Гидрострелка для отопления зачем она нужна: Что такое гидрострелкаМастер водовед

Что такое гидрострелкаМастер водовед

05 октября 2013г.

Нередко, на страницах интернет-ресурсов, можно встретить очень сжатое, написанное только техническими терминами, описание гидрострелки. Мы в этой статье постараемся раскрыть, что такое гидрострелка и зачем она нужна.

Гидрострелка — применяется для гидравлического разделения потоков. Таким образом, гидравлический разделитель это некий канал между контурами, который позволяет сделать динамически независимые контуры для передачи движения от теплоносителя. Чаще в интернете используют официальное название: гидрострелка — гидравлический разделитель.

Зачем нужна гидрострелка в системе отопления

В системе отопления, гидрострелка — это связующее звено между двумя отдельными контурами по передаче тепла и она полностью нейтрализует динамическое влияние между контурами. У нее есть два назначения:

• первое — она исключает гидродинамическое влияние, при отключении и включении некоторых контуров в системе отопления, на весь гидродинамический баланс. Например, при использовании радиаторного отопления, теплых полов и нагрева бойлера, имеет смысл разделять каждый поток на отдельный контур, для исключения влияния друг на друга.(смотрите)
• второе — при небольшом расходе теплоносителя — она должна получить большой расход для второго, искусственно созданного контура. Например, при использовании котла с расходом 40 л/мин, система отопления получается по расходу больше в 2-3 раза (расходует 120 л/мин). В таком случае целесообразно первый контур установить контуром котла и систему развязки отопления установить вторым контуром. Вообще, разгонять котел больше чем предусматривается производителем котла экономически нецелесообразно, в таком случае увеличивается и гидравлическое сопротивление, оно либо не дает необходимый расход, либо увеличивает нагрузку движения жидкости, это приводит к повышенному энергопотребления насоса.

По какому принципу работает гидрострелка

Циркуляция теплоносителя в первом контуре создается при помощи первого насоса. Вторым насосом создается циркуляция через гидрострелку во втором контуре. Таким образом теплоноситель перемешивается в гидрострелке. Если расход в обоих контурах у нас одинаковый, то теплоноситель беспрепятственно проникает из контура в контур, создавая как бы единый, общий контур. В таком случае не создается вертикального движения в гидрострелке или это движение приближено к нулю. Если расход во втором контуре больше чем в первом, то в гидрострелке происходит движение теплоносителя снизу вверх и при увеличенном расходе в первом контуре — сверху вниз.

Рассчитывая и настраивая гидрострелку, нужно добиться минимального вертикального движения. Экономический расчет показывает, что это движение не должно превышать 0.1 м/с.

Зачем снижать вертикальную скорость в гидрострелке? 

Гидрострелка служит и как отстойник мусора в системе, при малых вертикальных скоростях мусор постепенно оседает в гидрострелке, выводясь из системы отопления.

Создание естественной конвекции теплоносителя в гидрострелке, таким образом холодный теплоноситель уходит вниз, а горячий устремляется вверх. Таким образом создается необходимый температурный напор. При использовании теплого пола, можно в второстепенном контуре получить пониженную температуру теплоносителя, а для бойлера более высокую, обеспечив быстрый нагрев воды.

Уменьшение гидравлического сопротивления в гидрострелке,

Выделение из теплоносителя микроскопических пузырьков воздуха, тем самым выводя его из системы отопления через автовоздушник.

Как узнать, что нужна гидрострелка

Как правило, гидрострелку ставят в домах, площадь которых более 200 кв.м., в тех домах где сложная система отопления. Там где используется распределение теплоносителя на несколько контуров. Такие контура желательно делать независимыми от других в общей системе отопления. Гидрострелка позволяет создать идеально стабильную систему отопления и распространять тепло по дому в нужных пропорциях. При использовании такой системы распределение тепла по контурам становится точным и отклонения от настроенных параметров исключены.

Преимущества использования гидрострелок.

Защита чугунных теплообменников исключая тепловой удар. В обычной системе, без использования гидрострелки, создается резкое повышение температуры, при отключении некоторых веток и последующий приход уже холодного теплоносителя. Гидравлическая стрелка дает постоянный расход котла, уменьшая разницу температур между подачей и обраткой.

Повышается долговечность и надежность котельного оборудования за счет стабильной работы без перепадов температуры.

Отсутствие разбалансированности и создание гидравлической устойчивости системы отопления. Именно гидрострелка позволяет увеличить дополнительный расход теплоносителя, что очень трудно добиться установкой дополнительных насосов.

Принцип работы гидравлической стрелки видео 

Зачем нужна гидрострелка? Назначение и принцип работы.

Оборудование котельной – это отдельная обширная тема, которую мы уже как-то затрагивали. Один из элементов котельной, который постоянно на слуху – это гидравлический разделитель. Затронем в этой статье принцип работы гидростелки, для чего она нужна и ее основное назначение.

Нужна ли Вам гидрострелка?

В погоне за дополнительной выгодой многие продавцы, менеджеры и даже производственники готовы рассказывать все, что угодно, если это поможет продать товар. Вот и появляются различные чудо шланги, невероятно надежные котлы и так далее.

Но настоящий простор для деятельности аферистов – это товары, про которые потребитель знает мало. Слышал что-то о его пользе, но не знает, в чем она заключается.

Один из таких приборов, овеянный массой легенд и слухов – это гидрострелка. Устройство нужное, но для совершенно определенной задачи, все остальное – маркетинг и профанация.

Устройство гидрострелки

Это просто небольшая труба с сечением в виде круга или прямоугольника, в которой есть четыре патрубка, через которые идет тепло к потребителю в одну сторону и обратка в котел в другую.

Назначение гидрострелки – это разделение контур котла и контура потребителя.

Расположить гидроразделитель можно как вертикально, так и в горизонтальной плоскости, все зависит от особенностей помещения. Чаще всего ставят вертикально, так как в этом положении проще установить сверху воздухоотводчик, а внизу – кран для удаления ненужных веществ.

Принцип работы гидрострелки таков, что она не может работать независимо, нужен комплекс. Вся система включает в себя такие компоненты:

• Сама гидрострелка
• Главный коллектор
• Насосные группы (одни прямая и две смесительные)
• Обвязка
• Контроллер управления

Принцип работы гидрострелки

Производители и ушлые маркетологи заявляют о трех возможных режимах работы гидрострелки. В то время, как эксперты утверждают, что способ использовать данное устройство есть только один.

Когда котел дает больше энергии, чем нужно всей теплосистеме потребителя, в таком случае излишки тепла возвращаются по стрелке в сам котел.

Это защищает наш котел от обратки, которая при пониженных тепловых значениях может нанести ущерб всей системе и дает дополнительный нагрев.

Главный принцип работы гидрострелки – не манипуляции с перераспределением тепла между основной подачей и обраткой, а обеспечение возможности работы насосов всех контуров системы отопления.

Поясним: если один мощный насос дает повышенное давление на один из контуров, то второй насос, более слабый по своим характеристикам, перестает выполнять свою задачу и не забирает ровным счетом ничего, из-за чего возникают перебои, перепады температурные и другие неприятности.

Гидравлический разделитель создает область нулевого сопротивления. Благодаря чему удается распределить нагрузку по всем контурам и насосам равномерно, и таких проблем не будет никогда. Равномерность позволяет также повысить устойчивость и надежность всей системы в целом, так как ни один из участков больше не подвергается критическим нагрузкам.

Альтернативные режимы работы гидрострелки

Несмотря на то, что правильным принципом работы гидрострелки является только способ, описанный выше, нужно учитывать, что существует техническая возможность использовать и альтернативу.

Одна из них – это когда котел работает уравновешенно, отдает тепла столько же, сколько идет на обратку. Но это условие подобно сферическому коню в вакууме, так как полная тождественность значений Q1(контур котла) и Q2 (контур потребителя) достигается крайне редко и на очень небольшие сроки. Так что всерьез строить работу на этом режиме нельзя.

Второй режим работы гидрострелки несет в себе угрозу и его следует всячески избегать.

Он строится на том, что котел отдает тепла меньше, чем требуется потребителю, и в этом случае часть тепла из обратки по гидроразделителю уходит обратно в контур потребления, что не идет на пользу ни системе, ни потребителям.

Минусы очевидны – обратка в котел идет с пониженными температурными значениями, то есть котел фактически остужается при получении обратного теплоносителя, что запрещено по всем стандартам, ГОСТам и даже здравому смыслу, так как итоговая мощность, отдаваемая в контур потребления, становится меньше и желаемый результат не достигается.

Дополнительные возможности и мифы

Есть мнение, что конструкция гидрострелки позволяет также выполнять такие задачи:

• Защита котла от теплового удара
• Увеличение долговечности системы отопления
• Повышает коэффициент полезного действия (КПД) котла

Однако независимые специалисты утверждают, что это только сказки для увеличения продаж.

