Теплообмен в УЗВ

• Теплообмен – самопроизвольный необратимый процесс переноса теплоты в пространстве, обусловленный неоднородным полем температуры. В общем случае перенос теплоты может также вызываться неоднородностью полей других физически величин, например разностью концентраций (диффузионный термоэффект). Различают 3 вида теплообмена: теплопроводность, конвекция и лучистый теплообмен (на практике теплообмен обычно осуществляется всеми 3 видами сразу). Теплообмен определяет или сопровождает многие процессы в природе (например, ход эволюции звёзд и планет, метеорологические процессы на поверхности Земли и т. д.), в технике и в быту. Во многих случаях, например при исследовании процессов сушки, испарительного охлаждения, диффузии, теплообмен рассматривается совместно с массообменом. Теплообмен между двумя теплоносителями через разделяющую их твёрдую стенку или через поверхность раздела между ними называется теплопередачей.      
• Теплопередача - самопроизвольный необратимый процесс переноса энергии от более нагретых тел или участков тела к менее нагретым.

Теплообмен в УЗВ

В системах УЗВ теплообмен играет  важную роль в биосистемах разного уровня. В небольших системах жизнеобеспечения, например в небольших аквариумах домашнего типа ключевой фактор производительность энергосберегающей установки не влияет особенно на карман потребителя если говорить о нагреве за счет нагревательных элементов, поставил обогреватель и никаких проблем. Современные обогреватели снабжены датчиком температуры, который можно установить на заданную величину, при этом на текущем уровне развития цивилизации такие обогреватели стоят буквально копейки. В отличии от средних и больших проектов УЗВ теплообмен по степени рентабельности играет чуть ли не ключевую роль. Нагреть «акулятник» на три тысячи литров задача более чем простая, даже при поддержании температурного режима плюс минус 0,5 градуса. Другое дело охладить три тысячи литров воды в техническом помещении скажем до 6 градусов Цельсия плюс минус один градус.

     Рассмотрим маленькие системы аквариумного типа, нагрев (или охлаждение в зависимости от температурной константы помещения)  воды происходит в основном от взаимодействия с воздухом, стекло является не плохим теплопередающим  материалом, если конечно стенки аквариума не двойные, работающий элемент насосов, помп, ламп освещения, да и непосредственный контакт воды с воздухом нагревают систему, даже если аквариум с холодноводными гидробионтами зачастую охладители намного производительнее чем потребности небольшого аквариума. В таких системах эстетическое восприятие биосистемы намного важнее, чем, если рассматривать УЗВ промышленного объема в которых каждый градус воды достигается за счет вложения в производственные средства не одну тысячу условных единиц.   

     В отличии от домашних аквариумов в промышленных системах теплообмен является важной составляющей в общей сметы рентабельности проекта направленного на конечную цель. В условиях промышленного содержания или воспроизведение гидробионтов борьба идет за каждый отмотанный киловатт на счетчике.

     Рассмотрим пример производственного цеха в котором среднегодовая температура 18 градусов Цельсия, емкости представляют из себя бетонную кладку  выложенную на фундаменте цеха, почти идеальные условия при которых вложения в производственные чиллеры будет минимальной. Теплопередачу в таких условиях считаем лишь только от поверхности воды контактирующем с воздухом, и системы трубопроводов плюс незначительный нагрев от перекачивающих помп и других элементов УЗВ в которых принцип действия основан на электрическом токе. В такой идеальной системе поддержание скажем 10 градусов Цельсия не представляется особой сложностью, достаточно средний охладитель за весьма не высокие вложения запросто справиться с поставленной задачей. Но не все так просто позвольте заметить, идеальность встречается крайне редко (при проектировании этот фактор нужно учитывать в составе ключевых)  а зачастую мы сталкиваемся с колебаниями температуры в помещении, в основном играет роль фактор сезонности, зимой холодно летом жарко, и это важный фактор в выборе расположения УЗВ. Теперь рассмотрим пример когда УЗВ расположена в помещении температура в котором колеблется от +16 до +25, емкости выполнены из пластмассы или стекла, в таких условиях затраты на производственный охладитель резко возрастают, увеличивается его мощность а как следствие среднесуточный расход электроэнергии и т.д. При проектировании цеха и выборе охладителя следует учитывать вышеизложенные параметры системы. Прием при котором можно существенно сэкономить затраты заключается в изоляции теплопередающих конструктивных элементов УЗВ. Теплоизоляция непосредственно емкостей, трубопроводов и других конструктивных элементов. Понижении суточной температуры воздуха непосредственно в помещении где расположена УЗВ. А также действиями направленными на сохранении тепла в производственном цехе за счет исключения поступления тепла или холода в цех (ограничение доступа персонала или расположение необходимых средств труда непосредственно в цехе УЗВ).  В небольших помещениях с резкими колебаниями среднесуточной температуры существенное сокращение затрат на охладитель можно достичь за счет установки  кондиционирования воздуха.