Pamätaj
- Aký prístroj sa používa na meranie teploty vzduchu? Aké druhy rotácie Zeme poznáte? Prečo sa na Zemi vyskytuje denný a nočný cyklus?
Ako sa zohrieva zemský povrch a atmosféra? Slnko vyžaruje obrovské množstvo energie. Atmosféra však prepúšťa na zemský povrch len polovicu slnečných lúčov. Časť z nich sa odráža, časť je pohltená oblakmi, plynmi a prachovými časticami (obr. 83).
Ryža. 83. Spotreba slnečnej energie prichádzajúcej na Zem
Pri prechode slnečných lúčov sa atmosféra z nich takmer nezohrieva. Ako sa zemský povrch ohrieva, stáva sa sám zdrojom tepla. Práve z nej sa ohrieva atmosférický vzduch. Preto je vzduch v troposfére pri zemskom povrchu teplejší ako vo výške. Pri stúpaní nahor každým kilometrom klesá teplota vzduchu o 6 "C. Vysoko v horách sa vplyvom nízkej teploty nahromadený sneh neroztopí ani v lete. Teplota v troposfére sa mení nielen s výškou, ale aj počas určité časové obdobia: dni, roky.
Rozdiely v ohreve vzduchu počas dňa a roka. Cez deň svietia slnečné lúče zemského povrchu a zohriať, ohrieva vzduch. V noci sa tok slnečnej energie zastaví a povrch sa spolu so vzduchom postupne ochladzuje.
Slnko je najvyššie nad obzorom na poludnie. V tomto období prichádza najviac slnečnej energie. Najvyššia teplota sa však pozoruje po 2-3 hodinách po poludní, pretože prechod tepla z povrchu Zeme do troposféry trvá určitý čas. Najnižšia teplota je pred východom slnka.
Teplota vzduchu sa tiež mení s ročnými obdobiami. Už viete, že Zem sa pohybuje okolo Slnka po obežnej dráhe a zemská os je neustále naklonená k rovine obežnej dráhy. Z tohto dôvodu počas roka v rovnakej oblasti slnečné lúče dopadajú na povrch rôznymi spôsobmi.
Keď je uhol dopadu lúčov strmší, povrch dostáva viac slnečnej energie, teplota vzduchu stúpa a prichádza leto (obr. 84).
Ryža. 84. Dopad slnečných lúčov na zemský povrch napoludnie 22. júna a 22. decembra.
Keď sú slnečné lúče viac naklonené, povrch sa mierne zahrieva. Teplota vzduchu v tomto čase klesá a prichádza zima. Najteplejším mesiacom na severnej pologuli je júl a najchladnejším mesiacom je január. IN Južná pologuľa- naopak: najchladnejším mesiacom v roku je júl a najteplejším január.
Z obrázku určte, ako sa líši uhol dopadu slnečných lúčov 22. júna a 22. decembra pri rovnobežkách 23,5 ° s. sh. a vy. sh.; na rovnobežkách 66,5° severnej šírky. sh. a vy. sh.
Zamyslite sa nad tým, prečo nie sú najteplejšie a najchladnejšie mesiace jún a december, kedy majú slnečné lúče najväčší a najmenší uhol dopadu na zemský povrch.
Ryža. 85. Priemerné ročné teploty vzduchu Zeme
Indikátory zmien teploty. Na identifikáciu všeobecných vzorcov zmien teploty sa používa ukazovateľ priemerných teplôt: priemerný denný, priemerný mesačný, priemerný ročný (obr. 85). Napríklad na výpočet priemernej dennej teploty počas dňa sa teplota meria niekoľkokrát, tieto ukazovatele sa sčítajú a výsledná suma sa vydelí počtom meraní.
Definuj:
- priemerná denná teplota podľa štyroch meraní za deň: -8°C, -4°C, +3°C, +1°C;
- stredná ročná teplota Moskva pomocou údajov z tabuľky.
Tabuľka 4
Pri určovaní zmeny teploty si zvyčajne všimnite jej najvyššie a najnižšie rýchlosti.
Rozdiel medzi najvyššou a najnižšou hodnotou sa nazýva teplotný rozsah.
Amplitúdu možno určiť pre deň (dennú amplitúdu), mesiac, rok. Napríklad, ak je najvyššia teplota za deň +20 °C a najnižšia +8 °C, potom bude denná amplitúda 12 °C (obr. 86).
Ryža. 86. Denný teplotný rozsah
Určte, o koľko stupňov je ročná amplitúda v Krasnojarsku väčšia ako v Petrohrade, ak je priemerná teplota v júli v Krasnojarsku +19 ° С av januári -17 ° С; v Petrohrade +18°C, respektíve -8°C.
Na mapách sa rozloženie priemerných teplôt odráža pomocou izoterm.
Izotermy sú čiary spájajúce body s rovnakou priemernou teplotou vzduchu za určité časové obdobie.
Zvyčajne zobrazujú izotermy najteplejších a najchladnejších mesiacov v roku, t.j. júla a januára.
Otázky a úlohy
- Ako sa ohrieva vzduch v atmosfére?
- Ako sa mení teplota vzduchu počas dňa?
- Čo určuje rozdiel v zahrievaní povrchu Zeme počas roka?
Všetky životné procesy na Zemi sú spôsobené tepelnou energiou. Hlavným zdrojom, z ktorého Zem získava tepelnú energiu, je Slnko. Vyžaruje energiu vo forme rôznych lúčov – elektromagnetických vĺn. Nazýva sa žiarenie Slnka vo forme elektromagnetických vĺn šíriacich sa rýchlosťou 300 000 km/s, ktoré pozostáva z lúčov rôznej dĺžky, ktoré prenášajú svetlo a teplo na Zem.
Žiarenie môže byť priame alebo difúzne. Ak by neexistovala atmosféra, zemský povrch by dostával len priame žiarenie. Preto sa žiarenie, ktoré prichádza priamo zo Slnka vo forme priameho slnečného žiarenia a pri bezoblačnej oblohe, nazýva priame. Prenáša najväčšie množstvo tepla a svetla. Ale pri prechode atmosférou sú slnečné lúče čiastočne rozptýlené, odchýlené priama cesta v dôsledku odrazu od molekúl vzduchu sa kvapôčky vody, prachové častice premenia na lúče idúce všetkými smermi. Takéto žiarenie sa nazýva difúzne. Preto je svetlo aj na tých miestach, kam nepreniká priame slnečné žiarenie (priame žiarenie) (lesná klenba, tienisté stráne skál, hôr, budov a pod.). Rozptýlené žiarenie určuje aj farbu oblohy. Všetko slnečné žiarenie prichádzajúce na zemský povrch, t.j. priame a rozptýlené, nazývané totálne. Zemský povrch, pohlcujúci slnečné žiarenie, sa zahrieva a sám sa stáva zdrojom tepelného žiarenia do atmosféry. Nazýva sa terestriálne žiarenie alebo terestriálne žiarenie a je do značnej miery oneskorené spodnými vrstvami atmosféry. Slnečné žiarenie absorbované zemským povrchom sa vynakladá na ohrev vody, pôdy, vzduchu, vyparovanie a vyžarovanie do atmosféry. Zemité, nedefinujúce teplotný režim troposféra, t.j. slnečné lúče prechádzajúce cez všetko to nezohrievajú. Väčšina veľké množstvo teplo sa prijíma a ohrieva na maximum vysoké teploty spodné vrstvy atmosféry priamo susediace so zdrojom tepla – zemským povrchom. Keď sa vzďaľujete od zemského povrchu, zahrievanie slabne. Preto v troposfére s výškou klesá v priemere o 0,6 °C na každých 100 m výstupu. Toto je všeobecný vzorec pre troposféru. Sú chvíle, keď sú nadložné vrstvy vzduchu teplejšie ako spodné. Tento jav sa nazýva teplotná inverzia.