При этом дополнительные опции все-таки есть, это дополнительная защита от грязи, воздухоотведение, защита котла от обратки с пониженной температурой.

Но эти функции можно обеспечить гораздо более дешевыми устройствами.

 

Когда и при каких условиях нужно ставить гидрострелку?

Граница необходимости включения в систему отопления, в котельную такого устройства, как гидрострелка, рассматривается индивидуально и зависит от ряда условий – мощности насосов, их взаимодействия, общая мощность системы, наличие дополнительных котлов, использующихся в связке в основным.ф

Профессиональные инженеры рекомендуют включать гидрострелку в систему отопления тогда, когда количество котлов больше одного и количество насосов больше трех. В противном случае необходимости в ней нет. Повредить она не повредит, но и пользы от усложнения всей конструкции не будет.

Таким образом данное устройство подходит только для большой разветвленной системы, например, в многоквартирных домах или крупных дачах с большим количеством пристроек, в противном случае. Особенно когда насоса всего один или два, это является просто пустой тратой денег и нерациональным использованием средств.

Читайте так же:

Гидрострелка – когда нужно устанавливать гидроразделитель

Гидравлический разделитель чаще называют — гидрострелка. Он настолько прост, что с его применением не должно возникнуть никаких вопросов. Ответить, — зачем нужно такое устройство, — можно просто взглянув на него.

Гидрострелка представляет из себя не длинную трубу относительно большого диаметра, с отводами меньшего диаметра, она похожа на вытянутый бочонок.

Очевидно, гидроразделитель нужен для выравнивания давления во всех подключенных к нему трубопроводах. Действительно, если подключить к этому куску толстой трубы трубопроводы подачи и обратки, то давление в них сразу выровняется, ведь само гидравлическое сопротивление устройства не значительное, специалисты называют его «нулевым».

Но какая в этом практическая польза? В каких случаях нам понадобится выравнивать давление между подачей и обраткой?

Рассмотрим подробней, как применяется гидрострелка, и что нужно учесть в системе отопления, чтобы решить вопрос о необходимости применении. Но прежде нужно понять и другое – откуда вокруг такого простого устройства столько толкований и рекомендаций по его установке? А ноги растут из у.е., т.е. из $.

Откуда берутся сложности

Сама гидрострелка хоть и проста на вид, но не столь дешева. Не в гаражном, а в фирменном исполнении — 250$. А ее применение еще влечет и ее обвязку (фитинги, сливы, краны), что под 100$. А с установкой все это вместе уже целых 400 $. Действительно не дешевый получается кусок трубы в фирменном исполнении.

Но этого мало. Если простую систему, под соусом «установка полезнейшей гидрострелки», преобразовать в сложную, и напичкать автоматикой (примерно как на схеме ниже), т.е. вынести из под насоса котла 3 контура (бойлер, радиаторы, теплые полы) и обеспечить каждый своей насосной группой и подключить это все к фирменному коллектору с этим устройством, и установить контроллер автоматики, то все это вместе может потянуть на целых 2500$. Вот мы и добрались до золотого дна «установщиков радиаторов».

И за что же нужно выкинуть такую сумму? Оказывается, что не за что, так как в подавляющем большинстве случаев гидрострелка в системе отопления не нужна, и никакой особой роли не играет. Необходима она лишь в действительно сложных системах отопления, с множеством контуров отходящих от основной магистрали, обеспеченных собственными насосами.

Чтобы каждый контур не сильно влиял на соседний, параллельный ему, необходимо подровнять давление между магистралями подачи и обратки. Вот тогда и применяют гидростерлку и все необходимые для ее работы аксессуары.

Подробней, зачем нужен гидравлический разделитель и какая его роль рассмотрим на схемах.

Особенности применения гидрострелки

Рассмотрим схему отопления с несколькими насосами и с двумя котлами.

От подачи (красным) ответвляются контур радиаторов, контур теплых полов, контур водяного бойлера (теплоноситель отопления греет воду для бытовых нужд), может быть еще контур для отопления других удаленных помещений – этажей, оранжереи, гаража, сауны, другого дома…

Теперь видно, что насосы на этих контурах нужны разные. Длины этих контуров и их сопротивление разное…. Если включается мощный насос в одном контуре, то он изменит давление на границах параллельного контура, хотим мы этого или не хотим. Он может уменьшить количество проходящего теплоносителя по соседнему контуру, остановить там движение или вообще опрокинуть струю. Из этого положение нужно как то выходить, что и указано на следующей схеме.

Теперь подача и обратка соединены возле котла гидрострелкой. А это значит, что давление в них выровнялось, и влияние насосов в контурах на соседние контуры сошло на нет. Мы получили стабильную систему.

Понятно, что через гидрострелку между подачей и обраткой начнет циркулировать жидкость. Движется она от подачи на обратку, т.е. котел частично замыкается сам на себя. Не вредно ли это? А не может ли теплоноситель поменять направление движения в другую сторону?

Как работает система отопления с гидравлическим разделителем

Режим работы системы отопления с гидрострелкой, когда жидкость не движется между подачей и обраткой через гидрострелку в принципе невозможен. Это из разряда фантастики, так как не бывает абсолютно одинаковых давлений в контурах подачи и обратки.

Режим, когда жидкость движется из обратки в подачу, в принципе, возможен, если почему-то подобран слишком слабомощный котел, или насос контура котла, или если этот насос вышел из строя.

Тогда жидкость под воздействием насосов дополнительных контуров может циркулировать из обратки в подачу через гидрострелку. Это аварийный режим, он будет хорошо заметен по горячему котлу и холодным потребителям и должен быть устранен. Котел с таким режимом будет работать на максимуме температуры, а теплоноситель в контурах будет прохладным.

При этом разница температур между подачей и обраткой на котле будет весьма большой, во всяком случае, больше чем рекомендуют производители – «не более 20 градусов». Этот режим вредный для котла, он будет образовывать конденсат на камере сгорания или даже может привести к поломке теплообменника.

Режим, когда жидкость частично циркулирует через гидрострелку от подачи на обратку является нормальным (небольшое превышение расхода в контуре котла над сумой расходов потребителей).

При этом разница температур между подачей и обраткой на котле уменьшается, что нормально для его работы, и даже полезно во время запуска холодной системы. Важно лишь, чтобы этот нисходящий поток через гидравлический разделитель не оказался бы слишком большим, что возможно при абсолютно неграмотном монтаже системы или при поломке в контурах. Котел, работающий сам на себя, будет останавливаться слишком часто, что тоже нехорошо.

«Особенные свойства»

Гидрострелке приписывают «чудесные» свойства в виде:
— «повышение КПД котла»;
— «оптимизация работы насосов с повышением их долговечности»;
— «очистка системы от мусора»;
— «увеличение моторесурса всей системы»;
— «нормализация работы гидравлического оборудования»;
— «температурная оптимизация коллекторов, при интегральном подключении забора с улучшением всех связующих составляющих системы и встроенных контуров, для оптимального прогрева органики инфракрасным облучением»;
— «снятие порчи с жильцов», — и пр.
Все это являются или рекламной выдумкой, не имеющей ничего общего с реальностью, или тиражированием в свободной интерпретации ранее выдуманной нелепости. Следование некоторым утверждениям может нанести вред системе. Гидравлический разделитель нужен лишь для выравнивания давлений между подачей и обраткой в сложных системах.

Нужно ли устанавливать

Скорее всего, необходимости в установке гидрострелки нет. Ведь система не настолько сложная, чтобы один контур «забивал» другой?

Если есть обычный набор – котел, радиаторы, бойлер, — то разделитель не нужен . Если даже радиаторный контур обеспечен своим отдельным насосом то, когда периодически включается насос бойлера, радиаторный насос отключается автоматикой (приоритет бойлера) и конфликта этих насосов не происходит. А конфликт всего двух насосов (разница давлений и расходов), — полы и радиаторы — легко устраняется и без гидрострелки.

Как правило, подравнивать давление нужно если параллельно подключен более чем один котел (резервный не учитывается), или в системе имеются 4 и более насосов. Т.е. контуров много – 1 этаж, 2-й этаж, 3-й этаж, беседка, зимний сад, мастерская, сауна…., то с такой сложной системой придется раскошелится и на гидрострелку и связанное с ней оборудование.

В других случаях надобность в гидравлическом разделителе отсутствует. А подогрев обратки с целью оптимизации работы котла (разница не больше 20 градусов), особенно во время разогрева холодной системы, может выполнить и маленький байпас с краником между подачей и обраткой для возможности регулировки вручную, что составит «копейки» по сравнению с нагромождением не нужной гидрострелки….

