Ogrzewanie Emisyjne

[BaJanusz]

Piszę w dziale ogrzewania niekonwencjonalnego, ale faktycznie jest konwencjonalnym, tylko tę część widma cieplnego traktujemy po macoszemu. O co chodzi?

Wyobraźcie sobie Państwo zimowy, ale słoneczny dzień w górach. Niektórzy jeżdżą na nartach a tuż obok inni się opalają? Temperatura powietrza jest przecież poniżej zera! Jak to możliwe?

Drugi przykład: chłodny jesienny poranek, słońce jest nisko nad horyzontem. Ludzie chętnie wychodzą z cienia, aby ogrzać się na słońcu. Dlaczego? Przecież temperatura powietrza jest wszędzie taka sama. Dzieje się tak dlatego, że grzeją ich promienie słońca a nie powietrze, temperatura powietrza w tym przypadku ma drugorzędne znaczenie.

Nie wszyscy mieszkają w dużych blokach, ale można zimą w środkowych mieszkaniach bloku wyłączyć kaloryfery a mimo to nie będziemy czuli chłodu. Dlaczego?

My ludzie praktycznie odczuwamy 3 stany ciepła: "zimno, ciepło i w sam raz". To "w sam raz" jest odczuciem osobniczym (podobnie jaK zimno, ciepło). "W sam raz" w ciepłownictwie to komfort cieplny.

Jest pojęcie fizjologii cieplnej, opisu stanów organizmu, w których (niestety różne ośrodki różnie to oceniają) mechanizmy chemiczne i fizyczne organizmu utrzymują jego stan cieplny. Nasz organizm odczuwa powyższe stany cieplne otoczenia na drodze bilansu promieniowania cieplnego (elektromagnetycznego) powietrza i naszego organizmu. Gdy nie jesteśmy w stanie oddać naszego ciepła, odczuwamy "za ciepło", gdy oddajemy za dużo jest nam chłodno, natomiast stan komfortu cieplnego to praktycznie brak odczuć.

Wykonano badania na podstawie których sporządzono wykres ujmujący odczuwanie komfortu cieplnego w zależności od temperatury powietrza w pomieszczeniu i temperatury emitera (kaloryfera). Autorstwo wykresu, w zależności od ośrodka badawczego jest różne, znam "Jozefa Stefana".

Zgodnie z tym wykresem można temperaturze powietrza przyporządkować temperaturę emitera gdy osoba odczuwa w/w komfort. Podniesienie lub obniżenie którejś z tych temperatur powoduje dyskomfort cieplny, odpowiednio "za ciepło", "za chłodno".

Można na wykresie JS znaleźć niską temperaturę powietrza i odpowiednio wysoką temperaturę emitera w których odczuwamy komfort cieplny (opalanie w górach).

Wykres "JS" jest kluczowy dla zrozumienia ogrzewania emisyjnego.

[BaJanusz]

Podstawy techniczne systemu emisyjnego.

Jedną z istotnych zależności wiążących wielkości charakteryzujące energię cieplną jest rozwinięcie prawa Stefana , Boltzmanna.

Określa ono ilość energii cieplnej (Q) wydatkowanej ze źródła o temperaturze (T) do zewnętrznego układu.

Ciepło przekazywane jest poprzez przewodzenie (ciała stałe), konwekcję (przewodzenie w gazach i cieczach), i promieniowanie.

Ilości energii, Q przekazywanej określa zależność:

Q = ??T + ?T(potęga 3)

gdzie:

T ,temperatura źródła

??T , to ilość ciepła jaką źródło jest zdolne przekazać do otoczenia w fazie przewodzenia (i konwekcji)

?T(3) ,ilość ciepła jaką źródło jest zdolne przekazać do otoczenia w fazie promieniowania

Na jedną jednostkę energii cieplnej przekazywanej w fazie przewodzenia emitowanych jest 1000 (T(3) ) jednostek w fazie promieniowania.

Edytowane 5 Listopada 2011 przez BaJanusz

[vernal]

Dawaj dalej Kolego, pytajniki trochę przeszkadzają, ale da się wymyślić co tam było ;)

[BaJanusz]

Starałem się napisać tekst i wkleić go, ale okazało się, że "moje" "gryzie się z tutejszym" i pojawiły się znaki zapytania, ŁO!

Fakt przewagi "ilościowej" emisji ciepła w postaci promieniowania nad fazą konwekcyjną, jednoznacznie wykorzystywana jest w tzw "energetyce zawodowej" gdzie praktycznie podczas ogrzewania wody i wytwarzania pary korzysta się z konstrukcji płaszczowej kotłów z "wirem spalania paliwa". Konwekcyjnie wówczas poruszają się spaliny. Jestem elektroenergetykiem, stąd niedomogi w nomenklaturze ciepłowniczej, ale m. in. projektowałem i wykonywałem istalacje elektryczne struktury technicznej kotłów w elektrowni i elektrociepłowni i z podziwem (przez wzierniki) oglądałem spalanie miału węglowego w kotle, robi wrażenie.

Współczesne ogrzewnictwo, bazując na w/w wykresie, fazę konwekcji traktuje jako ewidentną stratę energetyczną. Jak uniknąć strat konwekcyjnych?

W ogrzewaniu konwekcyjnym powietrze pomieszczeń ogrzewamy do takiej temperatury w której emituje ono ilość ciepła dającą odczucie komfortu cieplnego (wykres J S).

Problemem jest tu fakt, że podgrzane powietrze stosownie do praw fizyki, unosi się ku górze co ostatecznie uruchamia konieczność ciągłego uzupełniania ciepła w pomieszczeniach. Technika ogrzewania emisyjnego fazę konwekcji maksymalnie minimalizuje. Wykres JS jest funkcją temperatury powietrza w pomieszczeniu i temperatury emitera. Ciekawym w wykresie (i w praktyce) jest sytuacja, że przy dobraniu Tpowietrza i T emitera, komfort cieplny odczuwamy przy temperaturze powietrza niższej o 3 - 4 stopnie C niższej niż w sytuacji gdy brak emitera (powietrze ogrzewa konwekcyjnie tylko kaloryfer).

Następnym problemem ogrzewnictwa jest problem uzyskania największego wydatku ciepła. Największy wydatek energii cieplnej zachodzi podczas wrzenia cieczy w kaloryferze (emiterze, radiatorze). W przypadku wody, w warunkach mieszkalnych jest niebezpieczne i stwarza wiele problemów technicznych. Praktycznie system z wrzącym czynnikiem grzewczym to zarzucona obecnie technika ogrzewania parowego. Powstaje pytanie> jak wykorzystać fazę wrzenia w ogrzewaniu?

[skąpiec]

Dawniejsze grzejniki żeliwne bardziej emitowały niż ogrzewały konwekcyjnie , ale potrzebowały wyższej temperatury zasilania.W zamian powietrze mniej krążyło i mniej wzbijało kurz.Od promieniowania lepiej nagrzewały się ściany-można było przerwać grzanie a w pomieszczeniu nadal było ciepło.Dzisiejsze aluminiowe szybciej nagrzewają pomieszczenie ale bardziej kurzą-większy ruch powietrza.Działają przy niższej temperaturze-potrzebują mniej energii.Jednak po przerwaniu grzania ciepłe powietrze ucieka z pomieszczenia jak z dziurawego balona-grzać trzeba praktycznie cały czas.