Проект по технологии " Калорифер"

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

«Средняя общеобразовательная школа №3 им. А.И. Томилина»

Исследовательско-творческий проект

"Калорифер"

Выполнили: ученики 7А класс

Тихонова Снежана

Лагутин Артём

Руководители: учитель технологии

Бабешко Лидия Евгеньевна

Учитель физики

Неклюдова Татьяна Александровна

г. Советская Гавань 2019-2020 г.

Оглавление

1.Введение…………………………………………………………..….2

2. Определение - что означает слово калорифер …………...............3

3. Виды калориферов…………………………………………............3

4. Принцип работы калориферов…………………………………….6

5. Первое упоминание о калорифере в истории……………….......7

6. Заключение…………………………………………………………8

Введение

Главным источником тепла в доме был очаг. В древние времена это костер, затем всевозможные печи, позже камин. С развитием технологий и промышленности в дома пришло централизованное отопление. Несмотря на это, человека не всегда устраивает температура окружающего воздуха в жи-лом помещении. Данная работа позволит нам рассказать об истории открытия и развития калориферов в нашем быту, о применении в промышленности и строительстве.

Очень много споров о применении разных видов калориферов в строительстве и промышленности, потому что работают они от разных видов топлива и разной энергии. Какие применять выбирает каждый по-своему предпочтению и удобства. А так же учитывают стоимость энергии и топлива.

Цель проекта: Изготовление конвектора - аппликации из бумаги в технике коллаж

Задачи:

1. Изучить материал по данной теме

2. Изготовить аппликацию

3. Создать и защитить проект

Определение - что означает слово калорифер

КАЛОРИ́ФЕР- (от лат. сalor – жар, тепло и fero – нести), теплообменный аппарат для нагревания воздуха в системах вентиляции воздуха, отопления, кондиционирования воздуха, а также в сушильных камерах. В зависимости от вида теплоносителя различают К. водяные и паровые (подключаются к системам теплоснабжения), а также огневоздушные (теплоноситель – топочные газы) и электрические.

Виды калориферов

В зависимости от типа передачи энергии тепла имеются водяные и электрические калориферы. Водяной калорифер (нагреватель) является трубчатым теплообменником. Как правило, он подключается к системе централизованного отопления. Электрический калорифер отличается тем, что здесь в качестве элементов теплового выделения используются ТЭНы. Кроме того, калориферы могут отличаться между собой в зависимости от структуры и формы сечения системы вентиляции. Они могут иметь округлую или прямоугольную форму.

Рис 1. "Чертёж калорифера системы Аммосова. 1840-е гг."

Электрический калорифер

Калорифер с электрической конструкцией имеет в своем составе стальные накаливающиеся нити или спирали из проволоки. Благодаря такой конструкции прибор создает сопротивление тока, благодаря которому электроэнергия переходит в энергию тепла.

Основные положительные качества электрических нагревателей:

• незначительный перепад давления по сравнению с традиционными калориферами;

• для электрических калориферов можно легко произвести расчет мощности;

• доступность и низкая цена установки.

Из недостатков можно отметить то, что в стальных нитях накаливания создается большая инерция. За счет этого электрические калориферы могут быстро перегреваться, что требует установки дополнительной защиты от перегрева. Также важным моментом являются повышенные затраты на эксплуатацию электрических канальных нагревателей. На практике было доказано, что расходы на электроэнергию в данном случае будут превышать расходы на тепло в водяных калориферах. Электрические калориферы преимущественно рекомендуется использовать в приточных системах, в которых расход воздуха не превышает 10 кубометров в час. Их намного проще устанавливать, налаживать и подключать. Однако, в связи с высокими расходами на эксплуатацию в большинстве случаев устанавливают водяные нагреватели. В целом электрические калориферы стоят несколько больше, чем водяные.