зачем она нужна, какие бывают, как сделать своими руками (видео)

У разветвленной системы отопления с несколькими контурами при всей ее многозадачности есть один серьезный недостаток: она не способна стабильно распределять тепло по контурам и быстро подстраиваться под изменение параметров их работ. В результате этого очень часто происходит разбалансировка системы. Решить проблему может только одно устройство – гидрострелка отопления. Чем она так полезна и зачем нужна? Дабы прояснить все важные моменты, далее поближе познакомимся с прибором: что он собой представляет, как работает, какими бывают его виды, в каких ситуациях рекомендуется его использование. А после этого благодаря мини-инструкции и видео узнаем, как сделать гидрострелку своими руками.

Что такое гидрострелка

Гидрострелка представляет собой простой гидравлический буфер в виде трубки с несколькими патрубками. Изготавливается преимущество из термоустойчивой стали. Гидроразделитель включает в себя следующие обязательные конструктивные компоненты:

• боковые патрубки для подачи;
• боковые патрубки для обратки;
• воздухоотводчик – в верхнем торце;
• слив – в нижнем торце.

Через патрубки подачи гидрострелка соединяется с подающими трубами системы, а через патрубки обратки – к обратному трубопроводу. С помощью воздухоотводчика устраняется лишний воздух, который регулярно накапливается в верхней зоне гидроразделителя в процессе работы отопительной системы. Воздухоотводчик может быть как автоматическим, так и механическим – в виде крана Маевского. А слив необходим, чтобы систематически выводить грязевые отложения, накапливающиеся на дне устройства. Внутри устройства нет каких-либо тэнов или змеевиков – труба полая.

Схема работы гидрострелки

Как работает гидрострелка

Основная суть работы гидрострелки сводится к тому, чтобы разделять потоки теплоносителя по разным контурам отопительной системы. Устройство может функционировать по трем схемам.

• Схема №1: Теплоноситель напрямую перемещается из нагревательного котла в отопительную систему, затем насосы разгоняют его по контурам, и он через гидрострелку попадает назад в котел. В таком случае наблюдаются одинаковые расходы теплоносителя через котел и через отопительную систему.
• Схема № 2: Теплоноситель через гидрострелку перемещается из обратной линии в линию подачи. Данная схема имеет место в том случае, если используется котел невысокой мощности с протоками маленького диаметра. Она предполагает, что расход через отопительную систему будет больше, нежели через нагревательный котел.

Важно! При второй схеме котел работает на пределе возможностей, что негативно влияет и на его срок службы, и на качество циркуляции теплоносителя, поэтому данный вариант работы системы абсолютно не допускается.

• Схема №3: Теплоноситель в небольшом объеме перемещается через гидрострелку из линии подачи в обратную линию. Обратка поступает в котел нагретой, что повышает его КПД. Эта схема предполагает, что расход тепла через котел выше, чем через отопительную систему.

Наиболее правильным и эффективным вариантом работы гидрострелки считается схема №3.

Зачем нужна гидрострелка

Основная задача этого устройства – стабилизировать работу отопительной системы сразу с несколькими контурами. Если в доме больше одного этажа и на каждом есть батареи и теплые полы, а вода нагревается от бойлера, можно с полной уверенностью говорить о повышенном расходе теплоносителя. В такой мощной системе не избежать высокого динамического давления и проблем с прокачкой теплоносителя, а это чревато разбалансировкой оборудования. Дабы избежать проблем, важно разделить непосредственно отопительную систему и нагревательный котел, а также нейтрализовать динамическое влияние контуров друг на друга – здесь вам и придет на подмогу специальная гидрострелка.

Гидрострелка из нержавейки

Итак, без гидроразделителя не обойтись в следующих ситуациях:

1. Один котел настенного типа обслуживает разветвленную систему с повышенными показателями расхода теплоносителя.
2. Два котла настенного типа обслуживают такую же разветвленную комбинированную систему.
3. Мощную систему обслуживают сразу два котла: настенного и напольного типа.

Кроме прочего, нельзя не упомянуть преимущества гидрострелки:

• исключение взаимовлияния разнофункциональных контуров системы отопления;
• выравнивание гидродинамического баланса системы;
• возможность без негативных последствий подключать к системе дополнительные отопительные компоненты;

Как выбрать гидрострелку

Чтобы грамотно подобрать гидрострелку, следует разобраться в ее видах и основных функциональных параметрах отопительной системы, для которой она покупается.

Гидроразделители классифицируют по нескольким показателям:

• по типу сечения – круглые и квадратные;
• по количеству патрубков подачи и обратки – устройства с четырьмя, шестью или восемью входами/выходами;
• по объему;
• по способам подачи и отвода теплоносителя;
• по расположению патрубков – с размещением по одной оси или с чередованием.

Совет. Специалисты рекомендуют покупать гидрострелки с манометрами – благодаря им вы сможете следить за давлением в отопительной системе.

Прежде чем отправляться в магазин, следует рассчитать два важнейших параметра работа вашей системы отопления:

• мощность – сумма тепловой мощности абсолютно всех контуров;
• объем теплоносителя, прокачиваемого через систему.

Имея на руках эти данные, сравнивайте их с рабочими параметрами оцениваемых гидрострелок – всю техническую информацию о разделительных устройствах можно найти в прилагающихся паспортах.

Гидрострелка своими руками

Как сделать гидрострелку

Если вы не хотите тратиться на гидрострелку, можете попытаться сделать ее своими руками. Здесь главное – правильно выполнить ряд расчетов и иметь навыки газовой или электросварки.

Сначала определите оптимальные размеры трубы-гидроразделителя:

• внутренний диаметр: разделите сумму всех мощностей нагревательных котлов в кВт на температурную разницу подачи и обратки, извлеките из полученного параметра квадратный корень, а затем умножьте последнее значение на 49;
• высота: умножьте внутренний диаметр на шесть.
• промежутки между патрубками: умножьте внутренний диаметр на два.

На основе вычисленных параметров составьте чертеж будущей гидрострелки. Затем подготовьте стальную трубку круглого или квадратного сечения, отвечающую рассчитанным значениям, и вварите в нее необходимое количество патрубков с резьбовыми соединениями.

Совет. Не рекомендуется делать гидрострелку из полипропилена – полимеры могут не выдержать повышенных температур подачи от нагревательного котла, что повлечет их быстрый выход из строя.

Как видим, если в доме сложная система отопления, обслуживающая большие площади, без гидрострелки не обойтись. Благо, даже несмотря на сложный принцип работы и массу задач, это устройство довольно простое в конструктивном плане, поэтому его реально сделать своими руками. Так что у вас всегда есть выбор: или покупать гидрострелку или довериться собственным навыкам.

Когда необходимо применять гидрострелку: видео

Гидрострелка: фото

Гидрострелка для отопления. Нужно ли устанавливать?

Гидравлический разделитель (гидрострелка) — необходимость или навязанное излишество?

Чаще всего гидрострелка – это именно излишество, попадающее в систему обвязки котельной по причинам, не связанным с необходимостью ее применения. Иными словами, в большинстве случаев, с точки зрения гидравлики котельной, гидрострелка не нужна.

Тем не менее ее применяют очень часто. От чего это происходит? Основных причин две:

А) монтажник малоквалифицирован и слепо копирует схему котельной, по образцу, найденному в интернете. А схем с гидрострелкой в сети можно найти в достаточном количестве, гораздо большем, чем схем без применения этого устройства.

Б) монтажник преследует свой экономический интерес и навязывает дорогостоящее оборудование, увеличивая свой доход за счет заказчика, который не может сам разобраться в том, что ему надо, а без чего можно обойтись.

Широкому применению схем с гидравлическим разделением способствует и распространение ложных сведений о массе положительных свойств гидрострелки. На самом деле, гидрострелка это очень простое устройство и назначение у нее только одно – уравнять разницу в давлении между подающим и обратным коллекторами в многонасосной системе. Большая часть сведений, которую можно найти о применении гидравлического разделителя – это бравурно поданная ошибочная информация, распространяемая малоподготовленными, заинтересованными ораторами. Именно благодаря мифам, окружающим гидрострелку, она широко представлена в наших бытовых котельных, обеспечивающих работу всего двух, трех контуров с двумя, тремя насосами.

Необходимость применения гидравлического разделения возникает, когда в системе есть много насосов, много разнонагруженных контуров. Когда перепад давление между подающим и обратным коллекторами начинает превышать производительность самого малопроизводительного контура. Но такое бывает далеко не всегда.

Как определить, в первом приближении, нужна вам, как заказчику и пользователю, гидрострелка или нет? Есть очень простой критерий – у вас в котельной два и более котлов, работающих одновременно (резервный котел не считается) и количество контуров не менее четырех. Для такого состава котельной гидрострелка уже может понадобится.

Если у вас один котел и три, четыре контура… без гидрострелки вы замечательно обойдетесь.

Более подробно о работе и назначении гидрострелки вы можете посмотреть здесь:

гидроразделитель в системе, для чего нужна, что это такое и зачем, гидравлический распределитель, устройство стрелки, как рассчитать

Содержание:

Гидрострелка – это несложное устройство, влияющее на балансировку отопительной системы и повышающее ее надежность. Существует несколько видов гидрострелок, причем некоторые из них могут иметь совсем другие названия, отображающие функциональное назначение конкретного устройства. В данной статье будет рассмотрена гидрострелка для отопления, ее назначение и особенности.

