Современная "Русская баня" с электрической печкой. Теория и практика

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Попробуем еще раз прояснить ситуацию по сравнению 2-х способов прогрева парной: воздухом и паром.
1. Греем паром.
У нас есть 2-х литровый чайник мощностью 1 кВт.
За час этот чайник затратит тепловой энергии 1кВт*час, что равно 3600 кВт*сек = 3600 кДж.
Из них на нагрев 2-х литров воды от 20*С до 100*С мы затратили тепловой энергии:
А = 2кг * 4,2кДж/кг*К * 80К = 670кДж.
Оставшаяся тепловая энергия будет затрачена на испарение воды.
Посчитаем количество этой воды:
dА = 3600 - 670 = 2930 кДж
Теплота фазового перехода воды равна: Q = 2260 кДж/кг
Отсюда получим массу испаренной воды:
М = 2930 / 2260 = 1,3 кг.
Таким образом за один час мы получили 1,3 кг теплоносителя в виде пара с его энтальпией в этом состоянии.

2. Греем воздухом, то есть пропускаем воздух через конвектор, ну или же через тепловентилятор (это тот же мини-конвектор, но с принудительной конвекцией).
Тут провести такие же точные расчеты нам не удастся, так нам неизвестна выбранная конструкция конвектора, но мы знаем только его мощность Р = 1 кВт.
За час такой конвектор пропустит через себя не менее 200-300 кубов воздуха и нагреет его от 20*С до примерно 100-150*С.
Энтальпия сухого воздуха при 100-150*С много меньше энтальпии пара при 100*С, но зато у нас на два порядка больше массы такого теплоносителя.
И поскольку в обеих случаях мощности теплогенераторов равны, то и перенесенная энергия от теплогенератора окружающим конструкциям также будет равна.

Но при прогреве паром у нас не все 2 литра воды испарилось из чайника, в нем осталось 0,7 литра кипятка, энергия которого не пошла на прогрев парной.
Далее, при конденсации пара на поверхностях парной они начнут прогреваться, и, допустим прогреются до 60*С. А это означает, что конденсация паров воды будет происходить при 60*С, а не при 20*С исходной Тводы. То есть образующийся конденсат будет иметь температуру 60*С и бесполезно стекать в канализацию (улетучиваться в буратино), увеличивая потери процесса прогрева парной. При этом при прогреве воздухом вся тепловая энергия, подведенная к конвектору, затрачивается на прогрев парной без потерь.

 

Кстати, вот что еще по этому поводу подумалось, если математически решать задачу бесперспективно, а для присутствующего на форуме творческого коллектива это скорее всего так, то можно же поставить эксперимент, а лучше серию экспериментов. Задача то несложная выяснить в каком случае будет затрачено меньше энергии (кВт/ч в случае эл. печи, кол-во дров в случае дровяной) при испарении в ТА печи воды или без испарения при подготовке парной. Давайте набросаем примерную методику да проведем в течении пары месяцев (что бы не напряжно по времени было) эксперименты и затем опубликуем у кого что получилось. И я так подозреваю для разных печей и парных совсем не одинаковые результаты могут быть, даже при одной и той же методике проведения эксперимента.

 

Я всегда готов Поддерживаю.

Только у меня нет дровяной печи.
А по электрическим - без проблем.

 

Тогда предлагаю методику:
Каждый определяет температуры готовности для своей парной, Т1 температура поверхностей, Т2 температура ТА печи, стараемся каждый раз стартовать от одной начальной температуры Т0, погоде конечно не прикажешь, но хотя бы в помещении нужно выставлять одинаковую температуру, в перемерзаемых банях необходимо предварительно воспользоваться электрическим тепловентилятором. Количество испаряемой воды наверное можно не регламентировать, каждый в эксперименте с прогревом влажным воздухом льет сколько считает нужным, но записывает сколько израсходовано, тем более что и в конце прогрева сухим воздухом все равно тоже некоторое количество нужно испарять для создания одинаковой влажности Н1. Результатом эксперимента должно быть показание израсходованной энергии (кВт/ч в случае эл. печи, кол-во дров в случае дровяной, у кого что тот то и указывает) по достижению в парной всех определенных заранее параметров, температур Т1, Т2 и влажности Н1. Желательно провести хотя бы по 2 эксперимента в каждом режиме прогрева, а лучше больше. Комментируйте, откорректируем методику.