Ohrev zemského povrchu sa výrazne líši nielen výškou. Množstvo celkového slnečného žiarenia priamo závisí od uhla dopadu slnečných lúčov.Čím je táto hodnota bližšie k 90°, tým viac slnečnej energie dostáva zemský povrch.
Uhol dopadu slnečného svetla na určitý bod na zemskom povrchu je zase určený jeho zemepisnej šírky. Sila priameho slnečného žiarenia závisí od dĺžky dráhy, ktorú slnečné lúče prechádzajú atmosférou. Keď je Slnko v zenite (v blízkosti rovníka), jeho lúče dopadajú vertikálne na zemský povrch, t.j. najkratšou cestou (pri 90°) prekonať atmosféru a intenzívne odovzdať svoju energiu malej ploche. Ako sa vzďaľujete od rovníkovej zóny na juh alebo na sever, dĺžka dráhy slnečných lúčov sa zväčšuje, t.j. zmenšuje sa uhol ich dopadu na zemský povrch. Lúče sa čoraz viac začínajú kĺzať pozdĺž Zeme a približujú sa k dotyčnici v oblasti pólov. V tomto prípade je rovnaký lúč energie rozptýlený ďalej veľká plocha, množstvo odrazenej energie sa zvyšuje. Teda tam, kde slnečné lúče dopadajú na zemský povrch pod uhlom 90°, sú neustále vysoko a pri pohybe k pólom sa postupne ochladzuje. Práve na póloch, kam slnečné lúče dopadajú pod uhlom 180° (t.j. tangenciálne), je najmenej tepla.
Takéto nerovnomerné rozloženie tepla na Zemi v závislosti od zemepisnej šírky miesta umožňuje rozlíšiť päť tepelných zón: jednu horúcu, dve a dve studené.
Podmienky na ohrev vody a pôdy slnečným žiarením sú veľmi rozdielne. Tepelná kapacita vody je dvakrát väčšia ako tepelná kapacita pôdy. To znamená, že pri rovnakom množstve tepla sa zem zohreje dvakrát rýchlejšie ako voda a keď sa ochladí, stane sa opak. Navyše sa pri zahrievaní voda vyparuje, čím sa spotrebuje značné množstvo tepla. Na súši sa teplo sústreďuje len v jej hornej vrstve, len malá časť sa odovzdáva do hĺbky. Vo vode lúče okamžite zohrejú výraznú hrúbku, čomu napomáha aj vertikálne miešanie vody. Výsledkom je, že voda akumuluje teplo oveľa viac ako zem, dlhšie ho zadržiava a míňa ho rovnomernejšie ako zem. Pomalšie sa zahrieva a pomalšie chladne.
Povrch pozemku nie je jednotný. Jeho ohrev závisí vo veľkej miere od fyzikálne vlastnosti pôdy a ľad, expozícia (uhol sklonu pozemkov vo vzťahu k pádu slnečné lúče) svahy. Charakteristiky podkladového povrchu určujú rozdielny charakter zmeny teploty vzduchu počas dňa a roka. Väčšina nízke teploty vzduchu cez deň na súši pozorujeme krátko pred východom slnka (nedostatok prílevu slnečného žiarenia a silné pozemské žiarenie v noci). Najvyššia - popoludní (14-15 hodín). Počas roka na severnej pologuli sú najvyššie teploty vzduchu na súši pozorované v júli a najnižšie v januári. Nad vodnou hladinou je denné maximum teploty vzduchu posunuté a pozorované o 15-16 hodín a minimum je 2-3 hodiny po východe slnka. Ročné maximum (na severnej pologuli) je v auguste a minimum je vo februári.
- zariadenia používané na ohrev vzduchu v prívodných ventilačných systémoch, klimatizačných systémoch, ohreve vzduchu, ako aj v sušiacich zariadeniach.
Podľa typu chladiacej kvapaliny môžu byť ohrievače požiarne, vodné, parné a elektrické. .
Najrozšírenejšie sú v súčasnosti vodné a parné ohrievače, ktoré sa delia na hladkorúrkové a rebrované; posledné sa zase delia na lamelové a špirálovo vinuté.
Rozlišujte medzi jednopriechodovými a viacpriechodovými ohrievačmi. Pri jednom prechode sa chladivo pohybuje rúrkami v jednom smere a pri viacnásobnom prechode niekoľkokrát mení smer pohybu v dôsledku prítomnosti priečok v krytoch kolektorov (obr. XII.1).
Ohrievače vykonávajú dva modely: stredné (C) a veľké (B).
Spotreba tepla na ohrev vzduchu je určená vzorcami:
 |
kde Q"— spotreba tepla na ohrev vzduchu, kJ/h (kcal/h); Q- to isté, W; 0,278 je konverzný faktor z kJ/h na W; G- hmotnostné množstvo ohriateho vzduchu, kg / h, rovné Lp [tu L- objemové množstvo ohriateho vzduchu, m 3 / h; p je hustota vzduchu (pri teplote tK), kg/m3]; od- merná tepelná kapacita vzduchu rovná 1 kJ / (kg-K); t k - teplota vzduchu za ohrievačom, ° С; t n— teplota vzduchu pred ohrievačom vzduchu, °C.
Pri ohrievačoch prvého stupňa vykurovania sa teplota tn rovná teplote vonkajšieho vzduchu.
Pri navrhovaní všeobecného vetrania určeného na boj proti nadmernej vlhkosti, teplu a plynom, ktorých MPC je viac ako 100 mg/m3, sa predpokladá, že teplota vonkajšieho vzduchu sa rovná vypočítanej teplote vetrania (klimatické parametre kategórie A). Pri navrhovaní všeobecného vetrania určeného na boj s plynmi, ktorých MPC je menej ako 100 mg/m3, ako aj pri navrhovaní prívodného vetrania na kompenzáciu vzduchu odvádzaného lokálnymi odsávačmi, procesnými digestormi alebo pneumatickými dopravnými systémami sa predpokladá, že teplota vonkajšieho vzduchu bude rovnaká na výpočtovú vonkajšiu teplotu tn pre návrh vykurovania (kategória klimatických parametrov B).
