Отопление и охлаждение жилых помещений физика: Отопление – Система отопления – естественная циркуляция теплоносителя | C.O.K. archive | 2010

alexxlab
19.03.2023
Комментарии: 0

Расчёт времени охлаждения помещений в кирпичных домах | C.O.K. archive | 2022

С целью определения времени охлаждения до 0°C помещений, находящихся в кирпичных домах, зимой при выключении отопления в настоящей работе предлагается методика расчёта, реализуемая через программу для ПК, написанную на языке программирования JavaScript. Данный язык программирования был выбран в связи с распространённостью поддерживающей его среды программирования (браузеры), что позволяет работать в онлайн-формате в любой операционной системе. Разработанная модель расчёта остывания помещений [1] использует следующие значения теплофизических и строительных параметров зданий:

1. Толщина стен, м.

2. Плотность материала стены, кг/м³.

3. Теплоёмкость материала стены, Дж/(кг·°C).

4. Коэффициент теплопроводности материала стены, Вт/(м·°C).

5. Коэффициент теплоотдачи воздух — материал стены, Вт/( м²·°C).

6. Коэффициент серости материала стен.

7. Площадь поверхности стен, граничащих с уличным воздухом, м².

8. Начальная температура тёплых стен, °C.

9. Температура наружного холодного воздуха, °C.

10. Общая площадь поверхности окон в исследуемом помещении, м².

11. Длина и высота помещения, м.

12. Толщина стёкол в окнах, м.

13. Количество стёкол n в стеклопакете.

14. Расстояние d между стёклами в стеклопакете, м.

15. Коэффициент теплопроводности стекла в стеклопакете, Вт/(м·°C).

16. Коэффициент теплоотдачи стекла (стекло — воздух), установленного в стеклопакете Вт/(м·°C).

17. Расстояние L между гипсокартоновым экраном и кирпичной стеной, м.

В предлагаемой методике расчёта учитывались потери тепловой энергии здания через его окна и внешние стены, как за счёт процессов теплопроводности при контакте холодных поверхностей наружных стен и окон с тёплым воздухом помещения, так и за счёт потерь через тепловое излучение.

Практическая реализация предлагаемой методики включает:

1. Расчёт потерь энергии Qконв за счёт конвективного теплообмена при контакте тёплого воздуха помещений с холодной поверхностью стен и стеклопакетов, граничащих с холодным уличным воздухом.

2. Расчёт количества энергии, излучаемой тёплыми стенами в сторону более холодных стен и окон (используется закон Стефана — Больцмана).

3. Расчёт количества энергии, излучаемой с поверхности холодных стен и стёкол окон в сторону тёплых стен. Разность между потоками энергии, излучаемыми на холодные поверхности, и потоками энергии, излучаемыми холодными поверхностями на тёплые стены, представляет собой тепловые потери помещения за счёт процессов лучевого теплообмена Qизл. Общие потери энергии помещением вычислялись путём сложения потерь энергии через конвективный теплообмен с потерями энергии через лучевой теплообмен: Qобщ = Qконв + Qизл.

Схема описанной методики расчёта потерь тепловой энергии помещением через стандартный двойной стеклопакет представлена на рис.  1.

Рис. 1. Схема лучевого теплообмена между тёплыми стенами помещения и поверхностью двойного стеклопакета

Используя предложенную методику, было рассчитано время понижения температуры от 18 до 0°C в помещениях, имеющих однородную структуру стен. В качестве материала стен рассматривался монолитный красный кирпич (плотность 1900 кг/м³ [2], теплоёмкость 880 Дж/(кг·°C) [3]). В качестве исходных данных при проведении расчётов были выбраны: начальная температура помещений (внутренняя температура) в момент выключения отопления (+18°C), температура уличного воздуха (-30°C). Помещения, расположенные на первом или на последнем этажах зданий, в предложенной методике расчёта не рассматриваются. Хотя предлагаемая методика позволяет учитывать скорость ветра при проведении расчётов, представленные в работе результаты проводились при скорости ветра, равной 0 м/с.

Рассмотрим результаты расчёта по предлагаемой нами методике для четырёх типов зданий (тип I, II, III и IV). Все рассматриваемые типы зданий имеют кирпичные стены и бетонные перекрытия толщиной 0,22 м: здания I и II типов построены по нормам проектирования 1952 года, здания III и IV типов — по нормам проектирования 1958 года. Здания I и III типов имеют две несущие кирпичные стены — наружную толщиной 0,64 м (2,5 кирпича + прослойка раствора) и внутреннюю толщиной 0,38 м (полтора кирпича + прослойка раствора). Толщина межквартирных стен 0,25 м. Толщина наружной (холодной) боковой стены в угловой комнате в зданиях I и III типов — 0,64 м. В зданиях I и II типов высота потолка в квартирах 3,2 м [4], в зданиях III и IV типов — 2,5 м [5]. Ширина рассчитываемой жилой комнаты в зданиях I и II типов составляет 3,2 м; в зданиях III и IV типов ширина комнаты — 3 м. В комнатах, где отсутствует балкон, площадь окна в зданиях I и II типов одинаковая и составляет в помещениях в центре дома 2,85 м², в зданиях III и IV типов площадь окна в центральных помещениях равна 2,18 м² [6]. В угловых помещениях зданий любого типа находятся два окна: в зданиях I и II типов — общей площадью 5,7 м², в зданиях III и IV типов — 4,36 м² (одно в наружной несущей стене и одно в боковой стене, граничащей с холодным уличным воздухом).

Здания II и IV типов имеют толщину наружной кирпичной несущей стены 0,51 м (два кирпича + прослойка раствора) и внутреннюю несущую стену толщиной 0,38 м (полтора кирпича + прослойка раствора). Толщина межквартирных стен составляет 0,25 м. Толщина наружной боковой (холодной) стены в угловой комнате в зданиях II и IV типов — 0,51 м.

При проведении расчётов предполагалось, что тепловая энергия в центральных помещениях любых типов кирпичных зданий запасается в боковых стенах помещений, в половой и потолочной бетонной плите, а также в задней несущей стене, находящейся напротив несущей стены, в которой расположены окна. В отличие от центральных помещений, в угловых помещениях зданий тепловая энергия запасается, помимо бетонных плит потолка и пола, в задней несущей стене и в одной боковой стене (эта тёплая стена граничит с соседним тёплым помещением, другая боковая стена граничит с холодным уличным воздухом и в нашей модели не является резервуаром тепловой энергии). Также в модели не учитывался запас тепловой энергии в передней несущей стене, граничащей с холодным уличным воздухом.

