Šiluma, sunaudojama šildant orą per ciklą. §33. Oro šildymas ir jo temperatūra Oro šildymas priklauso

Jie pereina per skaidrią atmosferą jos nekaitindami žemės paviršiaus, šildykite jį, o iš jo vėliau kaitinamas oras.

Paviršiaus, taigi ir oro, įkaitimo laipsnis visų pirma priklauso nuo vietovės platumos.

Tačiau kiekviename konkrečiame taške jį (t o) taip pat lems daugybė veiksnių, tarp kurių pagrindiniai yra:

A: aukštis virš jūros lygio;

B: apatinis paviršius;

B: atstumas nuo vandenynų ir jūrų pakrančių.

A – Kadangi oras šildomas nuo žemės paviršiaus, kuo mažesni absoliutūs ploto aukščiai, tuo aukštesnė oro temperatūra (toje pačioje platumoje). Vandens garais neprisotinto oro sąlygomis stebimas modelis: kas 100 metrų aukščio temperatūra (t o) sumažėja 0,6 o C.

B – Paviršiaus kokybinės charakteristikos.

B 1 – skirtingos spalvos ir struktūros paviršiai skirtingai sugeria ir atspindi saulės spindulius. Didžiausias atspindžio koeficientas būdingas sniegui ir ledui, minimalus tamsios spalvos dirvožemiams ir uolienoms.

Žemės apšvietimas saulės spinduliais saulėgrįžų ir lygiadienių dienomis.

B 2 - skirtingi paviršiai turi skirtingą šilumos talpą ir šilumos perdavimą. Taigi Pasaulio vandenyno vandens masė, užimanti 2/3 Žemės paviršiaus, dėl didelės šiluminės talpos įšyla labai lėtai ir vėsta labai lėtai. Žemė greitai įšyla ir greitai atšąla, t.y., norint sušildyti iki to paties t apie 1 m 2 žemės ir 1 m 2 vandens paviršiaus, reikia išleisti skirtingą sumą energijos.

B – nuo ​​pakrančių iki žemynų vidaus, vandens garų kiekis ore mažėja. Kuo skaidresnė atmosfera, tuo mažiau joje išsibarsčiusi. saulės spinduliai, o visi saulės spinduliai pasiekia Žemės paviršių. Dalyvaujant didelis skaičius ore esantys vandens garai, vandens lašeliai atspindi, išsklaido, sugeria saulės spindulius ir ne visi pasiekia planetos paviršių, o kaitinant jis mažėja.

Aukščiausia oro temperatūra fiksuojama atogrąžų dykumų srityse. Centriniuose Sacharos regionuose beveik 4 mėnesius t apie oro pavėsyje yra daugiau nei 40 ° C. Tuo pačiu metu ties pusiauju, kur saulės spindulių kritimo kampas didžiausias, temperatūra ne aukštesnė kaip +26°C.

Kita vertus, Žemė, kaip šildomas kūnas, spinduliuoja energiją į kosmosą daugiausia ilgųjų bangų infraraudonųjų spindulių spektru. Jei žemės paviršius yra apgaubtas debesų „paklode“, tada ne visi infraraudonieji spinduliai palieka planetą, nes debesys juos atitolina, atsispindėdami atgal į žemės paviršių.

Esant giedram dangui, kai atmosferoje mažai vandens garų, planetos skleidžiami infraraudonieji spinduliai laisvai iškeliauja į kosmosą, o žemės paviršius atvėsta, o tai vėsta ir taip sumažina oro temperatūrą.

Literatūra

1. Zubaščenka E.M. Regioninė fizinė geografija. Žemės klimatas: mokymo priemonė. 1 dalis. / E.M. Zubaščenka, V.I. Šmykovas, A.Ya. Nemykinas, N.V. Poliakovas. - Voronežas: VGPU, 2007. - 183 p.

Aerodinaminis šildymas

dideliu greičiu judančių kūnų kaitinimas ore ar kitose dujose. A. n. - dėl to, kad ant kūno patenkančios oro molekulės sulėtėja šalia kūno.

Jei skrydis vykdomas viršgarsiniu kultūrų greičiu, stabdymas pirmiausia vyksta smūgio banga (žr. smūgio bangą) , atsirandantys priešais kūną. Tolesnis oro molekulių lėtėjimas vyksta tiesiai pačiame kūno paviršiuje, in ribinis sluoksnis (žr. ribinį sluoksnį). Lėtėjant oro molekulėms, jų šiluminė energija didėja, t.y., didėja dujų temperatūra šalia judančio kūno paviršiaus, maksimali temperatūra, iki kurios dujos gali įkaisti šalia judančio kūno, yra artima vadinamajai. stabdymo temperatūra:

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

kur T n -įeinančio oro temperatūra, v- kūno skrydžio greitis cp yra specifinė dujų šiluminė talpa esant pastoviam slėgiui. Taigi, pavyzdžiui, skrendant viršgarsiniu orlaiviu tris kartus didesniu garso greičiu (apie 1 km/sek) stagnacijos temperatūra yra apie 400°C, o kai erdvėlaivis į Žemės atmosferą patenka 1-uoju kosminiu greičiu (8.1 km/s) stagnacijos temperatūra siekia 8000 °C. Jei pirmuoju atveju pakankamai ilgo skrydžio metu orlaivio odos temperatūra pasiekia vertes, artimas stagnacijos temperatūrai, tai antruoju atveju erdvėlaivio paviršius neišvengiamai pradės griūti dėl nesugebėjimo. medžiagas, kurios atlaikytų tokią aukštą temperatūrą.