V miestnosti bez prebytkov tepla by mal byť privádzaný vzduch s teplotou rovnajúcou sa teplote vnútorného vzduchu t2 pre túto miestnosť. V prípade prebytočného tepla sa privádzaný vzduch privádza pri zníženej teplote (o 5-8 °C). Prívodný vzduch s teplotou pod 10°C sa neodporúča privádzať do miestnosti ani pri výrazných emisiách tepla z dôvodu možnosti prechladnutia. Výnimkou je použitie špeciálnych anemostatov.
Požadovaná plocha vykurovacieho telesa Fк m2 je určená vzorcom:
kde Q— spotreba tepla na ohrev vzduchu, W (kcal/h); TO- koeficient prestupu tepla ohrievača, W / (m 2 -K) [kcal / (h-m 2 - ° C)]; t porov.T.— priemerná teplota chladiacej kvapaliny, 0 С; t r.v. je priemerná teplota ohriateho vzduchu prechádzajúceho ohrievačom, °C, rovná (t n + t c)/2.
Ak je chladivom para, potom priemerná teplota chladiva tav.T. sa rovná teplote nasýtenia pri zodpovedajúcom tlaku pár.
Pre teplotu vody tav.T. je definovaný ako aritmetický priemer teploty teplej a vratnej vody:
Bezpečnostný faktor 1,1-1,2 zohľadňuje tepelné straty na ochladzovanie vzduchu vo vzduchových potrubiach.
Koeficient prestupu tepla ohrievačov K závisí od typu chladiacej kvapaliny, hmotnostnej rýchlosti pohybu vzduchu vp ohrievačom, geometrických rozmerov a konštrukčných vlastností ohrievačov, rýchlosti pohybu vody cez rúrky ohrievača.
Hmotnostnou rýchlosťou sa rozumie hmotnosť vzduchu v kg, ktorá prejde 1 m2 obytnej časti ohrievača vzduchu za 1 s. Hmotnostná rýchlosť vp, kg/(cm2), je určená vzorcom
Podľa plochy otvorenej sekcie fЖ a vykurovacej plochy FK sa vyberá model, značka a počet ohrievačov. Po výbere ohrievačov sa hmotnosť vzduchu určí podľa skutočnej plochy otvorenej časti ohrievača fD tohto modelu:
kde A, A1, n, n1 a T- koeficienty a exponenty v závislosti od konštrukcie ohrievača
Rýchlosť pohybu vody v rúrach ohrievača ω, m/s, je určená vzorcom:
kde Q" je spotreba tepla na ohrev vzduchu, kJ/h (kcal/h); rp je hustota vody rovnajúca sa 1000 kg/m3, sv je špecifické teplo vody rovnajúce sa 4,19 kJ/ (kg- K); fTP - otvorený priestor pre priechod chladiacej kvapaliny, m2, tg - teplota horúca voda v prívodnom potrubí, ° С; t 0 - teplota vratnej vody, 0С.
Prenos tepla ohrievačov je ovplyvnený schémou ich viazania potrubím. Pri paralelnej schéme na pripojenie potrubí iba časť chladiacej kvapaliny prechádza cez samostatný ohrievač a pri sekvenčnej schéme celý prietok chladiacej kvapaliny prechádza každým ohrievačom.
Odpor ohrievačov proti prechodu vzduchu p, Pa je vyjadrený nasledujúcim vzorcom:
kde B a z sú koeficient a exponent, ktoré závisia od konštrukcie ohrievača.
Odpor ohrievačov umiestnených v sérii sa rovná:
kde m je počet za sebou umiestnených ohrievačov. Výpočet končí kontrolou tepelného výkonu (prestupu tepla) ohrievačov podľa vzorca
kde QK - prenos tepla ohrievačov, W (kcal / h); QK - to isté, kJ/h, 3,6 - konverzný faktor W na kJ/h FK - plocha vykurovacej plochy ohrievačov, m2, braná ako výsledok výpočtu ohrievačov tohto typu; K - súčiniteľ prestupu tepla ohrievačov, W/(m2-K) [kcal/(h-m2-°C)]; tav.v - priemerná teplota ohriateho vzduchu prechádzajúceho ohrievačom, °C; kav. T je priemerná teplota chladiacej kvapaliny °С.
Pri výbere ohrievačov sa rezerva pre odhadovanú vykurovaciu plochu berie v rozmedzí 15 - 20%, pre odpor proti priechodu vzduchu - 10% a pre odpor proti pohybu vody - 20%.
2005-08-16V mnohých prípadoch je možné výrazne znížiť kapitálové a prevádzkové náklady zabezpečením autonómneho vykurovania priestorov teplým vzduchom na základe použitia generátorov tepla na plyn alebo kvapalné palivo. V takýchto jednotkách sa neohrieva voda, ale vzduch - čerstvý prívod, recirkulácia alebo zmiešaný. Táto metóda je obzvlášť účinná pri poskytovaní autonómne vykurovanie priemyselné priestory, výstavné pavilóny, dielne, garáže, čerpacie stanice, autoumyvárne, filmové štúdiá, sklady, verejné budovy, telocvične, supermarkety, skleníky, skleníky, komplexy hospodárskych zvierat, hydinárne atď.
Výhody ohrevu vzduchu
Metóda ohrevu vzduchu má oproti tradičnému spôsobu ohrevu vody vo veľkých miestnostiach mnoho výhod, uvádzame len tie hlavné:
- Ziskovosť. Teplo sa vyrába priamo vo vykurovanej miestnosti a takmer celé sa spotrebuje na určený účel. Vďaka priamemu spaľovaniu paliva bez medzinosiča tepla je dosiahnutá vysoká tepelná účinnosť celého vykurovacieho systému: 90-94% pre rekuperačné ohrievače a takmer 100% pre priamovýhrevné systémy. Použitie programovateľných termostatov poskytuje možnosť dodatočnej úspory od 5 do 25% tepelnej energie vďaka funkcii "pohotovostný režim" - automatické udržiavanie teploty v miestnosti počas mimopracovných hodín na úrovni + 5-7° С.
- Schopnosť "zapnúť" prívodné vetranie. Nie je žiadnym tajomstvom, že dnes vo väčšine podnikov prívodné vetranie nefunguje správne, čo výrazne zhoršuje pracovné podmienky ľudí a ovplyvňuje produktivitu práce. Tepelné generátory alebo priamovýhrevné systémy ohrievajú vzduch o ∆t až na 90°C - to je dosť na to, aby prívodné vetranie fungovalo aj v podmienkach Ďalekého severu. Ohrev vzduchu teda znamená nielen ekonomickú efektívnosť, ale aj zlepšenie environmentálnej situácie a pracovných podmienok.