Расчёты проводились для помещений с окнами с двойными и тройными стеклопакетами, а также для помещений с дополнительным утеплением для центральных и угловых помещений.

Центральные помещения

Расчёт показал, что при замене стандартного двойного стеклопакета (однокамерный стеклопакет) с толщиной воздушного промежутка 0,016 м между стёклами на двойной стеклопакет с толщиной воздушного промежутка 0,02 м (общая толщина стеклопакетов равна 0,024 и 0,028 м) время вымерзания помещений в центре здания увеличивается: для зданий I типа — на 2,8 ч, II типа — на 2,2 ч, III типа — на 3,2 ч, для зданий IV типа — на 2,5 ч (табл. 1).

Также расчёты показали, что в помещениях, находящихся в центре вышеуказанных зданий, при замене стандартного двойного стеклопакета с воздушным промежутком между стёклами 0,016 мм на стандартный тройной стеклопакет (двухкамерный стеклопакет) с толщиной воздушного промежутка между стёклами 0,006 м (общая толщина стеклопакетов при этом равна 0,024 м) время вымерзания помещений увеличилось: для зданий I типа — на 3,4 ч, II типа — на 2,7 ч, III типа — на 4,0 ч, для зданий IV типа — на 3,1 ч (табл. 1).

Таким образом, можно сделать вывод о целесообразности замены в центральных помещениях кирпичных зданий двойных стандартных стеклопакетов общей толщиной 0,024 м и толщиной воздушного промежутка между стёклами 0,016 м на широко распространённые стандартные тройные стеклопакеты той же толщины. Тройные стеклопакеты общей толщиной 0,024 м более эффективно удерживают тепловую энергию в помещении по сравнению с двойными стеклопакетами, имеющими воздушный промежуток 0,02 м между стёклами (общая толщина стеклопакета — 0,028 м). Данный факт объясняется тем, что третье стекло возвращает часть тепловой энергии из второго стекла во внутреннее первое стекло тройного стеклопакета через процессы лучевого теплообмена. При этом влияние эффекта возврата тепловой энергии путём переизлучения от второго стекла к первому (внутреннему) стеклу в тройном стеклопакете общей толщиной 0,024 м превышает эффект от возрастания термического сопротивления при увеличении воздушного промежутка от 0,016 м до 0,02 м в двойном стеклопакете общей толщиной 0,028 м. Наибольший эффект от замены стандартных двойных стеклопакетов на стандартные тройные стеклопакеты наблюдается в зданиях III типа и составляет 4%. Это связано с большой толщиной наружных кирпичных стен и малой площадью поверхности наружной стены, граничащей с холодным уличным воздухом.

Кроме того, расчёты показали, что целесообразно установить в центральных помещениях кирпичных зданий мало применяемые тройные стеклопакеты общей толщиной 0,044 м (толщина воздушных промежутков 0,016 м между стёклами). При их использовании время вымерзания центральных помещений значительно возрастает даже по сравнению со стандартными тройными стеклопакетами общей толщиной 0,024 м [в зданиях I типа — на 9,0 ч, в зданиях III типа — на 10 ч (табл. 1)].

Угловые помещения

Для угловых помещений было выявлено очень незначительное (0,4–0,9 ч) увеличение времени вымерзания в зданиях рассматриваемых типов при замене стандартных двойных стеклопакетов с воздушным промежутком между стёклами 0,016 м на стандартные тройные стеклопакеты с толщиной воздушных промежутков 0,006 м (общая толщина обоих типов стеклопакетов — 0,024 м). Преимущество стандартных тройных стеклопакетов перед двойными стеклопакетами с толщиной воздушного промежутка 0,02 м составляет всего 0,2 ч (табл. 2).

Таким образом, можно сделать вывод о малой эффективности замены в угловых комнатах любых кирпичных зданий двойных стандартных стеклопакетов общей толщиной 0,024 м на широко распространённые стандартные тройные стеклопакеты той же толщины. Это связано с тем, что площадь окон в таких комнатах значительно меньше общей площади наружных холодных стен, через которые происходит основная потеря тепловой энергии (23,8 м² — площадь холодных стен в угловых комнатах зданий I и II типов; 18,4 м² — площадь холодных стен в угловых комнатах зданий III и IV типов; 5,7 и 4,36 м² — площадь окон в угловых комнатах зданий всех рассматриваемых типов).

Также было рассчитано время охлаждения угловых помещений с боковым окном, полностью по толщине заложенным кирпичом. В этом случае в наружной несущей стене боковой комнаты остаётся одно окно (n = 3, d = 0,006 м). Расчёты показали, что для всех типов зданий при полностью заложенном по толщине (0,5–0,64 м) боковом окне время вымерзания угловых помещений крайне незначительно возрастает по сравнению с угловыми помещениями с двумя окнами, в которых установлены стандартные тройные стеклопакеты (n = 3, d = 0,006 м).

При замене во всех типах зданий стандартных двойных стеклопакетов (n = 2, d = 0,016 м) в двух окнах на тройные стеклопакеты (n = 3, d = 0,016 м) время вымерзания боковых комнат увеличится от 2,0 до 2,5 ч в зависимости от типа здания (табл. 2). Данная замена даёт больший эффект в сравнении с помещениями с полностью заложенным окном в боковой стене. Таким образом, можно сделать вывод о том, что более рациональным решением является установка тройного стеклопакета (n = 3, d = 0,016 м), чем заделка оконного проёма кирпичом по всей толщине в боковой стене помещения.

Утепление угловых помещений

Проведённые в работе расчёты показали, что тепловые характеристики угловых помещений кирпичных домов значительно уступают характеристикам центральных помещений. Угловые помещения, например, в домах I типа вымерзают более чем в три раза быстрее, чем центральные помещения (табл. 1 и 2). Это происходит из-за меньшего запаса тепла в угловом помещении (отсутствует запас тепловой энергии в боковой стене, граничащей с холодным уличным воздухом). Кроме того, в угловом помещении значительно больше площадь стен, граничащих с холодным уличным воздухом, что приводит к большим теплопотерям.