Šiluma perduodama iš aukštesnės temperatūros dujų sričių į judantį kūną ir atsiranda aerodinaminis kaitinimas. Yra dvi formos A. n. - konvekcinė ir spinduliuotė. Konvekcinis šildymas yra šilumos perdavimo iš išorinės, „karštos“ ribinio sluoksnio dalies į kūno paviršių, pasekmė. Kiekybiškai pagal santykį nustatomas konvekcinis šilumos srautas

q k = a(T e -T w),

kur T e - pusiausvyros temperatūra (ribinė temperatūra, iki kurios kūno paviršius gali įkaisti, jei nebūtų pašalinta energija), T w - faktinė paviršiaus temperatūra, a- koeficientas konvekcinis šilumos perdavimas, priklausomai nuo skrydžio greičio ir aukščio, kūno formos ir dydžio, taip pat nuo kitų faktorių. Pusiausvyros temperatūra yra artima stagnacijos temperatūrai. Koeficiento priklausomybės tipas bet nuo išvardytų parametrų nustatomas pagal tėkmės režimą ribiniame sluoksnyje (laminarinis arba turbulentinis). Turbulentinio srauto atveju konvekcinis šildymas tampa intensyvesnis. Taip yra dėl to, kad, be molekulinio šilumos laidumo, didelę reikšmę energijos perdavimui ima vaidinti ir turbulentinio greičio svyravimai ribiniame sluoksnyje.

Didėjant skrydžio greičiui, oro temperatūra už smūginės bangos ir ribiniame sluoksnyje didėja, todėl vyksta disociacija ir jonizacija. molekules. Susidarę atomai, jonai ir elektronai išsisklaido į šaltesnę sritį – į kūno paviršių. Yra nugaros reakcija (rekombinacija) , vyksta kartu su šilumos išsiskyrimu. Tai papildomai prisideda prie konvekcinės A. n.

Pasiekus apie 5000 skrydžio greitį m/s temperatūra už smūginės bangos pasiekia vertes, kai dujos pradeda spinduliuoti. Dėl spindulinio energijos perdavimo iš aukštesnės temperatūros zonų į kūno paviršių atsiranda spindulinis kaitinimas. Šiuo atveju didžiausią vaidmenį atlieka spinduliuotė matomoje ir ultravioletinėje spektro srityse. Skrendant Žemės atmosferoje greičiu, mažesniu už pirmąjį kosminį greitį (8.1 km/s) radiacinis šildymas yra mažas, palyginti su konvekciniu šildymu. Esant antrajam erdvės greičiui (11.2 km/s) jų vertės tampa artimos, o skrydžio greičiui 13-15 km/s ir didesnis, atitinkantis grįžimą į Žemę po skrydžių į kitas planetas, pagrindinį indėlį įneša spindulinis šildymas.

Ypač svarbus vaidmuo A. n. groja, kai erdvėlaiviai grįžta į Žemės atmosferą (pavyzdžiui, Vostok, Voskhod, Sojuz). Kovoti su A. n. erdvėlaiviuose įrengtos specialios šiluminės apsaugos sistemos (žr. Šiluminė apsauga).

Lit.:Šilumos perdavimo aviacijos ir raketų technikoje pagrindai, M., 1960; Dorrens W. Kh., Higarsiniai klampių dujų srautai, vert. iš anglų k., M., 1966; Zeldovich Ya. B., Raiser Yu. P., Smūgių bangų ir aukštos temperatūros hidrodinaminių reiškinių fizika, 2 leidimas, M., 1966 m.

N. A. Anfimovas.

Didžioji sovietinė enciklopedija. - M.: Tarybinė enciklopedija. 1969-1978 .

Pažiūrėkite, kas yra „aerodinaminis šildymas“ kituose žodynuose:

Kūnų, judančių dideliu greičiu ore ar kitomis dujomis, kaitinimas. A. n. dėl to, kad ant kūno patenkančios oro molekulės sulėtėja šalia kūno. Jei skrydis atliekamas viršgarsiniu. greitis, stabdymas pirmiausia įvyksta smūgio metu ... ... Fizinė enciklopedija

Dideliu greičiu judančio kūno kaitinimas ore (dujose). Pastebimas aerodinaminis įkaitimas pastebimas, kai kūnas juda viršgarsiniu greičiu (pavyzdžiui, kai tarpžemyninės galvos dalys balistinių raketų) EdwART... ... Jūrų žodynas

aerodinaminis šildymas- Kūno paviršiaus kaitinimas, supaprastintas dujomis, judantis dujinėje terpėje dideliu greičiu, esant konvekcijai, ir esant hipergarsiniam greičiui ir spinduliuojantis šilumos mainai su dujine terpe ribiniame arba smūginiame sluoksnyje. [GOST 26883… Techninis vertėjo vadovas

