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熱量控制篇

概述

熱量控制是游戲中“持續(xù)發(fā)展”的最后一個(gè)難點(diǎn)。

如果熱量控制不當(dāng)在中后期會(huì)輕易地、難以逆轉(zhuǎn)地導(dǎo)致殖民地崩潰。

熱量控制失敗一般情況是“熱量過(guò)多”。

通常表現(xiàn)在：復(fù)制人難以前往必要建筑進(jìn)行工作，食用作物因過(guò)熱而無(wú)法成長(zhǎng)，建筑因過(guò)熱而損壞。

上述幾項(xiàng)結(jié)合，最終導(dǎo)致殖民地的維生條件被破壞而崩潰。

熱量控制的目標(biāo)主要是：

居住區(qū)和農(nóng)業(yè)區(qū)保持在10℃至30℃之間;

工作區(qū)保持在50℃以下;

高溫區(qū)(100℃或以上)控制在極小范圍內(nèi)且復(fù)制人不需路過(guò);

其他區(qū)域最好控制在75℃以下;

以上溫度可長(zhǎng)久持續(xù)。

建筑

隔熱磚

此磚塊用于盡可能避免熱量傳遞，主要使用“火成巖”建造。

金屬磚

此磚塊用于盡可能傳遞熱量，視所需溫度使用精煉金屬建造。

隔熱液體管道、隔熱氣體管道

用于在傳輸液體或氣體時(shí)避免溫度變化，用于長(zhǎng)距離運(yùn)輸熱量，主要使用“火成巖”建造。

導(dǎo)熱液體管道、導(dǎo)熱氣體管道

用于在液體或氣體的熱量交換，液體管道使用精煉金屬建造，氣體管道使用“熱敏感”金屬礦石建造。

空間加熱器、液體加熱器

耗電并提高格子狀態(tài)的氣體或液體溫度。

極限溫度分別為70℃、80℃。

幾乎沒有用處。

制冰機(jī)、冰冷風(fēng)扇

復(fù)制人手動(dòng)降溫的辦法。

通常由低溫區(qū)采集冰塊，或由制冰機(jī)消耗水制造冰塊，冰冷風(fēng)扇消耗冰塊降低周圍的溫度。

上述全部需要復(fù)制人操作，因此效率較低。

中期可以適當(dāng)使用一下作為過(guò)渡。

溫度調(diào)節(jié)器、液溫調(diào)節(jié)器

“溫度調(diào)節(jié)器”的翻譯不是很恰當(dāng)，這個(gè)建筑物是用來(lái)給管道中的氣體降溫的。

“液溫調(diào)節(jié)器”則是用來(lái)給管道中的液體降溫。

這兩個(gè)建筑本身并不發(fā)熱或吸熱，單純將氣體或液體的熱量傳吸收到建筑再向外散發(fā)。

這兩個(gè)建筑都是電器，因此會(huì)可能過(guò)熱而損壞，必須要使用提高過(guò)熱溫度的材料。

一般情況下，這兩個(gè)建筑都用于蒸發(fā)水以驅(qū)動(dòng)蒸汽渦輪機(jī)，需要溫度在125℃攝氏度以上(一般接近200℃)，因此建議使用鋼來(lái)建造。

這兩個(gè)建筑物會(huì)將氣體或液體降低14℃。具體說(shuō)明將在下文“吸熱”部分。

這兩個(gè)建筑可能會(huì)將氣體或液體降至液化或凝固點(diǎn)以下，導(dǎo)致管道破損。使用時(shí)需要注意導(dǎo)冷液的溫度。

若通過(guò)信號(hào)停止這液溫調(diào)節(jié)器的工作，需要注意的是輸入端管道中會(huì)有一格液體可能暴露在高溫環(huán)境下，隔熱液體管道不是絕對(duì)隔熱的。長(zhǎng)時(shí)間會(huì)導(dǎo)致液體汽化而損壞管道。

使用溫度調(diào)節(jié)器時(shí)，一般在管道內(nèi)通入氫氣(比熱容最大，液化點(diǎn)最低)。

使用液溫調(diào)節(jié)器時(shí)，一般使用水(比熱容最大)、乙醇(凝固點(diǎn)在-100℃)，超級(jí)冷卻劑(可達(dá)到極限低溫)

蒸汽渦輪機(jī)

用于吸收熱量并產(chǎn)生電力。

正常工作時(shí)，每秒消耗最多2千克水蒸氣，將其降至95℃并排出水。當(dāng)蒸汽溫度為400攝氏度時(shí)，工作效率為100%，發(fā)電量為850瓦。

蒸汽渦輪機(jī)降低水蒸氣的溫度，大約10%的熱量會(huì)由蒸汽渦輪機(jī)吸收并向環(huán)境散發(fā)，剩余90%的熱量會(huì)被轉(zhuǎn)換為電力(相當(dāng)于憑空消失)。

具體使用方式將在下文“吸熱”部分。

反熵?zé)崃恐泻推?