Водяной калорифер

Самой распространенной разновидностью воздушных нагревателей является водяной калорифер с течением перпендикулярного направления. Он используется в большинстве вентиляционных устройств. В этих приборах осуществляется движение воды в прямоугольном направлении и в противоположном воздушному току направлении. За счет этого вода поступает снизу вверх по каналам. Благодаря этому воздушные пузырьки находятся вверху конструкции, откуда их без проблем выводят через специальные воздушные краны. Обязательным компонентом любой конструкции водяного нагревателя является узел обвязки. Этот узел представляет собой специальную деталь, при помощи которой осуществляется подвод горячей воды к теплообменнику.

В состав водяного калорифера входят такие детали:

• насос с циркулярной конструкцией;

• клапан с тремя ходами;

• арматура;

• блок для управления устройством;

• обвязочный узел, который необходим для контроля производительности калорифера и торможения его заморозки.

Если предполагается эксплуатация калорифера в климатических условиях, где температура окружающей среды снижается ниже нуля градусов, то его нужно оснастить системой защиты от замерзания. В противном случае вода в каналах может при замерзании разорвать трубы.

Принцип работы калориферов

Калориферы, в зависимости от того, какой источник тепла в них используется, подразделяются на водяные, паровые, и электрические. Теплопередающие элементы калориферов, как правило, представляют собой стальные трубы, снабжённые оребрённой наружной поверхностью. Это помогает увеличить площадь, а соответственно и эффективность теплоотдачи. По оребрённым трубам внутри проходит охлаждающий или нагревающий теплоноситель, а снаружи - потоки воздуха, нагреваемого или охлаждаемого при контакте с трубами. Принцип действия такой схемы основан на том, что теплоноситель, как правило, имеет больший коэффициент теплоотдачи по отношению к воздушным потокам. Рёберная структура калорифера представляет собой насаженные на трубки металлические пластины, либо навитую в видена трубки ленту или тонкую проволоку.

Энергоэффективность калорифера зависит от того, насколько высок коэффициент теплоотдачи калорифера при определённых энергетических затратах, то есть, чем больше тепла калорифер способен отдать при неизменных энергозатратах, тем выше его эффективность. Тем не менее, при подборе такого устройства как калорифер, следует принимать во внимание не только фактор его энергоэффективности, но и другим требованиям, которым должен соответствовать калорифер, чтобы эффективно работать в проектируемой вентиляционной системе, например, вес и габариты прибора. Следует учесть, что после установки калорифера следует исключить химически активные и слипающиеся примеси из проходящего воздуха путём установки дополнительных фильтров.

Калорифер способен значительно нагреть проходящий через него воздух - поднять его температуру на 70 и даже 110 ºС, поэтому его можно использовать для подогрева нагнетаемого воздуха даже при минимальных температурах до -25 ºС. При использовании водяных калориферов не следует забывать об установке узла обвязки, о котором пойдёт речь далее.

Калорифер может устанавливаться по двум различным схемам воздухообмена - по принципу смешения приточного и рециркуляционного воздуха, а также с замкнутой рециркуляцией воздуха. Наиболее эффективная работа калорифера в системах естественной вентиляции достигается при его установки в подвальных помещениях (то есть, у точки воздухозабора). Для систем искусственной или принудительной вентиляции это требование неактуально, т.к. воздух прогоняется через калорифер посредством канальных вентиляторов

