Tine minte
- Ce dispozitiv este utilizat pentru a măsura temperatura aerului? Ce tipuri de rotație a Pământului cunoașteți? De ce există o schimbare de zi și noapte pe Pământ?
Cum se încălzește suprafața și atmosfera pământului. Soarele emite o cantitate imensă de energie. Cu toate acestea, atmosfera lasă doar jumătate din razele soarelui să ajungă la suprafața pământului. Unele dintre ele sunt reflectate, altele sunt absorbite de nori, gaze și particule de praf (Fig. 83).
Orez. 83. Consumul de energie solară care intră pe Pământ
Trecând prin razele soarelui, atmosfera din ele abia se încălzește. Suprafața pământului se încălzește și ea însăși devine o sursă de căldură. Din aceasta se încălzește aerul atmosferic. Prin urmare, în apropierea suprafeței pământului, aerul din troposferă este mai cald decât la altitudine. Când urcați în sus pentru fiecare kilometru, temperatura aerului scade cu 6 "C. Mare în munți, din cauza temperaturilor scăzute, zăpada acumulată nu se topește nici vara. Temperatura în troposferă se schimbă nu numai odată cu altitudinea, ci și în timpul anumite perioade de timp: zile, ani.
Diferențe în încălzirea aerului în timpul zilei și al anului.În timpul zilei, razele soarelui luminează suprafața pământului și o încălzesc, iar aerul se încălzește din ea. Noaptea, fluxul de energie solară se oprește, iar suprafața, împreună cu aerul, se răcește treptat.
Soarele răsare cel mai înalt deasupra orizontului la prânz. În acest moment, intră cea mai mare energie solară. Cu toate acestea, cea mai ridicată temperatură se observă la 2-3 ore după amiază, deoarece este nevoie de timp pentru a transfera căldura de pe suprafața Pământului în troposferă. Cea mai rece temperatură are loc înainte de răsăritul soarelui.
Temperatura aerului se schimbă și în funcție de anotimpuri. Știți deja că Pământul se mișcă în jurul Soarelui pe orbita sa, iar axa Pământului este înclinată constant către planul orbital. Din acest motiv, pe parcursul anului, în aceeași zonă, razele soarelui cad pe suprafață în moduri diferite.
Când unghiul de incidență al razelor este mai vertical, suprafața primește mai multă energie solară, temperatura aerului crește și începe vara (Fig. 84).
Orez. 84. Căderea razelor solare pe suprafața pământului la prânz, 22 iunie și 22 decembrie
Când razele soarelui sunt mai înclinate, suprafața se încălzește ușor. Temperatura aerului în acest moment scade și vine iarna. Cea mai caldă lună din emisfera nordică este iulie, în timp ce cea mai rece lună este ianuarie. În emisfera sudică, opusul este adevărat: cea mai rece lună a anului este iulie, iar cea mai caldă este ianuarie.
Din figură, determinați în ce diferă unghiul de incidență al razelor solare în 22 iunie și 22 decembrie la paralelele 23,5 ° N. NS. și y. NS .; la paralele 66,5 ° N NS. și y. NS.
Luați în considerare de ce cele mai calde și reci luni nu sunt iunie și decembrie, când razele soarelui au cele mai mari și mai mici unghiuri de incidență de pe suprafața pământului.
Orez. 85. Temperatura medie anuală a aerului pe Pământ
Indicatori ai schimbărilor de temperatură. Pentru a identifica tiparele generale de schimbare a temperaturii, utilizați indicatorul temperaturilor medii: medie zilnică, medie lunară, medie anuală (Fig. 85). De exemplu, pentru a calcula temperatura medie zilnică în timpul zilei, temperatura este măsurată de mai multe ori, acești indicatori sunt rezumați și suma rezultată este împărțită la numărul de măsurători.
Defini:
- temperatura medie zilnică în termeni de patru măsurători pe zi: -8 ° С, -4 ° С, + 3 ° С, + 1 ° С;
- temperatura medie anuală a Moscovei, folosind datele din tabel.
Tabelul 4
La determinarea modificării temperaturii, se notează de obicei cele mai mari și cele mai mici valori ale acesteia.
Diferența dintre citirile cele mai mari și cele mai mici se numește intervalul de temperatură.
Amplitudinea poate fi determinată pentru o zi (amplitudine zilnică), lună, an. De exemplu, dacă cea mai mare temperatură pe zi este de + 20 ° C, iar cea mai mică este de + 8 ° C, atunci amplitudinea zilnică va fi de 12 ° C (Fig. 86).
Orez. 86. Gama zilnică de temperaturi
Determinați câte grade amplitudinea anuală în Krasnoyarsk este mai mare decât în Sankt Petersburg, dacă temperatura medie Iulie în Krasnoyarsk + 19 ° С, iar în ianuarie -17 ° С; în Sankt Petersburg + 18 ° С și, respectiv, -8 ° С.
Pe hărți, distribuția temperaturilor medii se reflectă folosind izoterme.
Izotermele sunt linii care leagă puncte cu aceeași temperatură medie a aerului pe o anumită perioadă de timp.