С целью выяснить, как влияет утепление стен на скорость вымораживания угловых помещений, были проведены расчёты скорости охлаждения утеплённых угловых помещений, имеющих два окна с установленными в них тройными стеклопакетами с толщиной воздушных промежутков по 0,016 м. Рассчитывались варианты охлаждения помещений, в которых были утеплены только боковые стены и помещений, в которых было проведено утепление как боковой стены, так и передней несущей стены. Утепление стен проводилось путём установки дополнительных экранов из гипсокартона на расстоянии L = 0,02 м от основной кирпичной стены. Расстояние 0,02 м было использовано исходя из результатов проведённых авторами экспериментов, которые показали, что при толщине воздушного промежутка 0,02 м между экраном и основной стеной потери тепловой энергии наименьшие из-за большого термического сопротивления воздушного промежутка. Если же увеличить толщину воздушного промежутка более 0,02 м, то начинается процесс конвекции, что ухудшает теплоизолирующие свойства воздушного промежутка. При этом влияние толщины гипсокартона на скорость вымерзания помещения не учитывалось, так как теплопроводность гипсокартона на порядок больше, чем теплопроводность воздушного промежутка между основной стеной и гипсокартоновым экраном. Результаты расчётов (табл. 3) показали, что утепление только боковых стен путём установки одного дополнительного экрана из гипсокартона увеличивает время вымерзания угловых помещений в зданиях I и III типов на 8,0 и 9,0 ч (на 25 и 27%, соответственно). Таким образом, утепление даже одним слоем гипсокартона боковой холодной стены значительно улучшает тепловые характеристики углового помещения. При этом, однако, его характеристики остаются значительно хуже, чем у помещений, расположенных в центре дома.

Если произвести утепление боковой стены двумя слоями утеплителя, разделённых одинаковыми воздушными промежутками величиной 0,02 м, то время вымерзания угловых помещений увеличится, но менее значительно (на 9,0 и 9,7%, соответственно).

В случае утепления как боковой, так и передней несущей стены углового помещения расчёты показали очень значительное увеличение времени вымерзания угловых помещений в случае одинарного утепления (на 76–77% — в зданиях I и III типов и на 90–91% — в зданиях II и IV типов по сравнению с неутеплёнными помещениями). То есть расчёты однозначно показывают, что значительно экономичнее производить утепление в один слой обеих холодных стен боковых помещений, чем утеплять только одну боковую стену даже несколькими слоями утеплителя.

Выводы

1. При проведении утеплительных работ в кирпичных зданиях в помещениях, находящихся в центре зданий, рекомендуется вместо двойных стандартных стеклопакетов общей толщиной 0,024 м устанавливать тройные стеклопакеты той же общей толщины с шириной воздушных промежутков между стёклами 0,006 м или тройные стеклопакеты общей толщиной 0,044 м с шириной воздушных промежутков между стёклами 0,016 м. Для центральных помещений кирпичных домов при увеличении толщины стены, граничащей с холодным уличным воздухом, на полкирпича (0,125 м) время вымерзания помещения увеличивается на 12–13 ч.

2. В угловых помещениях кирпичных домов замена стандартных двойных стеклопакетов общей толщиной 0,024 м на тройные стеклопакеты той же толщины незначительно повышает теплофизические характеристики помещения, что свидетельствует о нецелесообразности подобных замен. Это объясняется тем, что в данных угловых помещениях потери тепловой энергии через окна в несколько раз меньше потерь тепловой энергии через стены, граничащие с холодным уличным воздухом. Также расчёт показал, что установка тройных стеклопакетов общей толщиной 0,044 м в угловых помещениях более предпочтительна, чем закладка бокового окна кирпичом.

3. Утепление боковых помещений кирпичных домов целесообразно проводить путём установки дополнительных экранов (например, из гипсокартона) по всей площади стен, граничащих с холодным уличным воздухом. При этом толщина воздушного промежутка между экранами и кирпичной стеной равна 0,02 м.

4. Предложенная в работе методика может быть использована для расчёта времени охлаждения любых жилых зданий со стенами из однородного монолитного материала (кирпича или бетона).

Урок по теме «Виды теплопередачи. Примеры теплопередачи в природе и технике. Использование энергии Солнца на Земле» | План-конспект урока по физике (8 класс) на тему:

 Урок по теме «Виды теплопередачи. Примеры теплопередачи в природе и технике. Использование энергии Солнца на Земле» (сдвоенный)

( урок проводится как семинар, продолжение этого урока захватывает часть следующего урока)

Цель уроков: показать значение теплопередачи в природе, технике, в жизни нашей планеты; проверить знания учащихся по данной теме.

Задачи:

Образовательные: 1. Раскрыть суть ветра. Шкала Бофорта.

                                   2. Что такое тяга и  ее значение в технике.

                                   3.  Как осуществляется отопление и охлаждение жилых помещений.

                                   4. Что такое термос. Принцип его действия.

                                   5. Как используется энергия Солнца на Земле.

                                   6. Значение теплопередачи в растительном мире.

                                   7. Значение теплопередачи в животном мире.

Развивающие:

– Обучение приемам исследовательской деятельности, методам, принципам, формам и способам научного исследования, научного познания.
– Создание условий для самореализации учащегося через выполнение исследования.
– Формирование мотивации исследовательской деятельности.
– Формирование творческой активности.
– Развитие самостоятельности.
Тип занятия: семинар

Особенность занятия: литературное исследование, изготовление приборов.

Формы обучения: беседа, рассказ, фронтальные лабораторные опыты, обсуждение

                                  демонстраций.

Методы обучения: иллюстрационный (работа над наблюдениями, плакатами, рисунками), репродуктивный (проговаривают изучаемый материал), проблемный (ответы на проблемные вопросы учителя, выдвижение гипотезы), поисковый (работа с литературными источниками, материалами интернета), исследовательский метод (выяснение теоретических закономерностей при их проверке на практике).

Оборудование: плакаты «Шкала Бофорта», «Отопление и охлаждение жилых помещений», «Тяга», рисунки «ночной бриз, дневной бриз», «Воздушные потоки на нашей планете», глобус, модель термоса, наборы трубок (две стеклянные разного диаметра и одинаковой длины, одна стеклянная меньшей длины, две металлические одного диаметра разной длины, одна металлическая большего диаметра меньшей длины), спиртовка, спирт, спички, стеклянная банка.

Предварительная подготовка: раздать доклады «Термос», «Теплопередача и растительный мир», «Теплопередача и животный мир», «Использование энергии Солнца на Земле», «Катастрофы, связанные с ветрами», «Энергия ветра», «Гейзеры»,  нарисовать всем учащимся рисунок парусника к стихотворению М. Ю.Лермонтова «Белеет парус одинокий».

Ход урока.

1. Оргмомент.
2. Вступительное слово учителя.