Назначение гидрострелки — для чего она нужна

Гидрострелка в отопительных системах выполняет следующие функции:

1. Одной из главных функций гидроразделителя является гидродинамическая балансировка в отопительном контуре. Рассматриваемое устройство врезается в систему как дополнительный элемент и обеспечивает защиту чугунного теплообменника, расположенного в котле, от теплового удара. Именно поэтому гидроразделители обязательны к установке при использовании котлов с теплообменниками из чугуна. Кроме того, гидрострелка обеспечивает защиту отопления от повреждений при спонтанном отключении одного из ее элементов (например, ГВС или теплых полов).
2. При обустройстве многоконтурного отопления гидроразделитель попросту необходим. Все дело в том, что контуры при работе могут конфликтовать и мешать друг другу – а установленный разделитель предотвратит их сопряжение, за счет чего система сможет нормально функционировать.
3. Если отопительная система была спроектирована правильно, то гидрострелку можно использовать в качестве отстойника, удерживающего в себе различные твердые механические примеси, содержащиеся в теплоносителе.
4. Находящийся в системе отопления гидроразделитель позволяет удалять из контура воздух, избавляя от необходимости использования других способов стравливания воздуха и предотвращая окисление внутренних поверхностей элементов отопительной системы.

Знание того, для чего нужна гидрострелка в системе отопления, позволит правильно подобрать и установить подобное устройство.

Принцип работы гидроразделителя

Первым делом нужно понять, что такое гидрострелка в системе отопления как отдельный элемент. Конструктивно гидрострелка представляет собой полое устройство в виде трубы с квадратным сечением профиля (прочитайте: «Принцип работы и устройство гидрострелки отопления, назначение»). Простота конструкции говорит о том, что и принцип работы такого устройства достаточно прост. Благодаря гидрострелке в первую очередь выделяется и выводится из системы воздух, для чего используется автоматический воздухоотвод.

Отопительная система делится на два контура – большой и малый. Малый круг включает в себя саму гидрострелку и котел, а в большом круге к этим элементам добавляется еще и потребитель. Когда котел выдает оптимальное количество тепла, полностью расходуемое на отопление, то теплоноситель в гидрострелке перемещается лишь в горизонтальной плоскости. При нарушении баланса тепла и его расхода теплоноситель остается в пределах малого контура, и температура перед котлом растет.

Все эти действия приводят к автоматическому отключению системы, но теплоноситель при этом продолжает спокойно двигаться в малом контуре – и так ровно до тех пор, пока его температура не снизится до необходимого значения. По достижении заданной отметки котел возобновляет работу в штатном режиме. Все это дает ответ на вопрос о том, зачем нужна гидрострелка для отопления – она обеспечивает независимую работу всех контуров.

Гидравлический разделитель может использоваться и в сочетании с твердотопливными котлами. Принцип работы отопления с гидрострелкой сохраняется, но само устройство подключается к входу и выходу из отопительного оборудования – такая конструкция дает возможность тонкой настройки температуры в системе.

Выбор гидравлического распределителя для системы отопления

Зная, что такое гидравлический разделитель в системе отопления, можно приступать к выбору подходящего устройства. При выборе гидрострелки нужно учитывать всего один показатель – стрелочный диаметр, т.е. диаметры патрубков, которые можно подводить к устройству. Для максимальной эффективности выбирать устройство нужно таким образом, чтобы поток теплоносителя в отопительном контуре не ограничивался, а вот в самой гидрострелке и патрубках он должен двигаться с минимальной скоростью (рекомендуемое значение составляет около 0,2 м/сек.).

Перед тем, как рассчитать гидрострелку системы отопления, нужно узнать следующие показатели:

• D – диаметр гидрострелки, мм;
• d – диаметры подводящих патрубков, мм;
• G – предельное значение скорости тока жидкости по гидрострелке;
• w – предельная скорость тока воды по поперечному сечению гидрострелки;
• c – теплоемкость теплоносителя;
• P – максимальная мощность котла, кВт;
• t2-t1 – разница температур теплоносителя на подаче и обратке (стандартное значение составляет около 10 градусов).

Для расчета зависимости диаметра гидроразделителя от предельного значения напора системы необходимо взять значение диаметра подводящего патрубка и умножить его на 3, или же используется формула, в которой число 18,8 умножается на квадратный корень максимальной скорости движения жидкости, деленной на предельную скорость тока жидкости по поперечному сечению устройства.

Перед тем, как рассчитать гидрострелку для отопления, стоит также узнать о зависимости ее диаметра от мощности котла. Формула имеет такой же вид, но квадратный корень в данном случае извлекается из мощности котла, деленной на произведение скорости движения жидкости вдоль поперечного сечения разделителя, умноженной на разницу температур.

Достоинства гидрострелок

Гидравлические разделители, используемые в отопительных системах, имеют ряд достоинств, которые делают установку данных устройств оправданной:

• Возможность избежать проблем при подборе размеров циркуляционного насоса, устанавливаемого во вторичном контуре и отопительном оборудовании;
• Устранение конфликтов, возникающих между котловым контуром и отопительными;
• Равномерное распределение потоков теплоносителя между отопительным оборудованием и потребителями;
• Обеспечение наиболее благоприятной работы всех элементов отопления;
• Возможность врезки в систему расширительного бака и автоматического воздухоотводчика;
• Возможность беспрепятственного подключения к системе дополнительных элементов.

Кроме того, используемая при устройстве отопления стрелка позволяет существенно сэкономить на энергоресурсах: расход газа снижается примерно на четверть, а электричества – почти в два раза.

Заключение

Гидравлический распределитель для отопления – это очень полезное приспособление, позволяющее оптимизировать работу отопительной системы. Благодаря своим качествам рассматриваемые устройства позволяют добиться наиболее эффективного распределения тепла в отопительной системы при минимальных начальных затратах и существенной экономии в дальнейшем.

для чего нужна в системе отопления? Ответ на WINTERM.UA / Советы по выбору / Винтерм

Что такое гидрострелка

Сперва разберёмся, что такое гидрострелка и для чего она нужна. 

Гидрострелка, как следует из её названия, используется для гидравлического разделения потоков в контурах отопления. Она обеспечивает канал между контурами, что делает их динамически независимыми. Проще говоря, она балансирует работу системы с несколькими контурами. Это позволяет не только создавать сложные системы отопления, но включать и отключать их без негативных последствий для работы в целом. В системе где установлена гидрострелка любое изменение расхода теплоносителя каждого из контуров в отдельности не влияет на контур котла. Это оборудование относится к системам быстрого монтажа, то есть поставляется в виде сборного узла готового к установке.

Когда нужна гидрострелка?

• Если в системе предполагается использовать несколько циркуляционных насосов.
• Если система предполагает работу нескольких котлов в каскаде.
• Если система предполагает использование основного и вспомогательного котла (имеется в виду не только резервное использование «вместо», но ).
• Если в гибридной системе отопления есть несколько источников тепла в виде котла, солнечных коллекторов, тепловых насосов.
• Если система отопления служит для обеспечения теплом нескольких потребителей.
• Многие производители требуют установки гидрострелки для котлов мощностью 35-40 кВт и выше.

Под эти пункты попадает достаточно большое количество современных систем отопления для коттеджей и коммерческой недвижимости, в меньшей мере это относится к квартирам.

Помимо этого гидрострелка может выполнять функции:

• Удаления воздуха из отопительного контура.
• Удаление шлама из отопительного контура.
• Защита теплообменника котла от перегрева.

В качестве опции, на них можно устанавливать магнитный фильтр для воды, термометры, краны.

Зачем нужна гидрострелка?

И всё-же периодически нашим специалистам задают вопрос, а можно ли её не использовать. Обойтись без гидрострелки, сэкономив на оборудовании. Мы ответим на этот вопрос перечнем негативных факторов, возникающих в системах без гидрострелки.

Могут возникать перегрузки для циркуляционных насосов из-за явления «передавливания», возникающего из-за взаимного влияния насосов в системе. Это грозит их преждевременным выходом из строя.

Из-за разности температур может происходить коррозия теплообменника котла. Она возникает из-за конденсата, ведь в обратную линию будет идти слишком холодная вода (разница 20 В режиме минимальной мощности котла.

Нужна ли гидрострелка для конденсационного котла?

Поскольку конденсационные котлы предназначены для работы в низкотемпературном режиме, а их теплообменники устойчивы к коррозии, то для простой системы с одним бытовым котлом малой мощности — нет. Впрочем, это не отменяет того факта, что если ваша система попадает под перечень систем где

Нужна ли гидрострелка для напольного котла?