Kūno, judančio dideliu greičiu oru ar kitomis dujomis, temperatūros padidėjimas. Aerodinaminis šildymas yra dujų molekulių, esančių šalia kūno paviršiaus, lėtėjimo rezultatas. Taigi, kai erdvėlaivis į Žemės atmosferą patenka 7,9 km/s greičiu ... ... enciklopedinis žodynas

aerodinaminis šildymas- aerodinaminis įšilimas statusas T sritis Energetika apibrėžtis Kūnų, judose (ore) dideliu greičiu, paviršiaus įšilimas. atitikmenys: angl. aerodinaminis šildymo vok. aerodynamische Aufheizung, f rus. aerodinaminis šildymas, m pranc.… … Aiškinamasis šiluminės ir branduolinės technikos terminų žodynas- kūno, judančio dideliu greičiu oru ar kitomis dujomis, temperatūros padidėjimas. A. i. dujų molekulių, esančių šalia kūno paviršiaus, lėtėjimo rezultatas. Taigi, prie įėjimo į kosmosą. aparatas į Žemės atmosferą 7,9 km/s greičiu, oro greitis paviršiuje pa ... Gamtos mokslai. enciklopedinis žodynas

Aerodinaminis raketos konstrukcijos šildymas- Raketos paviršiaus kaitinimas dideliu greičiu judant tankiuose atmosferos sluoksniuose. A.n. - dėl to, kad į raketą patenkančios oro molekulės sulėtėja šalia jos kūno. Tokiu atveju vyksta kinetinės energijos perdavimas ... ... Strateginių raketų pajėgų enciklopedija

Concorde Concorde oro uoste ... Vikipedija

Daugeliu atvejų galima ženkliai sumažinti kapitalo ir eksploatavimo sąnaudas, autonomiškai šildant patalpas šiltu oru, naudojant dujomis ar skystuoju kuru veikiančius šilumos generatorius. Tokiuose įrenginiuose šildomas ne vanduo, o oras – šviežias tiekimas, recirkuliacija arba maišomas. Šis būdas ypač efektyvus teikiant autonominį pramoninių patalpų, parodų paviljonų, dirbtuvių, garažų, stočių šildymą. Priežiūra, automobilių plovyklos, kino studijos, sandėliai, visuomeniniai pastatai, sporto salės, prekybos centrai, šiltnamiai, šiltnamiai, gyvulininkystės kompleksai, paukštynai ir kt.

Privalumai oro šildymas

Oro šildymo metodas turi daug pranašumų, palyginti su tradiciniu vandens šildymo metodu didelėse patalpose, išvardijame tik pagrindinius:

1. Pelningumas. Šiluma gaminama tiesiogiai šildomoje patalpoje ir beveik visa sunaudojama pagal paskirtį. Tiesioginio kuro deginimo be tarpinio šilumnešio dėka pasiekiamas aukštas visos šildymo sistemos šiluminis efektyvumas: 90-94% rekuperaciniams šildytuvams ir beveik 100% tiesioginio šildymo sistemoms. Programuojamų termostatų naudojimas suteikia galimybę papildomai sutaupyti nuo 5 iki 25% šiluminės energijos dėl "budėjimo režimo" funkcijos - automatinio temperatūros palaikymo kambaryje ne darbo valandomis + 5-7 °. С.
2. Galimybė "įjungti" tiekimo ventiliaciją. Ne paslaptis, kad šiandien daugumoje įmonių netinkamai veikia tiekimo ventiliacija, o tai labai pablogina žmonių darbo sąlygas ir turi įtakos darbo našumui. Šilumos generatoriai arba tiesioginio šildymo sistemos sušildo orą ∆t iki 90°C – to visiškai pakanka, kad padavimo ventiliacija „veiktų“ net Tolimosios Šiaurės sąlygomis. Taigi šildymas oru reiškia ne tik ekonominį efektyvumą, bet ir aplinkos situacijos bei darbo sąlygų gerinimą.
3. Maža inercija. Oro šildymo sistemų agregatai į darbo režimą pereina per kelias minutes, o dėl didelės oro apyvartos patalpa visiškai įšyla vos per kelias valandas. Tai leidžia greitai ir lanksčiai manevruoti pasikeitus šilumos poreikiams.
4. Tarpinio šilumnešio nebuvimas leidžia atsisakyti neefektyvios vandens šildymo sistemos statybos ir priežiūros didelėms patalpoms, katilinei, šilumos trasoms ir vandens gerinimo įrenginiui. Šilumos trasų nuostoliai ir jų remontas neįtraukiami, o tai leidžia drastiškai sumažinti eksploatavimo išlaidas. Žiemą nekyla pavojaus atitirpti šildytuvus ir šildymo sistemą, jei sistema ilgai išjungs. Aušinimas net iki gilaus „minuso“ nesukelia sistemos atitirpimo.
5. Aukštas automatizavimo laipsnis leidžia pagaminti tiksliai tiek šilumos, kiek reikia. Kartu su dideliu dujų įrangos patikimumu tai žymiai padidina šildymo sistemos saugumą, o jos veikimui pakanka minimalaus techninės priežiūros personalo.
6. Mažos išlaidos. Didelių patalpų šildymo būdas šilumos generatorių pagalba yra vienas pigiausių ir greičiausiai įgyvendinamas. Oro sistemos statybos ar atnaujinimo kapitalo sąnaudos paprastai yra daug mažesnės nei karšto vandens ar spindulinio šildymo išlaidos. Kapitalinių išlaidų atsipirkimo laikotarpis paprastai neviršija vieno ar dviejų šildymo sezonų.

