Нагревание воздуха и воздухонагреватели
Под нагреванием воздуха понимают процесс сообщения ему ощутимого тепла, который сопровождается повышением его температуры. На рис.6 изображена принципиальная схема воздухонагревателя (ВН). В судовых установках кондиционирования воздуха применяют паровые, водяные, электрические воздухонагреватели. Как правило, они трубчатые, оребренные. По трубкам проходит пар или горячая вода, воздух омывает трубки снаружи. При использовании для нагрева воздуха электрической энергии нихромовую спираль размещают внутри стальной, латунной или алюминиевой трубки, а пространство между спиралью и трубкой заполняют жаростойкими электроизоляционными материалами с высокой теплопроводностью (кварцевый песок, плавленая окись магния и др.)
Рисунок 6- Трубчатый оребренный воздухонагреватель: 1 - выход греющей среды; 2 - вход греющей среды; 3 - корпус; 4 и 6 - сетки; 5 - пакеты оребренных трубок
Процессу чистого нагревания при d=const на диаграмме d-I (рис.7) соответствует линия процесса АБ. В процессе нагревания возрастают температура и энтальпия воздуха, уменьшается относительная влажность.
Рисунок 7 - Процессы тепловлажностной обработки на диаграмме d-I
Паровые и водяные ВН обычно используются в неавтономных, центральных, групповых и местных кондиционерах, а также в каютных доводочных воздухораспределителях.
Электрические ВН, применяемые в судовых автономных кондиционерах, реже в местных и групповых и каютных доводочных воздухораспределителях, набирают из прямых или петлеобразных трубчатых электронагревательных элементов (ТЭНов). На морских транспортных, пассажирских и других судах целесообразно устанавливать паровые и водяные ВН. Применение электрических ВН экономически не оправдано, поэтому их используют, когда это диктуется специальными условиями (тип ГЭУ, условия плавания и др.).
Нагревательный элемент (рис. 8) состоит из металлической (сталь, латунь, медь или алюминий) трубки 2, внутри которой находится спираль1 из нихромовой или фехралевой проволоки диаметром 0,2—1,6 мм. В качестве наполнителя 3 используют периклаз (плавленую окись магния в порошке), электрокорунд (окись алюминия) или чистый кварцевый песок.
Рисунок 8 – Устройство ТЭН:
1 – спираль; 2 – трубка; 3 – наполнитель; 4 – контактный стержень; 5 - изолятор
Эти наполнители обладают высокими теплопроводностью, жаростойкостью и хорошими электроизоляционными свойствами. Кварцевый песок в качестве наполнителя имеет ограниченное применение, так как при температурах выше 400…450°С электросопротивление песка резко снижается. Концы спирали приварены к стальным или никелевым контактным стержням 4. В торцах ТЭН между трубкой и контактными стержнями установлены керамические изоляторы. Наружный диаметр ТЭН, применяемых в судовых воздухонагревателях, колеблется в пределах 7—19 мм при толщине стенки 1 —1,5 мм. Электронагреватели мощностью до 1 кВт имеют круглую форму, а свыше 1 кВт — прямоугольную. Они выпускаются как переменного тока (220, 380 В), так и постоянного (175, 220 и 320 В).