- Malá zotrvačnosť. Jednotky vzduchových vykurovacích systémov vstúpia do prevádzkového režimu v priebehu niekoľkých minút a vďaka vysokému obratu vzduchu je miestnosť úplne vykúrená už za niekoľko hodín. To umožňuje rýchle a flexibilné manévrovanie v prípade potreby zmeny tepla.
- Neprítomnosť medziľahlého nosiča tepla umožňuje opustiť výstavbu a údržbu systému ohrevu vody, ktorý je neefektívny pre veľké priestory, kotolňu, vykurovacie siete a úpravňu vody. Straty vo vykurovacích rozvodoch a ich opravy sú vylúčené, čo umožňuje výrazne znížiť prevádzkové náklady. IN zimný čas nehrozí rozmrazenie ohrievačov a vykurovacieho systému pri dlhšom odstavení systému. Ochladzovanie ani do hlbokého „mínusu“ nevedie k odmrazovaniu systému.
- Vysoký stupeň automatizácie umožňuje vytvárať presne také množstvo tepla, ktoré je potrebné. V kombinácii s vysokou spoľahlivosťou plynových zariadení to výrazne zvyšuje bezpečnosť vykurovacieho systému a na jeho prevádzku postačuje minimum personálu údržby.
- Malé náklady. Spôsob vykurovania veľkých miestností pomocou generátorov tepla je jedným z najlacnejších a najrýchlejšie implementovaných. Kapitálové náklady na výstavbu alebo rekonštrukciu vzduchový systém, je spravidla výrazne nižšia ako náklady na organizáciu vodného alebo sálavého vykurovania. Doba návratnosti kapitálových výdavkov zvyčajne nepresiahne jednu alebo dve vykurovacie sezóny.
V závislosti od úloh, ktoré sa majú vyriešiť, je možné v systémoch ohrevu vzduchu použiť ohrievače rôznych typov. V tomto článku sa budeme zaoberať iba jednotkami, ktoré pracujú bez použitia medziľahlého nosiča tepla - rekuperačné ohrievače vzduchu (s výmenníkom tepla a odvodom spalín von) a systémy priameho ohrevu vzduchu (plynové ohrievače vzduchu).
Rekuperačné ohrievače vzduchu
V jednotkách tohto typu sa palivo zmiešané s požadovaným množstvom vzduchu dodáva horákom do spaľovacej komory. Výsledné produkty spaľovania prechádzajú cez dvoj- alebo trojcestný výmenník tepla. Teplo získané pri spaľovaní paliva sa cez steny výmenníka odovzdáva ohriatemu vzduchu a spaliny sú odvádzané komínom von (obr. 1) – preto sa nazývajú „nepriame vykurovanie „generátory tepla.
Rekuperačné ohrievače vzduchu je možné použiť nielen priamo na vykurovanie, ale aj ako súčasť systému prívodného vetrania, ako aj na ohrev procesného vzduchu. Menovitý tepelný výkon takýchto systémov je od 3 kW do 2 MW. Ohriaty vzduch je do miestnosti privádzaný vstavaným alebo diaľkovým dúchadlom, čo umožňuje použiť jednotky ako na priamy ohrev vzduchu s prívodom cez lamelové mriežky, tak aj so vzduchovodom.
Umývaním spaľovacej komory a výmenníka tepla sa vzduch ohrieva a posiela buď priamo do vykurovanej miestnosti cez lamelové rozvody vzduchu umiestnené v hornej časti, alebo je distribuovaný vzduchovodom. Automatizovaný blokový horák je umiestnený na prednej časti generátora tepla (obr. 2).
Výmenníky tepla moderných ohrievačov vzduchu sú spravidla vyrobené z nehrdzavejúcej ocele (pec je vyrobená zo žiaruvzdornej ocele) a slúžia od 5 do 25 rokov, po ktorých je možné ich opraviť alebo vymeniť. Účinnosť moderných modelov dosahuje 90-96%. Hlavnou výhodou rekuperačných ohrievačov vzduchu je ich univerzálnosť.
Môžu bežať na zemný alebo skvapalnený plyn, naftu, olej, vykurovací olej alebo odpadový olej – stačí len vymeniť horák. Je možné pracovať s čerstvým vzduchom, s prímesou vnútorného a v režime plnej recirkulácie. Takýto systém umožňuje určité voľnosti, napríklad meniť prúd ohriateho vzduchu, prerozdeľovať prúdy ohriateho vzduchu do rôznych vetiev vzduchových potrubí „za pochodu“ pomocou špeciálnych ventilov.
V lete môžu rekuperačné ohrievače vzduchu pracovať v režime vetrania. Jednotky sa montujú vo zvislej aj vodorovnej polohe, na podlahu, stenu alebo sú zabudované do sekčnej ventilačnej komory ako vykurovacia sekcia.
Rekuperačné ohrievače vzduchu možno dokonca použiť aj na vykurovanie priestorov vysokej kategórie komfort, ak sa samotná jednotka presunie mimo bezprostrednú oblasť obsluhy.
Hlavné nevýhody:
- Veľký a zložitý výmenník tepla zvyšuje náklady a hmotnosť systému v porovnaní so zmiešavacími ohrievačmi vzduchu;
- Potrebujú komín a odvod kondenzátu.
Systémy priameho ohrevu vzduchu
Moderné technológie umožnilo dosiahnuť takú čistotu spaľovania zemného plynu, že bolo možné produkty spaľovania neodvádzať „do potrubia“, ale využívať ich na priamy ohrev vzduchu v prívodných ventilačných systémoch. Plyn privádzaný do spaľovania úplne vyhorí v prúde ohriateho vzduchu a zmiešaním s ním získa všetko teplo.
Tento princíp je implementovaný v mnohých podobných konštrukciách rampových horákov v USA, Anglicku, Francúzsku a Rusku a úspešne sa používa od 60. rokov 20. storočia v mnohých podnikoch v Rusku av zahraničí. Na princípe ultračistého spaľovania zemného plynu priamo v prúde ohriateho vzduchu sa vyrábajú plynové zmiešavacie ohrievače vzduchu typu STV (STARVEINE - „hviezdny vietor“) s menovitým tepelným výkonom od 150 kW do 21 MW.
Samotná technológia organizácie spaľovania, ako aj vysoký stupeň riedenia splodín horenia, umožňujú získať čistý teplý vzduch v zariadeniach podľa všetkých platných noriem, prakticky bez škodlivých nečistôt (nie viac ako 30% MPC) . Ohrievače vzduchu STV (obr. 3) pozostávajú z modulárnej horákovej jednotky umiestnenej vo vnútri krytu (časť vzduchového potrubia), plynového potrubia DUNGS (Nemecko) a automatizačného systému.