Priklausomai nuo sprendžiamų užduočių, oro šildymo sistemose gali būti naudojami įvairių tipų šildytuvai. Šiame straipsnyje nagrinėsime tik įrenginius, kurie veikia nenaudojant tarpinio šilumnešio – rekuperacinius oro šildytuvus (su šilumokaičiu ir degimo produktų pašalinimu į lauką) bei tiesioginio oro šildymo sistemas (dujų maišymo oro šildytuvus).

Rekuperaciniai oro šildytuvai

Tokio tipo agregatuose kuras, sumaišytas su reikiamu oro kiekiu, degikliu tiekiamas į degimo kamerą. Susidarę degimo produktai praeina per dviejų ar trijų krypčių šilumokaitį. Kuro degimo metu gauta šiluma per šilumokaičio sieneles perduodama įkaitintam orui, o išmetamosios dujos per kaminą pašalinamos į lauką (1 pav.) – todėl jos ir vadinamos „netiesioginiu šildymu“. "šilumos generatoriai.

Rekuperaciniai oro šildytuvai gali būti naudojami ne tik tiesiogiai šildymui, bet ir kaip tiekiamo vėdinimo sistemos dalis, taip pat proceso oro šildymui. Tokių sistemų vardinė šiluminė galia yra nuo 3 kW iki 2 MW. Šildomas oras į patalpą tiekiamas per įmontuojamą arba nuotolinį pūtiklį, todėl įrenginius galima naudoti tiek tiesioginiam oro šildymui tiekiant jį per žaliuzines groteles, tiek ortakiais.

Išplaunant degimo kamerą ir šilumokaitį oras pašildomas ir nukreipiamas arba tiesiai į šildomą patalpą per žaliuzines oro paskirstymo groteles, esančias viršutinėje dalyje, arba paskirstomas per ortakių sistemą. Šilumos generatoriaus priekinėje dalyje yra automatizuotas blokinis degiklis (2 pav.).

Šiuolaikinių oro šildytuvų šilumokaičiai, kaip taisyklė, yra pagaminti iš nerūdijančio plieno (krosnis iš karščiui atsparaus plieno) ir tarnauja nuo 5 iki 25 metų, po to juos galima taisyti arba pakeisti. Šiuolaikinių modelių efektyvumas siekia 90-96%. Pagrindinis rekuperacinių oro šildytuvų privalumas yra jų universalumas.

Jie gali veikti gamtinėmis arba suskystintomis dujomis, dyzelinu, alyva, mazutu ar alyvos atliekomis – tereikia pakeisti degiklį. Galima dirbti grynu oru, su vidaus priemaiša ir pilnos recirkuliacijos režimu. Tokia sistema suteikia tam tikrų laisvių, pavyzdžiui, keisti šildomo oro srautą, perskirstyti šildomo oro srautus į skirtingas ortakių atšakas „einant“, naudojant specialius vožtuvus.

Vasarą rekuperaciniai oro šildytuvai gali veikti vėdinimo režimu. Įrenginiai montuojami tiek vertikalioje, tiek horizontalioje padėtyje, ant grindų, sienos arba įmontuojami į sekcinę vėdinimo kamerą kaip šildytuvo sekcija.

Rekuperaciniai oro šildytuvai gali būti naudojami net aukštos komforto kategorijos patalpų šildymui, jei pats įrenginys perkeliamas už tiesioginės aptarnavimo zonos.

Pagrindiniai trūkumai:

1. Didelis ir sudėtingas šilumokaitis padidina sistemos kainą ir svorį, lyginant su maišymo tipo oro šildytuvais;
2. Jiems reikia kamino ir kondensato nutekėjimo.

Tiesioginio oro šildymo sistemos

Šiuolaikinės technologijos leido pasiekti tokį gamtinių dujų degimo grynumą, kad atsirado galimybė degimo produktus ne nukreipti „į vamzdį“, o panaudoti tiesioginiam oro šildymui tiekimo vėdinimo sistemose. Degimui tiekiamos dujos visiškai išdega įkaitinto oro sraute ir, maišydamosi su ja, atiduoda joms visą šilumą.

Šis principas įgyvendinamas daugelyje panašių rampų degiklių projektų JAV, Anglijoje, Prancūzijoje ir Rusijoje ir sėkmingai naudojamas nuo septintojo dešimtmečio daugelyje įmonių Rusijoje ir užsienyje. Remiantis itin švaraus gamtinių dujų deginimo tiesiogiai šildomo oro srautu principu, gaminami STV tipo dujų maišymo oro šildytuvai (STARVEINE - „žvaigždė vėjas“), kurių vardinė šiluminė galia nuo 150 kW iki 21 MW.

