Dette spørgsmål er spændende på grund af karakteren af ​​de termiske cyklusser. Dette er den maksimale teoretiske effektivitet af en termisk cyklus (Carnot-cyklus), ingen ifs og ands eller men om den.

Du kan opnå meget lave temperaturer fra rummet , fordi rummet har lav temperatur. Du vil ofte høre den kosmiske mikrobølgebaggrund (CMB) citeret for dette, men det er alt for optimistisk. En radiator kunne teoretisk kobles til den temperatur, men i praksis bliver du nødt til at beskytte synsfelt fra hver stjerne på himlen. Praktisk talt er den gennemsnitlige temperatur for CMB + -stjerner en bedre nedre grænse, og du kommer aldrig tæt på det.

Hvis en sort krop blev udsat for jordens stråling og rum i LEO, men blev afskærmet fra solen kan komme til -30 grader C. Det er klart, at dybe rumsonder ikke behøver at bekymre sig om jordstråling, og det kunne du tænke dig at beskytte mod det alligevel.

Vi er tilbage med den konklusion, at T_C i Carnot-grænsen kan laves meget lavt . Det antyder en meget reel mulighed for en termisk cyklus mellem radiatoren og "stuetemperatur". En ingeniør vil hæmme og hakke ved omtale af dette, men du kunne have en termisk cyklus mellem disse to ting ved 90% effektivitet. Jeg tror, ​​at vi er nødt til at erkende, at svaret på spørgsmålet, som det er stillet, er "ja".

Nu på kvalifikationerne. Der er mange sanktioner for nogensinde at oprette noget som dette.

1. Rumstationer skal bruge penge på isolering til at begynde med, så du vil øge disse omkostninger (dramatisk) for at undgå varmestrøm, der omgår din radiator.
2. Hvilken fysisk mekanisme ville du gøre denne termiske cyklus ud af?
3. Systemet vil påvirke stationens energibalance. Det skulle være en del af varmeteknik fra grunden.

Det eneste, dette virkelig fortæller os, er at det ikke er en seriøs nærtidsovervejelse. Der er gode grunde til, at vi f.eks. Ikke har en oplevelsesbase for nr. 2. Der foregår meget arbejde med genvinding af spildvarme, men ofte over små T-differentier, men vi overvejer ikke ofte varmeafvisning ved meget lave temperaturer. Det ville kun komme i spil for varmegenvindingssystemer i f.eks. Flydende nitrogenplanter. Hvis hukommelsen tjener mig korrekt, tror jeg, at termoelektriske systemer er afhængige af en kilde med meget høj temperatur. Alt er tændt på hovedet, når temperaturændringerne ændres som denne. Men der kan være gode muligheder derude. Dette ville være et interessant undersøgelsesområde, fordi vi bare ikke ser disse super lave temperaturer på Jorden naturligt. Så det ville sjældent give mening at bruge det til varmeafvisning. Husk dog, at gode varmemotorer ikke garanteres. Varmeplanter på Jorden kan ofte kun producere 30-40% effektivitet, når den teoretiske grænse er 70% eller deromkring. Det er fordi systemer med højere effektivitet bare ikke skaleres op, som vi har brug for. Det er svært at sige, hvilke effektiviteter vi kan få.

Men vi ville ikke gøre det snart, fordi radiatorer er ekstremt store i størrelse, moderne design kræver masser af masse, og isolering koster også penge. Den fysiske grænse er areal fra termiske strålingslove, men disse er ofte lavet af metalplader eller andre ting, der er tunge. Dette er rimeligt, når du overvejer, at de bliver nødt til at holde i en væske under tryk (og utæthed er dårligt). Den virkelige grænse er robusthed for rummiljøet, evnen til at gå op i en raket og evnen til at folde sig ud i rummet. Hvis du kunne sprede et meget lettere ark, køler det meget hurtigere. Men hvordan kunne du genvinde denne kulde? Og hvordan skal det holde op? I en fjern fremtid har rumvarmeafvisningssystemer meget plads til at opnå meget god ydeevne gennem store, skrøbelige systemer i nul tyngdekraft. Det samme gælder isolering.

Varmebalancen med stationen er ikke helt selvdestruktiv. Dette ville kun fungere, hvis det blev brugt med en station, der var næsten perfekt isoleret til at begynde med (langt væk), men det "nyttige arbejde" ville blive sat tilbage i stationen. Det skaber en interessant situation, hvor du får tilbage meget af den energi, du bruger. Lave temperaturer har økonomisk værdi ligesom høje temperaturer har. Men du vil alligevel have en anden varmekilde (f.eks. Solen), så ethvert forslag til varmecyklusser, der kobles fra stationstemperatur til rum, skal også konkurrere med kobling til højere temperatur. Det ultimative design til varmebevægelse mellem reservoirer skal overvejes i en holistisk forstand. Men jeg kunne se, hvordan OP's idé f.eks. Ville give mening i en station, der drives af solcelleanlæg.

En RTG er baseret på varmestrømmen. Du skal have en måde at få varmen til at strømme fra et sted til et andet sted. Du kan ikke direkte bare bruge den ene ende direkte til rummet, der er bare ikke noget der. Hvad du ender med at skulle gøre er at bruge radiatorer, som vil udstråle varmen ind i rummet, men disse har tendens til at være varmere end selve rumfartøjet, da de har spildvarme. Derudover er effektivitetstallene for et termoelement altid mindre end 10% og kan være meget lavere end det.

Så hvor ville varmen komme fra, hvis ikke fra en RTG? Det skal enten være spildvarme fra elektronikken eller varme, der kommer fra solen. Spildvarme kan typisk forhindres i de fleste tilfælde ved omhyggeligt design og er normalt ikke et væsentligt problem. Fra solen er det muligt, men solceller har en effektivitet på omkring 20% ​​+ og nogle gange ret højere end det. Da solceller er mere effektive, hvorfor bruge termoelementer?

Bundlinie: i teorien kunne man bruge et termoelement til at producere en lille mængde elektricitet fra "spildvarme", der udstråles fra en radiator. Men i bedste fald kunne det give en lille mængde varme, der kunne forbedre din effektivitet lidt.