 

Да, это так, но в ваших банях существуют только эти агенты. Других природа не дает. И нужно их использовать комплексно. Выкидываете один - и теряете эффективность.

 

Вообще говоря, представлять себе печь таким образом можно, но я рассматривал не печь, а парную целиком. Речь шла о нагреве парной сухим/влажным воздухом, и я заметил, что выделяемое в замкнутом объёме генератором (печкой) некоторое количество тепла, независимо от теплоносителя и протекающих внутри этого объема процессов, так или иначе, будет потрачено на нагрев ограждающей конструкции. Поэтому декларируемая позднее способность некоторых участников треда аналитически описать эти процессы с помощью метода Монте-Карло не нарушит базисных законов сохранения. То есть я предлагал на этих процессах не зацикливаться и ограничиться конечным результатом. Парная нагреется.
Но, в огороде бузина, а в Киеве дядька. Кто-то под эффективностью имеет в виду скорость нагрева, кто-то - количество затрачиваемой энергии, а для кого-то на первом месте субъективные ощущения - появление конденсата в процессе "запаривания", и т. д. К этому добавляется целая куча формальных и неформальных условий: теплоемкость огр. конструкции, хар-р вентиляции, и т. д.
Вы не приняли мой предшествующий пост, а зря. Потому что для скорости нагрева помещения, о чем изначально по своему опыту говорил @Thermos, а перед этим @Sache, энтальпия теплоносителя, которая включает теплоту парообразования - ключевой параметр. Да, конденсация, да, Буратино, но холодная парная выходит на режим быстрее. При этом может быть затрачено бОльшее количество энергии, и для кого-то это существенно. По три рубля, но вчера. По пять рублей, но большие. (с) А если принять во внимание ещё и субъективные предпочтения: кому-то нравится сухой режим, кому-то влажный, то что здесь является критерием предлагаемого эксперимента? Может быть, принять, что оба режима имеют право на существование, в зависимости от конкретных условий и предъявляемых требований, и этим ограничиться.
_
Извините, что никак не дойду до ответов на Ваши вопросы. Сегодня обязательно отвечу, ещё раз извините.

 

@Funny Child, Может школа другая, но в теплотехнике очень редко используется энтальпия. Для теплотехники больший интерес представляет производная. Монте-Карло в практике вообще не применяется. Вы экономист?

 

@Funny Child, я уже пытался обратить внимание на разницу (при разной влажности/температуре); общепринятые параметры из таблиц,(показанных ранее) здесь никто не обращает внимания, а некоторые сразу отправляют по («как им кажется») "простому"пути,типа:

Ключевые слова «речь должна идти про», и только!
А Ваше:

...вообще не рассматривается !- («конвекция това-ищи ,и только кон-век-ци-я!)
Логические выводы типа:

...- ерунда!
А Ваш вывод:

.."закидывается",в 'тепловую пушку' 3кВт..,потому что (удивительно правда?) воспринимается как "опозиционный " (в этой теме)

 

Если что считать пар с жп хорошим паром - очень сложно.

 

Уважаемый Tremos, подскажите вы сейчас рассуждаете, что бы просто поговорить, обсудить так сказать различные физические величины и возможно их физический смысл или цель рассуждений это поиск решения некой конкретной задачи?

 

Эти выводы о скорости прогрева парной на собственном опыте могли быть обусловлены тем, что для дровяных печей, которые мы в этой теме не рассматриваем, прогрев перегретым паром имеет только то преимущество, что при таком процессе прогрева парной КПД самой печи заметно выше, по причине более эффективного теплоотбора и поэтому более низкой температуры отходящих дымовых газов. А это означает, что если эта же дровяная печь будет прогревать парную только конвекцией воздуха, то при тех же затратах по дровам (расходу энергии) полезная мощность печи будет меньше, а потому и дольше будет прогрев.