Pati degimo organizavimo technologija, taip pat aukštas degimo produktų praskiedimo laipsnis leidžia įrenginiuose gauti švarų šiltą orą pagal visus galiojančius standartus, praktiškai be kenksmingų priemaišų (ne daugiau kaip 30% MPC) . STV oro šildytuvai (3 pav.) susideda iš modulinio degiklio bloko, esančio korpuso viduje (ortakio sekcija), dujotiekio DUNGS (Vokietija) ir automatikos sistemos.

Korpuse paprastai įrengiamos hermetiškos durelės, kad būtų lengviau prižiūrėti. Degiklio blokas, priklausomai nuo reikalingos šiluminės galios, surenkamas iš reikiamo skaičiaus skirtingos konfigūracijos degiklio sekcijų. Šildytuvų automatika užtikrina sklandų automatinį paleidimą pagal ciklogramą, saugaus veikimo parametrų kontrolę ir galimybę sklandžiai reguliuoti šiluminę galią (1:4), kas leidžia automatiškai palaikyti reikiamą oro temperatūrą šildomą kambarį.

Dujų maišymo oro šildytuvų taikymas

Jų pagrindinė paskirtis – tiesioginis tiekiamo šviežio oro šildymas pramonines patalpas kompensuoti ištraukiamąją ventiliaciją ir taip pagerinti žmonių darbo sąlygas.

Patalpoms su dideliu oro mainų greičiu tikslinga derinti tiekiamą vėdinimo sistemą ir šildymo sistemą – šiuo atžvilgiu tiesioginio šildymo sistemos neturi konkurentų pagal kainos ir kokybės santykį. Dujų maišymo oro šildytuvai skirti:

• autonominis įvairios paskirties patalpų orinis šildymas su didele oro apykaita (K  puikus.5);
• oro šildymas atjungiamo tipo oro-terminėse užuolaidose, galima derinti su šildymo ir tiekimo vėdinimo sistemomis;
• Automobilių variklių išankstinio šildymo sistemos nešildomose automobilių stovėjimo aikštelėse;
• vagonų, cisternų, automobilių, birių medžiagų, šildymo ir džiovinimo produktų atšildymas ir atitirpinimas prieš dažymą ar kitokį apdorojimą;
• tiesioginis atmosferos oro arba džiovinimo agento kaitinimas įvairiuose proceso šildymo ir džiovinimo įrenginiuose, pavyzdžiui, grūdų, žolės, popieriaus, tekstilės, medienos džiovinimas; pritaikymas dažymo ir džiovinimo kabinose po dažymo ir kt.

Apgyvendinimas

Maišymo šildytuvai gali būti statomi į tiekiamo vėdinimo sistemų ortakius ir termo užuolaidas, į džiovyklų ortakius – tiek horizontalioje, tiek vertikalioje sekcijoje. Galima montuoti ant grindų arba platformos, po lubomis arba ant sienos. Paprastai jie dedami į tiekimo ir vėdinimo kameras, tačiau gali būti montuojami ir tiesiai šildomoje patalpoje (pagal kategoriją).

Su papildoma įranga atitinkami elementai gali aptarnauti A ir B kategorijų patalpas. Patalpų oro recirkuliacija per maišomuosius oro šildytuvus yra nepageidautina – galimas didelis deguonies lygio sumažėjimas patalpoje.

Stiprybės tiesioginio šildymo sistemos

Paprastumas ir patikimumas, maža kaina ir efektyvumas, galimybė šildyti iki aukštų temperatūrų, aukštas automatizavimo laipsnis, sklandus reguliavimas, nereikia kamino. Tiesioginis šildymas yra ekonomiškiausias būdas – sistemos efektyvumas siekia 99,96%. Konkrečių kapitalo sąnaudų lygis šildymo sistemai, pagrįstai tiesioginiu šildymo mazgu kartu su priverstine ventiliacija, yra mažiausias su aukščiausiu automatizavimo laipsniu.

Visų tipų oro šildytuvai aprūpinti saugos ir valdymo automatikos sistema, kuri užtikrina sklandų paleidimą, šildymo režimo palaikymą ir išjungimą avariniais atvejais. Siekiant taupyti energiją, oro šildytuvus galima įrengti su automatiniu valdymu, atsižvelgiant į išorės ir vidaus temperatūros valdymą, kasdienio ir savaitinio šildymo programavimo režimų funkcijas.

Taip pat galima į centralizuotą valdymo ir dispečerinę sistemą įtraukti šildymo sistemos, susidedančios iš daugelio šilumos mazgų, parametrus. Tokiu atveju operatorius dispečeris turės operatyvinę informaciją apie šilumos mazgų veikimą ir būseną, aiškiai rodomą kompiuterio monitoriuje, taip pat valdys jų darbo režimą tiesiai iš nuotolinio valdymo centro.

Mobilūs šilumos generatoriai ir šilumos pistoletai

Skirta laikinai naudoti - statybvietėse, šildymui ne sezono metu, technologiniam šildymui. Mobilūs šilumos generatoriai ir šilumos pistoletai veikia propanu (suskystintomis dujomis), dyzelinu arba žibalu. Gali būti tiek tiesioginis šildymas, tiek pašalinus degimo produktus.

