Сравнение методов обогрева школьных помещений

1. Сравнение методов обогрева школьных помещений Выполнили: Ученики 8Г класса ГБОУ СОШ №225 Колесникова Дарья Исмаилов Павел Руководитель: Темирбекова Ирина Генадьевна

2. План • План • Цель • Гипотеза • Теплоснабжение • Радиаторы • Электрические обогреватели • Закон Джоуля-Ленца • Источники

3. Цель Сравнить методы обогрева школьных помещений, выяснить плюсы и минусы используемых и доступных, определить наиболее эффективный метод обогрева и донести эту информацию до аудитории.

4. Гипотеза Существуют особые приборы или комплексы мероприятий позволяющие поддерживать достаточно высокую температуру воздуха в школьных помещениях, тратя минимум энергии, и имеющие высокий коэффициент полезного действия.

5. Теплоснабжение Теплоснабжение — система обеспечения теплом зданий и сооружений, предназначенная для обеспечения теплового комфорта для находящихся в них людей или для возможности выполнения технологических норм.

6. В нашей школе используется система теплоснабжения: • По месту выработки теплоты системы теплоснабжения - централизованная (источник производства тепловой энергии работает на теплоснабжение группы зданий и связан транспортными устройствами с приборами потребления тепла); • По роду теплоносителя в системе – водяная; • По способу подключения системы отопления к системе теплоснабжения - зависимая (теплоноситель, нагреваемый в теплогенераторе и транспортируемый по тепловым сетям, поступает непосредственно в теплопотребляющие приборы); • По способу присоединения системы горячего водоснабжения к системе теплоснабжения - открытая(вода на горячее водоснабжение забирается непосредственно из тепловой сети).

7. Радиатор Радиатор — конвективно-радиационный отопительный прибор, состоящий из отдельных, обычно колончатых элементов — секций — с внутренними каналами, внутри которых циркулирует теплоноситель (вода, масло).

8. Вообще все радиаторы отопления, независимо от их вида, используют для нагревания воздуха три элементарных механизма передачи тепла: Теплопроводность - это процесс переноса внутренней энергии от более нагретых частей тела к менее нагретым частям, осуществляемый хаотически движущимися частицами тела (атомами, молекулами, электронами и т. п.).(желтаястрелка) Конвекция - вид теплопередачи, при котором внутренняя энергия передается струями и потоками. (красная и синяя стрелки) Тепловое излучение — электромагнитное излучение, возникающее за счёт внутренней энергии тела. (зеленая стрелка)

9. Различают несколько видов радиаторов отопления: Биметаллические сталь (внутри, в контакте с теплоносителем) алюминий (снаружи, в контакте с воздухом) Алюминиевые цельные

10. Стальные секционные Стальные панельные Стальные трубчатые

11. Алюминиевые секционные Эти радиаторы состоят из нескольких нагревательных элементов, которые соединены между собой ниппелями. Кроме того, между секциями устанавливают специальные уплотнители.

12. Алюминиевые секционные

13. Чугунные секционные Они отливаются в специальной форме из песка, благодаря этому на поверхности металла образуется слой кремния, который уберегает от воздействия агрессивной среды и заметно продлевает срок эксплуатации. К тому же производство чугунных радиаторов менее затратное. Из-за невысокой цены чугунные радиаторы отопления более доступны для массового потребителя.

14. Чугунные секционные

15. Теплоотдача - перенос тепла с поверхности конструкции в окружающую среду. Номинальный тепловой поток- тепловой поток, определяемый при нормированных условиях: температурный напор 70°С, расход теплоносителя 0,1 кг/с при его движении в приборе по схеме «сверху вниз», атмосферное давление 1013,3 ГПа. Sira Atis 500 ЧМЗ-120-500

16. Электрический обогрев. Закон Джоуля-Ленца.

17. Электрические обогреватели. • Один из способов обогрева помещения - электрический обогреватель. Он удобен тем что работает только на электричестве и не требует дополнительных затрат ресурсов, например, как в водяном отоплении: воды и постройки специальных зданий - котельных, а также системы трубных коммуникаций. Электронагреватели просты в использовании, хотя и более опасны чем например водяные батареи, электронагреватель может перегреться, или может произойти короткое замыкание. С ними как и со всеми электроприборами нужна осторожность в использовании.

18. Принцип работы. • Принцип работы всех электрических обогревателей основан на том что все проводники электричества нагреваются, когда по ним проходит электрический ток. Это объясняется тем что свободные электроны в металле взаимодействуют с ионами и атомами вещества проводника и передают им свою энергию, внутренняя энергия проводника увеличивается, и он нагревается. В неподвижных металлических проводниках вся электрическая энергия идет на увеличение внутренней энергии проводника и его нагревание, затем он передаёт полученную энергию окружающей среде - так и работают электрические обогреватели.