Но, еще раз отмечу, мы здесь рассматриваем только электрические печи и подводимую к ним электрическую мощность. А как известно КПД любого процесса нагрева электричеством равняется 100%, поскольку полезной работой является полученное тепло.
Поэтому, никак не может существенно большая энтальпия 100гр. пара по сравнению с энтальпией прогретого воздуха ускорить процесс прогрева, если мощность теплогенератора в обеих случаях равна.

Да я не спорю, что энергоемкость процесса теплопереноса паром значительно выше энергоемкости теплопереноса воздухом. Но на результат это никак не влияет!
Представьте себе, что вам нужно переместить 100 кирпичей, допустим, на 20 метров. И у Вас есть выбор - перетаскивать вручную по 5 кирпичей, или же перевезти на телеге сразу все 100.
Если 20 человек возьмут по 5 кирпичей, то за одну ходку все кирпичи будут перетащены, также и на телеге все 100 кирпичей за одну поездку будут перемещены. Затраты времени будут одинаковы, несмотря на разную кирпичеемкость процесса перемещения 5 против 100.
Также и при прогреве парной c разными тепло-переносчиками.
Либо 1,3 кг пара, либо ~200-300 кг сухого воздуха, но при этом суммарная энергоемкость каждого процесса одинакова, несмотря на разную энтальпию/теплосодержание на каждый кг теплоносителя.

Это еще никем еще на реальных измерениях не доказано, и этот эффект может проявляться только с дровяными печами. О чем я выше и написал.

А вот здесь тогда мы не имеем право сравнивать. Это не корректно, если затрачено бОльшее количество энергии для ускорения прогрева.
В этом случае возьмите тогда и бОльшей мощности конвектор, ну или несколько их, чтобы еще быстрее прогреть парную воздухом, чем паром. И что тогда? Я могу сказать, что прогреваю парную воздухом быстрее, чем кто-то паром?

Спору нет, полностью согласен.
Кому что нравится больше, тот свой режим со своими хотелками и выберет.

А для себя лично и своих близких я давно уже (21 год назад) выбрал третий режим прогрева парной - а именно, непосредственный прогрев электричеством ограждающих конструкций парной. То есть распределенные под керамической облицовкой электрические зональные нагреватели с управлением температурой в каждой зоне нагрева - то бишь "Баня Маслова". То есть сама парная является печью, а мы внутри этой печи, современного аналога Горнила большой русской сводчатой печи. Ведь основная и главная для нас задача, это греть правильно - комфортно физиологически и экологично человека в бане, а не парную.
Но это и самый дорогой в реализации режим.

 

Я выбираю один и самый эффективный "агент". Если нужно могу в любое время добавить и любой другой в необходимом количестве.

 

Уважаемый @Bandar-log, простите, но у меня нет абсолютно никакого желания подсказывать/объяснять/разъяснять (лично Вам) что-либо (особенно по части моих рассуждений)
Если не понятно о чём я говорю - "забейте", и забудьте,..можете меня в "игнор" поставить! Тем более, учитывая что не я к вам "доколупался",а вы "влезли" в мой диалог с ТС (..может Виктор попросил, помочь ему разобраться с «вопросом»?)
Вы успокойтесь, попробуйте не замечать меня, и сразу станет "светлей " в этой теме!

 

@Маслов Виктор, а я не так. Использую всю совокупность имеющихся в банном хозяйстве агентов. Потому как, греть одним, хоть и самым эффективным, не то, что греть сразу тремя.

 

Мда, вроде ранее нормально изъяснились, а тут почти гоп-стоп терминология пошла, сразу бы свой уровень ведения дискуссии в общественном пространстве показывали мне бы и в голову не пришло что то обсуждать.