1.6 Теплообменные аппараты

Теплообменными аппаратами (теплообменниками) называются устройства, предназначенные для передачи тепла от одного теплоносителя другому. В качестве теплоносителей используют пар, горячую воду, дымовые газы и другие тела. ПО принципу действия и конструктивному исполнению теплообменники разделяются на рекуперативные, регенеративные и смесительные.

В рекуперативных теплообменниках теплопередача происходит через разделяющую теплоносители твердую стенку, например стенку трубы. Процесс теплообмена в них протекает обычно при стационарном режиме. Теплообменники этого типа подразделяются в зависимости от взаимного направления движения теплоносителей (рисунок 1.7).

Рисунок 1.7

Прямоточные теплообменники - теплоноситель первичный и вторичный двигаются в одном направлении (рис. 1.7,а). Противоточные теплообменники при движении в разных направлениях (рис. 1.7,б). В противоточных теплообменниках теплоотдача сильнее, скоростной теплообменный аппарат этого типа при равных условиях по температурам имеет меньшую поверхность по сравнению с прямоточными. Прямоточные и противоточные теплообменные аппараты применяются в бойлерах. В перекрестных теплообменниках теплоносители двигаются перпендикулярно. Это самые эффективные по теплоотдаче тепловые аппараты, применяются при передаче тепла в котлах.

В регенеративных теплообменниках передача тепла происходит за счет первичного его накопления, а потом отдачи (русская печь, доменная печь).

В смесительных теплообменниках процесс теплообмена осуществляется при непосредственном соприкосновении и перемешивании теплоносителей (градирни).

Рассмотрим основы теплового расчета рекуперативных теплообменников, как наиболее распространенных. При проектном тепловом расчете теплообменника его рабочая поверхность F, м², определяется из уравнения теплопередачи

F = Q/(kt_ср) (1.16)

где Q - мощность теплового потока, Вт; k - коэффициент теплопередачи, Вт(м^2оС); t_ср - средний температурный напор по всей поверхности нагрева, ^оС.

Лекция 2

2 Тепловой режим зданий и методы его обеспечения

2.1 Микроклимат помещения

Под микроклиматом помещения понимают совокупность теплового, воздушного и влажностного режимов в их взаимодействии. Основное требование к микроклимату - поддержание благоприятных условий для людей находящихся в помещении. В результате протекающих в организме человека процессов обмена веществ освобождается энергия в виде теплоты. Для нормальной жизнедеятельности и хорошего самочувствия человека должен быть тепловой баланс между теплотой, вырабатываемой организмом, и теплотой, отдаваемой в окружающую среду. При обычных условиях более 90 вырабатываемой теплоты отдается окружающей среде (50- излучением, 25- конвекцией, 25-испарением) и менее 10 теплоты теряется в результате обмена веществ.

Интенсивность теплоотдачи человека зависит от микроклимата помещения, характеризующегося температурой внутреннего воздуха t_В, радиационной температурой помещения (осредненной температурой его окружающих поверхностей) t_R, скоростью движения (подвижностью) _В и относительной влажностью _В воздуха. Сочетание этих параметров микроклимата, при которых сохраняется тепловое равновесие в организме человека и отсутствует напряжение в его системе терморегуляции, называют комфортным или оптимальным. Наиболее важно поддерживать в помещении в первую очередь благоприятные температурные условия, т.к. подвижность воздуха и его относительная влажность имеют, как правило, несущественные колебания. Существуют зоны комфортных сочетании t_В и t_R для гражданских зданий в холодный и теплый периоды года. При спокойном состоянии человека температура t_В должна быть 21…23⁰C. Кроме оптимальных, различают допустимые сочетания параметров микроклимата, при которых человек ощущает небольшой дискомфорт.

Основные нормативные требования к микроклимату в обслуживаемой зоне жилых, общественных и административно-бытовых помещений содержатся в санитарных нормах СН 245-71, строительных нормах и правилах СНиП 2.04.05-91*.