Calore speso per riscaldare l'aria per ciclo. §33. Il riscaldamento dell'aria e la sua temperatura Il riscaldamento dell'aria dipende

Passano attraverso un'atmosfera trasparente senza riscaldarla, raggiungono la superficie terrestre, riscaldarlo e da esso l'aria viene successivamente riscaldata.

Il grado di riscaldamento della superficie, e quindi dell'aria, dipende innanzitutto dalla latitudine dell'area.

Ma in ogni punto specifico, esso (t circa) sarà determinato anche da una serie di fattori, tra cui i principali sono:

A: altezza sul livello del mare;

B: superficie sottostante;

B: distanza dalle coste degli oceani e dei mari.

R - Poiché l'aria è riscaldata dalla superficie terrestre, più basse sono le altezze assolute dell'area, maggiore è la temperatura dell'aria (ad una latitudine). In condizioni di aria insatura di vapore acqueo si osserva una regolarità: salendo per ogni 100 metri di altezza, la temperatura (t o) diminuisce di 0,6 o C.

B - Caratteristiche qualitative della superficie.

B 1 - superfici di diverso colore e struttura assorbono e riflettono i raggi del sole in modi diversi. La riflettività massima è tipica per neve e ghiaccio, la minima per terreni e rocce di colore scuro.

Illuminazione della Terra dai raggi del sole nei giorni dei solstizi e degli equinozi.

B 2 - superfici diverse hanno capacità termica e trasferimento di calore diversi. Quindi la massa d'acqua dell'Oceano Mondiale, che occupa i 2/3 della superficie terrestre, si riscalda molto lentamente e si raffredda molto lentamente a causa della sua elevata capacità termica. Il terreno si riscalda rapidamente e si raffredda rapidamente, ovvero per riscaldare allo stesso t circa 1 m 2 di terreno e 1 m 2 di superficie dell'acqua, è necessario spendere quantità diversa energia.

B - dalle coste all'interno dei continenti, la quantità di vapore acqueo nell'aria diminuisce. Più l'atmosfera è trasparente, meno si disperde i raggi del sole e tutti i raggi del sole raggiungono la superficie della terra. In presenza di un largo numero vapore acqueo nell'aria, le gocce d'acqua riflettono, si disperdono, assorbono i raggi del sole, e non tutte raggiungono la superficie del pianeta, mentre il suo riscaldamento diminuisce.

Le temperature dell'aria più elevate sono state registrate nelle aree dei deserti tropicali. Nelle regioni centrali del Sahara, da quasi 4 mesi, la temperatura dell'aria all'ombra supera i 40 o C. Allo stesso tempo, all'equatore, dove l'angolo di incidenza dei raggi solari è maggiore, la temperatura non superare +26 o C.

D'altra parte, la Terra, in quanto corpo riscaldato, irradia energia nello spazio principalmente nello spettro infrarosso a onde lunghe. Se la superficie terrestre è avvolta da una "coperta" di nuvole, non tutti i raggi infrarossi lasciano il pianeta, poiché le nuvole li trattengono, riflettendosi sulla superficie terrestre.

Con un cielo sereno, quando c'è poco vapore acqueo nell'atmosfera, i raggi infrarossi emessi dal pianeta vanno liberamente nello spazio, mentre la superficie terrestre si raffredda, la quale si raffredda e quindi la temperatura dell'aria diminuisce.

Letteratura

1. Zubashchenko E.M. Geografia fisica regionale. I climi della Terra: sussidio didattico. Parte 1. / E.M. Zubashchenko, V.I. Shmykov, A. Ya. Nemykin, N.V. Polyakova. - Voronezh: VSPU, 2007 .-- 183 p.

Riscaldamento aerodinamico

riscaldamento di corpi che si muovono ad alta velocità in aria o altro gas. Un. - il risultato del fatto che le molecole d'aria che attaccano il corpo vengono decelerate vicino al corpo.

Se il volo viene effettuato alla velocità supersonica dei raccolti, la frenata avviene principalmente nell'onda d'urto (Vedi Onda d'urto) , apparire davanti al corpo. Un'ulteriore decelerazione delle molecole d'aria avviene direttamente sulla superficie del corpo, in strato limite (vedi Strato limite). Quando decelerano le molecole d'aria, la loro energia termica aumenta, cioè la temperatura del gas vicino alla superficie di un corpo in movimento aumenta la temperatura massima alla quale il gas può essere riscaldato in prossimità del corpo in movimento, è vicino al cosiddetto. temperatura di frenata:

T 0 = T n + v 2 / 2c p,

dove Tn- temperatura dell'aria in ingresso, v- velocità di volo del corpo, c p- capacità termica specifica del gas a pressione costante. Quindi, ad esempio, quando un aereo supersonico sta volando con tre volte la velocità del suono (circa 1 km/sec) la temperatura di decelerazione è di circa 400°C, e quando la navicella entra nell'atmosfera terrestre con la 1° velocità spaziale (8,1 km/sec) la temperatura di ristagno raggiunge gli 8000°C. Se nel primo caso, durante un volo sufficientemente lungo, la temperatura della pelle dell'aeromobile raggiunge valori prossimi alla temperatura di ristagno, nel secondo caso la superficie della navicella inizierà inevitabilmente a collassare a causa dell'incapacità del materiali per resistere a temperature così elevate.