19. Закон Джоуля-Ленца. • Существует закон, показывающий, какое количество теплоты выделит проводник, по которому проходит ток. Это закон открыли независимо друг от друга английский ученый Джеймс Джоуль в 1841 году и русский ученый Эмилий Христианович Ленц в 1842 году, в честь них закон был назван законом Джоуля-Ленца. Этот закон гласит: • Количество теплоты, выделяемое проводником с током, равно произведению квадрата силы тока, сопротивлению проводника и времени. • Или Q=I2Rt • Выше было сказано что вся электрическая энергия , то есть работа тока A, идет на увеличение внутренней энергии проводника, значит Q=A=UIt, и т.к. U=IR, то Q=I2Rt.

20. Из этой формулы видно, что количество теплоты Q прямо пропорционально сопротивлению проводника R, значит, так как R=pl:S, где p удельное сопротивление материала, а l и S длина и площадь поперечного сечения проводника, то лучше изготавливать нагревательный элемент, самую главную часть обогревателя, которая и отдает тепло воздуху, из металла с максимальным удельным сопротивлением. Такой металл должен не перегореть нагревшись до высокой температуры (металлы используемые в обогревателях могут выдерживать, не разрушаясь температуру до 1000-1200 °C).

21. Удельное сопротивление. Нихром • Лучше всего для этого подходит нихром - сплав никеля, хрома и марганца с удельным сопротивлением 1,1 ,что примерно в 70 раз больше удельного сопротивления меди. В нагревательном элементе обычно проводник в виде проволоки или ленты намотан на пластинку из жароустойчивого материала, например слюды, или керамики. Нагрев проводника, по которому идет ток, часто используется и в других приборах, например в утюгах, лампочках накаливания, электроплитах, кипятильниках, и т.п. Этот закон также показывает нам, куда девается электрическая энергия, ибо она не может просто так исчезнуть, как и любая другая энергия.

22. Преимущества. КПД. • Одно большое преимущество электрических обогревателей - высокий КПД(в нашем случае это отношение электрической энергии, о есть работы тока, к количеству теплоты потраченному на обогревание воздуха)почти всегда достигающий 99% так как почти вся электрическая энергия идет на нагрев проводника (нагревательного элемента). У электрического обогревателя есть и другие преимущества по сравнению с другими способами обогревания помещений. Это единственный вид отопления не загрязняющий окружающую среду. В котельных для обогрева воды сжигается топливо, и продукты его распада загрязняют окружающую среду. Также такой обогреватель не шумит, не сжигает кислород.

23. Современные электрические обогреватели экономичны, мобильны, обладают большой мощностью и способны обогревать большие помещения. Электрический обогреватель затрачивает меньше ресурсов на свое производство и работу, чем многие другие способы обогрева помещений, как например водяное отопление, или вентиляция. • Однако обычно электрические обогреватели используются в качестве альтернативы водяному отоплению, когда холода наступают раньше обычного срока, а отопление пока не работает, например, осенью, или в случае резких похолоданий в другие времена года. Если бы люди полностью положились на городское отопление, то просто замерзли бы во время неожиданных заморозков. Также электрические обогреватели могут использоваться в дачных и деревенских домах, за неимением там водяного отопления и вместо печей и каминов.

24. Ифнормация взята из: • http://www.argo-montage.ru/radiator/ • http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A0%D0%B0%D0%B4%D0%B8%D0%B0%D1%82%D0%BE%D1%80_%D0%BE%D1%82%D0%BE%D0%BF%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D1%8F • http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D0%B5%D0%BF%D0%BB%D0%BE%D1%81%D0%BD%D0%B0%D0%B1%D0%B6%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5 • http://dic.academic.ru/dic.nsf/stroitel/10316 • http://cherad.ru/radiat/rekom-1.php • http://teplovodservice.ru/radiatory/alyuminievye/alyuminievyj_radiator_sira_atis_500_10_sekcij1/ • http://www.teplovsem.ru/catalog/criteries/cat54/228_3459/ • http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D0%B5%D1%80%D0%BC%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%BE%D0%B5_%D1%81%D0%BE%D0%BF%D1%80%D0%BE%D1%82%D0%B8%D0%B2%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5 • http://santatrade.ru/catalog/radiatoriron.html • http://www.haz.ru/statija/boiler9.shtml • http://www.tds-sever.ru/radiator_chugun_sekc.html • http://sprut.msk.ru/ustanovka-radiatorov-otopleniya/tseny-na-ustanovku-otopitelnyh-priborov/ • http://10kw.ru/index.php?productID=1373 • http://www.alterplast.ru/catalog/radiatory_a500s/ • http://www.teplostyle.ru/sira-nik-500/ • http://diango.ru/shop/radiators_aluminum/ • http://www.goods-direct.ru/household-appliances/cast-iron-radiators.html

25. Спасибо за внимание!