Autonominių oro šildymo sistemų tipai

Įvairių patalpų autonominiam šilumos tiekimui naudojamos įvairių tipų oro šildymo sistemos - su centralizuotu šilumos paskirstymu ir decentralizuotos; sistemos, veikiančios tik tiekiant gryną orą arba su visiška / daline vidaus oro recirkuliacija.

Decentralizuotose oro šildymo sistemose šildymą ir oro cirkuliaciją patalpoje vykdo autonominiai šilumos generatoriai, esantys įvairiose sekcijose ar darbo zonose – ant grindų, sienos ir po stogu. Oras iš šildytuvų tiekiamas tiesiai į patalpos darbo zoną. Kartais, siekiant geresnio šilumos srautų paskirstymo, šilumos generatoriuose įrengiamos nedidelės (vietinės) ortakių sistemos.

Tokios konstrukcijos agregatams būdinga minimali ventiliatoriaus variklio galia, todėl decentralizuotos sistemos yra ekonomiškesnės energijos suvartojimo požiūriu. Oro-termines užuolaidas taip pat galima naudoti kaip oro šildymo sistemos arba tiekiamo vėdinimo dalį.

Galimybė lokaliai reguliuoti ir naudoti šilumos generatorius pagal poreikį – pagal zonas, skirtingu laiku – leidžia žymiai sumažinti kuro sąnaudas. Tačiau šio metodo diegimo kapitalo sąnaudos yra šiek tiek didesnės. Sistemose su centralizuotu šilumos paskirstymu naudojami oro šildymo mazgai; Jų gaminamas šiltas oras per ortakių sistemą patenka į darbo zonas.

Įrenginiai, kaip taisyklė, įmontuojami į esamas vėdinimo kameras, tačiau juos galima pastatyti tiesiai į šildomą patalpą – ant grindų arba aikštelėje.

Taikymas ir išdėstymas, įrangos parinkimas

Kiekvienas iš aukščiau išvardytų šildymo mazgų tipų turi neabejotinų pranašumų. Ir nėra paruošto recepto, kuriuo atveju, kuris iš jų yra tinkamesnis - tai priklauso nuo daugelio veiksnių: oro mainų kiekio, atsižvelgiant į šilumos nuostolių kiekį, kambario kategorijos, laisvos vietos. įrangos išdėstymas ir finansinės galimybės. Stengsimės suformuoti pačius bendriausius tinkamo įrangos parinkimo principus.

1. Šildymo sistemos patalpoms, kuriose mažai oro apykaita (oro mainai ≤ puikūs, 5-1)

Laikoma, kad bendra šilumos generatorių šiluminė galia šiuo atveju yra beveik lygi šilumos kiekiui, kurio reikia patalpos šilumos nuostoliams kompensuoti, vėdinimas yra palyginti mažas, todėl patartina naudoti šildymo sistemą, pagrįstą netiesioginio šildymo šilumos generatoriai su visiška arba daline patalpos vidaus oro recirkuliacija.

Vėdinimas tokiose patalpose gali būti natūralus arba sumaišytas su lauko oru recirkuliuoti. Antruoju atveju šildytuvų galia padidinama tiek, kiek pakanka šviežio tiekiamo oro pašildymui. Tokia šildymo sistema gali būti vietinė, su grindų ar sieninių šilumos generatoriais.

Jei įrenginio neįmanoma pastatyti šildomoje patalpoje arba organizuojant kelių patalpų priežiūrą, galima naudoti centralizuoto tipo sistemą: šilumos generatoriai yra vėdinimo kameroje (pailginimas, antresolėje, gretimoje patalpoje) , o šiluma paskirstoma ortakiais.

Darbo valandomis šilumos generatoriai gali veikti dalinės recirkuliacijos režimu, vienu metu šildydami mišrų tiekiamą orą, ne darbo valandomis dalį jų galima išjungti, o likusius perjungti į ekonomišką + 2-5 budėjimo režimą. ° C su pilna recirkuliacija.

2. Šildymo sistemos patalpoms su dideliu oro mainų greičiu, kurioms nuolat reikia tiekti didelius šviežio oro kiekius (Oro mainai  puikūs)

Tokiu atveju tiekiamo oro pašildymui reikalingas šilumos kiekis jau gali būti kelis kartus didesnis nei šilumos nuostoliams kompensuoti reikalingas šilumos kiekis. Čia tikslingiausia ir ekonomiškiausia oro šildymo sistemą derinti su tiekiamąja vėdinimo sistema. Šildymo sistema gali būti statoma tiesioginio oro šildymo instaliacijų pagrindu arba naudojant rekuperacinius šilumos generatorius projektuojant su aukštesniu šildymo laipsniu.

Bendra šildytuvų šiluminė galia turi būti lygi tiekiamo oro šildymui šilumos poreikio ir šilumos, reikalingos šilumos nuostoliams kompensuoti, sumai. Tiesioginio šildymo sistemose 100% šildomas lauko oras, užtikrinant reikiamo tiekiamo oro kiekio tiekimą.