De obicei prezintă izoterme ale celor mai calde și reci luni ale anului, adică iulie și ianuarie.
Întrebări și sarcini
- Cum se încălzește aerul din atmosferă?
- Cum se schimbă temperatura aerului în timpul zilei?
- Ce determină diferența de încălzire a suprafeței Pământului pe parcursul anului?
Când soarele se încălzește - când este mai sus deasupra capului tău sau când este mai jos?
Soarele se încălzește mai mult când este mai sus. În acest caz, razele soarelui cad într-un unghi drept sau aproape de un unghi drept.
Ce tipuri de rotație a Pământului cunoașteți?
Pământul se rotește în jurul axei sale și în jurul soarelui.
De ce există o schimbare de zi și noapte pe Pământ?
Schimbarea zilei și a nopții este rezultatul rotației axiale a Pământului.
Determinați cum diferă unghiul de incidență al razelor solare în 22 iunie și 22 decembrie la paralelele de 23,5 ° N. NS. și y. NS .; la paralele 66,5 ° N NS. și y. NS.
22 iunie, unghiul de incidență al razelor solare la paralela de 23,50 N. 900, S - 430. La paralela de 66,50 latitudine nordică. - 470, 66,50 S - unghiul de alunecare.
22 decembrie, unghiul de incidență al razelor solare la paralela de 23,50 N. 430, S - 900. La paralela de 66,50 latitudine nordică. - unghiul de pășunat, 66,50 S - 470.
Luați în considerare de ce cele mai calde și reci luni nu sunt iunie și decembrie, când razele soarelui au cele mai mari și mai mici unghiuri de incidență de pe suprafața pământului.
Aerul atmosferic este încălzit de pe suprafața pământului. Prin urmare, în iunie, suprafața pământului se încălzește, iar temperatura ajunge la un maxim în iulie. Se întâmplă și iarna. În decembrie, suprafața pământului este răcită. Aerul se răcește în ianuarie.
Defini:
temperatura medie zilnică în termeni de patru măsurători pe zi: -8 ° С, -4 ° С, + 3 ° С, + 1 ° С.
Temperatura medie zilnică este de -20C.
temperatura medie anuală a Moscovei, folosind datele din tabel.
Temperatura medie anuală este de 50C.
Determinați amplitudinea zilnică a temperaturii pentru citirile termometrului din Figura 110, c.
Amplitudinea temperaturii din figură este de 180C.
Determinați câte grade amplitudinea anuală în Krasnoyarsk este mai mare decât în Sankt Petersburg, dacă temperatura medie din iulie în Krasnoyarsk este de + 19 ° С, iar în ianuarie este de -17 ° С; în Sankt Petersburg + 18 ° С și, respectiv, -8 ° С.
Gama de temperatură din Krasnoyarsk este de 360 °.
Gama de temperatură din Sankt Petersburg este de 260C.
Gama de temperatură din Krasnoyarsk este cu 100C mai mare.
Întrebări și sarcini
1. Cum este încălzirea aerului din atmosferă?
Trecând prin razele soarelui, atmosfera din ele abia se încălzește. Suprafața pământului se încălzește și ea însăși devine o sursă de căldură. Din aceasta se încălzește aerul atmosferic.
2. Câte grade scade temperatura în troposferă la fiecare 100 m?
La urcare pe fiecare kilometru, temperatura aerului scade cu 6 ° C. Aceasta înseamnă că cu 0,60 pentru fiecare 100 m.
3. Calculați temperatura aerului în afara avionului, dacă altitudinea zborului este de 7 km, iar temperatura la suprafața Pământului este de + 20 ° C.
Temperatura va scădea cu 420 în timpul ascensiunii de 7 km. Aceasta înseamnă că temperatura în afara avionului va fi de -220.
4. Este posibil să întâlnești un ghețar în munți la o altitudine de 2500 m, dacă temperatura este de + 250C la poalele munților?
Temperatura la o altitudine de 2500 m va fi de + 100C. Nu există ghețar la o altitudine de 2500 m.
5. Cum și de ce se schimbă temperatura aerului în timpul zilei?
În timpul zilei, razele soarelui luminează suprafața pământului și o încălzesc, iar aerul se încălzește din ea. Noaptea, fluxul de energie solară se oprește, iar suprafața, împreună cu aerul, se răcește treptat. Soarele este cel mai înalt deasupra orizontului la prânz. În acest moment, intră cea mai mare energie solară. Cu toate acestea, cea mai mare temperatură se observă la 2-3 ore după amiază, deoarece este nevoie de timp pentru a transfera căldura de pe suprafața Pământului în troposferă. Cea mai rece temperatură are loc înainte de răsăritul soarelui.
6. Ce determină diferența de încălzire a suprafeței Pământului pe parcursul anului?
În timpul anului, în aceeași zonă, razele soarelui cad pe suprafață în moduri diferite. Când unghiul de incidență al razelor este mai abrupt, suprafața primește mai multă energie solară, temperatura aerului crește și începe vara. Când razele soarelui sunt mai înclinate, suprafața se încălzește ușor. Temperatura aerului în acest moment scade și vine iarna. Cea mai caldă lună din emisfera nordică este iulie, în timp ce cea mai rece lună este ianuarie. În emisfera sudică, opusul este adevărat: cea mai rece lună a anului este iulie, iar cea mai caldă este ianuarie.