Il calore viene trasferito da aree di gas con una temperatura aumentata a un corpo in movimento, e A. n. Esistono due forme di A. n. - convettivo e radiativo. Il riscaldamento convettivo è una conseguenza del trasferimento di calore dalla parte esterna "calda" dello strato limite alla superficie del corpo. Il flusso di calore convettivo è determinato quantitativamente dal rapporto

qk = a(T e -T w),

dove T e - temperatura di equilibrio (la temperatura limite alla quale la superficie del corpo potrebbe essere riscaldata se non ci fosse la rimozione di energia), T w - temperatura superficiale reale, un- coefficiente trasferimento di calore convettivo, a seconda della velocità e dell'altitudine di volo, della forma e delle dimensioni del corpo, nonché di altri fattori. La temperatura di equilibrio è prossima alla temperatura di ristagno. Tipo di dipendenza dal coefficiente un dai parametri elencati è determinato dal regime di flusso nello strato limite (laminare o turbolento). Nel caso di un flusso turbolento, il riscaldamento convettivo diventa più intenso. Ciò è dovuto al fatto che, oltre alla conduttività termica molecolare, le fluttuazioni turbolente della velocità nello strato limite iniziano a svolgere un ruolo importante nel trasferimento di energia.

Con un aumento della velocità di volo, la temperatura dell'aria dietro l'onda d'urto e nello strato limite aumenta, con conseguente dissociazione e ionizzazione molecole. Gli atomi, gli ioni e gli elettroni risultanti si diffondono in una regione più fredda - sulla superficie del corpo. C'è una reazione inversa (ricombinazione) , andando con il rilascio di calore. Ciò costituisce un ulteriore contributo alla convezione A. n.

Al raggiungimento di una velocità di volo di circa 5000 m / sec la temperatura dietro l'onda d'urto raggiunge i valori ai quali il gas inizia a irradiarsi. A causa del trasferimento radiante di energia dalle aree con temperature elevate alla superficie del corpo, si verifica il riscaldamento per radiazione. In questo caso, il ruolo maggiore è svolto dalle radiazioni nelle regioni visibile e ultravioletta dello spettro. Quando si vola nell'atmosfera terrestre a velocità inferiori alla prima velocità cosmica (8,1 km/sec) il riscaldamento per irraggiamento è piccolo rispetto al riscaldamento convettivo. Alla seconda velocità cosmica (11.2 km/sec) i loro valori si avvicinano e a velocità di volo di 13-15 km/sec e più in alto, corrispondente al ritorno sulla Terra dopo voli su altri pianeti, il contributo principale è dato dal riscaldamento per radiazione.

Il ruolo particolarmente importante di A. n. suona quando i veicoli spaziali ritornano nell'atmosfera terrestre (ad esempio, Vostok, Voskhod, Soyuz). Per combattere l'A. n. i veicoli spaziali sono dotati di speciali sistemi di protezione termica (vedi. Protezione termica).

Illuminato .: Nozioni di base sul trasferimento di calore nell'aviazione e nella tecnologia missilistica, M., 1960; Dorrens W.H., Flussi di gas viscosi ipersonici, trad. dall'inglese., M., 1966; Zel'dovich Ya.B., Raizer Yu.P., Fisica delle onde d'urto e dei fenomeni idrodinamici ad alta temperatura, 2a ed., Mosca, 1966.

N.A. Anfimov.

Grande Enciclopedia Sovietica. - M .: enciclopedia sovietica. 1969-1978 .

Guarda cos'è "Riscaldamento aerodinamico" in altri dizionari:

Riscaldamento di corpi che si muovono ad alta velocità in aria o altro gas. Un. il risultato del fatto che le molecole d'aria che attaccano il corpo vengono decelerate vicino al corpo. Se il volo viene eseguito con suono supersonico. velocità, la frenata avviene principalmente nell'ammortizzatore ... ... Enciclopedia fisica

Riscaldamento di un corpo che si muove ad alta velocità in aria (gas). Un notevole riscaldamento aerodinamico si osserva quando un corpo si muove a velocità supersonica (ad esempio, quando le testate di intercontinentali missili balistici) EdwART.…… Dizionario marino

riscaldamento aerodinamico- Riscaldamento della superficie di un corpo in una corrente di gas, che si muove in un mezzo gassoso ad alta velocità in presenza di convezione, ea velocità ipersoniche e scambio termico per irraggiamento con il mezzo gassoso nello strato limite o d'urto. [GOST 26883 ... ... Guida tecnica per traduttori

