Как устроен теплоприемник: Как устроен теплообменник. Устройство, характеристики и мощность теплообменников

Теплообменник в системе отопления, независимая схема отопления

Теплообменник передает тепло от одного теплового источника другому. Здесь исключается физический контакт между носителями тепла. Особенность подобной конструкции позволяет применять такое устройство практически в любой отопительной системе. Однако расходы на оборудование будут несколько выше и возрастать пропорционально мощности. Регулирующее оборудование здесь будет тоже немного сложнее и дороже. Теплообменники применяются в независимых системах теплоснабжения. Давайте сначала разберемся в том, как устроены наши теплосети.

В основном в России применяются системы теплоснабжения, которые называются независимыми и работают без теплообменника. Тем не менее, у нас используют и независимую схему. Однако самой распространенной все еще остается зависимая система теплоснабжения. В этом случае котел греет воду, которая, минуя теплообменник, поступает непосредственно в батареи отопления в помещениях.

Схема нагрева состоит из нагревающего устройства, регулирующего оборудования и теплосети.

Температура регулируется в зависимости от погоды или при необходимости увеличить или уменьшить подачу тепла в помещения. В этом случае теплообменник не применяется, а значит регулировать температуру непосредственно в квартирах можно только в сторону её уменьшения. Котельная в этом случае требует дополнительного громоздкого оборудования, а тепловые сети постоянно то нагреваются, то остывают, что отрицательно сказывается на состоянии теплосетей и батарей отопления. В этой схеме большие утечки тепла. При относительной дешевизне эффективность такой отопительной системы немного ниже. Непосредственно в котельной невозможно точно рассчитать необходимое количество тепла для обогрева всех помещений. Поэтому эффективность теплоотдачи весьма низка при высоком уровне перерасхода тепловой энергии, что характерно для отопительных систем без разделенных контуров теплообмена.

Независимая система эффективного теплоснабжения с применением современных теплообменников

Заказать расчет теплообменника

Теплообменник позволяет значительно снизить потери тепловой энергии. На это влияет не только более эффективная двухконтурная схема теплоснабжения, но и дополнительная автоматика, которую можно применять только в подобных конструкциях. Независимая система теплового снабжения состоит из теплового распределительного пункта и дополнительных индивидуальных теплообменников, находящихся в инженерных помещениях непосредственно в каждом доме. Это позволяет регулировать подачу тепла в любой квартире более эффективно.

Как это устроено
От котельной тепло с фиксированной температурой порядка 95 градусов подается к основному распределительному пункту, на главный теплообменник. В обратном контуре тоже фиксированная температура 70 градусов. Такой становится температура после нагрева отопительных батарей. Теперь в котельной не нужно держать операторов, устанавливать дорогостоящую автоматику, мощные насосы и трубы отопления большого диаметра и, что немаловажно, можно использовать трубы меньшего диаметра. Потери тепла в этой схеме минимальны.

Блочный тепловой пункт

Довольно часто теплообменник повышенной производительности устанавливают непосредственно в котельной и применяют двойной тепловой контур, позволяющий продлить срок службы отопительного котла. Здесь внутренний тепловой контур котла использует меньшее количество теплообменного вещества, поэтому отсутствует накипь и котлы служат гораздо дольше.

При использовании теплообменника потребитель имеет возможность регулировать подачу тепла индивидуально, то есть в каждой квартире в отдельности. Нужны лишь индивидуальные регулирующие приборы непосредственно на батареях. Преимущество налицо.

Через теплообменник можно подключить теплый пол к системе отопления.
Как это правильно сделать: Здесь нужен дополнительный теплообменник для теплого пола. Но если подключить теплый пол к системе отопления без теплообменника, вы оставите соседей без тепла. Не столько важны потери тепла на обогрев вашего пола. Нужно учитывать, что вода в зависимой системе циркулирует иным образом и идет по пути наименьшего сопротивления, то есть по самому короткому пути и попросту не будет поступать к соседям. У теплообменников лишь один недостаток. Это дополнительные затраты во время монтажа, но они с лихвой окупятся во время эксплуатации.

Стоит также подчеркнуть, что любую систему отопления как бытовую, так и промышленную, можно усовершенствовать. А из зависимой отопительной системы достаточно легко сделать независимую схему теплоснабжения. Для этого отопительную систему нужно дополнить теплообменником и установить специальную регулирующую автоматику. Но это придется делать во всех домах, которые обслуживает ваша котельная. В этом случае можно получить экономию на расход тепла до 40-ка процентов.