Первое упоминание о калорифере в истории

Появление первых пластинчатых теплообменников относят еще к 6 веку до нашей эры. В Галлии существовал культ богини Эпоны, покровительницы коневодства, поэтому к боевым лошадям здесь было особое отношение: омовение воинов в «термах» (древнеримских банях) было совместным с лошадьми. В целях дезинфекции воду для омовений нагревали почти до кипения, разбавлять же кипящую воду холодной не допускалось также из-за риска заражения микроорганизмами. Таким образом, появление первых теплообменных аппаратов было обусловлено потребностью в больших количествах воды для мытья при комфортной температуре. В походах роль теплообменников успешно играли пластинчатые доспехи или щиты, для бань же теплообменники изготавливались специально и представляли собой вогнутые металлические листы, погруженные в резервуар с проточной холодной водой. Теплообмен между холодной и горячей водой, протекающей по рифленой поверхности металлического листа, осуществлялся, таким образом, без смешивания жидкостей с разными температурами, посредством данного листа из меди или бронзы (иногда, из золота или серебра). Было подмечено, что наличие чеканного орнамента на металлическом листе значительно ускоряет процесс охлаждения воды, даже при площади меньшей, чем у такого же листа, но без орнамента. Таким образом, опытным путем была установлена зависимость скорости теплопередачи от наличия преград, заставляющих жидкость перемешиваться при ее движении.

После распада Римской империи упоминания о теплообменниках мы встречаем в Монголии, Индии и Тибете. Многие теплообменники из римских терм, нередко изготовленных из золота, были вывезены варварами и получили активное применение. Однако, чеканные рисунки были заменены на эмали, отчего интенсивность теплообмена была снижена, зато пластины теплообменников приобрели коррозионностойкость, позволявшую использовать устройства даже в солёной морской воде. С помощью таких теплообменников охлаждали особые красители в шелковых мастерских на побережье Индийского океана.

Со 2 по 12 век теплообменник был однопластинчатым. Однако необходимость в уменьшении размеров агрегата для использования его в длительных боевых походах, привела к созданию первого многопластинчатого устройства. Изобретение нового типа пластинчатого теплообменника приписывают кузнецу Зелигман. Это был набор пластин (3-5 штук), уплотнением между которыми служил шнур, пропитанный тюленьим жиром. Устройство помещалось в бочку; во внутренние полости подавали горячую воду, а в наружные – холодную. По этому принципу работают и современные устройства.

Первый агрегат пластинчатого теплообменника в близком к современному виде был изобретён доктором Ричардом Селигманом, основателем компании Aluminium Plant & Vessel Company Limited (APV) в 1923 году. Согласно другим источникам, создателем первого современного пластинчатого теплообменника была шведская компания Густава де Лаваля, выпустившая первую модель, предназначавшуюся для пастеризационного оборудования, в 1938 году.

Заключение

Сейчас производители отопительных приборов представляют обширную линейку устройств для обогрева воздуха, которые отвечают даже самым взыскательным требованиям заказчика. Выбор может быть продиктован функциональным назначением помещения, в котором будет размещено устройство, личным предпочтением, габаритами жилья, стилем интерьера. Новейшие технологические разработки в среде отопительных приборов создают в сочетании с дизайнерскими разработками перспективный тандем. Энергичные инженерные поиски ведут к экономии расходуемой устройством энергии, улучшению его рабочих характеристик. В это же время исследователи работают над гармоничным встраиванием отопительной техники в интерьеры помещений, сосредотачиваются на поиске форм, соответствующих духу времени и веяниям моды. Долгие зимы и затяжное время межсезонья наших широт определяют наше российское восприятие отопительной техники — как чего-то необходимого и привычного. Еще пару десятилетий назад обогревательные приборы даже в качественном исполнении на вид оставляли желать лучшего. В то время индустриальные форм-факторы ультимативно заявляли о своей исключительно полезной функциональности без претензий на изысканность и стиль. Однако динамика времени влияет на все сферы нашей жизни. Бытовое наполнение качественными технологическими новинками становится неизбежным, учитывая стремительный темп жизни и дефицит времени. Производители приборов и конструкторские бюро идут навстречу пожеланиям заказчиков. Поэтому линейка современной обогревательной техники может похвастаться широким спектром самого причудливого оборудования. Одной из уникальных характеристик обогревательного оборудования является его способность подстраиваться под характер дома, атмосферу внутреннего убранства. Интерьер, выдержанный в духе минимализма поддержат настенные конвекторы или напольные керамические обогреватели лаконичных строгих форм.

Конвектор в технике «Коллаж»