Un aumento della temperatura di un corpo che si muove ad alta velocità in aria o altri gas. Il riscaldamento aerodinamico è il risultato della decelerazione delle molecole di gas vicino alla superficie del corpo. Quindi, quando un veicolo spaziale entra nell'atmosfera terrestre a una velocità di 7,9 km / s ... ... dizionario enciclopedico

riscaldamento aerodinamico- aerodinaminis įšilimas statusas T sritis Energetika apibrėžtis Kūnų, judančių dujose (minerale) dideliu greičiu, paviršiaus įšilimas. attikmenys: angl. riscaldamento aerodinamico vok. aerodynamische Aufheizung, fr. riscaldamento aerodinamico, m pranc.…… Aiškinamasis šiluminės ir branduolinės technikos terminų žodynas- un aumento della temperatura di un corpo che si muove ad alta velocità in aria o altri gas. A. e. il risultato della decelerazione delle molecole di gas vicino alla superficie del corpo. Quindi, all'ingresso del cosmico. veicolo spaziale nell'atmosfera terrestre a una velocità di 7,9 km / s, velocità dell'aria pa in superficie ... Scienze naturali. dizionario enciclopedico

Riscaldamento aerodinamico della struttura del razzo- Riscaldamento della superficie del razzo durante il suo movimento in strati densi dell'atmosfera ad alta velocità. UN. - il risultato del fatto che le molecole d'aria che urtano sul razzo vengono decelerate vicino al suo corpo. In questo caso, c'è una transizione di energia cinetica ... ... Enciclopedia delle forze missilistiche strategiche

Concorde Concorde all'aeroporto ... Wikipedia

In alcuni casi, è possibile ridurre significativamente i costi di capitale e operativi fornendo riscaldamento autonomo dei locali con aria calda basato sull'uso di generatori di calore funzionanti a gas o combustibile liquido. In tali unità, non viene riscaldata l'acqua, ma aria: aria fresca, ricircolo o aria mista. Questo metodo è particolarmente efficace per fornire riscaldamento autonomo di locali industriali, padiglioni espositivi, officine, garage, stazioni. Manutenzione, autolavaggi, studi cinematografici, magazzini, edifici pubblici, palestre, supermercati, serre, serre, complessi zootecnici, allevamenti avicoli, ecc.

Vantaggi del riscaldamento ad aria

Ci sono molti vantaggi del riscaldamento dell'aria rispetto al tradizionale riscaldamento dell'acqua in ambienti di grandi dimensioni, elencheremo solo i principali:

1. Redditività. Il calore viene prodotto direttamente nell'ambiente riscaldato e viene quasi interamente consumato per lo scopo previsto. Grazie alla combustione diretta del combustibile senza un vettore di calore intermedio, si ottiene un'elevata efficienza termica dell'intero sistema di riscaldamento: 90-94% per i riscaldatori recuperativi e quasi il 100% per i sistemi di riscaldamento diretto. L'utilizzo di cronotermostati offre la possibilità di un ulteriore risparmio dal 5 al 25% di energia termica grazie alla funzione "modalità standby" - mantenimento automatico della temperatura in ambiente durante le ore non lavorative a livello di + 5-7° .
2. Possibilità di "accendere" la ventilazione di mandata. Non è un segreto che oggi, nella maggior parte delle imprese, la ventilazione di alimentazione non funzioni correttamente, il che peggiora significativamente le condizioni di lavoro delle persone e influisce sulla produttività del lavoro. I generatori di calore o i sistemi di riscaldamento diretto riscaldano l'aria di ∆t fino a 90 ° С - questo è abbastanza per "forzare" la ventilazione di alimentazione per funzionare anche nell'estremo nord. Pertanto, il riscaldamento dell'aria implica non solo l'efficienza economica, ma anche un miglioramento della situazione ambientale e delle condizioni di lavoro.
3. Piccola inerzia. Le unità dei sistemi di riscaldamento dell'aria entrano in funzione in pochi minuti e, a causa dell'elevato ricambio d'aria, la stanza viene completamente riscaldata in poche ore. Ciò consente di manovrare in modo rapido e flessibile quando le esigenze di riscaldamento cambiano.
4. L'assenza di un vettore di calore intermedio consente di abbandonare la costruzione e la manutenzione di un sistema di riscaldamento dell'acqua, che è inefficace per grandi stanze, un locale caldaia, una rete di riscaldamento e un impianto di trattamento dell'acqua. Sono escluse le perdite nella rete di riscaldamento e la loro riparazione, il che consente di ridurre drasticamente i costi di esercizio. In inverno non c'è il rischio di sbrinare i generatori d'aria e l'impianto di riscaldamento in caso di fermi impianto prolungati. Il raffreddamento anche a un "meno" profondo non porta allo sbrinamento del sistema.
5. Un alto grado di automazione consente di generare esattamente la quantità di calore necessaria. In combinazione con l'elevata affidabilità delle apparecchiature a gas, ciò aumenta significativamente la sicurezza dell'impianto di riscaldamento e per il suo funzionamento è sufficiente un minimo di personale di manutenzione.
6. Costi bassi. Il metodo di riscaldamento di grandi stanze con generatori di calore è uno dei più economici e più rapidamente implementati. Costi di capitale per la costruzione o la ristrutturazione sistema d'aria, di norma, significativamente inferiore al costo di organizzazione dell'acqua o del riscaldamento radiante. Il periodo di ammortamento delle spese in conto capitale di solito non supera una o due stagioni di riscaldamento.