Kryt je zvyčajne vybavený hermetickými dverami pre ľahkú údržbu. Horákový blok je v závislosti od požadovaného tepelného výkonu zostavený z požadovaného počtu horákových sekcií rôznych konfigurácií. Automatizácia ohrievačov zabezpečuje plynulý automatický štart podľa cyklogramu, ovládanie parametrov bezpečnej prevádzky a možnosť plynulej regulácie tepelného výkonu (1:4), čo umožňuje automaticky udržiavať požadovanú teplotu vzduchu v vykurovanej miestnosti.
Aplikácia plynových ohrievačov vzduchu
Ich hlavným účelom je priamy ohrev čerstvého privádzaného vzduchu priemyselné priestory kompenzovať odsávacie vetranie a tým zlepšiť pracovné podmienky ľudí.
Pre priestory s vysokou výmenou vzduchu je účelné kombinovať systém prívodného vetrania a vykurovacieho systému - v tomto ohľade priame vykurovacie systémy nemajú konkurentov z hľadiska pomeru cena / kvalita. Plynové ohrievače vzduchu sú určené pre:
- autonómne vzduchové vykurovanie miestností na rôzne účely s veľkou výmenou vzduchu (K vel.5);
- ohrev vzduchu vo vzducho-tepelných clonách typu cut-off, je možné kombinovať s vykurovacími a prívodnými vetracími systémami;
- Predhrievacie systémy pre motory automobilov na nevykurovaných parkoviskách;
- rozmrazovanie a rozmrazovanie vagónov, cisterien, áut, sypkých materiálov, ohrievania a sušenia produktov pred lakovaním alebo inými druhmi spracovania;
- priamy ohrev atmosférického vzduchu alebo sušiaceho prostriedku v rôznych procesných vykurovacích a sušiacich zariadeniach, napríklad sušenie obilia, trávy, papiera, textílií, dreva; aplikácie v lakovacích a sušiacich kabínach po lakovaní a pod.
Ubytovanie
Zmiešavacie ohrievače je možné zabudovať do vzduchovodov prívodných ventilačných systémov a tepelných clôn, do vzduchovodov sušiarní - v horizontálnych aj vertikálnych častiach. Možno namontovať na podlahu alebo plošinu, pod strop alebo na stenu. Spravidla sa umiestňujú do prívodných a vetracích komôr, ale môžu byť inštalované aj priamo vo vykurovanej miestnosti (podľa kategórie).
o doplnkové vybavenie vhodné prvky môžu obsluhovať miestnosti kategórie A a B. Recirkulácia vnútorného vzduchu cez zmiešavacie ohrievače vzduchu je nežiaduca - je možný výrazný pokles hladiny kyslíka v miestnosti.
Silné stránky systémy priameho vykurovania
Jednoduchosť a spoľahlivosť, nízka cena a efektivita, možnosť ohrevu na vysoké teploty, vysoký stupeň automatizácie, plynulá regulácia, nepotrebujú komín. Priame vykurovanie je najekonomickejší spôsob - účinnosť systému je 99,96%. Úroveň špecifických investičných nákladov na vykurovací systém na báze priamovýhrevného telesa v kombinácii s prívodným vetraním je najnižšia pri najvyšší stupeň automatizácie.
Ohrievače vzduchu všetkých typov sú vybavené bezpečnostným a riadiacim automatizačným systémom, ktorý zabezpečuje hladký štart, udržiavanie režimu vykurovania a vypnutie v prípade núdze. Pre úsporu energie je možné vybaviť ohrievače vzduchu automatickým ovládaním zohľadňujúcim externú a vnútornú reguláciu teploty, funkcie denných a týždenných režimov programovania vykurovania.
Je tiež možné zapnúť parametre vykurovacieho systému pozostávajúceho z mnohých vykurovacie jednotky, do systému centralizovaného riadenia a dispečingu. Operátor-dispečer bude mať v tomto prípade prevádzkové informácie o prevádzke a stave vykurovacích jednotiek prehľadne zobrazené na monitore počítača, ako aj ovládať ich prevádzkový režim priamo z centra diaľkového ovládania.
Mobilné tepelné generátory a teplovzdušné pištole
Určené na dočasné použitie - na staveniskách, na vykurovanie v mimosezónnych obdobiach, technologické vykurovanie. Mobilné tepelné generátory a teplovzdušné pištole fungujú na propán (skvapalnený plyn vo fľašiach), naftu alebo petrolej. Môže byť priamy ohrev aj s odstraňovaním produktov spaľovania.
Typy autonómnych systémov ohrevu vzduchu
Na autonómne zásobovanie teplom rôznych priestorov sa používajú rôzne typy vzduchových vykurovacích systémov - s centralizovaným rozvodom tepla a decentralizovaným; systémy pracujúce výlučne na prívode čerstvého vzduchu, alebo s úplnou/čiastočnou recirkuláciou vnútorného vzduchu.
V systémoch decentralizovaného ohrevu vzduchu je vykurovanie a cirkulácia vzduchu v miestnosti vykonávaná autonómnymi generátormi tepla umiestnenými v rôznych sekciách alebo pracovných priestoroch - na podlahe, stene a pod strechou. Vzduch z ohrievačov je privádzaný priamo do pracovnej oblasti miestnosti. Niekedy sú kvôli lepšiemu rozloženiu tepelných tokov generátory tepla vybavené malými (miestnymi) systémami vzduchových potrubí.
Pre jednotky v tomto prevedení je typický minimálny výkon motora ventilátora, preto sú decentralizované systémy hospodárnejšie z hľadiska spotreby energie. Je tiež možné použiť vzduchovo-tepelné clony ako súčasť systému ohrevu vzduchu alebo prívodu vetrania.
Možnosť lokálnej regulácie a využitia generátorov tepla podľa potreby – podľa zón, v rôznych časoch – umožňuje výrazne znížiť náklady na palivo. Avšak kapitálové náklady na implementáciu tejto metódy sú o niečo vyššie. V systémoch s centralizovaným rozvodom tepla sa používajú vzduchotechnické jednotky; Teplý vzduch, ktorý produkujú, vstupuje do pracovných priestorov cez potrubný systém.
Jednotky sú spravidla zabudované do existujúcich ventilačných komôr, ale je možné ich umiestniť priamo do vykurovanej miestnosti - na podlahu alebo na miesto.
Aplikácia a umiestnenie, výber vybavenia
Každý z typov vyššie uvedených vykurovacích jednotiek má svoje vlastné nepopierateľné výhody. A neexistuje žiadny hotový recept, v ktorom prípade, ktorý z nich je vhodnejší - závisí to od mnohých faktorov: množstvo výmeny vzduchu vo vzťahu k množstvu tepelných strát, kategória miestnosti, dostupnosť voľné miesto umiestniť vybavenie, z finančných možností. Skúsme tvoriť čo najviac všeobecné zásady vhodný výber vybavenia.
