С инженерной точки зрения простейший аппарат с кастрюлей и феном позволяет прояснить энергетические особенности банных кондиционеров. Прежде всего, легко убедиться, что горячая вода в кастрюле охлаждается даже в том случае, если струя воздуха горячей, чем вода в кастрюле (аналогично тому, как мокрое лицо охлаждается в потоке горячего сухого воздуха от фена). Поэтому воду необходимо постоянно подогревать. Причём энергозатраты на подогрев воды в кастрюле (а фактически на испарение воды) намного превышают энергозатраты на подогрев воздуха. На рисунке 217 для наглядности приведена зависимость энергозатрат на нагрев воздуха на 40°С (характерное значение для фенов) - кривая А, а также на получение пара в количествах, необходимых для увлажнения воздуха до хо-мотермального уровня 0,05 кг/м3 (кривая В для влажного «банного пара») и сверххомотермального уровня 0,1 кг/м3 (кривая С для конденсирующегося на теле человека «банного пара»). Видно, что для увлажнения воздуха даже до хомотер-мального уровня, фен со стандартной мощностью, например, 1 кВт необходимо дополнить парогенератором мощностью 2,8 кВт. Для того, чтобы имитировать банный веник как опахало для парения (с характерным расходом воздуха 300 м3/час), необходим воздухонагреватель мощностью 4 кВт и парогенератор мощностью более 23 кВт.

Рис. 217. Простейший банный кондиционер: 1 - кастрюля (бак), 2 - горячая вода,

Рис. 217. Простейший банный кондиционер: 1 - кастрюля (бак), 2 - горячая вода, 3 - нагреватель воды (электрический, газовый, печной), 4 - фен, 5 - поток горячего влажного воздуха, 6 - крышка с отверстиями для подачи горячего воздуха из фена и вывода горячей паровоздушной смеси. Внизу - графики необходимой электрической мощности для нагрева воздуха на 40°С, например, с 20°С до 60°С (прямая А), для увлажнения горячего воздуха до абсолютной влажности 0,05 кг/м3 (прямая Б) и 0,10 кг/м3 (прямая С).

Большие энергозатраты на получение пара подсказывают необходимость применения теплоаккумулирующего принципа. Как и каменка, часами нагревающаяся до высоких температур, потом быстро отдаёт тепло за минуты для нагрева бани, так и бочка с водой, нагревающаяся часами до температуры кипения, затем может использоваться и для нагрева, и для увлажнения воздуха в бане. Так, кубометр воды, запасая 116 кВт-час тепла при нагреве от 0°С до 100°С, может выдать 23 кВт-час тепла на образование пара при охлаждении со 100°С до 80°С, то есть способен увлажнять в течение 1 часа поток горячего воздуха 300 м3/час (имитирующий банный веник) до абсолютной влажности 0,1 кг/м3.

Фактически ёмкость кипятка способна заменить раскалённую каменку, и этот способ не мог быть развит в древности лишь по причине трудностей нагрева больших количеств воды, особенно в зимний период. Другой сложностью является необходимость получения развитой поверхности горячей воды. Так, например, при расходе воздуха порядка

50 м3/час необходима поверхность воды с температурой 80-90°С не менее ОД м2.

Для полноты картины напомним, что обычно электрические воздухонагреватели (тепловые вентиляторы) обеспечивают нагрев воздуха на 20-40°С и только аппараты с керамическими электронагревателями позволяют поднимать температуру воздуха на 60-70°С (при температуре воздуха на входе до 70°С). Для оценки степени нагрева воздуха воздухонагревателем необходимо разделить паспортное значение мощности электронагрева на паспортное значение объёмной производительности вентилятора: полученное значение параметра, например, 13,5 Вт/м3/час соответствует подъёму температуры 40°С. В таблице 26 приведены для сведения характерные параметры тепловентиляторов двух различных фирм.

Страницы: 1 2 3 4 5 6