A seconda dei compiti da risolvere, negli impianti di riscaldamento ad aria possono essere utilizzati riscaldatori di vario tipo. In questo articolo, prenderemo in considerazione solo le unità che funzionano senza l'uso di un vettore di calore intermedio: generatori d'aria recuperativi (con uno scambiatore di calore e scarico dei prodotti della combustione all'esterno) e sistemi di riscaldamento dell'aria diretti (generatori d'aria a miscelazione di gas).

Riscaldatori d'aria a recupero

In unità di questo tipo, il combustibile miscelato con la quantità d'aria richiesta viene fornito dal bruciatore alla camera di combustione. I prodotti della combustione risultanti passano attraverso uno scambiatore di calore a due o tre passaggi. Il calore ottenuto durante la combustione del combustibile viene trasferito all'aria riscaldata attraverso le pareti dello scambiatore di calore e i gas di scarico vengono rimossi attraverso il camino verso l'esterno (Fig. 1) - ecco perché sono chiamati generatori di calore "a riscaldamento indiretto" .

I riscaldatori d'aria recuperativi possono essere utilizzati non solo direttamente per il riscaldamento, ma anche come parte di un sistema di ventilazione di mandata, nonché per il riscaldamento dell'aria di processo. La potenza termica nominale di tali sistemi va da 3 kW a 2 MW. L'aria riscaldata viene fornita all'ambiente tramite un ventilatore incorporato o esterno, che consente di utilizzare le unità sia per il riscaldamento diretto dell'aria con la sua mandata tramite griglie a lamelle, sia con canalizzazione dell'aria.

Lavando la camera di combustione e lo scambiatore di calore, l'aria viene riscaldata e convogliata o direttamente nell'ambiente riscaldato attraverso le griglie alettate di distribuzione dell'aria poste nella parte superiore, oppure viene distribuita attraverso il sistema di canalizzazione dell'aria. Sul fronte del generatore di calore è posizionato un bruciatore a blocco automatizzato (Fig. 2).

Gli scambiatori di calore dei moderni riscaldatori ad aria, di regola, sono realizzati in acciaio inossidabile (il focolare è in acciaio resistente al calore) e servono da 5 a 25 anni, dopodiché possono essere riparati o sostituiti. L'efficienza dei modelli moderni raggiunge il 90-96%. Il vantaggio principale dei riscaldatori d'aria recuperativi è la loro versatilità.

Possono funzionare a gas naturale, GPL, gasolio, gasolio, olio combustibile o olio esausto: basta cambiare il bruciatore. È possibile lavorare con aria fresca, con una miscela di aria interna e in modalità di ricircolo completo. Un tale sistema consente alcune libertà, ad esempio, di modificare la portata dell'aria riscaldata, ridistribuire "al volo" il flusso di aria riscaldata in diversi rami del condotto utilizzando valvole speciali.

In estate, i generatori d'aria recuperativi possono funzionare in modalità ventilazione. Le unità sono montate sia verticalmente che orizzontalmente, a pavimento, a parete o integrate in una camera di ventilazione sezionale come sezione di riscaldamento.

Gli aerotermi recuperatori possono essere utilizzati anche per il riscaldamento di ambienti ad alta categoria di comfort, se l'unità stessa viene prelevata fuori dall'area di servizio diretto.

Principali svantaggi:

1. Uno scambiatore di calore grande e complesso aumenta il costo e il peso del sistema, rispetto ai generatori di aria calda a miscela;
2. Necessitano di canna fumaria e scarico condensa.

Sistemi di riscaldamento ad aria diretta

Tecnologie moderne ha permesso di ottenere una tale pulizia della combustione del gas naturale che è diventato possibile non deviare i prodotti della combustione "nel camino", ma utilizzarli per il riscaldamento diretto dell'aria nei sistemi di ventilazione di alimentazione. Il gas che entra nella combustione si brucia completamente nel flusso di aria riscaldata e, mescolandosi con esso, gli cede tutto il calore.

Questo principio è implementato in una serie di progetti simili di un bruciatore a rampa negli Stati Uniti, in Inghilterra, Francia e Russia ed è stato utilizzato con successo dagli anni '60 del XX secolo in molte imprese in Russia e all'estero. Basati sul principio della combustione ultrapura del gas naturale direttamente nel flusso di aria riscaldata, vengono prodotti aerotermi a miscelazione di gas del tipo STV (STARVEINE - "star wind") con una potenza termica nominale da 150 kW a 21 MW.