2005-08-16Într-o serie de cazuri, este posibil să se reducă semnificativ costurile de capital și de exploatare prin furnizarea încălzirii autonome a spațiilor cu aer cald pe baza utilizării generatoarelor de căldură care funcționează pe gaz sau combustibil lichid... În astfel de unități, nu apa este încălzită, ci aer - alimentare proaspătă, aer recirculat sau amestecat. Această metodă este deosebit de eficientă pentru asigurarea încălzirii autonome a spațiilor industriale, pavilioanelor expoziționale, atelierelor, garajelor, stațiilor. întreținere, spălătorii auto, studiouri de film, depozite, clădiri publice, săli de sport, supermarketuri, sere, sere, complexe de animale, ferme de păsări etc.
Avantajele încălzirii aerului
Există multe avantaje ale încălzirii aerului față de încălzirea tradițională a apei în camere mari, vom enumera doar cele principale:
- Rentabilitate. Căldura este produsă direct în camera încălzită și este consumată aproape în întregime în scopul propus. Datorită arderii directe a combustibilului fără un purtător de căldură intermediar, se obține un randament termic ridicat al întregului sistem de încălzire: 90-94% - pentru încălzitoarele recuperatoare și aproape 100% - pentru sistemele de încălzire directă. Utilizarea termostatelor programabile oferă posibilitatea unor economii suplimentare de la 5 la 25% din energia termică datorită funcției „modul de așteptare” - întreținerea automată a temperaturii camerei în timpul orelor de lucru la nivelul de + 5-7 ° С.
- Posibilitatea de a „activa” ventilația de alimentare. Nu este un secret că astăzi, în majoritatea întreprinderilor, ventilarea alimentării nu funcționează corect, ceea ce înrăutățește în mod semnificativ condițiile de muncă ale oamenilor și afectează productivitatea muncii. Generatoarele de căldură sau sistemele de încălzire directă încălzesc aerul cu până la 90 ° C - acest lucru este suficient pentru a „forța” ventilația de alimentare să funcționeze chiar și în nordul îndepărtat. Astfel, încălzirea aerului implică nu numai eficiență economică, ci și o îmbunătățire a condițiilor de mediu și de lucru.
- Inerție mică. Unitățile de sisteme de încălzire a aerului în câteva minute intră în funcțiune și, datorită volumului mare de aer, camera este complet încălzită în doar câteva ore. Acest lucru face posibilă manevra rapidă și flexibilă atunci când necesitatea încălzirii se schimbă.
- Absența unui agent de răcire intermediar face posibilă abandonarea construcției și întreținerii unui sistem de încălzire a apei, care este ineficient pentru încăperile mari, camera de încălzire, rețeaua de încălzire și o stație de tratare a apei. Pierderile din rețeaua de încălzire și repararea acestora sunt excluse, ceea ce permite reducerea drastică a costurilor de funcționare. Iarna, nu există riscul dezghețării încălzitoarelor de aer și a sistemului de încălzire în cazul opririlor prelungite ale sistemului. Răcirea chiar și până la un „minus” profund nu duce la dezghețarea sistemului.
- Un grad ridicat de automatizare vă permite să generați exact cantitatea de căldură necesară. Combinat cu fiabilitate ridicată echipamente cu gaz acest lucru crește semnificativ siguranța sistemului de încălzire și un personal minim de întreținere este suficient pentru funcționarea acestuia.
- Costuri reduse. Metoda de încălzire a încăperilor mari cu generatoare de căldură este una dintre cele mai ieftine și mai rapid implementate. Costul de capital al construirii sau renovării unui sistem de aer este de obicei semnificativ mai mic decât costul organizării apei calde sau al încălzirii radiante. Perioada de recuperare a cheltuielilor de capital nu depășește de obicei una sau două sezoane de încălzire.
În funcție de sarcinile care trebuie rezolvate, încălzitoarele de diferite tipuri pot fi utilizate în sistemele de încălzire a aerului. În acest articol, vom lua în considerare numai unitățile care funcționează fără utilizarea unui purtător de căldură intermediar - încălzitoare de aer recuperatoare (cu schimbător de căldură și evacuare a produselor de ardere în exterior) și sisteme de încălzire directă a aerului (încălzitoare de aer cu amestecare de gaze).
Aeroterme recuperative
În unitățile de acest tip, combustibilul amestecat cu cantitatea necesară de aer este furnizat de arzător către camera de ardere. Produsele de ardere rezultate trec printr-un schimbător de căldură cu două sau trei treceri. Căldura obținută în timpul arderii combustibilului este transferată în aerul încălzit prin pereții schimbătorului de căldură, iar gazele de ardere sunt îndepărtate prin coșul de fum către exterior (Fig. 1) - de aceea sunt numite generatoare de căldură „încălzire indirectă” .