Следующая статья: Теплообменники в металлургической промышленности

Излучение — Технарь

• Физика. Введение
• 27 Ноя, 2016
• 0
• Просмотров 1 436

Познакомимся на опыте с еще одним видом теплопередачи.

Возьмем прибор теплоприемник, представляющий собой плоскую круглую коробку, одна сторона которой отполирована как зеркало, а другая покрыта черной матовой краской. Внутри коробки находится воздух, который может выходить через отверстие в теплоприемник. Соединим теплоприемник с жидкостным манометром (рис. 192) и поднесем к теплоприемнику сбоку электрическую плитку или нагретый до высокой температуры кусок металла. Мы заметим, что столбик жидкости в манометре переместится. Очевидно, воздух в теплоприемнике нагрелся и расширился. Нагревание воздуха в теплоприемнике можно объяснить лишь передачей ему энергии от нагретого тела. Как передавалась энергия в этом случае? Ясно, что не теплопроводностью, так как между нагретым телом и теплоприемником находится воздух, обладающий малой теплопроводностью. Не было здесь и конвекции, ведь теплоприемник расположен не над нагретым телом, а рядом с ним. Следовательно, энергия передавалась от нагретого тела теплоприемнику новым видом теплопередачи. Этот вид теплопередачи называют излучением, которое исходит от всех нагретых тел.

Описанный опыт можно провести и с самодельным прибором, который представляет собой колбу, закопченную с одной стороны. Через пробку в колбу вставлена изогнутая под прямым углом стеклянная трубка с узким каналом, в котором находится немного подкрашенной жидкости (рис. 193).

Передача энергии излучением отличается от других видов теплопередачи тем, что она может осуществляться в полном вакууме. Излучением передается на Землю и солнечная энергия.

Излучают энергию все тела, и сильно и слабо нагретые: тело человека, печь, электрическая лампа. Но чем выше температура тела, тем больше энергии передает оно путем излучения.

Энергия излучения, падающего на тела, частично поглощается этими телами, превращаясь в их внутреннюю энергию, вследствие чего они нагреваются. При этом тела нагреваются по-разному, в зависимости от состояния поверхности.

Если в опыте с теплоприемником повернуть его к нагретому телу сначала черной, а потом блестящей стороной, то столбик жидкости в трубке манометра будет перемещаться в первом случае на большее расстояние, чем во втором. Это показывает, что тела с темной поверхностью лучше поглощают энергию и сильнее нагреваются. В то же время тела с темной поверхностью быстрее охлаждаются путем излучения, чем тела со светлой поверхностью. Например, в светлом чайнике горячая вода дольше не остывает, чем в темном.

Способность тел по-разному поглощать энергию излучения используется человеком. Например, воздушные шары и крылья самолетов красят серебристой краской, чтобы они не нагревались солнцем. Если же нужно, наоборот, использовать солнечную энергию, например, для нагревания частей некоторых приборов, установленных на искусственных спутниках Земли, то эти части окрашивают в темный цвет.

Вопросы.

1. Как устроен теплоприемник? 2. Как на опыте показать передачу энергии излучением? 3. Какие тела лучше, и какие хуже поглощают энергию излучения? 4. Как учитывает человек на практике различную способность тел поглощать энергию излучения?

Упражнения.

1. Летом воздух в здании нагревается, получая энергию различными способами: через стены, через открытое окно, в которое входит теплый воздух, через стекло, которое пропускает солнечную энергию. С каким видом теплопередач мы имеем дело в каждом случае?
2. Находясь около костра или открытой печи, мы чувствуем, как нагревается наше тело. Каким способом, передается к нам энергия от костра? Ответ обоснуйте.
3. Приведите примеры, показывающие, что тела с темной поверхностью больше нагреваются излучением, чем со светлой.
4. Почему можно утверждать, что от Солнца к Земле энергия не может передаваться конвекцией и теплопроводностью?

Метки: горячая водажидкостный манометризлучениеконвекциянагревателипередача энергиисолнечная энергиятелотеплоТеплопередачатеплоприемникфизикаэнергия

• Вперед Использование корпускулярных свойств частиц в устройствах получения первичной измерительной информации
• Назад Общая физиология сенсорных систем



Что такое радиатор и как он работает?

Процессор компьютера (центральный процессор) часто подвержен перегреву, поскольку некоторые его компоненты перегреваются, что создает угрозу для всей функциональности компьютера.

В этом блоге вы узнаете, как радиаторы помогают защитить ЦП вашего компьютера от перегрева, обеспечивая максимальную эффективность и защиту важных деталей и компонентов.

Что такое радиатор?

Радиатор — это кусок металла, который находится поверх компьютерного чипа, такого как ЦП, и отводит энергию от компонентов, позволяя ему подниматься через ряд ребер.