La stessa tecnologia di combustione, nonché un alto grado di diluizione dei prodotti della combustione, consentono di ottenere aria calda pulita negli impianti conformi a tutte le norme vigenti, praticamente esente da impurità nocive (non più del 30% della concentrazione massima consentita ). I generatori di aria calda STV (Fig. 3) sono costituiti da un blocco bruciatore modulare situato all'interno del corpo (sezione del condotto dell'aria), una linea del gas DUNGS (Germania) e un sistema di automazione.

La custodia è solitamente dotata di una porta pressurizzata per una facile manutenzione. Il blocco bruciatore, a seconda della potenza termica richiesta, è composto dal numero richiesto di sezioni bruciatore di diverse configurazioni. I riscaldatori automatici forniscono un avvio automatico regolare secondo il ciclogramma, il controllo dei parametri di funzionamento sicuri e la possibilità di una regolazione regolare della potenza termica (1: 4), che mantiene automaticamente la temperatura dell'aria richiesta nella stanza riscaldata.

Applicazione di aerotermi a miscelazione di gas

Il loro scopo principale è il riscaldamento diretto dell'aria di mandata fresca fornita a locali industriali per compensare la ventilazione di scarico e quindi migliorare le condizioni di lavoro delle persone.

Per ambienti con un alto tasso di ricambio d'aria, diventa opportuno combinare il sistema di ventilazione di mandata e il sistema di riscaldamento: a questo proposito, i sistemi di riscaldamento diretto non hanno concorrenti in termini di rapporto qualità / prezzo. I generatori di aria calda a miscelazione di gas sono progettati per:

• riscaldamento autonomo dell'aria di locali per vari scopi con un ampio ricambio d'aria (К 򖅁, 5);
• riscaldamento dell'aria nelle tende ad aria di tipo cut-off, è possibile abbinarlo a sistemi di riscaldamento e ventilazione di mandata;
• sistemi di preriscaldamento per motori auto in parcheggi non riscaldati;
• vagoni di riscaldamento e sbrinamento, cisterne, automobili, materiali sfusi, prodotti per il riscaldamento e l'essiccazione prima della verniciatura o di altri tipi di lavorazione;
• riscaldamento diretto dell'aria atmosferica o di un agente essiccante in vari impianti tecnologici di riscaldamento e essiccazione, ad esempio essiccazione di grano, erba, carta, tessuti, legno; applicazione in camere di verniciatura e di essiccazione dopo la verniciatura, ecc.

Struttura ricettiva

I riscaldatori di miscelazione possono essere integrati nei condotti dell'aria dei sistemi di ventilazione di mandata e delle barriere termiche, nei condotti dell'aria delle unità di essiccazione, sia in sezioni orizzontali che verticali. Possono essere montati a pavimento o su piattaforma, sotto il soffitto oa parete. Solitamente vengono collocati in camere di alimentazione e ventilazione, ma possono essere installati direttamente in un locale riscaldato (a seconda della categoria).

Con apparecchiature aggiuntive, gli elementi corrispondenti possono servire stanze delle categorie A e B. Il ricircolo dell'aria interna attraverso riscaldatori d'aria a miscelazione è indesiderabile: è possibile una diminuzione significativa del livello di ossigeno nella stanza.

punti di forza sistemi di riscaldamento diretto

Semplicità e affidabilità, basso costo ed economia, capacità di riscaldare fino a temperature elevate, alto grado di automazione, regolazione regolare, non necessitano di un camino. Il riscaldamento diretto è il metodo più economico: l'efficienza del sistema è del 99,96%. Il livello dei costi di capitale specifici per un sistema di riscaldamento basato su un'unità di riscaldamento diretta combinata con ventilazione forzata è il più basso con il più alto grado di automazione.

I generatori di aria calda di tutti i tipi sono dotati di un sistema di automazione di sicurezza e controllo che garantisce l'avvio, il mantenimento della modalità di riscaldamento e lo spegnimento in caso di emergenza senza problemi. Al fine di risparmiare energia è possibile dotare i generatori di aria calda di regolazione automatica tenendo conto delle temperature esterne ed interne, delle funzioni delle modalità di programmazione riscaldamento giornaliera e settimanale.

È inoltre possibile includere nel sistema di controllo e dispacciamento centralizzato anche i parametri dell'impianto di riscaldamento, costituito da più unità di riscaldamento. In questo caso, l'operatore-speditore avrà informazioni operative sul funzionamento e lo stato delle unità di riscaldamento, chiaramente visualizzate sul monitor del computer, e controllerà anche la loro modalità di funzionamento direttamente dal punto di spedizione remoto.

Generatori di calore mobili e pistole termiche

Progettato per l'uso temporaneo - nei cantieri, per il riscaldamento nei periodi di bassa stagione, riscaldamento di processo. I generatori di calore mobili e le pistole termiche funzionano a propano (GPL), diesel o kerosene. Possono essere sia a riscaldamento diretto che con rimozione dei prodotti della combustione.