Darbo valandomis jie šildo orą iš lauko iki projektinės + 16-40 ° C temperatūros (atsižvelgiant į perkaitimą, kad būtų užtikrintas šilumos nuostolių kompensavimas). Norint sutaupyti ne darbo valandomis, dalį šildytuvų galite išjungti, kad sumažintumėte tiekiamo oro srautą, o likusius perjungti į budėjimo režimą, palaikant +2-5°C.

Rekuperaciniai šilumos generatoriai budėjimo režimu leidžia papildomai sutaupyti perjungiant juos į pilnos recirkuliacijos režimą. Mažiausios kapitalo sąnaudos organizuojant centralizuoto šildymo sistemas yra naudojant kuo didesnius šildytuvus. STV dujų maišymo oro šildytuvų kapitalo sąnaudos gali svyruoti nuo 300 iki 600 rublių/kW sumontuotos šilumos galios.

3. Kombinuotos oro šildymo sistemos

Geriausias pasirinkimas patalpoms, kuriose darbo valandomis vyksta reikšmingi oro mainai, kai dirbama viena pamaina, arba su pertrūkiais darbo ciklais – kai dienos metu gaivaus oro ir šilumos tiekimo poreikis yra didelis.

Tokiu atveju patartina atskirti dviejų sistemų veikimą: budėjimo šildymo ir tiekiamo vėdinimo kartu su šildymo (pašildymo) sistema. Tuo pačiu šildomoje patalpoje arba vėdinimo kamerose įrengiami rekuperaciniai šilumos generatoriai, kad būtų palaikomas tik budėjimo režimas su pilna recirkuliacija (esant skaičiuojamai lauko temperatūrai).

Tiekiamoji vėdinimo sistema kartu su šildymo sistema užtikrina reikiamo šviežio tiekiamo oro tūrio pašildymą iki + 16-30°C ir patalpos pašildymą iki reikiamos darbinės temperatūros, o taupumo sumetimais įjungiama tik per darbo valandos.

Jis statomas arba rekuperacinių šilumos generatorių pagrindu (su padidintu šildymo laipsniu), arba galingų tiesioginio šildymo sistemų pagrindu (tai yra 2-4 kartus pigiau). Galimas priverstinio oro šildymo sistemos derinimas su esama vandens šildymo sistema (gali likti budėti), galimybė galioja ir etapiniam esamos šildymo ir vėdinimo sistemos modernizavimui.

Taikant šį metodą, eksploatacinės išlaidos bus mažiausios. Taigi, naudojant oro šildytuvus įvairių tipųįvairiais deriniais, vienu metu galima išspręsti abi problemas – tiek šildymo, tiek tiekiamo vėdinimo.

Oro šildymo sistemų panaudojimo pavyzdžių gausu ir jų derinimo galimybės itin įvairios. Kiekvienu atveju būtina atlikti šiluminius skaičiavimus, atsižvelgti į visas naudojimo sąlygas ir atlikti keletą įrangos parinkimo variantų, lyginant juos pagal galimybes, kapitalo sąnaudas ir eksploatavimo išlaidas.

- prietaisai, naudojami oro šildymui tiekiamo vėdinimo sistemose, oro kondicionavimo sistemose, oro šildymui, taip pat džiovinimo įrenginiuose.

Pagal aušinimo skysčio tipą šildytuvai gali būti ugnies, vandens, garo ir elektriniai. .

Šiuo metu labiausiai paplitę vandens ir garo šildytuvai, skirstomi į lygiavamzdžius ir briaunuotus; pastarieji savo ruožtu skirstomi į sluoksnines ir spiralines.

Atskirkite vieno ir kelių eigų šildytuvus. Vieno praėjimo metu aušinimo skystis vamzdžiais juda viena kryptimi, o kelių eigoje – keletą kartų keičia judėjimo kryptį dėl kolektoriaus gaubtuose esančių pertvarų (XII.1 pav.).

Šildytuvai atlieka du modelius: vidutinį (C) ir didelį (B).

Šilumos suvartojimas orui šildyti nustatomas pagal formules:

kur Q"— šilumos suvartojimas oro šildymui, kJ/h (kcal/h); K- tas pats, W; 0,278 – konvertavimo koeficientas iš kJ/h į W; G- šildomo oro masės kiekis, kg / h, lygus Lp [čia L- tūrinis šildomo oro kiekis, m 3 / h; p yra oro tankis (esant temperatūrai tK), kg / m 3]; iš- savitoji oro šiluminė talpa, lygi 1 kJ / (kg-K); t k - oro temperatūra po šildytuvo, ° С; t n— oro temperatūra prieš oro šildytuvą, °C.

Pirmojo šildymo etapo šildytuvams temperatūra tn yra lygi lauko oro temperatūrai.