Încălzitoarele de aer recuperabile pot fi utilizate nu numai direct pentru încălzire, ci și ca parte a unui sistem de ventilație de alimentare, precum și pentru încălzirea aerului de proces. Puterea termică nominală a acestor sisteme este de la 3 kW la 2 MW. Aerul încălzit este furnizat camerei printr-o suflantă încorporată sau externă, ceea ce face posibilă utilizarea unităților atât pentru încălzirea directă a aerului cu livrarea acestuia prin grile cu jaluzele, cât și prin conducte de aer.
Prin spălarea camerei de ardere și a schimbătorului de căldură, aerul este încălzit și direcționat fie direct în camera încălzită prin grilele de distribuție a aerului cu jaluzele situate în partea superioară, fie este distribuit prin sistemul de conducte de aer. Un arzător automat bloc este situat pe partea din față a generatorului de căldură (Fig. 2).
Schimbătoarele de căldură ale încălzitoarelor de aer moderne, de regulă, sunt fabricate din oțel inoxidabil (focarul este fabricat din oțel rezistent la căldură) și servesc între 5 și 25 de ani, după care pot fi reparate sau înlocuite. Eficiența modelelor moderne ajunge la 90-96%. Principalul avantaj al încălzitoarelor de aer recuperative este versatilitatea lor.
Pot lucra pe natură sau gaz lichefiat, motorină, ulei, păcură sau ulei uzat - doar schimbați arzătorul. Există posibilitatea de a lucra cu aer proaspăt, cu un amestec de aer intern și în modul de recirculare completă. Un astfel de sistem permite unor libertăți, de exemplu, să schimbe debitul de aer încălzit, "din mers" redistribuind fluxul de aer încălzit în diferite ramuri ale conductelor folosind supape speciale.
Vara, încălzitoarele de aer recuperabile pot funcționa în modul de ventilație. Unitățile sunt montate atât pe verticală, cât și pe orizontală, pe podea, pe perete sau încorporate într-o cameră de ventilație secțională ca secțiune de încălzire.
Încălzitoarele de aer recuperabile pot fi utilizate chiar și pentru încălzirea spațiului categorie înaltă confort, dacă unitatea în sine este scoasă din zona de service imediată.
Principalele dezavantaje:
- Un schimbător de căldură mare și complex crește costul și greutatea sistemului, în comparație cu încălzitoarele de aer de tip amestec;
- Au nevoie de un coș de fum și de scurgere a condensului.
Sisteme de încălzire directă a aerului
Tehnologii moderne a permis să se obțină o astfel de curățenie a arderii gazelor naturale încât a devenit posibil să nu se redirecționeze produsele de ardere „într-o țeavă”, ci să le folosească pentru încălzirea directă a aerului în sistemele de ventilație de alimentare. Gazul care intră în combustie arde complet în fluxul de aer încălzit și, amestecându-se cu acesta, îi dă toată căldura.
Acest principiu este implementat într-o serie de modele similare ale unui arzător de rampă în SUA, Anglia, Franța și Rusia și a fost utilizat cu succes încă din anii 60 ai secolului XX în multe întreprinderi din Rusia și din străinătate. Pe baza principiului arderii ultrapure a gazelor naturale direct în fluxul de aer încălzit, aparatele de încălzire cu amestec de gaze de tip STV (STARVEINE - „vânt stelat”) sunt produse cu o putere termică nominală de 150 kW la 21 MW.
Însăși tehnologia de organizare a combustiei, precum și un grad ridicat de diluare a produselor de ardere, fac posibilă obținerea unui aer cald și curat în instalații în conformitate cu toate standardele aplicabile, practic fără impurități dăunătoare (nu mai mult de 30% din concentrația maximă admisibilă). Încălzitoarele de aer STV (Fig. 3) constau dintr-un bloc de arzătoare modular situat în interiorul carcasei (secțiunea conductei de aer), o linie de gaz DUNGS (Germania) și un sistem de automatizare.
Carcasa este de obicei echipată cu o ușă presurizată pentru o întreținere ușoară. Blocul arzătorului, în funcție de puterea de căldură necesară, este compus din numărul necesar de secțiuni de arzător de diferite configurații. Sistemul automat de încălzire asigură o pornire automată lină conform ciclogramei, controlul parametrilor de funcționare în condiții de siguranță și posibilitatea unei reglări uniforme a puterii termice (1: 4), care menține automat temperatura aerului necesară în camera încălzită.
Aplicarea încălzitoarelor de aer cu amestecare de gaz
Scopul lor principal este de a încălzi direct aerul proaspăt furnizat către sediile de producție pentru a compensa ventilația prin evacuare și, astfel, pentru a îmbunătăți condițiile de lucru ale oamenilor.