Если речь идёт о твердотопливном котле, особенно о котле с чугунным теплообменником — обязательно. Это сохранит в целостности теплообменник, исключив риск его повреждения от попадания холодной воды. В противном случае от теплового удара теплообменник пойдёт трещинами. На вопрос «нужна-ли гидрострелка для твердотопливного котла» — ответ «Да».

Если речь идёт о газовом котле, то тоже нужна. Поскольку напольные газовые котлы, как правило, относятся к котлам высокой мощности (более 50 кВт).

Нужна ли гидрострелка для настенного котла?

Если это одно или двухконтурный котёл, единственный в системе с радиаторным отоплением — нет. В системе отопления с одним насосом просто нечего балансировать. Риск разрушения теплообменника от теплового удара исключён из-за малой мощности, её модуляции, системы встроенной автоматики и полного прекращения нагрева даже в случае отключения насоса.

Касательно электрических котлов — у них просто нет теплообменника в привычном смысле, там используются блоки ТЭНов. Электрические котлы наиболее часто устанавливаются в современных многоквартирных домах, где система отопления в силу своих размеров не может быть достаточно усложнена.

Данный материал не является исчерпывающим и не может учитывать все ньюансы для каждого отдельного случая. Если у вас возник вопрос по монтажу гидрострелки применительно к планируемой вами системе отопления обращайтесь по телефону 067 246 7407. Специалисты компании Винтерм помогут с грамотным инженерным решением, подбором оборудования, проектом и монтажом систем отопления и водоснабжения.

Кривая нагрева воды

| Введение в химию

Цель обучения

• Обсудите кривую нагрева воды.

---

Ключевые моменты

• Кривая нагрева графически представляет фазовые переходы, которым подвергается вещество при добавлении к нему тепла.
• Плато на кривой отмечают фазовые изменения. Температура остается постоянной во время этих фазовых переходов.
• Вода имеет высокую температуру кипения из-за сильных водородных связей между молекулами воды; он одновременно является донором и акцептором сильной водородной связи.
• Первое изменение фазы — таяние, во время которого температура не меняется, а вода тает. Второе изменение фазы — это кипение, так как при переходе в газ температура не меняется.

---

Условия

• водородная связь Сильная межмолекулярная связь , в которой атом водорода в одной молекуле притягивается к сильно электроотрицательному атому (обычно азоту или кислороду) в другой молекуле.
• удельная теплоемкость Количество тепла, необходимое для повышения температуры 1 г вещества на 1 градус Цельсия.

---

Как и многие вещества, вода может существовать в различных фазах вещества: жидкой, твердой и газовой. Кривая нагрева показывает, как изменяется температура, когда вещество нагревается с постоянной скоростью.

Построение кривой нагрева

Температура откладывается по оси ординат, а по оси абсцисс отложено добавленное тепло. Предполагается постоянная скорость нагрева, так что ось абсцисс также можно рассматривать как количество времени, которое проходит, когда вещество нагревается.На измеренной кривой есть два основных наблюдения:

• регионов, где температура повышается при добавлении тепла
• плато, где температура остается постоянной.

Именно на этих плато происходит фазовый переход.

Кривая нагрева воды Фазовые переходы воды.

Анализ кривой нагрева

Если смотреть слева направо на график, можно увидеть пять отдельных частей кривой нагрева:

1. Твердый лед нагревается, и температура повышается до тех пор, пока не будет достигнута нормальная точка замерзания / плавления, равная нулю градусов Цельсия.Количество добавленного тепла, q , можно рассчитать следующим образом: [латекс] q = m \ cdot C_ {H_2O (s)} \ cdot \ Delta T [/ latex], где m — масса пробы воды. , C — удельная теплоемкость твердой воды, или льда, а [latex] \ Delta T [/ latex] — это изменение температуры во время процесса.
2. Первая фаза — таяние; при плавлении вещества температура не меняется. Для воды это происходит при 0 ^o C. Вышеприведенное уравнение (описанное в части 1 кривой) нельзя использовать для этой части кривой, потому что изменение температуры равно нулю! Вместо этого используйте тепла fusion ([latex] \ Delta H_ {fusion} [/ latex]), чтобы вычислить, сколько тепла было вовлечено в этот процесс: [latex] q = m \ cdot \ Delta H_ {fusion } [/ latex], где м масса пробы воды.
3. После того, как все твердое вещество превратилось в жидкость, температура жидкости начинает повышаться по мере поглощения тепла. Затем можно рассчитать тепло, поглощаемое: [латексом] q = m \ cdot C_ {H_2O (l)} \ cdot \ Delta T [/ latex]. Обратите внимание, что удельная теплоемкость жидкой воды отличается от теплоемкости льда.
4. Жидкость закипит, когда раствор поглотит достаточно тепла, чтобы температура достигла точки кипения, где снова температура остается постоянной, пока вся жидкость не станет газообразной водой.При атмосферном давлении 1 атм этот фазовый переход происходит при температуре 100 ^o C (нормальная точка кипения воды). Жидкая вода становится водяным паром или паром, когда переходит в газовую фазу. Используйте тепла испарения ([латекс] \ Delta H_ {vap} [/ latex]), чтобы вычислить, сколько тепла было поглощено в этом процессе: [латекс] q = m \ cdot C_ {H_2O (g)} \ cdot \ Delta T [/ latex], где м — масса пробы воды.
5. После того, как вся жидкость будет преобразована в газ, температура будет продолжать повышаться по мере добавления тепла.Опять же, добавленное тепло, которое приводит к определенному изменению температуры, определяется следующим образом: [латекс] q = m \ cdot C_ {H_2O (g)} \ cdot \ Delta T [/ latex]. Обратите внимание, что удельная теплоемкость газообразной воды отличается от теплоемкости льда или жидкой воды.
6. Вода имеет высокую температуру кипения из-за наличия обширных взаимодействий водородных связей между молекулами воды в жидкой фазе (вода является одновременно донором и акцептором водородных связей). Когда тепло впервые применяется к воде, она должна разорвать межмолекулярные водородные связи в образце.После разрыва связей тепло поглощается и преобразуется в увеличенную кинетическую энергию молекул для их испарения.

Показать источники

Boundless проверяет и курирует высококачественный контент с открытой лицензией из Интернета. Этот конкретный ресурс использовал следующие источники:

Химия: написание полных уравнений

Написание полных уравнений

Как и в случае с рецептами, все химические уравнения включают практическую информацию для создания нашего продукта.В рецепте чили упоминалось, что мы должны «тушить не менее двух часов». В химических уравнениях мы используем несколько иные термины.

Ниже приведены символы, которые обычно используются в химических уравнениях для обозначения состояний продуктов и реагентов, а также требуемых условий реакции.

Символы состояния

Чтобы обозначить состояния продуктов и реагентов в реакции, мы пишем следующие символы в виде индексов после каждого химического вещества в уравнении.

12

Символ	Что это означает	Пример
(s)	Химическое вещество — твердое вещество	Fe (s)
(l)	Химическое вещество — жидкое.	h3O (л)
(г)	Химическое вещество представляет собой газ	N 2 (г)
(водный раствор)	Химическое вещество растворено в воде	3 AgNO (aq)

Иногда легко определить, какие символы состояния следует использовать, а иногда нет.Например, вода часто бывает в жидкой форме. Однако, если мы проводим химическую реакцию, в которой требуется большое количество тепла, это может быть газ (пар).

Условия реакции

Часто символы пишутся вокруг стрелки в химической реакции, чтобы указать читателю, какие процедуры необходимо выполнить, чтобы химическая реакция произошла. Вот некоторые из наиболее распространенных символов:

Символ	Что это означает
?	Добавьте энергии / тепла к реагентам.
100 C	Нагрейте реагенты до заданной температуры.
2 атм	Реагенты следует объединить при заданном давлении.
флегма	Непрерывно нагрейте реагенты до кипения и повторно конденсируйте пар.
химическая формула	Указанное химическое вещество необходимо для протекания реакции или является растворителем.
3 часа	Реакция должна продолжаться в течение указанного количества времени.

Стрелки

У вас проблемы

Задача 2: Напишите полные химические уравнения для следующих реакций:
(a) Когда растворенный нитрат свинца (II) добавляют к водному раствору йодида калия, свинец (II) ) из раствора выпадает в осадок йодид и образуется растворенный нитрат калия.
(b) При нагревании порошка железа в присутствии газообразного кислорода образуется порошок оксида железа (III).

Иногда можно увидеть стрелки, написанные сразу после химической формулы продуктов химической реакции.Стрелка, направленная вверх (например, CO2?), Указывает на то, что продукт образует газ, который будет пузыриться из раствора. Стрелка, указывающая вниз (как в PbI2?), Указывает на то, что продукт самопроизвольно выпадет в осадок из раствора. («Осаждение» в этом смысле означает образование твердого вещества из комбинации двух водных растворов.)

Символы, которые я указал в предыдущей таблице, ни в коем случае не единственные, которые вы найдете в химических уравнениях. ; в зависимости от типа вашей реакции могут быть и другие.Однако их чаще всего можно увидеть на вводном курсе химии.