Значение тепловых явлений в жизни человека исключительно велико. Достаточно сказать, что изменение температуры организма всего на 0,5 0С означает заболевание. Температура внешней среды в любом районе Земли колеблется в значительных пределах и в течение суток, и в течение года. Защитные механизмы организма не в состоянии конспектировать изменение температуры при теплообмене со средой, и нужно принимать какие-то дополнительные меры: изобретать соответствующую одежду, строить жилища с учетом условий местности, где живут люди, ограничивать пребывание человека в среде, температура которой намного выше или ниже температуры организма. Одежда и жилище народов крайнего севера или жарких стран – просто кладезь мудрости и здравого смысла без известных изобретателей. Если взять нашу планету, то ее существование возможно лишь при определенном перепаде температур (в пределах 100 0 С) не скачками и равномерно. Получается, что теплопередача играют важную, огромную роль в жизни всего живого на Земле, а также всей планеты в целом. Этому мы сегодня и посвятим  наш семинар.

3. Ветры. Причины возникновения ночных и дневных бризов, шкала Бофорта.

1. Много веков тому назад окружающий мир был населен, согласно преданиям, множеством богов, добрых и злых. Например, Стрибог управлял ветрами. Ему поклонялись, приносили жертвы, с ним надо было уметь ладить, а то избу выстудит или дыма в дом напустит.

Давайте выясним, как же возникает ветер?

Ветром называется движение атмосферного воздуха.

Вам было дано задание на дом: нарисовать рисунок к строчкам из стихотворения  М.Ю.Лермонтова:

                                                 Белеет парус одинокий

                                                 В тумане моря голубом…

На доске развешаны ваши рисунки. Как выдумаете, все ли вы учли, когда его рисовали? (беседа).

Значит, исходя из ваших слов, мы должны учесть потоки воздуха или по-другому говоря ветер.

Можете ли вы ответить мне на вопрос: «А куда уносит ветер ваш парусник?». (нет).

Давайте в этом разберемся. Стоит жаркий день.

Днем суша нагревается Солнцем до более высокой температуры, чем вода. От Земли нагревается воздух, который при этом расширяется. Он становится менее плотным и поднимается. Образуется разрежение воздуха и, соответственно, над сушей создается область пониженного давления. Над морем воздух холоднее  и потому плотнее. Там образуется область повышенного давления. Из-за разности давлений воздух, находящийся над морем, начинает перемещаться в сторону суши. Ветер, дующий в дневное время с моря на сушу, называется дневным бризом.

(все эти выводы делаются в беседе с учащимися).

А теперь наступила ночь.

Вода в отличие от суши, медленно нагревается и медленно остывает. В ночное время воздух, соприкасающийся с поверхностью моря, имеет более высокую температуру, чем воздух, находящийся над сушей. В этом случае возникает ветер, который дует с суши на море. Этот ветер называется ночным бризом.

(На каждый из этих случаев демонстрируется рисунок с потоками воздушных масс).

2. Сами понимаете, что скорость такового ветра очень мала. А бывают ли более сильные ветра? (да, ребята называют, какие ветра они знают).

Подобную условную шкалу ветров разработал в 1806 году английский адмирал Ф.Бофорт. (работа с таблицей).

Что же является главной причиной возникновения ветров, изменения их направления и, соответственно, перемены погоды?

Неравномерное нагревание различных участков земной поверхности, приводящее к возникновению разности давлений атмосферного воздуха на этих участках.

Средняя годовая температура на экваторе Земли на 500 С выше, чем на  ее полюсах.  В экваториальной зоне Земли нагретый воздух поднимается вверх. На его место с севера и юга притекает холодный воздух. Его движение   есть пассат. Потоки холодного воздуха вследствие вращения Земли движутся не вдоль меридиана, а отклоняются. В связи с этим в северном полушарии пассаты имеют северо-восточное направление, а в южном – юго – восточное.

Ветры вызывают также образование океанических течений. Постоянно дующий в одном направлении ветер приводит в движение верхние слои воды. Они перемещаются в сторону ветра. Теплые и холодные океанические течения могут служить примерами вынужденной конвекции.

Влияет ли на направление ветров вращение Земли вокруг своей оси? (работа с глобусом и рисунками).

Вращение Земли вокруг своей оси приводит к тому, что воздушные массы движутся не только от полюсов к экватору (из-за разности атмосферных давлений), но и одновременно смещаются на восток, т.е. в направлении противоположном, направлению вращения Земли вокруг своей оси.

3. Доклад «Энергия ветра».
4. Небольшое сообщение на тему «Катастрофы, связанные с ветрами».

Почему рыбаки, работающие на парусных лодках, предпочитают уходить в море ночью, а возвращаться с лова днем?

4. Возникновение тяги.

1. Зная причину движения воздушных масс, можно ли управлять их движением. Многие из вас раньше топили печь дома, а сейчас топят бани.

                        Что необходимо для горения дров, угля, других видов топлива? (кислород).

                         Кислород, находящийся в воздухе.

Давайте мы в этом убедимся на опыте.

Опыт 1. Горящую свечу накрываю стеклянной банкой. Свеча гаснет.

Она погасла из-за того, что кислород, содержащийся в воздухе, был израсходован на процесс горения. Почему же в случае, когда пламя свечи открыто, горение может продолжаться до полного сгорания свечи? Ведь кислород, окружающий свечу, в этом случае также расходуется, а продукты горения – углекислый газ и водяной пар – вещества, не поддерживающие горение, т.е. пламя окружено негорючими веществами, что мешает притоку воздуха, богатого кислородом. Почему же свеча не гаснет? Воздух, участвующий в горении нагревается, становится легче и поднимается вверх. На смену ему поступает холодный (более тяжелый) воздух, богатый кислородом. Причиной перемещения воздушных масс является также разность его давлений в разных частях классного помещения.

2. Конечно, что тепла, выделяющегося при горении свечи, недостаточно, чтобы согреть дом. Необходимо топить печь. Но количество дыма, образующегося в этом случае, неизмеримо больше, чем от свечи. Как же избавляются от него?

Опыт 2. У меня на столе находится спиртовка и наборы трубок: а) стеклянные трубки одинакового диаметра, но разной длины; б) стеклянные трубки одинаковой длины, но разного диаметра; стеклянная и металлическая трубки одинаковой длины и одинакового диаметра; металлические трубки одинаковой длины, но разного диаметра, металлические трубки одинакового диаметра, но разной длины.

Цель опытов: получить ответы на вопросы:

1. В какой трубке тяга лучше: длинной или короткой?
2. Узкой или широкой?
3. Стеклянной или металлической?

Выводы. Трубка необходима для создания тяги: она соединяет области атмосферы, имеющие разные давления.

Тяга (естественный приток воздуха) лучше в длинной трубке, т.к. в этом случае соединяются области атмосферы, имеющие большую разность давлений.

