Охлаждение кислорода

В этой статье будут рассмотрены все способы охлаждения кислорода, а также рассмотрены некоторые вопросы теплопередачи на практических схемах.

Кислород будем охлаждать до комнатной температуры (+25ºС), а не до -30ºС, как в этой статье или -185ºС как в этой.

Порядок схем - от лучших к худшим (имхо).

## Энтропийник

Плюсы:

* Легко строится
* Не потребляет э/энергию

Минусы:

* Требует трубу с водородом

Термосенсор < 26ºC.

## Гейзер шуги

Плюсы:

* Почти не потребляет э/энергию
* Относительно легко строится
* Способен достойно охлаждать
* Нагревает шугу, до температуры при которой не будет рвать отходящую трубу очистителя воды (при правильной настройке)

Нейтрально:

* В этом варианте применен сжиматель, что некоторыми может принято за багоюз
* В данном виде отсутствует автоматическая терморегуляция, что может вызвать проблемы в моменты "сна" гейзера. Можно достроить самому.

Минусы:

* Работает не постоянно (сон/активность)

Часть кислорода проходит через шугу, часть через байпас. Установкой вентиля регулируется температура кислорода на выходе. У меня - 300гр/сек, для вашего гейзера, возможно, потребуется другое значение. В схему стоит добавить гидросенсор.

### Упрощенный вариант

Намного проще, чем предыдущий, но вы должны озаботиться тем, чтобы шугу было куда сливать: очиститель воды, внешний сжиматель, бассейн, резервуар и т.д. Иначе гейзер застопориться.

## ТВР

Плюсы:

* Можно добавить контур охлаждения воды, и охлаждать не только кислород, но и всю базу
* Отлично управляется/настраивается

Минусы:

* Расходует много э/энергии
* Сложен в постройке
* Требует сталь, пластмассу и пр.

ТВР + турбина рассматривалась не раз, например тут. Термосенсор > 26ºC

## Хладодых

Плюсы:

* Почти не потребляет э/энергию
* Относительно легко строится

Минусы:

* Расходует апатит (меньше 12кг/цикл)

Для охлаждения кислорода с 50ºС до комнатной температуры, может использоваться всего 1,5...2 хладодыха. Кислород с t 50ºС легко может быть получен, если строить лизерку правильно (змеевик в камере с насосами).

### Хладодых (без автоматики)

То же, что и вариант выше, но требует работу дублей. Расходует 12кг апатита, вне зависимости от потребности. Может привести к переохлаждению кислорода. Применен двух-капельный гидрозатвор (для надежности). Вы можете применить любой другой.

## Лед в двери

Плюсы:

* Не потребляет э/энергию
* Относительно легко строится
* На выходе чистая вода

Нейтрально:

* Снега и снежного биома нет на картах: Чаща, Сушь, Оазис

Минусы:

* Расходует лед (его запасы не безграничны)

Настройка:

* Конвейерные датчики - снег и лед
* Буфер - 2 сек
* Термосенсор < 26ºC
* Гидросенсор > 50кг.

Обеспечивает достойное охлаждение, но расходует лед и/или снег. К счастью, лед расходуется не быстро, и его запасов вполне хватит на несколько сотен циклов, а может и больше. На тесте я поместил в схему около 5т льда.

Не пытайтесь упростить схему:

* кидая лед в бассейн (автоматическим распределителем, конвейерным желобом и т.д.)
* поместив на дно бассейна складской отсек

Передача теплоты от кучки ресурсов крайне не эффективна. Только двери, как в этой схеме.

## Ледяной биом

Плюсы:

* Не тратит ресурсы
* Не потребляет э/энергию

Нейтрально:

* Снежного биома нет на картах: Чаща, Сушь, Оазис

Минусы:

* При среднем/высоком объеме кислорода, биом рано или поздно растает
* Необходимо заполнение большим объемом водорода

Найдите ледяной биом, в котором есть 4...6 дикорастущих хладодыхов (чем больше - тем лучше). Откачайте из него газ (как правило углекислый), для этого поместите насос в самый низ биома. Наполните биом водородом (должен быть достаточно холодным). Проведите теплоизолированную трубу до центра биома, а в самом центре - радиаторную. Схема простая (вентиль описан в схеме Гейзера шуги).

Производительность диких хладодыхов в 4 раза меньше, чем с подкормкой апатитом, но за счет большого кол-ва льда в биоме, схема вполне сможет прожить и тысячу циклов.

## Гейзер углекислого газа

Плюсы:

* Не потребляет э/энергию
* Легко строится

Минусы:

* 1кг/сек кислорода охлаждает только до 48С

* Способен охладить только небольшое кол-во кислорода (менее 300гр/сек, что едва хватит 3 дублям)

Оградите термоклеткой, налейте 2 слоя жидкости: первый - 50...200кг; второй - 3кг. В схему можно добавить газовый насос с атмосферным датчиком, если планируете скормить СО2 скользецам. Крайне не эффективен, но не требует дублей, и на халяву. Можно применять только в дополнение к другим схемам.

## Терморегулятор

Плюсы:

* Легко строится

Минусы:

* Потребляет 720Вт э/энергии, причем постоянно.
* Намного-много менее эффективен, чем ТВР.
* Требует внешнее охлаждение (труба с водой на схеме)

Терморегуляторы (ТР) требуют внешнего охлаждения. Для охлаждения ТР лучше пустить трубу с шугой или трубу, с выбрасываемыми в космос газами. Но лучше рассмотреть другие схемы, а эту использовать как временную.