В качестве примера добавим соответствующие символы в уравнение образования воды из водорода и кислорода. Реакция протекает следующим образом: при добавлении энергии к смеси газов водорода и кислорода образуется пар. Используя символы, которые мы обсуждали, полное уравнение этой реакции:

• 2 H _{2 (г)} + O _{2 (г)} ^? _? 2 H ₂ O _{2 (g)}

Выдержка из The Complete Idiot’s Guide to Chemistry 2003, Яна Гуча.Все права защищены, включая право на полное или частичное воспроизведение в любой форме. Используется по договоренности с Alpha Books , членом Penguin Group (USA) Inc.

Чтобы заказать эту книгу непосредственно у издателя, посетите веб-сайт Penguin USA или позвоните по телефону 1-800-253-6476. Вы также можете приобрести эту книгу на Amazon.com и Barnes & Noble.

Что означает стрелка?

Если вы подобрали новый печной фильтр со стрелкой на боку, хорошо знать, что он нужен, чтобы помочь вам правильно установить фильтр.Фильтры имеют большое значение в системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, поскольку они не пропускают большую часть грязи и пыли из воздухообрабатывающего устройства или отсека печи.

Эксплуатация системы вентиляции и кондиционирования с принудительным подачей воздуха с неправильным фильтром, грязным фильтром или вообще без него позволяет ускорить процесс получения высоких счетов за электроэнергию и преждевременного выхода из строя деталей. Установка фильтра со стрелкой, идущей в неправильном направлении, также имеет отрицательные последствия, но это лучше, чем не использовать его вообще или использовать с грязным фильтром.

Как движется стрелка

Стрелка указывает направление воздушного потока.Острие должно быть направлено внутрь топочного отсека. Если фильтр находится внутри воздуховода, он должен быть направлен в сторону воздухообрабатывающего устройства или печи.

Фильтры без стрелок

Если вы используете фильтр без стрелки, но с сетчатым покрытием на одной из сторон. Более тонкая или светлая сторона немаркированных фильтров всегда направляется в сторону воздухообрабатывающего устройства, печи или отсека воздуходувки. Производители систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха хотят, чтобы в воздухообрабатывающий агрегат поступал свободный поток воздуха.

Почему это важно

Дома нагревают или охлаждают быстрее при соответствующем воздушном потоке, поэтому так важно содержать фильтр печи в чистоте и размещать его в правильном направлении. Когда воздушный поток замедляется, вашей системе HVAC требуется больше времени для кондиционирования вашего дома, что приводит к увеличению затрат на электроэнергию.

Понимание того, как использовать фильтр печи, поможет вам сократить расходы на электроэнергию и сохранить чистоту системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. За дополнительной информацией обращайтесь в компанию Arpi’s Industries, которая предоставляет услуги HVAC домовладельцам из Калгари.

Наша цель — помочь обучить наших клиентов в Калгари, Альберта, вопросам энергоснабжения и домашнего комфорта (особенно для систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха). Для получения дополнительной информации по другим темам, связанным с HVAC, загрузите наше бесплатное руководство по домашнему комфорту.

Услуги по отоплению и охлаждению Талса и Броукен Эрроу

Команда по отоплению и кондиционированию воздуха находится в Брокен Эрроу, OK

Комфортная жизнь в современном мире означает установку и обслуживание надежной системы отопления и кондиционирования воздуха. Команда Air Assurance поможет вам поддерживать оптимальную работу системы контроля температуры круглый год.Мы являемся крупнейшей компанией, предоставляющей полный спектр услуг по отоплению и охлаждению в Брокен-Эрроу, штат Оклахома. Мы стремимся к истинной честности и уважаем наших клиентов. Наша усердная работа отражена в следующих достижениях:

• Рейтинг A + от Better Business Bureau

• Обладатель премии Angie’s List Super Service Award

• Победитель премии ENERGY STAR Century Club

• Победитель национального подрядчика ACCA года

Ремонт кондиционеров всех основных брендов

Как сертифицированные NATE технические специалисты, мы обучены и хорошо разбираемся в ремонте всех типов кондиционеров в Broken Arrow, OK и близлежащих районах.Мы обслуживаем такие бренды кондиционеров, как Lennox, Trane, American Standard, Carrier, Goodman, Rheem и другие. Мы можем заменить фильтры и проверить ваше оборудование на предмет общего износа. От сдаваемых в аренду домов на одну семью и коммерческой недвижимости мы можем помочь вам с:

Системы отопления для коммерческой и жилой недвижимости

Мы стремимся предоставить вам новейшие технологии отопления и охлаждения. Мы устанавливаем и обслуживаем геотермальные системы отопления, энергоэффективные обогреватели и термостаты для умного дома.Наши сезонные осмотры могут помочь предотвратить повреждение вашего отопительного оборудования и уменьшить количество поломок в середине сезона. Вы можете обратиться к нам по следующим вопросам:

A Reliable Heating and Cooling Company in Broken Arrow

Air Assurance с 1985 года обеспечивает владельцев домов и предприятий надежным ремонтом и установкой систем отопления и кондиционирования воздуха. удобство. Наш обширный ассортимент оборудования для отопления и кондиционирования воздуха включает увлажнители, осушители и бактерицидные осветительные приборы.В дополнение к нашим услугам по отоплению и кондиционированию воздуха, мы можем помочь вам с:

• Бытовое или коммерческое водоснабжение

• Установка системы очистки и фильтрации воздуха в помещении

• Оценка качества воздуха в помещении

Мы будем сделайте все возможное, чтобы ваши услуги по обогреву и охлаждению стали отличными. Позвоните нам сегодня, чтобы назначить встречу для вашей собственности в Broken Arrow.

Блог — Air Assurance

Возможно, нам не придется сильно беспокоиться о городском смоге вокруг Broken Arrow, но пыль, аллергены и вредные микробы по-прежнему являются распространенными проблемами качества воздуха.Благодаря использованию нескольких методов очистки воздуха лучшие модели очистителей воздуха для всего дома помогают защитить вас от всех этих загрязнителей.

Выбор методов очистки воздуха

В некоторых системах воздуховодов используется предварительный фильтр, например HEPA-фильтр, для улавливания пыли, пыльцы, перхоти домашних животных и других частиц. Те, которые включают электронный ионизатор, улавливают частицы, слишком мелкие, с которыми не могут справиться фильтры. Однако очистители воздуха делают больше, чем просто улавливают твердые частицы. Многие из них включают лампы ультрафиолетового бактерицидного излучения (UVGI), которые нейтрализуют даже мельчайшие вирусы, бактерии и споры плесени.Вместо того, чтобы физически улавливать эти микробы, свет разрушает их, чтобы предотвратить их размножение. Системы, в которых используется газофазный воздушный фильтр, такой как активированный уголь, поглощают вредные летучие органические соединения (ЛОС) и запахи, которые проникают через фильтры твердых частиц, и являются одними из лучших очистителей воздуха для всего дома.

Относительно новыми на рынке являются системы фотокаталитического окисления (PCO). Эти системы нейтрализуют органические загрязнители воздуха, направляя ультрафиолетовый свет на катализатор (обычно диоксид титана), который разрушает органические загрязнители в проходящем воздухе.Эти системы работают как с микробами, так и с газообразными загрязнителями.

Лучшие варианты очистителей воздуха для всего дома

Воздухоочиститель REME HALO в воздуховоде. Используя запатентованную технологию отражающей электромагнитной энергии, эта система безопасно окисляет и нейтрализует споры плесени, бактерии, вирусы, летучие органические соединения и частицы дыма. Первоначально он был разработан для коррекции синдрома больного строения.

Очиститель воздуха с двумя лампами D200. Эта система PCO нейтрализует вирусы, бактерии и споры плесени, а также летучие органические соединения.Он также включает в себя фильтр с активированным углем для поглощения газообразных загрязнителей и соединений, вызывающих запах, которые не разрушаются светом PCO.

Очиститель воздуха REKO Lighting R2000. Эта простая в установке световая система UVGI нейтрализует бактерии, вирусы и споры плесени, но не работает с другими типами загрязнителей. Но если плесень — ваша главная проблема, это хороший выбор.

Если вам нужна помощь в поиске лучшего очистителя воздуха для всего дома, отвечающего вашим потребностям, свяжитесь с нами в Air Assurance.

Broken Arrow Услуги по кондиционированию, отоплению, сантехнике и электрике

Если вам нужны качественные домашние услуги для HVAC и водопровода, позвоните в Air Comfort Solutions. У нас есть не только превосходная команда сертифицированных технических специалистов, которые стремятся обеспечить беспроблемное обслуживание клиентов, но мы обещаем обслуживание в тот же день! Мы также бесплатно предоставляем сметы по замене и не берем плату за выезд технического специалиста к вам домой в нерабочее время. За годы работы мы заработали прочную репутацию надежной компании благодаря нашим основным ценностям честности и трудолюбия.Сделайте наш первый выбор в Broken Arrow, хорошо.