Более широкая трубка при той же длине (разности давлений на концах трубок одинаковы) обеспечивает прохождение сквозь нее большего количества воздуха и, соответственно, большего количества кислорода, необходимого для поддержания горения.

Стеклянная трубка создает тягу лучше, чем металлическая тех же размеров, т.к. теплопроводность стекла меньше, чем у металла. Горячий воздух, движущийся по стеклянной трубке, охлаждается меньше и остается достаточно разреженным и создающим меньшее давление, чем давление атмосферного воздуха на уровне пламени.

При достаточной длине металлической трубки горячий воздух в ней может охладиться настолько, что, спустившись, создает давление большее, чем на уровне пламени (возникает воздушная пробка), и воспрепятствует дальнейшему прохождению горячего воздуха. Дым в этом случае сквозь металлическую трубку вообще не пойдет, т.к. тяги не будет.

Почему трубы делают из кирпича (асбеста)?

5. Отопление и охлаждение жилых помещений.

Как управлять движением воздуха, создавая вентиляцию в больших концертных залах, классных помещениях, больших жилых домах?

Воздушные массы могут перемещаться только из областей большего давления в области меньшего давления. Поэтому необходимо с помощью технических средств создавать разность давлений воздуха, чтобы обеспечить ее циркуляцию. Этот принцип применяют при создании вентиляционных устройств, водяного центрального отопления, а также устройств, служащих для охлаждения помещений.

Доклад «Отопление и охлаждение жилых помещений»

Доклад «Гейзеры»

Почему радиаторы устанавливают внизу, а кондиционеры, форточки вверху?

6. Термос.

Но может возникнуть задача, как воспрепятствовать перемещениям жидкостей или газов, которые сопровождаются переносом огромной энергии или, что еще более актуально, как предотвратить самопроизвольную передачу внутренней энергии от одного тела к другому. Чтобы воспрепятствовать возникновению теплопередачи (конвекции, теплопроводности, излучению) нужно изолировать друг от друга части жидкостей, газов, твердых тел, имеющих различную температуру.

Как это осуществить на практике?

Свести к минимуму теплопроводность между двумя телами или частями одного и того же тела можно, исключив как непосредственный контакт между ними, так и контакт через посредника, которым может быть вещество. Следовательно, между телами или частями тел должен быть теплоизолятор, например, вакуум.

Для того чтобы не возникало перемещения вещества в виде струй жидкости или газа при конвекции, необходимо поставить перегородки между их частями, имеющими разную температуру.

Чтобы предотвратить потери энергии посредством излучения, следует на его пути поставить отражатели (зеркальные поверхности).

В каких устройствах этот подход нашел применение?

Доклад «Термос».

Горячий чай в термосе хоть и медленно, но остывает. Как же эта энергия умудряется «убежать»?

7. Теплопередача и растительный мир.

Мы с вами рассмотрели, как использует человек теплопередачу в своей жизни. Теперь посмотрим, что же значит теплопередача для растительного мира.

Доклад «Теплопередача и растительный мир. Теплицы».

8. Теплопередача и животный мир.

 Каково же значение теплопередачи для животного мира?

Доклад «Теплопередача и животный мир».

9. Что является главным источником энергии на нашей планете? (Солнце)

Доклад «Использование энергии Солнца на Земле».

10. Проверочная работа по теме «Виды теплопередачи»

ПРОВЕРОЧНАЯ РАБОТА ПО ТЕМЕ «ВИДЫ ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ»

ВАРИАНТ 1

1. Какой из видов теплопередачи сопровождается переносом вещества? Выберите правильное утверждение.

1. Излучение.
2. Конвекция.
3. Теплопроводность

2. Вертикальная закрытая трубка заполнена водой. Один из концов трубки подогревают пламенем свечи. Выберите правильное утверждение.

1. При подогреве сверху вода в центре трубки нагреется быстрее, чем при подогреве снизу.
2. Если трубку подогревают сверху, то теплопередача вдоль трубки происходит вследствие теплопроводности.
3. Если трубку подогревают сверху, то теплопередача вдоль трубки происходит вследствие конвекции.

3. Обыкновенный или пористый кирпич обеспечит лучшую теплоизоляцию здания? Почему?

4. Две кружки обладают одинаковой вместимостью. Одна кружка изготовлена из алюминия, другая из фарфора. Какая из кружек быстрее нагреется, если налить в нее жидкость? Ответ поясните.

5. Когда тяга в трубах лучше – зимой или летом? Почему?

6.* В чашку налили горячий кофе. Что надо сделать, чтобы кофе остыл быстрее: налить в него молоко сразу или спустя некоторое время?

ПРОВЕРОЧНАЯ РАБОТА ПО ТЕМЕ «ВИДЫ ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ»

ВАРИАНТ 2

1. Стержень с одной стороны нагревают пламенем свечи. Выберите правильное утверждение.

1. Теплопередача вдоль стержня происходит вследствие конвекции.
2. Теплопередача вдоль стержня происходит вследствие излучения.
3. Металлический стержень нагреется быстрее, чем деревянный с такими же размерами.

2. В горячий чай опустили холодную ложку. Выберите правильное утверждение.

1. Непогруженная часть ложки нагрелась вследствие конвекции.
2. Непогруженная часть ложки нагрелась вследствие излучения.
3. Непогруженная часть ложки нагрелась вследствие теплопроводности.

3. Что остынет быстрее: стакан компота или стакан киселя? Почему?

4. Почему форточки располагают в верхней части окна?

5. Зачем канализационные трубы закапывают в землю на значительную глубину?

6.* Где необходимо держать термометр для определения температуры воздуха – в тени или на солнце?

ПРОВЕРОЧНАЯ РАБОТА ПО ТЕМЕ «ВИДЫ ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ»

ВАРИАНТ 3

1. Каким способом осуществляется передача энергии от Солнца к Земле? Выберите правильное утверждение.

1. Излучением.
2. Конвекцией.
3. Теплопроводностью.

2. После включения настольного светильника с лампой накаливания, лежащая на столе закрытая книга нагрелась. Выберите правильное утверждение.

1. Книга нагрелась вследствие конвекции в воздухе.
2. Книга нагрелась вследствие излучения.
3. Книга нагревается тем сильнее, чем светлее обложка.

3. Почему при варке варенья предпочитают пользоваться деревянной мешалкой?

4. Какие фабричные трубы лучше: железные или кирпичные?

5. В алюминиевую и стеклянную кастрюли одинаковой вместимости наливают горячую воду. Какая из кастрюль быстрее нагреется до температуры налитой в нее воды?

6.* Почему самая высокая температура воздуха не в полдень, а после полудня?

11. Домашнее задание.