Pentru încăperile cu o frecvență ridicată a schimbului de aer, devine utilă combinarea sistemului de ventilație de alimentare cu sistemul de încălzire - în acest sens, sistemele de încălzire directă nu au concurenți în ceea ce privește raportul preț / calitate. Incalzitoarele de aer cu amestecare de gaz sunt proiectate pentru:
- încălzirea autonomă a aerului din incinte în diferite scopuri cu un schimb mare de aer (К , 5);
- încălzirea aerului în perdele termo-aeriene de tip cut-off, este posibilă combinarea acestuia cu sistemele de încălzire și ventilare a alimentării;
- sisteme de preîncălzire pentru motoare auto în parcări neîncălzite;
- încălzirea și dezghețarea vagoanelor, rezervoarelor, mașinilor, materialelor în vrac, produselor de încălzire și uscare înainte de vopsire sau alte tipuri de prelucrare;
- încălzire directă aerul atmosferic sau un agent de uscare în diferite instalații de încălzire și uscare a proceselor, de exemplu, uscarea cerealelor, a ierbii, a hârtiei, a textilelor, a lemnului; aplicare în camere de vopsire și uscare după vopsire etc.
Cazare
Încălzitoarele de amestecare pot fi încorporate în canalele de aer ale sistemelor de ventilație de alimentare și perdelele de căldură, în canalele de aer ale unităților de uscare - atât în secțiuni orizontale, cât și verticale. Pot fi montate pe podea sau platformă, sub tavan sau pe perete. Amplasate, de regulă, în camerele de alimentare și ventilație, dar pot fi instalate direct într-o cameră încălzită (în conformitate cu categoria).
La echipament adițional elementele adecvate pot deservi încăperile din categoriile A și B. Recircularea aerului intern prin amestecarea încălzitoarelor de aer nu este de dorit - este posibilă o scădere semnificativă a nivelului de oxigen din cameră.
Puncte tari sisteme de încălzire directă
Simplitate și fiabilitate, costuri reduse și economie, capacitatea de a încălzi până la temperaturi ridicate, un grad ridicat de automatizare, reglare lină, nu au nevoie de coș de fum. Încălzirea directă este cea mai economică metodă - eficiența sistemului este de 99,96%. Nivelul costurilor de capital specifice pentru un sistem de încălzire bazat pe o unitate de încălzire directă combinată cu ventilația forțată este cel mai scăzut cu cel mai înalt grad de automatizare.
Încălzitoarele de aer de toate tipurile sunt echipate cu un sistem de automatizare de siguranță și control care asigură start lin, menținerea modului de încălzire și oprire în caz de urgență. Pentru a economisi energie, este posibil să se echipeze încălzitoarele de aer cu reglare automată luând în considerare temperaturile exterioare și interioare, funcțiile modurilor de programare zilnică și săptămânală a încălzirii.
De asemenea, este posibil să se includă parametrii sistemului de încălzire, care constă din mai multe unități de încălzire, în sistemul centralizat de control și dispecerizare. În acest caz, operatorul-dispecer va avea informații operaționale despre funcționarea și starea unităților de încălzire, afișate clar pe monitorul computerului și, de asemenea, va controla modul lor de funcționare direct din punctul de expediere la distanță.
Generatoare de căldură mobile și arme de căldură
Proiectat pentru utilizare temporară - pe șantierele de construcții, pentru încălzirea în perioadele din afara sezonului, încălzirea de proces. Generatoarele de căldură mobile și pistolele de căldură funcționează pe propan (GPL), motorină sau kerosen. Ele pot fi fie încălzire directă, fie prin eliminarea produselor de ardere.
Tipuri de sisteme autonome de încălzire a aerului
Pentru încălzirea autonomă a diferitelor spații, se utilizează diferite tipuri de sisteme de încălzire a aerului - cu distribuție centralizată a căldurii și descentralizată; sisteme care funcționează în totalitate cu admisie de aer proaspăt sau cu recirculare completă / parțială a aerului intern.
În sistemele de încălzire a aerului descentralizate, încălzirea și circulația aerului în cameră sunt realizate de generatoare de căldură autonome situate în diferite zone sau zone de lucru - pe podea, perete și sub acoperiș. Aerul de la încălzitoare este furnizat direct în zona de lucru a camerei. Uneori, pentru o mai bună distribuție a fluxurilor de căldură, generatoarele de căldură sunt echipate cu sisteme mici (locale) de conducte de aer.
Pentru unitățile din acest design, puterea minimă a motorului ventilatorului este caracteristică, prin urmare, sistemele descentralizate sunt mai economice în ceea ce privește consumul de energie. Este, de asemenea, posibil să utilizați perdele de încălzire a aerului ca parte a unui sistem de încălzire a aerului sau a ventilației de alimentare.
Posibilitatea reglementării locale și a utilizării generatoarelor de căldură după cum este necesar - pe zone, la momente diferite - face posibilă reducerea semnificativă a costurilor cu combustibilul. Cu toate acestea, costul de capital al implementării acestei metode este ușor mai mare. În sistemele cu distribuție centralizată a căldurii, sunt utilizate unități de încălzire a aerului; aerul cald generat de acestea pătrunde în zonele de lucru prin sistemul de conducte de aer.
Instalațiile, de regulă, sunt încorporate în camerele de ventilație existente, dar este posibil să le așezați direct într-o cameră încălzită - pe podea sau pe amplasament.