Tipi di sistemi di riscaldamento dell'aria autonomi

Per il riscaldamento autonomo di vari locali vengono utilizzati vari tipi di impianti di riscaldamento ad aria - con distribuzione del calore centralizzata e decentralizzata; impianti funzionanti interamente su presa d'aria di rinnovo, oppure con ricircolo totale/parziale dell'aria interna.

Negli impianti di riscaldamento ad aria decentralizzati, il riscaldamento e la circolazione dell'aria nell'ambiente è affidato a generatori di calore autonomi dislocati in diverse zone o zone di lavoro - a pavimento, a parete e sottotetto. L'aria dai riscaldatori viene fornita direttamente nell'area di lavoro della stanza. A volte, per una migliore distribuzione dei flussi di calore, i generatori di calore sono dotati di piccoli sistemi di canalizzazione dell'aria (locali).

Per le unità con questo design, la potenza minima del motore del ventilatore è caratteristica, quindi i sistemi decentralizzati sono più economici in termini di consumo energetico. È anche possibile utilizzare le tende di riscaldamento dell'aria come parte di un sistema di riscaldamento dell'aria o fornire ventilazione.

La possibilità di regolazione locale e di utilizzo dei generatori di calore come richiesto - per zone, in tempi diversi - consente di ridurre notevolmente i costi del combustibile. Tuttavia, il costo del capitale per l'implementazione di questo metodo è leggermente superiore. Negli impianti con distribuzione centralizzata del calore si utilizzano unità di riscaldamento ad aria; l'aria calda da essi generata entra nelle aree di lavoro attraverso il sistema di canalizzazione dell'aria.

Le installazioni, di regola, sono integrate nelle camere di ventilazione esistenti, ma è possibile posizionarle direttamente in una stanza riscaldata - sul pavimento o sul sito.

Applicazione e posizionamento, selezione dell'attrezzatura

Ciascuno dei tipi delle suddette unità di riscaldamento ha i suoi indiscutibili vantaggi. E non esiste una ricetta già pronta, nel qual caso quale di esse è più appropriata - dipende da molti fattori: la quantità di ricambio d'aria in relazione alla quantità di perdita di calore, la categoria della stanza, la disponibilità di spazio libero per il posizionamento delle attrezzature e le capacità finanziarie. Cercheremo di formare i principi più generali per la selezione appropriata delle attrezzature.

1. Sistemi di riscaldamento per ambienti a basso ricambio d'aria (Scambio d'aria ≤򖅀, 5-1)

In questo caso, la potenza termica totale dei generatori di calore è considerata quasi uguale alla quantità di calore necessaria per compensare le perdite di calore nella stanza, la ventilazione è relativamente piccola, quindi è consigliabile utilizzare un sistema di riscaldamento basato sul calore generatori di riscaldamento indiretto con ricircolo totale o parziale dell'aria interna del locale.

La ventilazione in tali ambienti può essere naturale o con una miscela di aria esterna e aria di ricircolo. Nel secondo caso, la potenza dei riscaldatori viene aumentata di una quantità sufficiente per riscaldare l'aria di mandata fresca. Tale impianto di riscaldamento può essere locale, con generatori di calore a pavimento oa parete.

Se non è possibile collocare l'unità in un locale riscaldato o quando si organizza la manutenzione di più locali, è possibile utilizzare un sistema centralizzato: i generatori di calore devono essere posizionati nella camera di ventilazione (annesso, sul soppalco, nel locale adiacente) , e il calore dovrebbe essere distribuito attraverso i condotti dell'aria.

Durante l'orario di lavoro, i generatori di calore possono funzionare in modalità di ricircolo parziale, riscaldando contemporaneamente l'aria di mandata miscelata, durante il tempo di non funzionamento, alcuni di essi possono essere spenti e i restanti possono essere commutati in modalità standby economica + 2-5 ° C con ricircolo completo.

2. Sistemi di riscaldamento per ambienti con un elevato tasso di ricambio d'aria, che richiedono costantemente la fornitura di grandi volumi di aria fresca fresca (Scambio d'aria 򖅂)

In questo caso, la quantità di calore necessaria per riscaldare l'aria di mandata potrebbe già essere diverse volte superiore alla quantità di calore necessaria per compensare la perdita di calore. Qui, è più opportuno ed economico combinare un sistema di riscaldamento dell'aria con un sistema di ventilazione di mandata. L'impianto di riscaldamento può essere realizzato sulla base di unità di riscaldamento ad aria diretta, oppure sulla base dell'utilizzo di generatori di calore recuperativi nella versione con maggior grado di riscaldamento.

La potenza termica totale dei riscaldatori deve essere uguale alla somma della richiesta di calore per il riscaldamento dell'aria di mandata e del calore necessario per compensare le perdite di calore. Negli impianti di riscaldamento diretto, viene riscaldato il 100% dell'aria esterna, fornendo il volume richiesto di aria di mandata.