§ 1, 2 стр. 178 учебника Перышкина А.В. читать

Физика тепловых и воздушных потоков

Отопление и охлаждение имеют значение. Поэтому мы делаем расчет нагрузки. Мы вводим все детали здания, задаем расчетные условия и получаем нагрузки на отопление и охлаждение для каждой комнаты в здании. Здесь, в США, мы все еще используем те устаревшие единицы, которые дают британские тепловые единицы в час (БТЕ/ч) для нагрузок. В большинстве стран мира результат измеряется в ваттах киловатт.

А что потом? Мы не просто включаем кран BTU. Мы перемещаем эти БТЕ в комнаты дома и из них с помощью жидкости, обычно воздуха или воды. Так как же нам узнать, сколько кубических футов воздуха в минуту (куб. футов в минуту) даст нам правильное количество БТЕ в час? Что ж, сегодня мы немного посчитаем и поговорим об этой взаимосвязи между BTU/ч и кубическими футами в минуту. (Я собираюсь оставить обсуждение использования воды для распределения тепла моим друзьям из гидроники, но это аналогично тому, что я объясню ниже.)

Сколько тепла может удерживать воздух?

Материя — довольно интересная штука. Он обладает всевозможными интересными свойствами, которые столетиями прятали ученых в лабораториях. (Я слышал, что Галилей все еще трудится в подвале Пизанской башни.) Говоря о способности воздуха удерживать тепло, соответствующее свойство называется — вы не поверите — теплоемкостью. Ага. Это термин, который я время от времени упоминал в этом разделе, но никогда не давал ему точного определения, так что давайте позаботимся об этом сегодня.

Теплоемкость похожа на КПД. Это отличное соотношение цены и качества. С эффективностью уравнение выводится больше, чем вход. С теплоемкостью это отношение добавленного или удаленного тепла к изменению температуры. Вот уравнение:

C = Q / ΔT

Это настолько сложно, насколько может быть здесь математика, так что просто держитесь меня.

Если мы добавим определенное количество тепла (измеряемое в БТЕ) к определенному количеству вещества (в нашем случае к воздуху), мы получим определенное изменение температуры. Это уравнение говорит нам о том, что отношение этих двух величин является мерой того, сколько тепла может удерживать вещество. Если мы получим вдвое меньшее изменение температуры для заданного количества добавленного тепла, этот материал будет иметь удвоенную теплоемкость. Таким образом, эта величина, теплоемкость, является важным свойством материалов для всех, кто интересуется энергоэффективностью или отоплением и охлаждением.

Обычно легче говорить об удельной теплоемкости, потому что Q в приведенном выше уравнении будет меняться в зависимости от количества воздуха, представляющего здесь интерес. Разделив правую часть вышеприведенного уравнения на массу воздуха, мы получим удельную теплоемкость. Если мы немного перестроим его, используя магию алгебры, мы получим уравнение, которое вы, возможно, помните из средней школы или колледжа. (Он появляется на вводных занятиях как по физике, так и по химии.) Вот оно:

Q = mcΔT

Выглядит знакомо? Если нет, подождите еще немного, и я покажу вам уравнение, которое вы, возможно, видели раньше.

Следующим шагом будет небольшое преобразование массового члена. Когда мы имеем дело с жидкостями, обычно проще работать с плотностью, которая равна массе, деленной на объем. Таким образом, мы заменяем термин м выше на плотность (греческая буква ро, ρ ), умноженную на объем ( V ). Вот как теперь выглядит наше уравнение:

Q = ρVcΔT

Независимо от того, вызывает ли у вас гипервентиляцию математика или нет, давайте отступим на секунду и вспомним, к чему мы идем. Первоначальный вопрос был о том, как мы берем нагрузки на отопление и охлаждение в БТЕ/ч и определяем, какой расход воздуха нам нужен в кубических футах в минуту. Теперь у нас есть член в уравнении для объема, а куб. м — это просто объем с течением времени. Одна из замечательных особенностей алгебры заключается в том, что мы можем делить (или умножать) обе части уравнения на одно и то же. На самом деле это поощряется!

Итак, давайте разделим обе части приведенного выше уравнения на время. Слева у нас получается Q/t , что приводит нас к BTU/hr, о котором мы говорили. Справа объем V , разделенный на время, дает нам кубические футы в минуту. Конечно, чтобы в итоге получить БТЕ в час с одной стороны и кубических футов в минуту с другой, нам нужно добавить коэффициент 60. Это соответствует правой стороне.

Также справа у нас есть ρc , плотность воздуха, умноженная на удельную теплоемкость воздуха (при постоянном давлении, но это другой разговор). Плотность и удельная теплоемкость — это всего лишь два числа, которые мы можем умножить, и, чтобы было ясно, мы говорим о воздухе на уровне моря и температуре, близкой к комнатной. Вы не можете использовать приведенное ниже уравнение высоко в горах или при температурах, далеких от воздуха, которым вы сейчас дышите. Если умножить плотность (0,075) на удельную теплоемкость (0,24), а также на 60, то получится 1,08. Окончательное уравнение выглядит так:

БТЕ/ч = 1,08 x кубических футов в минуту x ΔT

Это уравнение, о котором я говорил, вы, возможно, уже видели. Это преподается в программах HVAC и классах BPI, а также в других местах. Если мы перестроим это уравнение так, чтобы воздушный поток располагался слева, мы получим:

кубических футов в минуту = БТЕ/ч / (1,08 x ΔT )

Вот и все. Как только мы узнаем, сколько тепла необходимо подавать или отводить из помещения, мы можем сделать простой расчет, чтобы увидеть, сколько кубических футов воздуха в минуту нам нужно. Конечно, необходимое количество кубических футов в минуту будет зависеть от местоположения. Вы не можете просто везде использовать 1. 08, как я уже говорил выше. И нам также необходимо знать, насколько изменяется температура воздуха, когда он проходит через печь или вентиляционную установку, ΔT в приведенных выше уравнениях.

Это все?

Я знаю, что сейчас думают некоторые из вас. Ты смотришь на все, что я сделал выше, и говоришь себе, что это разумно. И вы абсолютно правы. Уравнение для cfm, приведенное выше, относится только к физическому теплу, добавленному к воздуху или удаленному от него. Он не включает скрытую часть тепла кондиционирования воздуха, часть, которая связана с удалением влаги.