Сами по себе радиаторы пассивны, то есть не имеют движущихся частей. Однако в большинстве случаев радиатор сочетается с вентилятором, который сдувает горячий воздух, или с жидкостным охлаждающим раствором, который отводит тепло на полпути по трубам.

Для чего нужен радиатор?

ЦП склонен к перегреву, поскольку некоторые его компоненты нагреваются. Без радиатора тепло, выделяемое компонентами, остается в вашем процессоре, что может сжечь или поджарить его.

Поскольку большинство компонентов изготовлены из электронных микросхем, они легко поглощают тепло. Если они получают слишком много тепла, они становятся поврежденными и, следовательно, бесполезными, что создает риск для функциональности высокопроизводительных компьютеров.

Наличие радиатора имеет решающее значение, поскольку он помогает охлаждать процессор, даже если вы используете его в течение длительного периода времени. Он предназначен для поглощения тепла, исходящего от вашего процессора, а затем рассеивания тепла от его компонентов. Отвод тепла возможен благодаря тому, что радиатор имеет ребра, что дает большую площадь поверхности при передаче тепла.

Радиатор должен плотно прилегать к источнику тепла, чтобы обеспечить максимальное охлаждение. Радиаторы используют проводник тепла для передачи тепла в ребра, которые имеют большую площадь поверхности и, таким образом, рассеивают тепло по всему компьютеру.

Как работает радиатор?

Радиатор отводит тепло от компонента в четыре основных этапа:

1. Источник тепла: Этот источник представляет собой любую систему, которая создает тепло и требует ее удаления для работы.
2. Теплопередача от источника:  Тепло поступает в радиатор и от источника за счет естественной теплопроводности, на которую непосредственно влияет теплопроводность материала радиатора. Это стало возможным благодаря материалам с высокой теплопроводностью, таким как медь и алюминий, в радиаторе.
3. Тепло распределяется по радиаторам: Тепло естественным образом распространяется по радиатору за счет естественной теплопроводности, перемещаясь по тепловому градиенту от высокотемпературной среды к низкотемпературной. Это означает, что радиаторы обычно будут более горячими по направлению к источнику и холоднее по направлению к краям поглотителя.
4. Тепло уходит от радиатора:  Этот процесс зависит от градиента температуры радиатора и его рабочей жидкости — чаще всего воздуха или неэлектропроводной жидкости.
   1. Рабочая жидкость проходит по поверхности теплого радиатора, используя тепловую диффузию и конвекцию для отвода тепла от поверхности в окружающую среду.
   2. Это основано на градиенте температуры, поэтому конвекция и последующий отвод тепла не произойдет, если температура окружающей среды не ниже температуры радиатора.
   3. Общая площадь поверхности радиатора становится выгодной, поскольку большая площадь поверхности обеспечивает увеличенную площадь для тепловой диффузии и конвекции.

Источник: researchgate.net . Радиаторы отводят тепло от критического компонента. Это делается в четыре основных этапа: источник выработка тепла, передача тепла от источника, тепло распределяя   через  радиатор и отводя тепло от радиатора.

Какие бывают радиаторы?

Существует три типа радиаторов: пассивные, активные и гибридные.

Пассивные радиаторы

Пассивные радиаторы основаны на естественной конвекции, т. е. способность горячего воздуха плавать создает воздушный поток, генерируемый через радиатор, и им не требуется дополнительное питание или системы управления для отвода тепла. Но пассивные радиаторы не так эффективны для отвода тепла от системы, как активные радиаторы.

Источник: easytechjunkie.com. Пассивные радиаторы основаны на естественной конвекции, что означает, что плавучесть горячего воздуха сама по себе вызывает воздушный поток, генерируемый через систему радиатора.

Активные радиаторы

Активные радиаторы используют нагнетаемый воздух, обычно создаваемый вентилятором, воздуходувкой или даже движением всего объекта, для увеличения потока жидкости через горячую область.

Это похоже на включение вентилятора вашего персонального компьютера после того, как ваш компьютер нагрелся. Вентилятор нагнетает воздух через радиатор, что позволяет большему количеству ненагретого воздуха перемещаться по поверхности радиатора. Это увеличивает общий тепловой градиент на радиаторе, позволяя большему количеству тепла выйти.

Источник: amazeinvent.com. Активные радиаторы используют принудительную подачу воздуха для увеличения потока жидкости через горячую область.

Гибридные радиаторы

Гибридные радиаторы сочетают в себе характеристики как пассивных, так и активных радиаторов. Эти конфигурации менее распространены, часто используются системы управления для охлаждения системы в зависимости от требований к температуре.

