I. Įvadas
Kaip svarbūs komponentai pramoninio šildymo srityje, kasetiniai šildytuvai yra plačiai naudojami pagal du pagrindinius scenarijus: oro šildymą ir skysčio šildymą. Dėl oro ir skysčio fizinių savybių skirtumų šių dviejų naudojimo scenarijų kasetinių šildytuvų pasirinkimo standartai labai skiriasi. Šiame straipsnyje bus sistemingai analizuojami kasetinių šildytuvų medžiagų pasirinkimo, konstrukcinio dizaino, galios tankio, paviršiaus apdorojimo, saugos apsaugos ir kitų aspektų skirtumai, kai šildomas oras ir skysčiai, pateikiant informaciją inžinieriams ir techniniams darbuotojams.
II. Vidutinių nuosavybės skirtumų įtaka atrankai
1. Šilumos laidumo skirtumas
Oro šilumos laidumas yra apie 0,026 W/(m·K), o vandens – apie 0,6W/(m·K), tai yra 23 kartus didesnis nei oro. Šis didžiulis skirtumas tiesiogiai veikia temperatūros pasiskirstymą ir šilumos išsklaidymo efektyvumą šildytuvo paviršiuje. Kaitinant skysčius, terpė gali greitai nunešti šilumą, o kaitinant orą šilumos perdavimas yra lėtas, o tai lengvai lemia pernelyg aukštą šildytuvo paviršiaus temperatūrą.
2. Savitosios šiluminės talpos skirtumas
Vandens savitoji šiluminė talpa yra 4,18kJ/(kg·K), o oro – apie 1,005kJ/(kg·K). Tai reiškia, kad tos pačios masės terpės šildymui reikia daugiau nei 4 kartus didesnio vandens šilumos nei oro. Ši charakteristika turi įtakos šildytuvo galios parinkimui ir šildymo laiko skaičiavimui.
3. Konvekcijai būdingas skirtumas
Natūralus skysčių konvekcijos intensyvumas yra daug didesnis nei oro, o skirtumas yra akivaizdesnis priverstinės konvekcijos sąlygomis. Dėl to šilumos perdavimo koeficientas šildytuvo paviršiuje paprastai būna 1–2 eilėmis didesnis kaitinant skysčius nei kaitinant orą, o tai tiesiogiai veikia šildytuvo paviršiaus apkrovą.
III. Medžiagos pasirinkimo skirtumai
1. Vamzdžio medžiagos pasirinkimas
Skysčio šildymo vamzdžiai:
Atsparumas korozijai yra prioritetas; dažniausiai naudojamos medžiagos yra 316 l nerūdijantis plienas, titanas, nikelio lydiniai ir kt.
Itin aukšti reikalavimai suvirinimo kokybei, kad terpė nepatektų į vamzdelį.
Naudojant gryną vandenį, reikia atsižvelgti į mažai jonų atpalaiduojančias medžiagas.
Oro šildymo vamzdžiai:
Daugiau dėmesio skiriama aukštai{0}}temperatūrai; dažniausiai naudojamos medžiagos yra 304 nerūdijantis plienas, 310S nerūdijantis plienas arba Incoloy 800.
Aukšti medžiagų atsparumo oksidacijai reikalavimai.
Dengimas arba specialūs lydiniai reikalingi specialiose aplinkose (pvz., aplinkoje, kurioje yra korozinių dujų{0}}).
2. Izoliacinės medžiagos
Skysčio šildymo vamzdžiai:
Magnio oksido milteliai reikalauja didelio grynumo ir mažo chlorido jonų kiekio ().
Reikia atsižvelgti į galimo terpės įsiskverbimo poveikį.
Oro šildymo vamzdžiai:
Priimtinas santykinai didesnis priemaišų kiekis.
Daugiau dėmesio skiriama izoliacijos eksploatacinių savybių stabilumui aukštoje temperatūroje.
3. Sandarinimo medžiagos
Skysčio šildymo vamzdžiai:
Reikia naudoti aukštai -temperatūrai ir vidutinei-korozijai atsparias sandarinimo medžiagas.
Dažniausiai naudojamos medžiagos yra PTFE, speciali guma ir kt.
Oro šildymo vamzdžiai:
Sandarinimo reikalavimai yra santykinai mažesni.
Visų pirma atsižvelkite į temperatūros laipsnį.
IV. Struktūrinio projektavimo skirtumai
1. Paviršiaus apkrovos dizainas
Skysčio šildymo vamzdžiai:
Paprastai turi didesnę paviršiaus apkrovą (10-50 W/cm²).
Siekiant pagerinti šilumos perdavimo efektyvumą, gali būti suprojektuoti mažesni vamzdžių skersmenys.
Oro šildymo vamzdžiai:
Turi mažesnę paviršiaus apkrovą (1-10 W/cm²).
Dažnai reikia padidinti vamzdžio skersmenį arba šilumos išsklaidymo plotą.
2. Vamzdžio skersmens pasirinkimas
Skysčio šildymo vamzdžiai:
Dažniausiai naudojami maži vamzdžių skersmenys, tokie kaip Φ6,5 mm ir Φ8 mm.
Per dideli vamzdžių skersmenys sumažins šilumos perdavimo efektyvumą.
Oro šildymo vamzdžiai:
Dažniausiai naudojami didesni vamzdžių skersmenys, pvz., Φ10 mm, Φ12 mm ar net didesni.
Dideli vamzdžių skersmenys padeda sumažinti paviršiaus temperatūrą.
3. Lenkimas ir forma
Skysčio šildymo vamzdžiai:
Sudėtingos formos gali būti sukurtos siekiant padidinti šilumos perdavimo plotą.