Мы могли бы вернуться к началу и провести аналогичный процесс удаления скрытой теплоты. Черт возьми, мы могли бы пойти еще дальше и поговорить о частной производной энтальпии по температуре. Но как насчет того, чтобы я избавил вас от этих подробностей и дал вам ответ прямо сейчас. Вот аналогичное уравнение для общего тепла (ощутимого плюс скрытого):

BTU/HR = (1,08 x CFM x ΔT ) + (0,68 x CFM x ΔWGR )

Сделать немного магии Algebra снова, мы получим уравнение для Cooling Cfm3

. кубических футов в минуту = БТЕ/ч / [(1,08 x ΔT ) + (0,68 x Δwgr )]

Единственным новым здесь является переменная Δw . Это представляет собой изменение отношения влажности, а нижний индекс г относится к зернам. Отношение влажности (часто ошибочно называемое абсолютной влажностью) является одной из основных переменных на психрометрической диаграмме и измеряется в гранах водяного пара на фунт сухого воздуха. Зерно — это странный способ говорить о массе водяного пара: один фунт (масса) воздуха эквивалентен 7000 гранам.

Когда воздух проходит через холодный змеевик кондиционера, происходят две вещи. Температура воздуха падает, и концентрация водяного пара в воздухе также падает по мере того, как водяной пар конденсируется на змеевике. Оба этих изменения являются частью охлаждающей способности оборудования.

БТЕ/ч, куб. футов в минуту и ​​процесс проектирования ОВКВ

Выше я объяснил соотношение между количеством тепла, переносимым воздухом, перемещающимся из одного места в другое, и количеством воздушного потока, необходимого для перемещения этого нагревать. Это просто физика. Соотношения исходят из определения теплоемкости и свойств воздуха. Преобразование БТЕ/ч в кубические футы в минуту в процессе проектирования HVAC немного отличается.

Я не буду здесь вдаваться во все подробности, но после того, как вы найдете тепловые и охлаждающие нагрузки для каждой комнаты, вы должны выбрать правильное оборудование, соответствующее этим нагрузкам. (Это Manual S в протоколах ACCA, и вы можете прочитать о нем больше здесь и здесь.) С подогревом все просто. Делаете ли вы это с печью, тепловым насосом, котлом или — боже упаси! — электрическое сопротивление, вам просто нужно оборудование, которое может обеспечить как минимум столько БТЕ, сколько вам нужно для всей площади, обслуживаемой этой системой.

С охлаждением немного сложнее. У вас есть как явные, так и скрытые нагрузки, которые необходимо выполнять. Таким образом, вам необходимо оборудование, отвечающее не только общей охлаждающей нагрузке, но и ощутимой и скрытой в отдельности. Затем вам нужно решить, какой поток воздуха вы хотите на тонну общей мощности. Во влажном климате это где-то около 400 кубических футов в минуту на тонну, плюс-минус. Это дает вам лучшее осушение от кондиционера. В сухом климате вы можете увеличить это значение до 500 кубических футов в минуту на тонну или даже выше, потому что энергия тратится на конденсацию водяного пара на змеевике.

Затем вам нужно зайти в расширенные таблицы данных производителя, чтобы выбрать правильное оборудование и правильные настройки. Количество тепла, удаляемого кондиционером, зависит от температуры и влажности в помещении, температуры наружного воздуха и потока воздуха, проходящего через змеевики конденсатора и испарителя. Таблицы расширенных данных показывают вам значения для определенных условий, но часто условия, для которых вы разрабатываете, находятся где-то между числами в таблице. Таким образом, вы интерполируете, чтобы найти нужные вам числа.

В конце концов, выбранная вами единица оборудования предназначена для удовлетворения нагрузок по отоплению и охлаждению в проектных условиях. И тогда он проводит большую часть своей жизни, работая вне этих условий, в так называемой частичной нагрузке. Это потому, что 99% времени не так жарко, как наша летняя расчетная температура, а остальные 99% времени не так холодно, как зимняя расчетная температура. (Конечно, слово «другой» здесь имеет особое значение, и я уверен, вы его понимаете.)

Выводы

Если вы заблудились в математике наверху и прыгнули сюда, позвольте мне посмотреть, смогу ли я немного подытожить для вас. Я начал статью с рассмотрения физики, связанной с потоком воздуха и теплом. Все это было основано на определении того, что мы называем теплоемкостью, которая является мерой того, какую температуру вы получаете в материале при заданном количестве добавленного или удаленного тепла. Это привело к паре уравнений, которые связывают три переменные, BTU/hr, cfm и ΔT. В уравнении также есть число (1,08), и хотя оно выглядит как константа, это не так. Вы должны помнить, чтобы отрегулировать его, если плотность воздуха не такая же, как у воздуха на уровне моря при комнатной температуре. (Теплоемкость тоже может варьироваться, но для того, что мы здесь делаем, в основном нужно регулировать плотность.)

Затем я показал, что эти два уравнения относятся только к физическому теплу; то есть тепло, которое вызывает изменения температуры. Если у вас есть влажный воздух (а кто этого не хочет!) и вы охлаждаете его, вы также должны учитывать тепло, связанное с конденсацией водяного пара на змеевике кондиционера. Это привело нас ко второй паре уравнений, включающей это тепло.

Но есть физика и техника. Если бы нам пришлось начинать с первых принципов и выполнять всю физику каждый раз, когда мы проектируем систему отопления и кондиционирования воздуха, мы бы, вероятно, просто сидели у костра зимой или обмахивались листьями пальметто летом. Вместо этого у нас есть процедуры для получения результатов расчета нагрузки и получения нужного оборудования, которое перемещает нужное количество воздуха с нужным количеством БТЕ. Хорошей новостью является то, что в наши дни все больше домов получают реальный дизайн, хотя это число все еще слишком мало.

Теперь у вас есть ответ на исходный вопрос. Да, мы знаем, как перейти от тепловой или охлаждающей нагрузки в БТЕ/ч к расходу воздуха в кубических футах в минуту, необходимому для удовлетворения этой нагрузки. В основе всего лежит чистая физика. Процесс проектирования является инженерным.

• Автор
• Последние сообщения

Эллисон Бэйлс, III, доктор философии

Владелец Energy Vanguard и автор блога Energy Vanguard. Кроме того, ознакомьтесь с его углубленным курсом Mastering Building Science в Heatspring Learning Institute и следите за его новостями в Twitter на @EnergyVanguard 9.0003

Последние сообщения Allison Bailes, III, PhD (посмотреть все)

Физика и история | Кондиционер | Тепловой насос

Какое отношение лед, физика и вода имеют к кондиционированию воздуха?

• Дом/
• Учебный центр HVAC/
• ОВКВ 101/
• Какое отношение лед, физика и вода имеют к кондиционированию воздуха?