Durante l'orario di lavoro, riscaldano l'aria dall'esterno alla temperatura di progetto + 16-40 ° C (tenendo conto del surriscaldamento per garantire la compensazione della perdita di calore). Per risparmiare denaro durante le ore non lavorative, è possibile spegnere alcuni riscaldatori per ridurre il consumo di aria di mandata e trasferire il resto in modalità standby per mantenere + 2-5 ° .

I generatori di calore recuperativo in modalità standby forniscono ulteriori risparmi passandoli alla modalità di ricircolo completo. I costi di capitale più bassi quando si organizzano sistemi di riscaldamento centralizzati - quando si utilizzano i riscaldatori più grandi possibili. I costi di capitale per i generatori di aria calda a miscelazione di gas STV possono variare da 300 a 600 rubli / kW di capacità termica installata.

3. Sistemi di riscaldamento ad aria combinati

L'opzione migliore per ambienti con un notevole ricambio d'aria durante l'orario di lavoro con un'operazione di un turno o un ciclo di lavoro intermittente - quando la differenza nella necessità di fornire aria fresca e calore durante il giorno è significativa.

In questo caso, è consigliabile il funzionamento separato di due sistemi: riscaldamento in standby e ventilazione di mandata, combinati con un sistema di riscaldamento (post-riscaldamento). Allo stesso tempo, i generatori di calore recuperativi sono installati nella stanza riscaldata o nelle camere di ventilazione per mantenere solo la modalità standby con ricircolo completo (alla temperatura esterna di progetto).

Il sistema di ventilazione di mandata, combinato con il sistema di riscaldamento, fornisce il riscaldamento del volume richiesto di aria fresca di mandata a + 16-30 ° C e riscalda la stanza alla temperatura di esercizio richiesta e, per risparmiare denaro, viene acceso solo durante l'orario di lavoro.

È costruito sulla base di generatori di calore recuperativi (con un maggiore grado di riscaldamento) o sulla base di potenti sistemi di riscaldamento diretto (che è 2-4 volte più economico). È possibile combinare il sistema di post-riscaldamento dell'alimentazione con il sistema di riscaldamento dell'acqua calda esistente (può rimanere in servizio), l'opzione è applicabile anche per l'ammodernamento graduale del sistema di riscaldamento e ventilazione esistente.

Con questo metodo, i costi operativi saranno i più bassi. Pertanto, utilizzando riscaldatori ad aria tipi diversi in varie combinazioni, è possibile risolvere contemporaneamente entrambi i problemi: sia il riscaldamento che la ventilazione.

Esistono molti esempi di applicazione dei sistemi di riscaldamento dell'aria e le possibilità della loro combinazione sono estremamente diverse. In ogni caso, è necessario eseguire calcoli termici, tenere conto di tutte le condizioni d'uso ed eseguire diverse opzioni per la selezione delle apparecchiature, confrontandole in termini di convenienza, importo dei costi di capitale e costi operativi.

- dispositivi utilizzati per il riscaldamento dell'aria nei sistemi di ventilazione di mandata, nei sistemi di condizionamento dell'aria, nel riscaldamento dell'aria, nonché negli impianti di essiccazione.

In base al tipo di liquido di raffreddamento, i riscaldatori d'aria possono essere fuoco, acqua, vapore ed elettrici .

I più diffusi attualmente sono gli scaldacqua ea vapore, che si suddividono in tubi lisci e nervati; questi ultimi, a loro volta, si suddividono in lamellari e spiralati.

Distinguere tra riscaldatori a passaggio singolo e multiplo. In un modo, il refrigerante si muove attraverso i tubi in una direzione e in più direzioni cambia più volte la direzione del movimento a causa della presenza di partizioni nei coperchi del collettore (Fig. XII.1).

I riscaldatori sono di due modelli: medio (C) e grande (B).

Il consumo di calore per il riscaldamento dell'aria è determinato dalle formule:

dove Q "- consumo di calore per il riscaldamento dell'aria, kJ/h (kcal/h); Q- lo stesso, W; 0,278 - fattore di conversione kJ / h in W; G- quantità in massa di aria riscaldata, kg/h, pari a Lp [qui l- quantità volumetrica di aria riscaldata, m 3 / h; p - densità dell'aria (a una temperatura tK), kg/m 3]; insieme a- capacità termica specifica dell'aria, pari a 1 kJ/(kg-K); t a - temperatura dell'aria dopo il riscaldatore, ° С; t n- temperatura dell'aria prima del riscaldatore, ° С.

Per i riscaldatori del primo stadio di riscaldamento, la temperatura tn è uguale alla temperatura dell'aria esterna.

La temperatura dell'aria esterna è considerata uguale alla ventilazione calcolata (parametri climatici della categoria A) quando si progetta una ventilazione generale progettata per combattere l'eccesso di umidità, calore e gas, il cui MPC è superiore a 100 mg / m3. Quando si progetta la ventilazione generale progettata per combattere i gas, il cui MPC è inferiore a 100 mg / m3, nonché quando si progetta la ventilazione di alimentazione per compensare l'aria rimossa attraverso l'aspirazione locale, cappe di processo o sistemi di trasporto pneumatico, viene presa la temperatura dell'aria esterna essere uguale alla temperatura esterna calcolata temperatura tn per il progetto di riscaldamento (parametri climatici di categoria B).