Įprastos U-formos, flanšo-tipo ir kitos konstrukcijos.
Oro šildymo vamzdžiai:
Dažniausiai pasirenkami tiesūs vamzdžiai arba paprasti lenkimai.
Dažnai naudojamas su šilumos kriauklėmis.
4. Švino vielos dizainas
Skysčio šildymo vamzdžiai:
Švino laidams reikia specialaus sandarinimo.
Reikia atsižvelgti į vidutinės korozijos poveikį.
Oro šildymo vamzdžiai:
Švino vielos apsaugos reikalavimai yra gana paprasti.
Pirmiausia atsižvelkite į temperatūros poveikį.
V. Galios tankio ir temperatūros kontrolė
1. Galios tankis
Skysčio šildymo vamzdžiai:
Gali turėti didesnį galios tankį (20-60W/cm).
Terpė gali greitai nunešti šilumą.
Oro šildymo vamzdžiai:
Turi mažesnį galios tankį (5-20W/cm).
Reikia vengti vietinio perkaitimo.
2. Temperatūros kontrolė
Skysčio šildymo vamzdžiai:
Mažesni temperatūros svyravimai.
Aukšti temperatūros reguliavimo tikslumo reikalavimai.
Oro šildymo vamzdžiai:
Didelis temperatūros gradientas.
Reikia atsižvelgti į šiluminės inercijos poveikį.
3. Apsauga nuo sauso šildymo
Skysčio šildymo vamzdžiai:
Turi būti įrengti apsaugos nuo sauso šildymo įtaisai.
Galima naudoti temperatūros saugiklius, termoporas ir kt.
Oro šildymo vamzdžiai:
Apsauga nuo sauso šildymo nėra privaloma.
Iš esmės apsaugokite nuo per{0}}temperatūros.
VI. Paviršiaus apdorojimas ir apsauga
1. Paviršiaus apdorojimas
Skysčio šildymo vamzdžiai:
Elektropoliravimas, siekiant sumažinti mastelio susidarymą.
Specialios dangos apsaugai nuo korozijos.
Oro šildymo vamzdžiai:
Aukštos{0}}temperatūrinės oksidacijos apdorojimas.
Norint pagerinti spinduliavimą, galima atlikti juodinimo gydymą.
2. Apsauga nuo apnašų ir korozijos
Skysčio šildymo vamzdžiai:
Apsaugos schemas reikia parinkti pagal vidutines charakteristikas.
Kieto vandens aplinkoje reikalinga apsauga nuo mastelio{0}}dizaino.
Oro šildymo vamzdžiai:
Daugiausia apsvarstykite apsaugą nuo oksidacijos.
Ypatingoje aplinkoje reikalingas anti-sierinimas ir anti-chlorinimas.
VII. Montavimo ir priežiūros skirtumai
1. Montavimo būdai
Skysčio šildymo vamzdžiai:
Turi būti visiškai panardintas į terpę.
Montavimo kryptis turi įtakos šilumos perdavimo efektyvumui.
Oro šildymo vamzdžiai:
Būtina gera ventiliacija.
Montavimo padėtis turi įtakos temperatūros pasiskirstymui.
2. Techninės priežiūros reikalavimai
Skysčio šildymo vamzdžiai:
Reikia reguliariai tikrinti nuosėdų susidarymo ir korozijos sąlygas.
Sandarinimo efektyvumą reikia atidžiai stebėti.
Oro šildymo vamzdžiai:
Daugiausia patikrinkite oksidacijos laipsnį.
Svarbiau stebėti elektros izoliacijos charakteristikas.
VIII. Atrankos procesų palyginimas
Pagrindiniai skysčio šildymo vamzdžio pasirinkimo punktai:
Nustatyti terpės savybes (sudėtis, pH vertė, srauto greitis ir kt.).
Apskaičiuokite reikiamą šilumos apkrovą.
Pasirinkite korozijai{0}}atsparias medžiagas.
Nustatykite tinkamą paviršiaus apkrovą.
Suprojektuota apsauga nuo sauso šildymo.
Pasirinkite sandarinimo būdą.
Pagrindiniai oro šildymo vamzdžio pasirinkimo punktai:
Nustatykite oro parametrus (debitą, temperatūrą, drėgmę ir kt.).
Apskaičiuokite šilumos apkrovos reikalavimus.
Pasirinkite aukštai{0}}temperatūrai atsparias medžiagas.
Suprojektuokite pagrįstą paviršiaus apkrovą.
Apsvarstykite šilumos išsklaidymo didinimo priemones.
Nustatykite temperatūros reguliavimo schemą.
IX. Išvada
Kasetinių šildytuvų, skirtų oro šildymui ir skysčiui šildyti, parinkimo standartai sistemingai skiriasi, kurie daugiausia atsiranda dėl fizinių terpės savybių skirtumų. Renkantis skysčių šildymo vamzdžius daugiau dėmesio skiriama atsparumui korozijai ir apsaugai nuo sauso kaitinimo, o renkantis oro šildymo vamzdžius daugiau dėmesio skiriama aukštos-temperatūros veikimui ir šilumos išsklaidymo dizainui. Inžinerinėje praktikoje reikia parinkti tinkamą kasetinio šildytuvo modelį pagal konkrečius panaudojimo scenarijus, visapusiškai įvertinus terpės charakteristikas, darbo aplinką, temperatūros reikalavimus ir kitus veiksnius, kad būtų užtikrintas saugus, efektyvus ir stabilus šildymo sistemos darbas.