這是一種地圖自帶的建筑物，玩家不能手動(dòng)建造。

這個(gè)建筑物消耗氫氣，吸收熱量。

以氫氣利用率來(lái)說(shuō)，反熵要高于蒸汽渦輪機(jī)。

但反熵的吸熱速度較慢，又?jǐn)?shù)量有限，所以蒸汽渦輪機(jī)仍然是必要的。

熱源、冷源

自然冷源

主要是低溫間歇泉，噴出0℃以下的污染水、鹽水、液態(tài)二氧化碳。

若核心區(qū)附近有前二者，可以用來(lái)作為中期的熱量控制，為居住區(qū)和農(nóng)業(yè)區(qū)降溫。

自然熱源

30℃以上的間歇泉、幾乎所有的噴孔和所有的火山。

它們會(huì)源源不斷地為殖民地帶來(lái)熱量。

最底層有熔巖區(qū)，常見溫度是1600℃。若將其挖開會(huì)帶來(lái)很多熱量。

【原版】隕石會(huì)帶來(lái)高溫，也是自然熱源之一。

一些自然冷熱源特性

大多數(shù)火山和非水噴孔，帶來(lái)的熱量本身并不多，只要有建造吸熱單元就不必過(guò)于擔(dān)心。

所有的水類噴孔間歇泉都必須特別注意，它們會(huì)帶來(lái)或吸收極多的熱量。非水間歇泉(主要是磷和硫)也要稍微注意。需要計(jì)算挖開的此類噴孔或間歇泉，確保建造足夠的吸熱單元來(lái)吸收熱量。

(高溫蒸汽噴孔可以直接建造蒸汽渦輪機(jī)，不需要搭配液溫調(diào)節(jié)器)

注：本段“吸熱單元”指后文中提到的2蒸汽渦輪機(jī)+3液溫調(diào)節(jié)器，以水作為介質(zhì)構(gòu)成的吸熱單元，這個(gè)吸熱單元每秒可吸熱約150萬(wàn)DTU。

金屬火山：噴出物溫度極高，噴出量大，比熱容低，噴出時(shí)間短。長(zhǎng)時(shí)間平均熱量為3萬(wàn)左右DTU每秒，相當(dāng)于0.02吸熱單元。

氣體噴孔(水蒸氣除外)：噴出物中溫或高溫，噴出量小，比熱容較高，噴出時(shí)間長(zhǎng)，長(zhǎng)時(shí)間平均熱量為3萬(wàn)左右DTU每秒，相當(dāng)于0.02吸熱單元。

間歇泉(水系列除外)：噴出物中溫，噴出量大，比熱容較高，噴出時(shí)間長(zhǎng)，長(zhǎng)時(shí)間平均熱量為15萬(wàn)左右DTU每秒，相當(dāng)于0.10吸熱單元。

低溫水蒸氣噴孔：噴出物中溫，噴出量大，比熱容高，噴出時(shí)間長(zhǎng)，長(zhǎng)時(shí)間平均熱量為35萬(wàn)左右DTU每秒，相當(dāng)于0.25吸熱單元。

高溫水蒸氣噴孔：噴出物高溫，噴出量大，比熱容高，噴出時(shí)間長(zhǎng)，長(zhǎng)時(shí)間平均熱量為200萬(wàn)左右DTU每秒，相當(dāng)于1.33吸熱單元。

水、污染水、鹽水間歇泉：噴出物中溫，噴出量大，比熱容高，噴出時(shí)間長(zhǎng)，長(zhǎng)時(shí)間平均熱量為200萬(wàn)左右DTU每秒，相當(dāng)于1.33吸熱單元。

低溫鹽泥、低溫泥漿間歇泉：噴出物低溫，噴出量大，比熱容高，噴出時(shí)間長(zhǎng)，長(zhǎng)時(shí)間平均熱量吸收為100萬(wàn)左右DTU每秒，可以視為0.67吸熱單元。

人工冷源

搭配蒸汽渦輪機(jī)時(shí)，溫度調(diào)節(jié)器和液溫調(diào)節(jié)器可作為人工冷源。

反熵?zé)崃恐泻推骺勺鳛槿斯だ湓础?