Сделайте выигрышный звонок! Обратитесь к команде Oklahoma Strong.

Надежная местная компания по ОВК

Все наши технические специалисты имеют сертификаты NATE, единственные сертификаты качества, признанные во всей отрасли. Вы можете расслабиться, зная, что любые работы по HVAC, которые вам потребуются — ремонт, установка, техническое обслуживание, замена — будут выполнены правильно с первого раза. Наши технические специалисты ориентированы на ваше удовлетворение, поэтому вы всегда получите лучшие и наиболее экономичные решения для отопления и охлаждения.Мы поставляем продукцию самого высокого качества и используем самое современное оборудование для выполнения любых работ. Не стесняйтесь задавать нашим специалистам сервисной службы любые вопросы: вы всегда получите честные и прямые ответы.

Услуги по кондиционированию воздуха в Broken Arrow, OK

Ни один любитель не сможет обеспечить центральное кондиционирование воздуха, необходимое для поддержания приятной и энергоэффективной прохлады в доме летом. Только высококвалифицированные специалисты могут точно установить новый кондиционер, отремонтировать или обслужить его. В Air Comfort Solutions работает одна из самых быстрых и отзывчивых команд в отрасли HVAC, и вы можете полностью довериться нам, чтобы решить все ваши потребности в кондиционировании воздуха.Подпишитесь на наше Соглашение об энергосбережении (ESA), чтобы регулярно проверять и настраивать ваш кондиционер.

Ремонт и установка переменного тока

Секрет переменного тока, который стабильно работает в течение многих лет, заключается в хорошей профессиональной установке. Мы делаем все возможное для каждой установки кондиционирования воздуха, которую берем на себя, потому что понимаем, насколько важна эта часть работы. Если вы планируете приобрести новый кондиционер, мы предлагаем бесплатную оценку замены. Если у вас есть проблема с кондиционером и ваш дом в Broken Arrow, ОК, перегревается, вы можете связаться с нами для обслуживания в тот же день.

Тепловые услуги

Представьте, что печь в вашем доме выходит из строя в самый холодный месяц в году или в самую холодную ночь! Что ты можешь сделать? Правильный выбор — позвонить в Air Comfort Solutions для ремонта отопления в тот же день. Мы работаем с газовыми печами, электрическими печами, тепловыми насосами и бесканальными мини-сплит-системами. Вы можете довериться нам и в полном объеме услуг по установке и замене систем отопления; мы позаботимся о том, чтобы у вас был обогреватель, соответствующий вашим потребностям. Наше Соглашение об энергосбережении также распространяется на ежегодное обслуживание отопления.

Служба контроля качества воздуха в помещениях

Качество воздуха в большинстве домов в Брокен Эрроу, штат Оклахома, хуже, чем качество воздуха на улице. Возможно, в вашем доме плохой воздух в помещении, но мы на вашей стороне. Мы предоставляем широкий спектр устройств и услуг для контроля качества воздуха в помещении, в том числе установку систем фильтрации и очистки воздуха, которые удаляют из воздуха более 99% нежелательных загрязняющих веществ. Наши специалисты также работают с воздуховодами, чтобы улучшить вентиляцию и сохранить свежий воздух в помещении.

Сантехнические услуги в Broken Arrow

Независимо от ваших потребностей в сантехнике у нас есть лицензированные сантехники, которые справятся с этой работой. Наши сантехники используют самые передовые технологии, такие как бестраншейная замена канализационных и водопроводных магистралей, а также осмотр труб с помощью цифровой видеокамеры. Мы можем сразу сосредоточиться на работе, которую нужно делать без беспорядка и отходов. Наши сантехники работают с газовыми трубопроводами, кухонной сантехникой, сантехникой для ванных комнат, водонагревателями и т. Д. Вы не ошибетесь, если запланируете сантехнические работы вместе с нами.

Коммерческое оборудование для отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха и сантехника

Мы обещаем обслуживать наших клиентов и сообщество, и мы включаем местные предприятия в услуги HVAC и сантехники, которые мы предлагаем. Air Comfort Solutions — надежный подрядчик, на которого вы можете положиться при выполнении работ по отоплению, кондиционированию и сантехнике вашего магазина, офисного здания, ресторана или другого объекта. Наши технические специалисты имеют специальную подготовку для работы с требованиями коммерческих зданий — они позаботятся о том, чтобы вся выполняемая ими работа соответствовала кодексу, и ваш бизнес продолжал процветать.Сделайте выигрышный звонок!

ISCCP: Cloud Climatology

О ISCCP

Климатология облаков

Чтобы предсказать климат на несколько десятилетий вперед, нам необходимо понять многие аспекты климатической системы, одним из которых является роль облаков в определении чувствительности климата к изменениям. Облака влияют на климат, но изменения климата, в свою очередь, влияют на облака. Эта взаимосвязь создает сложную систему обратной связи климата, в которой облака модулируют радиационный и водный баланс Земли.

• Облака охлаждают поверхность Земли, отражая падающий солнечный свет.
• Облака нагревают поверхность Земли, поглощая тепло, исходящее от поверхности, и повторно излучают его обратно к поверхности.
• Облака нагревают или охлаждают атмосферу Земли, поглощая тепло, исходящее от поверхности, и излучая его в космос.
• Облака нагревают и сушат атмосферу Земли и поставляют воду на поверхность, образуя осадки.
• Сами облака создаются движением атмосферы, вызванным нагреванием или охлаждением радиации и осадков.

Если климат изменится, облака также изменится, изменив все эффекты, перечисленные выше. Важна сумма всех этих отдельных эффектов, чистое радиационное охлаждение или нагревание всех облаков на Земле. Например, если климат Земли станет теплее из-за парникового эффекта, погодные условия и связанные с ними облака изменятся; но неизвестно, уменьшат ли результирующие изменения облаков потепление (отрицательная обратная связь) или усилит потепление (положительная обратная связь).Более того, неизвестно, повлекут ли эти изменения облачности увеличение или уменьшение количества осадков и запасов воды в определенных регионах. Улучшение нашего понимания роли облаков в климате имеет решающее значение для понимания последствий глобального потепления.

Атмосферные ученые многое узнали за последние десятилетия о том, как облака образуются и движутся в атмосферной циркуляции Земли. Теперь исследователи понимают, что традиционные компьютерные модели глобального климата имеют довольно простое представление об облаках и их влиянии отчасти потому, что отсутствуют подробные глобальные описания облаков, а отчасти потому, что в прошлом основное внимание уделялось краткосрочному региональному прогнозированию погоды. а не на долгосрочном прогнозе глобального климата.Чтобы решить сегодняшние проблемы, нам необходимо накапливать и анализировать больше и более точных данных, чтобы улучшить наше понимание облачных процессов и повысить точность наших моделей погоды и климата.

В настоящее время в Институте космических исследований имени Годдарда НАСА (GISS) под руководством доктора Уильяма Б. Россоу ведутся серьезные усилия по сбору более точной информации об облаках и их радиационном воздействии. С 1983 года Международный проект спутниковой климатологии облаков (ISCCP) в рамках Всемирная программа исследований климата (ВПИК) собирает данные наблюдений с метеорологических спутников для создания глобального многолетнего набора данных.GISS служит Глобальным центром обработки для ISCCP в сотрудничестве с учреждениями в нескольких других странах. Наборы данных предоставляют некоторые из ключевых переменных, которые определяют взаимодействие облаков и радиации.

В настоящее время имеется ряд глобальных наборов облачных данных и наборов данных, доступных в результате специальных полевых экспериментов. Тщательное изучение всех этих данных займет много лет и, конечно же, приведет к новым экспериментам; но исследования уже предоставили свежий взгляд на то, как облака могут изменяться в зависимости от климата, и предоставили нам некоторые статистические данные о глобальном распределении и характере облаков.

Сбор данных и разработка моделей ведутся в GISS параллельно с целью выработки все более точного понимания того, насколько чувствителен климат к внешним силам и как эти изменения выглядят в региональном масштабе. Если мы сможем достаточно хорошо понять эти процессы, мы сможем предсказать климат ближайшего будущего с достаточной точностью, чтобы быть полезными для общественного планирования.

Климатология облаков: роль облаков в климате

Облака всегда были знаками грядущей погоды.Рассеянные белые скопления кучевых облаков плавание по синему полю обещает сухой летний полдень. Массивная тьма грозы предвещают ветер и дождь, разрушающие урожай. Одеяло светло-серого цвета сигнализирует о наступлении умеренной зимней ночи. Высокий слой прозрачных огоньков сигналов изменение погоды завтра или послезавтра. Сегодня метеорологи сканируют движущиеся облака на спутниковых снимках для ежедневного прогноза погоды с гораздо большей точностью, чем когда-либо прежде. Особое внимание серьезным погодные явления, такие как торнадо со спутниковыми и радиолокационными сетями, значительно увеличено время предупреждения, спасая жизни.