Когда система работает на более низких уровнях, источник принудительного воздуха неактивен, охлаждая систему только пассивно. Как только источник достигает более высокой температуры, включается активный механизм охлаждения, чтобы увеличить охлаждающую способность поглотителя.

Источник: Impact-innovations.com. Гибридные радиаторы сочетают в себе некоторые аспекты пассивных и активных радиаторов.

Что такое теплоотвод?

Состав для радиатора, также известный как термопаста, термопаста, смазка для ЦП, тепловая паста, паста для теплоотвода и материал для термоинтерфейса, представляет собой липкую пасту, которая используется в качестве интерфейса между радиаторами ЦП и источниками тепла.

Масса для радиатора используется для заполнения зазоров между ЦП или другими компонентами, выделяющими тепло, и механическим радиатором. Механический радиатор расположен над процессором. Тепло отводится от ЦП, хотя механический радиатор отводится к его ребрам, где вентилятор продувает воздух для рассеивания избыточного тепла.

Источник: techspray.com. Компаунд для радиатора представляет собой липкую пасту, которая используется в качестве интерфейса между радиаторами ЦП и источниками тепла.

Заключительные мысли

Радиаторы играют важную роль в отводе тепла от ЦП и предотвращении перегрева, защищая физические поверхности важных деталей и компонентов.

При перегреве процессора функциональность компьютера снижается, что снижает производительность там и тогда, когда это наиболее важно.

В Trenton наши платы оснащены нестандартными и стандартными радиаторами и вентиляторами от Dynatron для снижения нагрева компонентов и системы в целом.

Наши инженеры тратят бессчетное количество часов на настройку решения с наилучшей настройкой охлаждения для отвода тепла и отвода его от корпуса для оптимальной производительности во всех средах.

Мы также проводим испытания наших деталей и компонентов в термической камере, чтобы убедиться, что наши системы соответствуют строгим стандартам и требованиям наших военных заказчиков.

Вот почему так важен высококачественный радиатор, будь то в активной, пассивной или гибридной форме, поскольку он защищает центральный компонент компьютерной инфраструктуры, постоянно обеспечивая максимальную эффективность.

Источник:

• «Понимание радиаторов: функции, типы и многое другое» — Arrow

Что такое радиатор

Радиатор — это электронное устройство, изготовленное из материала с хорошей теплопроводностью и обычно присоединяемое к электронному устройству для отвода нежелательного тепла. Он используется для охлаждения компонентов схемы путем рассеивания избыточного тепла для предотвращения перегрева, преждевременного выхода из строя и повышения надежности и производительности компонентов.

Работа радиатора основана на законе теплоты Фурье. Всякий раз, когда в теле существует градиент температуры, тепло передается от областей с более высокой температурой к областям с более низкой температурой. Тепло может передаваться тремя различными способами: излучением, конвенцией или теплопроводностью.

Теплопроводность возникает всякий раз, когда соприкасаются два объекта с разной температурой. Это включает в себя столкновения между быстрыми молекулами более горячего объекта с медленными молекулами более холодного объекта. Это приводит к передаче энергии от горячего объекта к более холодному. Таким образом, радиатор передает тепло от высокотемпературного компонента, такого как транзистор, к низкотемпературной среде, такой как воздух, масло, вода или любая другая подходящая среда, посредством теплопроводности, а затем конвекции.

Изображение предоставлено ECN Mag

Существует два типа радиаторов, а именно пассивный радиатор и активный радиатор.

1. В активных радиаторах используется охлаждающий вентилятор или воздуходувка для охлаждения радиатора. Они имеют отличные характеристики охлаждения, но требуют периодического обслуживания из-за движущихся частей.

2. Пассивные радиаторы не используют вентиляторы, не имеют движущихся частей и более надежны.

Радиаторы можно дополнительно классифицировать по их конструкции и форме, используемому материалу и другим параметрам. Типичные радиаторы:

• Штампованный
• Обработка
• Склеенный плавник
• Складной плавник
• Кованые радиаторы
• Радиаторы с одним ребром в сборе
• Обжатые радиаторы
• Зачищенные радиаторы

Радиатор действует как теплообменник и обычно рассчитан на максимальную площадь контакта с охлаждающей средой, такой как воздух. Производительность зависит от используемого материала, обработки поверхности, физических характеристик, таких как конструкция выступа, скорость воздуха и методы крепления. Термопасты, компаунды и токопроводящие ленты — это некоторые из материалов, используемых между поверхностью теплоотвода компонента и поверхностью радиатора, чтобы улучшить теплопередачу и, следовательно, производительность радиатора.