Aplicare și plasare, selecție de echipamente
Fiecare dintre tipurile de unități de încălzire de mai sus are propriile sale avantaje incontestabile. Și nu există o rețetă gata făcută, caz în care care dintre ele este mai potrivit - depinde de mulți factori: cantitatea de schimb de aer în raport cu cantitatea de pierderi de căldură, categoria camerei, disponibilitatea spațiului liber pentru plasarea echipamentului și a capacităților financiare. Vom încerca să formăm cele mai generale principii pentru selecția adecvată a echipamentelor.
1. Sisteme de încălzire pentru camere cu schimb scăzut de aer (Schimb de aer ≤, 5-1)
În acest caz, puterea termică totală a generatoarelor de căldură este considerată a fi aproape egală cu cantitatea de căldură necesară pentru a compensa pierderile de căldură din cameră, ventilația este relativ mică, prin urmare, este recomandabil să utilizați un sistem de încălzire bazat pe generatoare de căldură cu recirculare completă sau parțială a aerului intern al camerei.
Aerisirea în astfel de încăperi poate fi naturală sau cu un amestec de aer exterior la aerul recirculant. În al doilea caz, puterea încălzitoarelor crește cu o cantitate suficientă pentru a încălzi aerul proaspăt de alimentare. Un astfel de sistem de încălzire poate fi local, cu generatoare de căldură prin pardoseală sau perete.
Dacă este imposibil să amplasați unitatea într-o încăpere încălzită sau când organizați întreținerea mai multor încăperi, puteți utiliza un sistem centralizat: amplasați generatoarele de căldură în camera de ventilație (anexă, la mezanin, în camera alăturată) și distribuie căldura prin conductele de aer.
În timpul orelor de lucru, generatoarele de căldură pot funcționa în modul de recirculare parțială, încălzind simultan aerul de alimentare mixt, în timpul nefuncționării, unele dintre ele pot fi oprite, iar cele rămase pot fi trecute la un mod de așteptare economic + 2-5 ° C cu recirculare completă.
2. Sisteme de încălzire pentru încăperi cu un curs de schimb mare de aer, care necesită în mod constant furnizarea de volume mari de aer proaspăt proaspăt (Schimb de aer )
În acest caz, cantitatea de căldură necesară pentru încălzirea aerului de alimentare poate fi deja de câteva ori mai mare decât cantitatea de căldură necesară pentru a compensa pierderile de căldură. Aici, este cel mai oportun și mai economic să combinați un sistem de încălzire a aerului cu un sistem de ventilație de alimentare. Sistemul de încălzire poate fi construit pe baza unităților de încălzire directă a aerului sau pe baza utilizării generatoarelor de căldură recuperatoare în versiunea cu un grad crescut de încălzire.
Producția totală de căldură a încălzitoarelor trebuie să fie egală cu suma cererii de căldură pentru încălzirea aerului de alimentare și a căldurii necesare pentru a compensa pierderile de căldură. În sistemele de încălzire directă, 100% din aerul exterior este încălzit, asigurând volumul necesar de aer alimentat.
În timpul orelor de lucru, încălzesc aerul din stradă spre temperatura de proiectare+ 16-40 ° С (luând în considerare supraîncălzirea pentru a asigura compensarea pierderilor de căldură). Pentru a economisi bani în timpul orelor de lucru, puteți opri unele dintre încălzitoare pentru a reduce consumul de aer furnizat și puteți transfera restul în modul de așteptare pentru a menține + 2-5 ° С.
Generatoarele de căldură recuperatoare în modul de așteptare oferă economii suplimentare prin trecerea la modul de recirculare completă. Cele mai mici costuri de capital atunci când se organizează sisteme de încălzire centralizate - atunci când se utilizează cele mai mari încălzitoare posibile. Costurile de capital pentru încălzitoarele de aer cu amestec de gaz STV pot varia de la 300 la 600 ruble / kW din capacitatea de căldură instalată.
3. Sisteme combinate de încălzire a aerului
Cea mai bună opțiune pentru camere cu schimb semnificativ de aer în timpul orelor de lucru cu o operație cu un singur schimb sau cu un ciclu de lucru intermitent - atunci când diferența în necesitatea de a furniza aer proaspăt și căldură în timpul zilei este semnificativă.
În acest caz, este recomandabil să operați două sisteme separat: încălzirea în regim de așteptare și ventilarea alimentării combinate cu un sistem de încălzire (reîncălzire). În același timp, generatoarele de căldură recuperatoare sunt instalate în camera încălzită sau în camerele de ventilație pentru a menține doar modul de așteptare cu recirculare completă (la temperatura exterioară proiectată).
Sistemul de ventilație de alimentare, combinat cu sistemul de încălzire, asigură încălzirea volumului necesar de aer proaspăt la + 16-30 ° C și încălzirea camerei la temperatura de funcționare necesară și, pentru a economisi bani, este pornit numai în timpul programului de lucru.
Este construit fie pe baza de generatoare de căldură recuperatoare (cu un grad crescut de încălzire), fie pe baza unor sisteme puternice de încălzire directă (care este de 2-4 ori mai ieftin). Este posibilă o combinație a unui sistem de reîncălzire a alimentării cu un sistem existent de încălzire a apei calde (acesta poate rămâne de serviciu), opțiunea este aplicabilă și pentru modernizarea etapă cu etapă a unui sistem de încălzire și ventilație existent.
