batareya 1

Департамент Образования
города Москвы
ГБПОУ
колледж градостроительства,
транспорта и технологий № 41,
Центр дополнительного образования
и творческого развития детей и
подростков "Дар"
ТЕХНИЧЕСКИЙ ПРОЕКТ
«МОЙ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНЫЙ ДОМ.
ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПО РАЦИОНАЛИЗАЦИИ
ЭЛЕМЕНТОВ СИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯ.»
Автор проекта:
Миронова
Анастасия
Алексеевна,16лет,
10 класс
Руководитель проекта:
Зубрилин Никита Юрьевич педагог дополнительного
образования Центра "ДАР"
Основной вопрос проблемы
ярко и доходчиво отражает
Эпиграф:
•
Если кто-то делает,
именно так, уже давно, это ещё не означает,
что сделано правильно …
Цель: снижение материалоёмкости и повышение
эффективности тепловыделяющих элементов систем
отопления
Традиционная ошибка или …
ошибочная традиция ...
Сравнение проходных сечений проточных каналов
Применение метода
экспресс-эскизирования
Оценка площади походного сечения с
приемлемой степенью достоверности
(по количеству клеточек)
Закономерности процесса
• Один из основных принципов динамики сред
– наименьшее сопротивление траектории
тока.
• Один из основных принципов
термодинамики – теплоперенос и
тепловыделение на радиаторе
определяется величиной массового расхода
теплоносителя (в пределах характеристик
теплопроводности системы отопления).
Рациональная схема циркуляции
теплоносителя
Кран Маевского
удаление воздуха из системы
Корпус
крана
воздух
Микрометрический винт
Перекрываемый канал
удаления воздуха
Основные идеи исследовательского проекта
Односторонняя схема подключения батарей
отопления используемая строителями в настоящее
время в большинстве случаев нерациональна.
Площадь сечения подводящей и отводящей труб
(труба полдюймовая – внутренний диаметр 12.7
мм) составляет величину
1.267 квадратных
сантиметра, площадь проходного сечения одной
секции радиатора составляет величину около 18
квадратных сантиметров.
Это означает, что циркуляция теплоносителя при
односторонней схеме подключения идёт только
через одну секцию, а в остальных секциях
образуется застойная зона.
Условия тепловыделения при использовании
односторонней схемы подключения неравномерны
и основная часть радиатора работает неэффективно.
MAX
MIN
Массовый расход
теплоносителя
по длине батареи
(циркуляция)
НЕПРАВИЛЬНО
ЗОНА НЕЭФФЕКТИВНОГО
ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
ПРАВИЛЬНО
CONST
Массовый расход
теплоносителя
по длине батареи
(циркуляция)
Схема расположения термометрических датчиков
Задачи исследования
• Используя термометрические датчики
оценить динамику процесса тепломассообмена в количественном
выражении с использованием
инструментальных средств измерения
Вариант №1: одностороннее
подключение, подвод
теплоносителя сверху
(против конвекционного тока)
Вариант №2: одностороннее
подключение, подвод
теплоносителя снизу
(по конвекционному току)
Вариант №3: двухстороннее
подключение, подвод
теплоносителя сверху
(против конвекционного тока)
Вариант №4: двухстороннее
подключение, подвод
теплоносителя снизу
(по конвекционному току)
Вариант №5: диагональное
подключение, подвод
теплоносителя сверху
(против конвекционного тока)
Вариант №6: диагональное
подключение, подвод
теплоносителя снизу
(по конвекционному току)
Исследуемые
варианты
подключения
батарей
радиаторов
систем
отопления
Экспериментальная установка для
исследований динамики тепломассообмена в батареях радиаторов
систем отопления
трубопроводы
краны
Батарея радиаторов
нагреватель
насос
Расширительный бачок
Расхожие доводы, о незначительности влияния схемы
подключения, относятся к стабилизированному
тепловому режиму температуры теплоносителя и
температуры воздуха в обогреваемом помещении;
- в условиях интенсивного теплосъёма влияние схемы
подключения на эффективность тепловыделения может
являться, если не определяющим, то весьма
значительным;
- в условиях использования автоматизированных систем
управления отоплением от режима работы предприятия
или учреждения, с учётом фактора меняющихся погодных
условий, когда определяющим фактором эффективности
тепловыделения являются переходные процессы, влияние
схемы подключения будет ощущаться сильнее других
факторов.
•
В рамках, имеющихся у нас возможностей, мы поставили
эксперимент: в период отопительного сезона, перекрыв кран,
остудили батарею до комнатной температуры, затем открыв кран,
наблюдали процесс нагревания батареи до стабилизации
температурного режима.
.
В процессе эксперимента использовались термопары и
многоканальные регистраторы цифровой лаборатории «Архимед»
на базе носимых ПК «NOVA5000». Схема размещения термопар
приведена на фото.
.
Эксперимент показал, что при односторонней схеме
подключения, подвод теплоносителя осуществляется сверху,
преодолевая конвективный напор. Стабилизация теплового
состояния батареи, в пределах разницы температур 1…2 градуса,
происходила спустя 2.5…3.0 часа, а в пределах точности измерений
значительно позже.
Для набора доказательной базы данных было решено
создать экспериментальную установку, содержащую
нагревательный элемент, насос, расширительный бачок, краны,
батарею радиаторов, термопары, многоканальный регистратор,
для сравнительного анализа эффективности возможных вариантов
подключения радиаторов и выбора оптимальной схемы
Перспективы проекта
Следует отметить, что затраты на материалы
и трудозатраты одинаковы для односторонней
схемы подключения и для диагональной схемы
подключения, а эффективность тепловыделения
при диагональной схеме подключения возрастёт
в несколько раз!!!
• ОШИБОЧНЫЕ решения реализуются уже
очень давно и в массовых масштабах!
Нужно и можно начинать
РАЦИОНАЛИЗАЦИЮ уже сегодня!
• Разрешение этой проблемы – это не
научные и инженерные исследования,
а исключительно принятие
управленческих решений!!!!