- •1. Классификация теплообменных аппаратов.
- •3. Скоростной теплообменник.
- •4. Регенеративные теплообменники.
- •5. Рекуперативные теплообменники.
- •6. Теплообменники на тепловых трубах. Конструкция и применение.
- •Универсальный электрический теплообменник на тепловых трубах
- •7. Теплообменники на термосифонах.
- •9. Распределение лучистой энергии, падающей на тело.
- •10. Характер распределения температур при теплопередаче через плоскую стенку.
- •11. Характер изменения температурных теплоносителей при прямотоке и противотоке теплообменников.
- •12. Нормативные параметры микроклимата жилых помещений.
- •13. Комфортное сочетание параметров микроклимата для сохранения теплового равновесия в организме человека.
- •14. Санитарно-гигиенические требования по состоянию микроклимата помещений.
- •15. Системы инженерного оборудования зданий для обеспечения комфортного микроклимата помещений.
- •16. Теплозащитные характеристики ограждающей конструкции.
- •17. Нормативные и требуемые значения термического сопротивления теплопередачи ограждения.
- •19. Инфильтрация и эксфильтрация. Воздушно- тепловой режим здания.
1. Классификация теплообменных аппаратов.
Важным конструктивным элементом систем инженерных сетей и оборудования является теплообменный аппарат (теплообменник) – устройство, предназначенное для передачи теплоты от одного теплоносителя другому. В качестве теплоносителей в нем могут использоваться пар, горячая вода, дымовые газы и другие тела. По принципу действия и конструктивному оформлению теплообменники разделяются на рекуперативные, регенеративные и смесительные. В рекуперативных теплообменниках обмен теплотой между теплоносителями происходит способом теплопередачи от греющего теплоносителя к нагреваемому через разделяющую их твердую стенку. Процесс теплообмена в них протекает при стационарном режиме.
В зависимости от взаимного направления движения теплоносителей теплообменники этого типа бывают прямоточные, противоточные и перекрестные (рис. 1).
а) б) в)
Рис. 1. Схема рекуперативных теплообменников:
а) противоточного; б) прямоточного; в) перекрестного
К числу рекуперативных теплообменников относятся паровые котлы, водонагреватели, приборы систем центрального отопления и др.
В регенеративных теплообменниках процесс теплообмена происходит в условиях нестационарного режима. В них поверхность нагрева представляет собой специальную насадку из кирпича, металла или другого материала, которая сначала аккумулирует теплоту, а затем отдает ее нагреваемому теплоносителю. По такому принципу работают, например, отопительные печи.
В смесительных теплообменниках процесс теплообмена осуществляется при непосредственном соприкосновении и перемешивании теплоносителей. Примерами такого теплообменника являются башенный охладитель (градирня), предназначенный для охлаждения воды воздухом, контактные водоподогреватели.
Рекуперативные и регенеративные теплообменники являются поверхностными, поскольку теплопередача в них связана с поверхностью
нагрева или охлаждения, а смесительные – контактными.
Тепловые расчеты теплообменников разделяются на проектные и поверочные. Проектные (конструктивные) тепловые расчеты выполняют при
проектировании новых аппаратов для определения необходимой поверхности нагрева. Поверочные тепловые расчеты выполняют в том случае, если известна поверхность нагрева теплообменника и требуется определить количество переданной теплоты и конечные температуры теплоносителей.