1. Vykurovacie systémy pre miestnosti s malou výmenou vzduchu (výmena vzduchu ≤ veľká,5-1)
Celkový tepelný výkon generátorov tepla sa v tomto prípade predpokladá takmer rovný množstvu tepla potrebného na kompenzáciu tepelných strát miestnosti, vetranie je relatívne malé, preto je vhodné použiť vykurovací systém založený na tepelné generátory nepriameho vykurovania s úplnou alebo čiastočnou recirkuláciou vnútorného vzduchu miestnosti.
Vetranie v takýchto miestnostiach môže byť prirodzené alebo zmiešané s vonkajším vzduchom na recirkuláciu. V druhom prípade sa výkon ohrievačov zvýši o množstvo postačujúce na ohrev čerstvého privádzaného vzduchu. Takýto vykurovací systém môže byť lokálny, s podlahovými alebo stenovými generátormi tepla.
Ak nie je možné umiestniť jednotku do vykurovanej miestnosti alebo pri organizovaní údržby niekoľkých miestností, možno použiť systém centralizovaného typu: generátory tepla sú umiestnené vo ventilačnej komore (rozšírenie, na medziposchodí, v susednej miestnosti), a teplo je distribuované vzduchovými kanálmi.
Počas pracovnej doby môžu generátory tepla pracovať v režime čiastočnej recirkulácie, súčasne ohrievať zmiešaný privádzaný vzduch, počas mimopracovných hodín je možné niektoré z nich vypnúť a zvyšok prepnúť do úsporného pohotovostného režimu + 2-5 ° C s plnou recirkuláciou.
2. Vykurovacie systémy pre miestnosti s veľkou výmenou vzduchu, ktoré neustále potrebujú privádzať veľké objemy čerstvého vzduchu (Výmena vzduchu veľká)
V tomto prípade môže byť množstvo tepla potrebné na ohrev privádzaného vzduchu už niekoľkonásobne väčšie ako množstvo tepla potrebné na kompenzáciu tepelných strát. Tu je najvýhodnejšie a najhospodárnejšie kombinovať systém ohrevu vzduchu so systémom prívodného vetrania. Vykurovaciu sústavu je možné vybudovať na báze priamovzdušných vykurovacích zariadení, alebo na báze použitia rekuperačných generátorov tepla v prevedení s vyšším stupňom vykurovania.
Celkový tepelný výkon ohrievačov sa musí rovnať súčtu potreby tepla na ohrev privádzaného vzduchu a tepla potrebného na kompenzáciu tepelných strát. V priamovýhrevných systémoch sa ohrieva 100 % vonkajšieho vzduchu, čím sa zabezpečí prísun požadovaného objemu privádzaného vzduchu.
Počas pracovnej doby ohrievajú vzduch z exteriéru do návrhová teplota+16-40°С (berúc do úvahy prehriatie na zabezpečenie kompenzácie tepelných strát). Aby ste ušetrili peniaze v mimopracovnej dobe, môžete časť ohrievačov vypnúť, aby ste znížili prietok privádzaného vzduchu, a zvyšok prepnúť do pohotovostného režimu s udržiavaním +2-5°C.
Rekuperačné generátory tepla v pohotovostnom režime umožňujú ďalšie úspory prepnutím do režimu plnej recirkulácie. Najnižšie kapitálové náklady pri organizovaní centralizovaných vykurovacích systémov sú pri použití najväčších možných ohrievačov. Kapitálové náklady na ohrievače vzduchu na miešanie plynu STV sa môžu pohybovať od 300 do 600 rubľov / kW inštalovaného tepelného výkonu.
3. Kombinované vzduchové vykurovacie systémy
Najlepšia možnosť do miestností s výraznou výmenou vzduchu počas pracovnej doby s jednozmennou prevádzkou, alebo prerušovaným pracovným cyklom - kedy je rozdiel v potrebe prívodu čerstvého vzduchu a tepla počas dňa výrazný.
V tomto prípade je vhodné oddeliť prevádzku dvoch systémov: pohotovostné vykurovanie a prívodné vetranie kombinované s vykurovacím (dokurovacím) systémom. Zároveň sú vo vykurovanej miestnosti alebo vo vetracích komorách inštalované rekuperačné generátory tepla na udržanie len pohotovostného režimu s plnou recirkuláciou (pri vypočítanej vonkajšej teplote).
Systém prívodného vetrania v kombinácii s vykurovacím systémom zabezpečuje ohrev požadovaného objemu čerstvého privádzaného vzduchu až na + 16-30 °C a vykúrenie miestnosti na požadovanú prevádzkovú teplotu a z ekonomických dôvodov sa zapína len počas pracovný čas.
Je postavená buď na báze rekuperačných generátorov tepla (so zvýšeným stupňom vykurovania), alebo na báze výkonných priamovýhrevných systémov (čo je 2-4x lacnejšie). Systém núteného vykurovania je možné kombinovať s existujúcim systémom ohrevu vody (môže zostať v prevádzke), možnosť je použiteľná aj pre etapovú modernizáciu existujúci systém vykurovanie a vetranie.
Pri tomto spôsobe budú prevádzkové náklady najnižšie. Použitím ohrievačov vzduchu rôznych typov v rôznych kombináciách je teda možné riešiť oba problémy súčasne - vykurovanie aj prívodné vetranie.
Príkladov využitia vzduchových vykurovacích systémov je veľmi veľa a možnosti ich kombinácie sú mimoriadne rozmanité. V každom prípade je potrebné vykonať tepelné výpočty, zohľadniť všetky podmienky použitia a vykonať niekoľko možností výberu zariadenia, porovnať ich z hľadiska uskutočniteľnosti, kapitálových nákladov a prevádzkových nákladov.
Ľudstvo pozná niekoľko druhov energie – mechanickú energiu (kinetickú a potenciálnu), vnútornú energiu (tepelnú), energiu poľa (gravitačnú, elektromagnetickú a jadrovú), chemickú. Samostatne stojí za to zdôrazniť energiu výbuchu, ...
Vákuová energia a stále existujúca iba teoreticky - temná energia. V tomto článku, prvom v sekcii "Tepelné inžinierstvo", sa pokúsim v jednoduchom a dostupnom jazyku pomocou praktický príklad, rozprávajte o najdôležitejšej forme energie v živote ľudí – o termálna energia a o jej pôrode v čase tepelná energia.
Pár slov na pochopenie miesta tepelného inžinierstva ako vedy o získavaní, prenose a využití tepelnej energie. Moderné tepelné inžinierstvo vzišlo zo všeobecnej termodynamiky, ktorá je zase jedným z odvetví fyziky. Termodynamika je doslova „teplá“ plus „sila“. Termodynamika je teda veda o „zmene teploty“ systému.