L'aria di mandata con una temperatura uguale alla temperatura dell'aria interna tВ per la stanza data dovrebbe essere fornita alla stanza senza eccedenze di calore. In presenza di eccedenze termiche, l'aria di mandata viene fornita a temperatura ridotta (di 5-8 °C). Si sconsiglia di immettere aria di mandata con una temperatura inferiore a 10 ° C nella stanza, anche in presenza di una generazione di calore significativa a causa della possibilità di raffreddori. L'eccezione sono i casi di utilizzo di anemostati speciali.

L'area richiesta della superficie di riscaldamento dei riscaldatori ad aria Fк m2 è determinata dalla formula:

dove Q- consumo di calore per il riscaldamento dell'aria, W (kcal/h); A- coefficiente di scambio termico del riscaldatore, W / (m 2 -K) [kcal / (h-m 2 - ° C)]; t significa T.- temperatura media del liquido di raffreddamento, 0 ; t av. - la temperatura media dell'aria riscaldata che passa attraverso il riscaldatore, ° С, pari a (t n + t k) / 2.

Se il vapore funge da vettore di calore, la temperatura media del vettore di calore tav.T. è uguale alla temperatura di saturazione alla corrispondente tensione di vapore.

Per l'acqua, la temperatura tav.T. è definita come la media aritmetica delle temperature dell'acqua calda e di ritorno:

Il fattore di sicurezza 1.1-1.2 tiene conto della dispersione termica per il raffreddamento dell'aria nei condotti dell'aria.

Il coefficiente di scambio termico dei riscaldatori K dipende dal tipo di vettore di calore, dalla velocità di massa del movimento dell'aria vp attraverso il riscaldatore, dalle dimensioni geometriche e dalle caratteristiche di progettazione dei riscaldatori, dalla velocità del movimento dell'acqua attraverso i tubi del riscaldatore.

La velocità di massa è intesa come la massa d'aria, kg, che passa in 1 s attraverso 1 m2 dell'area libera del riscaldatore ad aria. La velocità di massa vp, kg / (cm2), è determinata dalla formula

Il modello, la marca e il numero di riscaldatori sono selezionati in base all'area della sezione trasversale libera fL e alla superficie riscaldante FK. Dopo aver scelto i riscaldatori ad aria, la velocità di massa dell'aria viene specificata in base all'area effettiva dell'area del flusso d'aria del riscaldatore ad aria fD di questo modello:

dove A, A 1, n, n 1 e T- coefficienti ed esponenti, a seconda del progetto del riscaldatore

La velocità del movimento dell'acqua nei tubi del riscaldatore , m / s, è determinata dalla formula:

dove Q" è il consumo di calore per il riscaldamento dell'aria, kJ/h (kcal/h); pw è la densità dell'acqua pari a 1000 kg/m3, sv è la capacità termica specifica dell'acqua pari a 4,19 kJ/(kg- K); fTP è l'area della sezione trasversale libera per il passaggio del refrigerante, m2, tg - temperatura acqua calda nella linea di alimentazione, ° С; t 0 - temperatura dell'acqua di ritorno, 0С.

Il trasferimento di calore dei riscaldatori ad aria è influenzato dallo schema delle tubazioni. Con un circuito parallelo per il collegamento delle tubazioni, solo una parte del liquido di raffreddamento passa attraverso un riscaldatore separato e, con un circuito sequenziale, l'intero flusso del liquido di raffreddamento passa attraverso ciascun riscaldatore.

La resistenza degli aerotermi al passaggio dell'aria p, Pa, è espressa dalla seguente formula:

dove B e z sono il coefficiente e l'esponente, che dipendono dal progetto del riscaldatore d'aria.

La resistenza dei riscaldatori disposti in sequenza è uguale a:

dove m è il numero di riscaldatori disposti in sequenza. Il calcolo termina con la verifica della potenza termica (trasferimento termico) dei generatori di aria calda secondo la formula

dove QK - trasferimento di calore dai riscaldatori, W (kcal / h); QK - lo stesso, kJ / h, 3,6 - fattore di conversione di W in kJ / h FK - superficie di riscaldamento dei riscaldatori, m2, presa come risultato del calcolo dei riscaldatori di questo tipo; K - coefficiente di scambio termico dei riscaldatori, W / (m2-K) [kcal / (h-m2- ° C)]; tср.в - temperatura media dell'aria riscaldata che passa attraverso il riscaldatore, ° С; tcr. è la temperatura media del liquido di raffreddamento, ° С.

Quando si selezionano i riscaldatori ad aria, la riserva per l'area calcolata della superficie di riscaldamento viene presa entro il 15 - 20%, per la resistenza al passaggio dell'aria - 10% e per la resistenza al movimento dell'acqua - 20%.