人工熱源

大多數(shù)發(fā)電機(jī)和用電器都是熱源，復(fù)制人本身也是熱源。

隔熱

單層隔熱磚

最簡(jiǎn)單的方式，就是以隔熱磚完全包圍熱源。

火成巖隔熱磚，導(dǎo)熱率是0.02DTU每秒每米每攝氏度。假設(shè)要隔離500℃的熱源和50℃的環(huán)境，也就是溫差450℃，每塊磚導(dǎo)熱9DTU每秒。

這一熱量微乎其微，大多數(shù)發(fā)電機(jī)和電器，發(fā)熱量都是以千DTU為單位的。即使是耗電8W或10W的燈，發(fā)熱量也有500DTU每秒。

也就是說(shuō)，一般情況下單層火成巖隔熱磚足以應(yīng)付。

陶瓷隔熱磚的導(dǎo)熱率是0.006，異構(gòu)樹脂隔熱磚的導(dǎo)熱率是0.002，隔熱質(zhì)隔熱磚的導(dǎo)熱率徹底降為0。

真空夾層磚

在沒有隔熱質(zhì)的前提下想徹底隔熱，可以考慮使用此方案。但是真的很沒有必要。

兩層磚之間空一格，使用氣泵抽成真空，或者使用一種特殊拆除的方式，造成真空夾層，即可完全隔絕熱量。

注意，除了真空之外，夾氯氣(導(dǎo)熱率0.008)會(huì)比單層隔熱磚要好，但是這種情況使用陶瓷隔熱磚更方便。其他氣體和液體作為夾層，只能暫時(shí)儲(chǔ)熱以減緩傳遞，最終還是無(wú)法持久減緩。

液封出入口

有很多情況，需要在隔熱的同時(shí)允許復(fù)制人出入。

氣閘的導(dǎo)熱率都在相當(dāng)高，因此完全無(wú)助于隔熱。

相對(duì)來(lái)說(shuō)，水的導(dǎo)熱率0.6，比熱容4.179。

做成液封以后，熱源以氣體加熱水，其速度本身就很慢;另一方面只要及時(shí)補(bǔ)充水，那么水溫必定在100℃以下，導(dǎo)熱量大約在30DTU每秒，比氣閘要好得多。

手動(dòng)補(bǔ)充水的可以使用空瓶器，自動(dòng)補(bǔ)充水可以使用排液口連接液壓傳感器(注意精煉金屬的耐熱溫度)。

吸熱

鑒于游戲本身能量不守恒，下面是一些方案，可以將熱量“消滅”。

反熵?zé)崃恐泻推?

玩家無(wú)法隨意建造此建筑，只能利用地圖中現(xiàn)有的。

向其通入氫氣，每秒消耗10克氫氣，吸收熱量8萬(wàn)DTU。

此建筑被淹沒時(shí)無(wú)法工作，想要高效率利用時(shí)一般使用氫氣和金屬磚來(lái)傳導(dǎo)熱量，以降溫液體。

虛空排放

將高溫氣體排入虛空可使其攜帶的熱量徹底消失。

通?？稍谔幚砟切┎恍枰臍怏w時(shí)順帶排熱。

適合用來(lái)處理某些無(wú)用的高溫噴孔。

蒸汽渦輪機(jī)

此建筑每秒最多可將2000克200℃的水蒸氣，降溫至95℃，發(fā)電850W，并產(chǎn)生一些熱量。

計(jì)算如下：

4.179 DTU/(g·℃) × 2000 g × (200℃ - 95℃)= 877,590 DTU (水溫差熱量)

這些熱量的90%會(huì)消失，剩余10%會(huì)作為蒸汽渦輪機(jī)的“廢熱”排放，此外蒸汽渦輪機(jī)還會(huì)額外產(chǎn)生4000 DTU的熱量。

也就是說(shuō)，一臺(tái)蒸汽渦輪機(jī)每秒可以吸收熱量785,831 DTU。其速度遠(yuǎn)超過(guò)反熵?zé)崃恐泻推鳌?