Vplyv na systém zvonku, v ktorom sa mení jeho vnútorná energia, môže byť výsledkom prenosu tepla. Termálna energia, ktorú systém získa alebo stratí v dôsledku takejto interakcie s prostredím, sa nazýva množstvo tepla a meria sa v systéme SI v jouloch.
Ak nie ste tepelný inžinier a neriešite problémy tepelnej techniky denne, potom keď sa s nimi stretnete, niekedy bez skúseností môže byť veľmi ťažké ich rýchlo zistiť. Je ťažké si predstaviť aj rozmery požadovaných hodnôt množstva tepla a tepelnej energie bez skúseností. Koľko joulov energie je potrebných na ohriatie 1000 metrov kubických vzduchu z -37˚С na +18˚С?... Aký výkon potrebuje zdroj tepla na to, aby to urobil za 1 hodinu? » Nie všetci inžinieri. Niekedy si odborníci na vzorce aj pamätajú, no len málokto ich vie uviesť do praxe!
Po prečítaní tohto článku až do konca budete môcť ľahko riešiť skutočné výrobné a domáce úlohy súvisiace s ohrevom a chladením rôznych materiálov. Pochopenie fyzikálnej podstaty procesov prenosu tepla a znalosť jednoduchých základných vzorcov sú hlavnými blokmi základu vedomostí v tepelnej technike!
Množstvo tepla v rôznych fyzikálnych procesoch.
Väčšina známych látok môže byť v pevnom, kvapalnom, plynnom alebo plazmovom stave pri rôznych teplotách a tlakoch. Prechod z jedného súhrnného stavu do druhého prebieha pri konštantnej teplote(za predpokladu, že sa nezmení tlak a ostatné parametre životné prostredie) a je sprevádzaná absorpciou alebo uvoľňovaním tepelnej energie. Napriek tomu, že 99 % hmoty vo vesmíre je v stave plazmy, v tomto článku nebudeme uvažovať o tomto stave agregácie.
Zvážte graf zobrazený na obrázku. Ukazuje závislosť teploty látky T na množstve tepla Q, zhrnuté do určitého uzavretého systému obsahujúceho určitú hmotnosť určitej látky.
1. Pevná látka, ktorá má teplotu T1 zahriaty na teplotu Tm, vynaloženie na tento proces množstvo tepla rovnajúce sa Q1 .
2. Ďalej začína proces tavenia, ku ktorému dochádza pri konštantnej teplote Tpl(bod topenia). Na roztavenie celej hmoty tuhej látky je potrebné vynaložiť tepelnú energiu v množstve Q2 — Q1 .
3. Potom sa kvapalina, ktorá je výsledkom topenia pevnej látky, zahreje na bod varu (tvorba plynu) Tkp, výdavky na toto množstvo tepla rovné Q3-Q2 .
4. Teraz pri konštantnom bode varu Tkp kvapalina vrie a vyparuje sa, pričom sa mení na plyn. Na premenu celej hmoty kvapaliny na plyn je potrebné vynaložiť tepelnú energiu v množstve Q4-Q3.
5. V poslednej fáze sa plyn ohrieva z teploty Tkp do nejakej teploty T2. V tomto prípade budú náklady na množstvo tepla Q5-Q4. (Ak plyn zahrejeme na ionizačnú teplotu, plyn sa zmení na plazmu.)
Teda zahriatie pôvodnej pevnej látky z teploty T1 až do teploty T2 tepelnú energiu sme minuli v sume Q5, pričom sa látka prekladá cez tri stavy agregácie.
Pohybom v opačnom smere odoberieme z látky rovnaké množstvo tepla Q5, prechádzajúci stupňami kondenzácie, kryštalizácie a ochladzovania z teploty T2 až do teploty T1. Samozrejme uvažujeme o uzavretom systéme bez energetických strát do vonkajšieho prostredia.
Všimnite si, že prechod z pevného skupenstva do plynného stavu je možný obídením kvapalnej fázy. Tento proces sa nazýva sublimácia a opačný proces sa nazýva desublimácia.
Takže sme pochopili, že procesy prechodov medzi agregovanými stavmi látky sú charakterizované spotrebou energie pri konštantnej teplote. Pri zahrievaní látky, ktorá je v jednom nezmenenom stave agregácie, stúpa teplota a dochádza aj k spotrebe tepelnej energie.
Hlavné vzorce na prenos tepla.
Vzorce sú veľmi jednoduché.
Množstvo tepla Q v J sa vypočíta podľa vzorcov:
1. Zo strany spotreby tepla, teda zo strany zaťaženia:
1.1. Pri zahrievaní (chladení):
Q = m * c *(T2 -T1)
m – hmotnosť látky v kg
od - merná tepelná kapacita látky v J / (kg * K)
1.2. Pri tavení (zmrazovaní):
Q = m * λ
λ – špecifické teplo topenia a kryštalizácie látky v J/kg
1.3. Počas varu, vyparovania (kondenzácie):
Q = m * r
r – špecifické teplo tvorby plynu a kondenzácie hmoty v J/kg
2. Zo strany výroby tepla, teda zo strany zdroja:
2.1. Pri spaľovaní paliva:
Q = m * q
q – špecifické spalné teplo paliva v J/kg
2.2. Pri premene elektriny na tepelnú energiu (Joule-Lenzov zákon):
Q =t *I *U =t *R *I ^2=(t /r)*U ^2
t – čas v s
ja – aktuálna hodnota v A
U – rms napätie vo V
R – záťažový odpor v ohmoch
Dospeli sme k záveru, že množstvo tepla je priamo úmerné hmotnosti látky počas všetkých fázových premien a po zahriatí je navyše priamo úmerné teplotnému rozdielu. Koeficienty proporcionality ( c , λ , r , q ) pre každú látku majú svoje vlastné hodnoty a sú určené empiricky (prevzaté z referenčných kníh).
Tepelný výkon N vo W je množstvo tepla preneseného do systému za určitý čas:
N=Q/t
Čím rýchlejšie chceme telo zohriať na určitú teplotu, tým väčší výkon by mal byť zdrojom tepelnej energie – všetko je logické.
Výpočet v aplikovanej úlohe Excel.
V živote je často potrebné urobiť rýchly odhadovaný výpočet, aby ste pochopili, či má zmysel pokračovať v štúdiu témy, zostavovaní projektu a podrobných presných výpočtoch náročných na prácu. Uskutočnením výpočtu za pár minút, dokonca s presnosťou ± 30 %, môžete urobiť dôležité manažérske rozhodnutie, ktoré bude 100-krát lacnejšie a 1000-krát rýchlejšie a vo výsledku 100 000-krát efektívnejšie ako vykonávanie presného výpočtu v rámci týždeň, inak a mesiac, skupinou drahých špecialistov ...