Cu această metodă, costurile de operare vor fi cele mai mici. Astfel, folosind încălzitoare de aer de diferite tipuri în diferite combinații, este posibil să se rezolve ambele probleme în același timp - atât încălzirea, cât și ventilația de alimentare.
Există o mulțime de exemple de aplicare a sistemelor de încălzire a aerului și posibilitățile de combinare a acestora sunt extrem de diverse. În fiecare caz, este necesar să se efectueze calcule termice, să se ia în considerare toate condițiile de utilizare și să se efectueze mai multe opțiuni pentru selectarea echipamentelor, comparându-le în ceea ce privește oportunitatea, valoarea costurilor de capital și costurile de exploatare.
Trec prin atmosfera transparentă fără a o încălzi, ajung la suprafața pământului, o încălzesc, iar aerul este încălzit ulterior din ea.
Gradul de încălzire al suprafeței și, prin urmare, al aerului, depinde în primul rând de latitudinea zonei.
Dar la fiecare punct specific, acesta (t despre) va fi, de asemenea, determinat de o serie de factori, printre care principalii sunt:
A: altitudine deasupra nivelului mării;
B: suprafața subiacentă;
B: distanță de coastele oceanelor și mărilor.
A - Deoarece aerul este încălzit de la suprafața pământului, cu cât înălțimile absolute ale zonei sunt mai mici, cu atât temperatura aerului este mai mare (la o latitudine). În condiții de aer nesaturat cu vapori de apă, se observă o regularitate: la creșterea pentru fiecare 100 de metri înălțime, temperatura (t o) scade cu 0,6 o C.
B - Caracteristicile calitative ale suprafeței.
B 1 - suprafețe diferite de culoare și structură absorb și reflectă razele soarelui în moduri diferite. Reflectivitatea maximă este tipică pentru zăpadă și gheață, cea minimă pentru solurile și rocile de culoare închisă.
Iluminarea Pământului de către razele solare în zilele solstițiului și echinocțiilor.
B 2 - diferite suprafețe au capacitate termică și transfer de căldură diferite. Așadar, masa de apă a Oceanului Mondial, care ocupă 2/3 din suprafața Pământului, se încălzește foarte lent și se răcește foarte lent din cauza capacității sale termice ridicate. Terenul se încălzește repede și se răcește rapid, adică, pentru a încălzi până la același t aproximativ 1 m 2 de teren și 1 m 2 de suprafață a apei, trebuie să cheltuiți o cantitate diferită de energie.
B - de la litoral până la interiorul continentelor, cantitatea de vapori de apă din aer scade. Cu cât atmosfera este mai transparentă, cu atât razele soarelui sunt mai puțin împrăștiate în ea și toate razele soarelui ajung la suprafața Pământului. În prezența unei cantități mari de vapori de apă în aer, picăturile de apă se reflectă, se împrăștie, absorb razele soarelui și nu toate ajung la suprafața planetei, în timp ce încălzirea acesteia scade.
Cel mai temperaturi mari aerul înregistrat în zonele deșerturilor tropicale. V regiuni centrale Timp de aproape 4 luni, temperatura aerului la umbră este mai mare de 40 o C. În același timp, la ecuator, unde unghiul de incidență al razelor solare este cel mai mare, temperatura nu depășește +26 o C.
Pe de altă parte, Pământul, ca corp încălzit, radiază energie în spațiu, în principal în spectrul cu infraroșu cu unde lungi. Dacă suprafața pământului este înfășurată într-o „pătură” de nori, atunci nu toate razele infraroșii părăsesc planeta, deoarece norii le țin înapoi, reflectându-se înapoi la suprafața pământului.
Cu un cer senin, când în atmosferă există puțini vapori de apă, razele infraroșii emise de planetă intră liber în spațiu, în timp ce suprafața pământului se răcește, care se răcește și, prin urmare, temperatura aerului scade.
Literatură
- Zubashchenko E.M. Geografie fizică regională. Climele Pământului: ajutor didactic. Partea 1. / E.M. Zubashchenko, V.I. Șmikov, A. Ya. Nemykin, N.V. Polyakova. - Voronezh: VSPU, 2007 .-- 183 p.
Toate procesele de viață de pe Pământ sunt cauzate de energia termică. Principala sursă din care primește Pământul energie termală, este Soarele. Emite energie sub forma diferitelor raze - unde electromagnetice. Se numește radiația Soarelui sub formă de unde electromagnetice, propagându-se la o viteză de 300.000 km / s, care constă din raze de diferite lungimi care transportă lumina și căldura pe Pământ.