為了持續(xù)向其提供水蒸氣，通常使用液溫調(diào)節(jié)器，冷卻管道中的液體同時(shí)加熱環(huán)境。

液溫調(diào)節(jié)器耗電1.2千瓦，可以將液體降溫14℃并加熱環(huán)境。管道流速最多10千克每秒，液溫調(diào)節(jié)器本身并不產(chǎn)生額外熱量。

4.179 DTU/(g·℃) × 10,000 g × 14℃ = 585,060 DTU (水溫差熱量)

據(jù)此數(shù)值可知，3臺(tái)液溫調(diào)節(jié)器配2臺(tái)蒸汽渦輪機(jī)可以達(dá)到最佳效率。

因?yàn)楸仨毐苊夤艿乐械乃疁亟抵?℃以下，所以最好3臺(tái)液溫調(diào)節(jié)器分別使用液泵供水。

理論耗電為：(1200 W + 240 W) × 3 = 4320 W

理論發(fā)電為：850 W × 2 = 1700 W

理論凈耗電為：2620 W

每臺(tái)液泵產(chǎn)熱2000 DTU。

理論凈吸熱為：1,565,662 DTU每秒。

綜上，3臺(tái)液溫調(diào)節(jié)器 2臺(tái)蒸汽渦輪機(jī)：

每秒耗電2620瓦，吸熱1,565,662 DTU，能源利用效率為597.58 DTU每瓦。

比較反熵?zé)崃恐泻推鳎?0克氫氣可發(fā)電80瓦，所以能源利用效率為1000 DTU每瓦。

且氫氣發(fā)電機(jī)額外還會(huì)產(chǎn)生熱量。所以可知反熵?zé)崃恐泻推髟跉錃饫眯噬线h(yuǎn)高于蒸汽渦輪機(jī)加液溫調(diào)節(jié)器。

溫度調(diào)節(jié)器每秒可轉(zhuǎn)移熱量只有約1.4萬(wàn)DTU，大約需要60臺(tái)才能配合蒸汽渦輪機(jī)。因此在吸收熱量方面可以不必考慮溫度調(diào)節(jié)器。

自然熱源計(jì)算

所有的間歇泉，調(diào)查前可以看到：噴出物質(zhì)、噴出量、噴出溫度、活躍期噴出頻率，可查百科得知噴出物質(zhì)的比熱容。

調(diào)查后可以額外看到：活躍周期

活躍期平均每秒產(chǎn)熱 = 比熱容 × 噴出量 × (噴出溫度 - 理想溫度) × 噴出頻率 × 1 s

長(zhǎng)期平均每秒產(chǎn)熱 = 活躍期每秒產(chǎn)熱 × 活躍周期

下面是3個(gè)計(jì)算示例：

鈷火山：噴出熔融鈷(比熱容0.042 DTU/g·℃)，6.9 kg/s，2226.9 ℃，活躍期噴發(fā)頻率57 s / 746 s，活躍周期為 72.1周期 / 128.1周期。

活躍期平均每秒產(chǎn)熱 = 0.042 × 6900 × (2226.9 - 30) × 57 / 746 ≈ 48646 DTU

長(zhǎng)期平均每秒產(chǎn)熱 = 48646 × 72.1 / 128.1 ≈ 27380 DTU

天然氣噴孔：噴出天然氣(比熱容2.191 DTU/g·℃)，0.307 kg/s，150 ℃，活躍期噴發(fā)頻率317 s / 608 s，活躍周期為 76.6周期 / 119.4周期。

活躍期平均每秒產(chǎn)熱 = 2.191 × 307 × (150 - 30) × 317 / 608 ≈ 42084 DTU

長(zhǎng)期平均每秒產(chǎn)熱 = 42084× 76.6 / 119.4 ≈ 26999 DTU

低溫蒸汽噴孔：噴出水蒸氣(比熱容4.179 DTU/g·℃)，6.6 kg/s，110 ℃，活躍期噴發(fā)頻率322 s / 890 s，活躍周期為 43.2周期 / 88.8周期。

活躍期平均每秒產(chǎn)熱 = 4.179 × 6600 × (110 - 30) × 322 / 890 ≈ 798311 DTU

長(zhǎng)期平均每秒產(chǎn)熱 = 798311× 43.2 / 88.8 ≈ 388368 DTU