Podmienky problému:
Do priestorov predajne na prípravu valcovaného kovu o rozmeroch 24m x 15m x 7m dovážame valcovaný kov zo skladu na ulici v množstve 3 tony. Valcovaný kov má ľad s celkovou hmotnosťou 20 kg. Vonku -37˚С. Aké množstvo tepla je potrebné na zahriatie kovu na + 18˚С; zahrejte ľad, roztopte ho a zohrejte vodu na +18˚С; zohriať celý objem vzduchu v miestnosti za predpokladu, že predtým bolo kúrenie úplne vypnuté? Aký výkon by mal mať vykurovací systém, ak všetko vyššie uvedené musí byť hotové za 1 hodinu? (Veľmi drsné a takmer nereálne podmienky - najmä pokiaľ ide o vzduch!)
Výpočet vykonáme v programeMS Excel alebo v programeOo Calc.
Farebné formátovanie buniek a fontov nájdete na stránke "".
Počiatočné údaje:
1. Názvy látok píšeme:
do bunky D3: Oceľ
do bunky E3: Ľad
do bunky F3: ľadová voda
do bunky G3: Voda
do bunky G3: Vzduch
2. Zadáme názvy procesov:
do buniek D4, E4, G4, G4: teplo
do bunky F4: topenie
3. Špecifická tepelná kapacita látok c v J / (kg * K) píšeme pre oceľ, ľad, vodu a vzduch
do bunky D5: 460
do bunky E5: 2110
do bunky G5: 4190
do bunky H5: 1005
4. Špecifické teplo topenia ľadu λ v J/kg zadajte
do bunky F6: 330000
5. Hmotnosť látok m v kg zadávame pre oceľ a ľad
do bunky D7: 3000
do bunky E7: 20
Keďže sa hmotnosť nemení, keď sa ľad mení na vodu,
v bunkách F7 a G7: =E7 =20
Hmotnosť vzduchu sa zistí vynásobením objemu miestnosti špecifickou hmotnosťou
v bunke H7: =24*15*7*1,23 =3100
6. Čas spracovania t v minútach píšeme len raz pre oceľ
do bunky D8: 60
Časové hodnoty ohrevu ľadu, jeho topenia a ohrevu výslednej vody sa počítajú z podmienky, že všetky tieto tri procesy sa musia sčítať v rovnakom čase ako čas vyhradený na ohrev kovu. Podľa toho čítame
v bunke E8: =E12/(($E$12+$F$12+$G$12)/D8) =9,7
v bunke F8: =F12/(($E$12+$F$12+$G$12)/D8) =41,0
v bunke G8: =G12/(($E$12+$F$12+$G$12)/D8) =9,4
V rovnakom pridelenom čase by sa mal zohriať aj vzduch, čítame
v bunke H8: =D8 =60,0
7. Počiatočná teplota všetkých látok T1 do ˚C vstúpime
do bunky D9: -37
do bunky E9: -37
do bunky F9: 0
do bunky G9: 0
do bunky H9: -37
8. Konečná teplota všetkých látok T2 do ˚C vstúpime
do bunky D10: 18
do bunky E10: 0
do bunky F10: 0
do bunky G10: 18
do bunky H10: 18
Myslím si, že k položkám 7 a 8 by nemali byť žiadne otázky.
Výsledky výpočtu:
9. Množstvo tepla Q v KJ potrebných pre každý z procesov, ktoré vypočítame
pre ohrev ocele v bunke D12: =D7*D5*(D10-D9)/1000 =75900
na ohrev ľadu v bunke E12: =E7*E5*(E10-E9)/1000 = 1561
pre topenie ľadu v bunke F12: =F7*F6/1000 = 6600
pre ohrev vody v článku G12: =G7*G5*(G10-G9)/1000 = 1508
pre ohrev vzduchu v bunke H12: =H7*H5*(H10-H9)/1000 = 171330
Odčíta sa celkové množstvo tepelnej energie potrebnej pre všetky procesy
v zlúčenej bunke D13E13F13G13H13: =SUM(D12:H12) = 256900
V bunkách D14, E14, F14, G14, H14 a kombinovanej bunke D15E15F15G15H15 je množstvo tepla uvedené v oblúkovej jednotke merania - v Gcal (v gigakalóriách).
10. Tepelný výkon N v kW, potrebné pre každý z procesov sa vypočíta
pre ohrev ocele v bunke D16: =D12/(D8*60) =21,083
na ohrev ľadu v bunke E16: =E12/(E8*60) = 2,686
pre topenie ľadu v bunke F16: =F12/(F8*60) = 2,686
pre ohrev vody v článku G16: =G12/(G8*60) = 2,686
pre ohrev vzduchu v bunke H16: =H12/(H8*60) = 47,592
Celkový tepelný výkon potrebný na vykonanie všetkých procesov v určitom čase t vypočítané
v zlúčenej bunke D17E17F17G17H17: =D13/(D8*60) = 71,361
V bunkách D18, E18, F18, G18, H18 a kombinovanej bunke D19E19F19G19H19 je tepelný výkon udávaný v oblúkovej jednotke merania - v Gcal / h.
Tým je výpočet v Exceli ukončený.
závery:
Všimnite si, že na ohriatie vzduchu je potrebné viac ako dvakrát toľko energie ako na ohriatie rovnakej hmoty ocele.
Pri ohreve vody sú náklady na energiu dvojnásobné ako pri ohreve ľadu. Proces tavenia spotrebuje mnohonásobne viac energie ako proces ohrevu (s malým rozdielom teplôt).
Vykurovacia voda spotrebuje desaťkrát viac tepelnej energie ako ohrev ocele a štyrikrát viac ako ohrev vzduchu.
Pre prijímanie informácie o vydaní nových článkov a pre sťahovanie súborov pracovného programu Žiadam vás, aby ste sa prihlásili na odber oznamov v okne umiestnenom na konci článku alebo v okne v hornej časti stránky.
Po zadaní e-mailovej adresy a kliknutí na tlačidlo „Prijímať oznámenia o článku“. NEZABUDNI POTVRDIŤ PREDPLATNÉ kliknutím na odkaz v liste, ktorý vám okamžite príde na určenú poštu (niekedy - v priečinku « Nevyžiadaná pošta » )!
Zapamätali sme si pojmy „množstvo tepla“ a „tepelný výkon“, zvážili sme základné vzorce prenosu tepla a analyzovali sme praktický príklad. Dúfam, že môj jazyk bol jednoduchý, zrozumiteľný a zaujímavý.
Teším sa na otázky a komentáre k článku!
opýtať sa REŠPEKTOVAŤ súbor na stiahnutie autorského diela PO PREDPLATENÍ pre oznámenia článkov.