Projektuojant bendrą vėdinimą, skirtą kovai su drėgmės, šilumos ir dujų pertekliumi, kurios MPC yra didesnė nei 100 mg / m3, daroma prielaida, kad lauko oro temperatūra yra lygi apskaičiuotai vėdinimo temperatūrai (A kategorijos klimato parametrai). Projektuojant bendrą vėdinimą, skirtą kovai su dujomis, kurių MPC yra mažesnis nei 100 mg / m3, taip pat projektuojant tiekimo ventiliaciją, skirtą kompensuoti orą, pašalintą per vietinius išmetimo vamzdžius, proceso gaubtus ar pneumatines transportavimo sistemas, laikoma, kad lauko oro temperatūra yra lygi. prie apskaičiuotos lauko temperatūros tn šildymo projektavimui (klimato parametrų kategorija B).

Į patalpą, kurioje nėra šilumos pertekliaus, turi būti tiekiamas tiekiamas oras, kurio temperatūra lygi šios patalpos patalpų oro temperatūrai tВ. Esant šilumos pertekliui tiekiamas žemesnės temperatūros (5-8 °C) oras. Tiekiamo oro, kurio temperatūra žemesnė nei 10°C, nerekomenduojama tiekti į patalpą net esant dideliam šilumos išmetimui dėl peršalimo galimybės. Išimtis yra specialių anemostatų naudojimas.

Reikalingas šildymo šildytuvų paviršiaus plotas Fк m2 nustatomas pagal formulę:

kur K— šilumos suvartojimas oriniam šildymui, W (kcal/h); KAM- šildytuvo šilumos perdavimo koeficientas, W / (m 2 -K) [kcal / (h-m 2 - ° C)]; t plg.T.— vidutinė aušinimo skysčio temperatūra, 0 С; t r.v. yra vidutinė šildomo oro, praeinančio per šildytuvą, temperatūra, °C, lygi (t n + t c)/2.

Jei aušinimo skystis yra garas, tai vidutinė aušinimo skysčio temperatūra tav.T. yra lygi soties temperatūrai esant atitinkamam garų slėgiui.

Dėl vandens temperatūros tav.T. apibrėžiamas kaip karšto ir grįžtančio vandens temperatūros aritmetinis vidurkis:

Saugos koeficientas 1,1-1,2 atsižvelgia į šilumos nuostolius oro aušinimui ortakiuose.

Šildytuvų šilumos perdavimo koeficientas K priklauso nuo aušinimo skysčio tipo, oro judėjimo per šildytuvą masės greičio vp, šildytuvų geometrinių matmenų ir konstrukcinių ypatybių, vandens judėjimo šildytuvo vamzdeliais greičio.

Masės greitis suprantamas kaip oro masė, kg, per 1 s prasiskverbianti per 1 m2 oro šildytuvo gyvenamosios dalies. Masės greitis vp, kg/(cm2), nustatomas pagal formulę

Pagal atviros sekcijos plotą fЖ ir šildymo paviršių FK parenkamas šildytuvų modelis, markė ir skaičius. Pasirinkus šildytuvus, oro masės greitis nurodomas pagal faktinį šio modelio šildytuvo fD atviros dalies plotą:

kur A, A 1 , n, n 1 ir T- koeficientai ir rodikliai, priklausomai nuo šildytuvo konstrukcijos

Vandens judėjimo greitis šildytuvo vamzdeliuose ω, m/s, nustatomas pagal formulę:

čia Q "yra šilumos suvartojimas orui šildyti, kJ / h (kcal / h); rp - vandens tankis, lygus 1000 kg / m3, sv - savitoji vandens šiluma, lygi 4,19 kJ / (kg- K); fTP - atviras plotas aušinimo skysčio praėjimui, m2, tg - temperatūra karštas vanduo tiekimo linijoje, ° С; t 0 - grįžtamojo vandens temperatūra, 0С.

Šildytuvų šilumos perdavimą įtakoja jų surišimo vamzdynais schema. Taikant lygiagrečią vamzdynų sujungimo schemą, tik dalis aušinimo skysčio praeina per atskirą šildytuvą, o pagal nuoseklią schemą visas aušinimo skysčio srautas praeina per kiekvieną šildytuvą.

Šildytuvų atsparumas oro pratekėjimui p, Pa išreiškiamas tokia formule:

kur B ir z yra koeficientas ir eksponentas, kurie priklauso nuo šildytuvo konstrukcijos.

Iš eilės esančių šildytuvų varža yra lygi:

kur m yra nuosekliai išdėstytų šildytuvų skaičius. Skaičiavimas baigiamas šildytuvų šilumos galios (šilumos perdavimo) patikrinimu pagal formulę

kur QK - šildytuvų šilumos perdavimas, W (kcal / h); QK - tas pats, kJ/h, 3,6 - perskaičiavimo koeficientas W į kJ/h FK - šildytuvų šildymo paviršiaus plotas, m2, paimtas skaičiuojant šildytuvus šio tipo; K - šildytuvų šilumos perdavimo koeficientas, W/(m2-K) [kcal/(h-m2-°C)]; tav.v - vidutinė šildomo oro, praeinančio per šildytuvą, temperatūra, °C; tav. T – vidutinė aušinimo skysčio temperatūra, °С.

Renkantis šildytuvus, apskaičiuoto šildymo paviršiaus ploto marža yra 15–20%, atsparumo oro pratekėjimui - 10% ir atsparumui vandens judėjimui - 20%.