2.Бойлер. Конструкция и применение. |
Водонагреватели предназначены для обеспечения дома горячей водой, при отсутствии централизованной системы ГВС. Рассмотрим классификацию водонагревателей: По способу нагрева воды их можно разделить на:
В свою очередь газовые и электрические водонагреватели могут быть:
Водонагреватели накопительные электрические (бойлеры). Электрические бойлеры представляют собой внутреннюю емкость объемом от 10 до 200 л, внутри которой установлен электрический ТЭН мощностью от 1,2 до 2,5 кВт. Для предотвращения теплопотерь в конструкции бойлера предусмотрена теплоизоляция, расположенная между внутренней емкостью и наружным корпусом. Что бы предотвратить коррозию, возникающую внутри бака, в него устанавливают магниевый анод. Срок его службы обычно составляет 3 года, после чего его необходимо заменить. Так же бойлер содержит терморегулятор, который включает ТЭН при падении температуры воды ниже заданной. Время нагрева воды внутри бака напрямую зависит от его объема и мощности ТЭНа и может находиться в пределах от 20 минут до нескольких часов. По способу крепления бойлеры бывают настенные и напольные (как правило большого объема). Настенные модели могут крепиться в вертикальном или горизонтальном положении в зависимости от конструкции, бывают так же и универсальные модели, которые могут устанавливаться как вертикально, так и горизонтально. Подключение к системе водопровода может быть верхним и нижним, тут следует быть внимательным, так как в них разное расположение ТЭНа, и устанавливать их нужно так как показано в инструкции. В следствие простоты и надежности конструкции электрические бойлеры получили довольно широкое распространение, как в частных, так и в многоэтажных домах. Установка и подключение электрического бойлера не требует никаких разрешений и может быть выполнена самостоятельно. Схема подключения бойлера, как правило, прилагается к инструкции ко всем моделям водонагревателей. Подключение к системе водопровода можно выполнить стальными, полипропиленовыми или металлопластиковыми трубами. На входе холодной воды желательно установить фильтр грубой очистки, что бы предотвратить попадание крупных частиц в бак. Крепление к стене желательно выполнить с помощью специальных кронштейнов, выдерживающих большую нагрузку, так как помимо собственной массы в баке находится еще и значительный объем воды. В целях безопасности, в электрической схеме подключения, необходимо предусмотреть заземление. Газовые накопительные водонагреватели (газовые бойлеры). По сравнению с газовой колонкой, бойлер имеет большой запас горячей воды, что делает ее использование более комфортным. Высокие цены на оборудование и сложность его установки, зачастую приводят покупателя к выбору электрического бойлера, хотя экономичность его значительно выше. Газовые бойлеры могут иметь открытую камеру сгорания с естественной тягой и закрытую с принудительной тягой. Горелки с закрытой камерой сгорания не требуют специальных дымоходов, а могут обходиться коаксиальным, который может быть выведен на улицу через стену. По цене водонагреватели с принудительной тягой дороже чем с естественной. Газовый накопительный водонагреватель состоит из бака, покрытого защитным покрытием, внутри которого находится магниевый катод, термоизоляции, наружного корпуса, газовой горелки и блока управления газовой горелкой. Бойлеры косвенного нагрева. Зачастую, в частных домах используются газовые котлы для системы отопления, и что бы не устанавливать дополнительное газовое оборудование для горячего водоснабжения используются водонагреватели косвенного нагрева. Основное его отличие от газовых и электрических бойлеров заключается в том, что он не имеет собственного источника энергии, а использует тепло от внешних источников (отопительный котел, центральная система отопления и др.). Так же следует отметить, что они обладают большой мощностью и производительностью, например, косвенный бойлер объемом 100 л и мощностью 24 кВт обладает производительностью 610 л/ч. Принцип действия косвенного бойлера заключается в следующем: через змеевик, находящийся в баке проходит теплоноситель от внешнего источника тепла, за счет этого нагревается вода в самом бойлере. Для циркуляции теплоносителя через змеевик бойлера, в этот контур должен включать в себя насос, оснащенный автоматикой. Автоматика многих современных одноконтурных котлов предусматривает подключение бойлеров косвенного нагрева, и переключает его в режим ГВС при понижении температуры воды в бойлере ниже заданной, после нагрева обратно включает котел в режим отопления, а летом просто отключается. Нагрев воды происходит довольно быстро, поэтому система отопления при этом не успевает остыть. При выборе мощности бойлера необходимо учитывать и мощность самого котла, т.к. из-за заниженной мощности котла может увеличиться время нагрева воды для ГВС, что так же негативно будет сказываться и на системе отопления. Выбор котла и водонагревателя одного производителя значительно облегчат их монтаж, и обеспечит правильную совместную работу.
На схеме 1 показано подключение косвенного бойлера управляемого трехходовым краном, который предусмотрен в котле. На схеме 2 управление бойлером осуществляется отдельным насосом, обеспечивающим циркуляцию воды по нагревательному контуру бойлера. |
|
|
||||
|
|
|
|
|
||
|
Такая конструкция позволяет уменьшить затраты на подогрев бытовой воды. |
|
|
|