Апрельские ливни могут принести майские цветы, но для тех, кто живет в районах с мягким климатом, он также может стать началом сезона кондиционирования воздуха! Птицы щебечут, цветы цветут, а в ближайшем будущем может появиться теплое солнце. Самое время поделиться интересными фактами о кондиционерах! (Звуки весны)

В школе дети узнают, что одна тонна равна 2000 фунтов. По логике вещей, если бы у вас был 4-тонный кондиционер или тепловой насос, вы бы ожидали, что ваше оборудование весом 8000 фунтов будет доставлено на бортовом грузовике! Но слава богу, что это не так! Тоннаж или вес, присвоенный кондиционерам и тепловым насосам, связан с тем фактом, что люди привыкли охлаждать помещения глыбами льда.

До создания современных кондиционеров люди оценивали свою способность охлаждать помещения по количеству таявшего льда. Когда лед тает, он забирает тепловую энергию из окружающей среды. Чтобы растопить один фунт льда, требуется 143 БТЕ (британские тепловые единицы). Тепло передается льду, который заставляет его таять. Чтобы растопить одну «тонну» льда, вам потребуется примерно 12 000 БТЕ/час. Вы уже видите соединение льда/кондиционера?

Вот числа:

 

• Одна британская тепловая единица (БТЕ) ​​= количество тепла, которое вы получаете, сжигая одну кухонную спичку до конца.
• Одна тонна = способность охлаждать 12 000 БТЕ в час

Ваш профессиональный или лицензированный дилер HVAC должен быть в состоянии определить правильные «тонны» кондиционера или теплового насоса, необходимые для эффективного охлаждения вашего дома. Важно, чтобы правильный размер кондиционера или теплового насоса соответствовал вашему конкретному дому. И благодаря современным чудесам тонны охлаждения не имеют ничего общего с массивными глыбами льда.

Кондиционеры и тепловые насосы используют основные законы физики и цикл охлаждения для поддержания комфортной температуры в помещении, когда снаружи жарко. Цикл охлаждения основан на физическом принципе, согласно которому жидкость, расширяясь в газ, извлекает тепло из окружающей среды. Вы можете сами проверить эту базовую концепцию с водопроводным краном и своей рукой!

• Опустите одну руку в теплую воду и поднимите ее вверх.
• Она будет холоднее, чем сухая рука, особенно если есть движение воздуха.
• Почему? Потому что вода испаряется!
• Когда вода испаряется, она отводит тепло от вашей руки.

Холодильный цикл удаляет тепло из одной области и перемещает его в другую. Для охлаждения внутренних помещений хладагент вашего кондиционера или теплового насоса прокачивается через закрытую систему охлаждения. Один и тот же хладагент постоянно используется снова и снова по мере прохождения цикла! При индуцированных изменениях давления в змеевике конденсатора, компрессоре, змеевике испарителя и расширительном клапане состояние хладагента вынуждено колебаться между жидкостью и газом. Это как качели на детской площадке, которые не останавливаются: жидкость, газ, жидкость, газ и т. д.! Этот непрерывный цикл позволяет передавать тепло изнутри вашего дома наружу.

Вот как это работает: ¹

• Хладагент поступает в компрессор в виде газа низкого давления.
  Затем он «сжимается», превращаясь в газ высокого давления.
• Затем газ проходит через змеевик конденсатора. Здесь газ «конденсируется» в жидкость и отдает свое тепло наружному воздуху.
• Затем жидкость перемещается к расширительному клапану под высоким давлением. Этот клапан ограничивает поток жидкости и снижает ее давление, когда она выходит из расширительного клапана.
• Затем жидкость под низким давлением перемещается в змеевик испарителя, где поглощается тепло из внутреннего воздуха и превращается из жидкости в газ.
• В виде горячего газа низкого давления хладагент поступает в компрессор, где весь цикл повторяется.

Хотите верьте, хотите нет, но в воздухе есть вода, даже когда не идет дождь! Влажность – это количество водяного пара в воздухе. Чем больше водяного пара в воздухе, тем выше влажность. Люди могут чувствовать, когда уровень влажности высок, особенно когда он сочетается с высокими температурами.

Воздух с повышенной влажностью содержит повышенное количество водяного пара. В результате пот может испаряться не так быстро, как при более низком уровне влажности. Это явление может заставить нас чувствовать себя жарче, чем фактическая температура, потому что испарение замедляется.

Возвращаясь к эксперименту с мокрой рукой. Если уровень влажности высокий, воздуху может потребоваться больше времени, чтобы поглотить лишнюю влагу с мокрой руки. Это означает, что ваша рука не будет такой прохладной, потому что испарение замедлится. Это объясняет, почему при высоком уровне влажности кажется жарче. Точно так же очень низкая влажность может заставить нас чувствовать себя холоднее, чем фактическая температура. Это происходит потому, что сухой воздух помогает влаге испаряться быстрее, чем обычно.

Итак, как кондиционер может помочь вам чувствовать себя более комфортно в вашем доме? Когда теплый воздух соприкасается с холодным змеевиком испарителя вашего кондиционера или теплового насоса, некоторая влага может конденсироваться из воздуха, делая ваш дом менее влажным. Влага, собранная змеевиком испарителя, попадает в канализацию, а затем выбрасывается наружу, подальше от вашего дома. Но кондиционеры и тепловые насосы не предназначены для независимого контроля влажности. Это просто случайный побочный продукт холодильного цикла!

Влажность также имеет отношение к происхождению термина «кондиционирование воздуха». Стюарт В. Крамер ввел термин «кондиционирование воздуха» в своем вступительном слове на съезде Американской ассоциации производителей хлопка в 1906 году. Крамер, ведущая фигура в текстильной промышленности, установил первую систему кондиционирования воздуха на юге. Его намерением было создать идеальный уровень влажности на своей хлопковой фабрике Chronicle в Белмонте, Северная Каролина, чтобы облегчить процесс прядения пряжи.

Владелец бизнеса и обученный инженер спроектировал и оборудовал более 150 хлопчатобумажных фабрик, получил 60 патентов и первым разработал оборудование для контроля влажности и вентиляции. ²   Хотя он не изобретал кондиционер, в своем выступлении Крамер ссылается на свой новый «Автоматический регулятор, который представляет собой автоматическое управление системами увлажнения и отопления». ³ Но Крамер хотел более общий термин для технологии управления воздухом в помещении. Крамер открыл конференцию, заявив: «Я использовал термин «кондиционирование воздуха», чтобы включить увлажнение и очистку воздуха, а также отопление и вентиляцию». ⁴ Таким образом, слово «кондиционер» было использовано, а остальное уже история…