Radiațiile pot fi directe și difuze. Fără atmosferă, suprafața pământului ar primi doar radiații directe. Prin urmare, radiația care vine direct de la Soare sub formă de lumină directă a soarelui și pe un cer fără nori se numește directă. Purtă cea mai mare cantitate de căldură și lumină. Dar, trecând prin atmosferă, razele soarelui sunt parțial împrăștiate, deviate cale directă ca urmare a reflexiei din moleculele de aer, picăturile de apă, particulele de praf și trec în raze care merg în toate direcțiile. O astfel de radiație se numește difuză. Prin urmare, există lumină și în acele locuri în care lumina directă a soarelui (radiația directă) nu pătrunde (copertina pădurii, partea umbrită a stâncilor, munții, clădirile etc.). Radiația împrăștiată determină și culoarea cerului. Toată radiația solară care ajunge la suprafața pământului, adică direct și împrăștiat, numit total. Suprafața pământului, absorbind radiația solară, se încălzește și ea însăși devine o sursă de radiație de căldură în atmosferă. Se numește radiație terestră sau radiație terestră și este în mare parte reținută de atmosfera inferioară. Radiațiile solare absorbite de suprafața pământului sunt cheltuite pentru încălzirea apei, solului, aerului, evaporării și radiațiilor în atmosferă. Mai degrabă pământos decât definitoriu regim de temperatură troposfera, adică razele soarelui care trec prin toate nu îl încălzesc. Cea mai mare cantitate de căldură este primită și încălzită la cele mai înalte temperaturi de straturile inferioare ale atmosferei, direct adiacente sursei de căldură - suprafața pământului. Încălzirea scade cu distanța față de suprafața pământului. De aceea, în troposferă cu înălțime, aceasta scade în medie cu 0,6 ° С pentru fiecare 100 m de urcare. aceasta tipar general pentru troposferă. Există momente în care straturile de aer suprapuse sunt mai calde decât cele subiacente. Acest fenomen se numește inversare a temperaturii.
Încălzirea suprafeței pământului diferă semnificativ nu numai în înălțime. Cantitatea de radiație solară totală depinde direct de unghiul de incidență al razelor solare. Cu cât această valoare este mai aproape de 90 °, cu atât mai multă energie solară este primită de suprafața pământului.
La rândul său, unghiul de incidență al soarelui pe un punct specific de pe suprafața pământului este determinat de latitudinea acestuia. Puterea radiației solare directe depinde de lungimea căii pe care razele soarelui o parcurg în atmosferă. Când Soarele este la zenit (lângă ecuator), razele sale cad vertical pe suprafața pământului, adică depășește atmosfera pe cea mai scurtă rută (la 90 °) și dă-i intens energie unei zone mici. Pe măsură ce te îndepărtezi de zona ecuatorială spre sud sau nord, lungimea căii razelor solare crește, adică unghiul incidenței lor pe suprafața pământului scade. Din ce în ce mai multe raze încep să alunece de-a lungul Pământului și se apropie de linia tangentă din regiunea polilor. În acest caz, același fascicul de energie este împrăștiat pe o zonă mare, iar cantitatea de energie reflectată crește. Astfel, acolo unde razele soarelui cad pe suprafața pământului la un unghi de 90 °, acesta este constant ridicat și, pe măsură ce se deplasează spre poli, devine din ce în ce mai rece. La nivelul polilor, unde razele soarelui cad sub un unghi de 180 ° (adică tangențial), există cea mai mică căldură.
O astfel de distribuție inegală a căldurii pe Pământ, în funcție de latitudinea locului, face posibilă distingerea a cinci zone de căldură: una fierbinte, două și două reci.
Condițiile pentru încălzirea apei și a solului prin radiații solare sunt foarte diferite. Capacitatea termică a apei este de două ori mai mare decât cea a terenului. Aceasta înseamnă că, cu aceeași cantitate de căldură, terenul se încălzește de două ori mai repede decât apa și, atunci când se răcește, se întâmplă opusul. În plus, apa se evaporă atunci când este încălzită, ceea ce consumă o cantitate considerabilă de căldură. Pe uscat, căldura este concentrată numai în stratul superior; doar o mică parte din ea este transferată în adâncime. În apă, razele încălzesc imediat o grosime semnificativă, ceea ce este facilitat de amestecarea verticală a apei. Ca urmare, apa acumulează căldură mult mai mult decât pământul, o reține mai mult timp și o folosește mai uniform decât pământul. Se încălzește mai încet și se răcește mai încet.
Suprafața terenului este eterogenă. Încălzirea sa depinde în mare măsură de proprietățile fizice ale solurilor și de gheață, de expunerea (unghiul de înclinare a suprafețelor terestre în raport cu razele solare incidente) ale versanților. Particularitățile suprafeței subiacente determină natura diferită a schimbării temperaturilor aerului în timpul zilei și al anului. Cele mai scăzute temperaturi ale aerului în timpul zilei pe uscat se observă cu puțin timp înainte de răsăritul soarelui (fără influx de radiații solare și radiații terestre puternice noaptea). Cele mai mari sunt după-amiaza (14-15 ore). În timpul anului în emisfera nordică, cele mai ridicate temperaturi ale aerului pe uscat se înregistrează în iulie, iar cele mai scăzute în ianuarie. Deasupra suprafeței apei, temperatura maximă zilnică a aerului este schimbată și se notează la 15-16 ore și cel puțin 2-3 ore după răsărit. Maximul anual (în emisfera nordică) are loc în august, iar cel minim în februarie.