## Термопластина

Плюсы:

* Не потребляет э/энергию
* Очень легко строится

Нейтрально:

* Льда и снежного биома нет на картах: Чаща, Сушь, Оазис

Минусы:

* Расходует лед (его запасы не безграничны)

В нужном месте, например, под/над фермой постройте "ванночку" из металлических и ячеистых клеток. Постройте термопластину из льда/снега. Она тут же растает и несколько циклов будет охлаждать воздух вокруг. Совсем ленивый (худший) вариант - построить термопластину просто в нужной комнате, подождать пару циклов и вытереть воду.

## Лед-о-дуй

Плюсы:

* Не потребляет э/энергию
* Легко строится

Нейтрально:

* Льда и снежного биома нет на картах: Чаща, Сушь, Оазис

Минусы:

* Расходует лед (его запасы не безграничны)
* Требуется работа дублей

Постройте его рядом с тем местом, которое вам нужно охладить. Автоматика нужна для задания гистерезиса температуры (разница температуры между включением и выключением механизма), что бы дубли не смогли переохладить базу, потратив впустую запасы льда, и не бегали к механизму каждую минуту. Левый термосенсор > 30ºC, правый < 20ºC (у вас могут быть другие значения).

Я не понимаю, зачем его придумали... Есть одно отличие от варианта с термопластиной - термостабилизация. В остальном, метод хуже некуда.

### Термометр

В левой части схемы я собрал простейший датчик температуры. Его можно разместить в требовательных к температуре помещениях, например в на фермах (морозной пшеницы, бурлящих скользунов и т.д.). Для фермы иглоягоды (её температурный диапазон 5-30ºС) его настройки такие:

* верхний-левый сенсор (отобразиться на первом, нижнем индикаторе синего цвета) меньше 6ºС, дальше против часовой стрелки,
* второй, голубого цвета <10ºС,
* третий, светло-красный >25ºС,
* четвертый, красный >29ºС.

Таким образом будет достаточно одного взгляда что бы понять - что-то пошло не так. Меньше 10ºС– светится голубым, меньше 6ºС – синим и т.д. Ничего не светится – все в норме.

Ну и мой любимый совет – будьте проще, не усложняйте без меры схемы. Иначе будет как на гифке справа.

## Теплопередача

### Хладагенты

В разных схемах встречается разное наполнение теплообменников: нефть, керосин, вода и пр. В последнее время стали популярными теплообменники из металлической плитки. Стоит выяснить, что лучше.

Слева на право, по трубе проходила 99ºС вода, навстречу ей 0ºС вода. В верхней камере - нефть, в средней - вода, в нижней - медные плитки. Всё с t 20ºС.

Температура на выходе:

* `52.2ºС - Плитка`
* `54.2ºС - Нефть`
* `54.4ºС - Вода`

Нефть чуть лучше воды (на 0.2ºС), термоплитка лучше нефти на 2ºС. Но не смотря на это, я продолжу применять нефть в теплообменниках. Во-первых, нефти/керосина обычно больше, чем чистого металла; во-вторых, так схемы выглядят нагляднее. Вы же можете стоить теплообменники из того, что вам удобнее.

### Жидкость под турбину

Из первого сравнения можно сделать вывод: под турбину (и прочие маханизмы) стоит лить только нефть?

Не совсем так. Турбина будет затоплена, если нефти под ней окажется больше 50кг (не сразу, так после загрузки сейва). При этом турбина прекрасно работает, при воде под ней вплоть до 330кг. На скрине турбина с водой прогрелась только до 99.4ºС, а с нефтью до 99.9ºС (обе работают на пределе).

### Водопроводные трубы

Казалось бы, наилучшая передача у термия, дальше алюминий, потом золото и т.д. Все не так просто. Теплопередача очень разная у водопроводных труб, вентиляции и плиток. Да и отнести kDTU/s к реальной температуре на выходе схемы не легко. Поэтому были собраны простейшие схемы:

Слева направо прокачивается 99ºС вода, по трубам из разных материалов. Вода в канале 0ºС. На выходе схемы (спустя второй шарик воды):

* `9.6 ºС - Термий`
* `11.1 ºС - Алюминий`
* `52.5 ºС - Медь, золото, вольфрам`
* `55.8 ºС - Сталь`
* `Свинец, железо не имеют преимуществ перед другими материалами.`

Вывод: термий и алюминий близки, остальные материалы существенно хуже и почти равны между собой.

### Трубы вентиляции

Слева направо - водород, 500ºС. Вода в канале 0ºС. Температура после блокировки решеток (несколько десятков сек.):

* `0 ºС - Термий, Сталь`
* `10 ºС - Алюминиевая руда`
* `30 ºС - Вольфрамит`
* `218 ºС - Медная руда`
* `324 ºС - Золотой сплав`

Вывод не однозначен. Схема экстремальна (500ºС теплоемкого газа - водорода). В обычных условиях вам, скорее всего хватит и медной руды. В крайнем случае можно построить теплообменник побольше.

### Двери

В схеме "Лед в двери" (и не только) возникает вопрос: какую дверь использовать?

Нужно найти баланс между теплопроводностью двери и её теплоемкостью. Чем выше теплопроводность и ниже теплоемкость, тем лучше. Лучше всего подходят двери из вольфрамита.

В данной схеме - кислород в камерах 70ºС, лед в дверях: 20кг, -25ºС. Чем быстрее и ниже охладилась дверь, тем лучше:

* `10 ºС - Вольфрамит`
* `13 ºС - Золотой сплав`
* `15 ºС - Сталь, медная руда`
* `16 ºС - Железная руда`

Вывод: фаворит - вольфрамит (особенно в высокотемпературных схемах). Для других достаточно золотого сплава.