wprowadzenie do zajęć - Energia i środowisko.

Witam na lekcjach poświęconych pozyskiwaniu Energii oraz Środowisku. Jak już wspomniałem na zajęciach w przeglądzie materiału potrzebnego na zaliczenie kolokwium. Poniższe lekcję będą podzielone na części.

Część 1 jest związana z produktami powstającymi podczas spalania paliw kopalnych i skutków na środowisko tych produktów.

Część 2 będziemy zajmować się ekologią oraz wpływem jaki wywieramy na globalne ocieplenie.

Część 3 dotyczyć będzie kwaśnych deszczów, smogowi oraz niszczeniu warstwy ozonowej.

Część 4 będzie dotyczyć energooszczędnemu oświetlenia budynków

Część 5 zawierać będzie tematy dotyczące ogrzewania budynków

Część 6 wszystko co powinniśmy wiedzieć o chłodzeniu budynków.

Proszę się zapoznać ze wszystkimi lekcjami bardzo dokładnie ponieważ podczas zajęć zostaną przeprowadzone quizy oraz natomiast części od 2 do 6 będą na egzaminach końcowych.