Таким образом, парадоксально, что когда дело доходит до прогноза климата на несколько десятилетий вперед, облака в основном заслоняют наше зрение. Их наиболее важная роль в климате состоит в том, чтобы изменять основной радиационный баланс Земли и производить осадки. Закон сохранения энергии требует, чтобы энергия, поглощаемая Землей от Солнца, уравновешивала энергию, излучаемую Землей обратно в космос. Облака отражают падающий солнечный свет и препятствуют тепловому излучению от поверхности, тем самым влияя на обе стороны уравнения глобального энергетического баланса.Облака также производят осадки из водяного пара, выделяя при этом тепло в атмосферу (испарение водяного пара с поверхности охлаждает ее, так что эти два процесса служат для передачи тепла с поверхности в атмосферу). Таким образом, любые изменения в облаках изменят баланс радиационной энергии и водообмен, определяющий климат. Проблема в том, что облака создаются климатом, в частности атмосферными движениями (ветрами), которые вызываются радиационным и скрытым нагревом под влиянием облаков.Эта связная петля отношений называется петлей обратной связи. Способы, которыми облака реагируют на изменения климата, настолько сложны, что трудно определить их чистое влияние на энергетический и водный баланс и определить, насколько может измениться климат.

Почему так важно разобраться во взаимодействии облаков и климата? Баланс между поглощенным солнечным излучением и испускаемым тепловым излучением определяет температуру Земли. Например, когда тепловое излучение от поверхности замедляется, что вызвано увеличением содержания парниковых газов, баланс может поддерживаться только при повышении температуры.Смена облаков может изменить это соотношение, увеличивая или уменьшая величину результирующего повышения температуры. Кроме того, при изменении облаков изменятся и осадки, что повлияет на снабжение пресной водой земли, на которой мы живем и выращиваем пищу. В настоящий момент мы не знаем, насколько важны радиационные эффекты облаков или облачные осадки, и не можем точно предсказать возможные изменения климата.

Облачная климатология: система климатических обратных связей с участием облаков

Чтобы проиллюстрировать сложные связи, в которые вовлечены облака, на рисунке ниже климатическая система представлена ​​в виде трехслойной атмосферы. и однослойный океан, протянувшийся от экватора (пальма) до полюса (снежинка).Облака возникают в двух нижних слоях атмосферы, которые представляют собой тропосферу, простирающуюся от поверхности до высоты около 12 км. Самый верхний слой атмосферы простирается от 12 до 100 км и составляет состоит из стратосферы (содержащей озоновый слой), мезосферы и термосферы. Потоки излучения и воды равны обозначены разными типами стрелок: солнечный свет (красные прямые стрелки), земное (тепловое) излучение (прямые стрелки с синими полосками), переносимое тепло атмосферными и океаническими циркуляциями (клетчатые стрелки), испарением воды с поверхности океана (суши) (зеленые волнистые стрелки) и возвращением в океан. поверхность в виде осадков (ломаные синие волнистые стрелки), водяного пара, переносимого атмосферной циркуляцией (зеленые волнистые стрелки), и пресная вода, переносимая океанической циркуляцией (фиолетовые волнистые стрелки).

Основной путь обмена энергией в климатической системе Земли начинается с солнечного нагрева поверхности океана (и суши), сконцентрированного по направлению к экватору, и продолжается переносом этого тепла в атмосферу за счет охлаждения поверхности океана (и суши) за счет испарения нагрев воды и атмосферы осадками и завершается охлаждением атмосферы излучением инфракрасного излучения в космос. Поскольку нагревание океана и атмосферы на Земле неоднородно, циркуляция возникает как в переносе тепла, так и в воде: в частности, тепло переносится как океаном, так и атмосферой от экватора к полюсам.Таким образом, концентрация солнечного тепла около экватора не полностью уравновешивается тепловым излучением, и от Земли около полюсов уходит больше теплового излучения, чем приходит от Солнца. Существование этих переносов энергии и воды атмосферой и океаном означает, что обмен энергией и водой другими способами не уравновешивается на местном уровне.

Атмосферная циркуляция также создает облака, которые модулируют как усиление солнечной радиации, так и потери инфракрасной радиации, и являются локусом образования осадков, устанавливая набор замысловато связанных обратных связей при любом принудительном изменении климата.Важным следствием этих эффектов облаков является то, что шкала времени для изменения обмена энергией и водой, устанавливаемая атмосферой посредством модуляции облаков, имеет шкалу времени, которая сильно отличается от шкалы времени, на которой может реагировать океан. Таким образом, обмены энергией и водой также не могут уравновешиваться в течение более коротких периодов времени, что приводит к невынужденным изменениям климата. Хранение воды на суше и во льду также способствует этим колебаниям. Изучение климатической системы для понимания ее поведения и ее чувствительности к навязанным возмущениям обязательно влечет за собой рассмотрение всех этих обменов энергией и водой, которые составляют основные быстрые обратные связи.Более того, эти процессы создают невынужденную изменчивость климата, которую также необходимо понимать, чтобы отделить их от изменений климата, которые могут быть вызваны деятельностью человека. Ни один из этих обменов энергией и водой нельзя понять без учета воздействия на них облаков, поэтому для диагностики этих обменов и их пространственно-временных изменений требуются количественные данные об облаках, дополненные данными об осадках, водяном паре и потоках излучения.

Климатология облаков: чистое влияние на энергетический и водный баланс

Суть трудности понимания того, как облака влияют на изменение климата, заключается в том, что облака одновременно охлаждают и нагревают планету, даже если их собственные свойства определяются охлаждением и нагреванием (текущая ссылка).Эффект охлаждения буквально виден: мельчайшие частицы воды или льда в облаках отражают от 30 до 60 процентов падающего на них солнечного света, придавая им яркий белый вид. (Глубокие водоемы, такие как озера и океаны, поглощают больше солнечного света, чем рассеивают, и поэтому кажутся очень темными. Если бы вся облачная вода в атмосфере была помещена на поверхность, глубина слоя в среднем составила бы всего 0,05 мм. Если бы весь водяной пар в атмосфере был уменьшен до жидкого слоя воды на поверхности, глубина в среднем составила бы около 2 см.) Безоблачная Земля поглотила бы почти на 20 процентов больше тепла от Солнца, чем нынешняя Земля. Чтобы достичь радиационного баланса, Земля должна быть теплее примерно на 12 ° C (22 ° F). Таким образом, облака могут охладить поверхность, отражая солнечный свет обратно в космос, так же, как они охлаждают летний день на пляже.

Охлаждающий эффект облаков частично компенсируется эффектом покрывания: более прохладные облака уменьшают количество тепла, которое излучается в космос, поглощая тепло, излучаемое с поверхности, и отводя часть его обратно вниз.Этот процесс улавливает тепло, как одеяло, и снижает скорость охлаждения поверхности за счет излучения. Эффект покрывания нагревает поверхность Земли примерно на 7 ° C (13 ° F). Таким образом, облака могут нагревать поверхность, препятствуя радиационным потерям тепла, так же, как они согревают зимнюю ночь.

Чистое влияние облаков на климат сегодня заключается в охлаждении поверхности примерно на 5 ° C (9 ° F). Можно подсчитать, что более высокая температура поверхности будет результатом накопления парниковых газов в атмосфере и последующего замедления теплового излучения от поверхности, если больше ничего не изменится.Но что происходит с радиационным балансом, если в результате климатической реакции изменяются сами облака?

Если эффект радиационного охлаждения облаков усиливается больше, чем эффект нагрева, облака уменьшают величину возможного потепления. Тот же результат может быть получен, если оба эффекта уменьшатся, но охлаждение уменьшается меньше, чем нагрев. С другой стороны, если охлаждение увеличивается меньше (или уменьшается больше), чем нагрев, изменения облачности увеличивают величину возможного потепления.Также возможно, что два эффекта будут идти в противоположных направлениях, что приведет к результатам, аналогичным уже упомянутым, но гораздо более сильным. В любом случае важна разница между охлаждающим и нагревательным эффектами облаков. Для более подробного и технического обсуждения см.

• Россоу, У. Б., и А. А. Lacis, 1990: Глобальные сезонные изменения облачности по спутниковым измерениям яркости. Часть II: Свойства облаков и радиационные эффекты. J. Climate, 3, 1204–1253.
• Rossow, W.B., and Y.-C. Zhang, 1995: Расчет потоков излучения на поверхности и в верхней части атмосферы на основе физических величин на основе наборов данных ISCCP, 2. Подтверждение и первые результаты. J. Geophys. Res., 100, 1167-1197.

и ссылки в нем.

Облака также являются частью другого важного внутреннего процесса теплообмена, связанного с фазовыми изменениями воды. Большая часть «свободной» воды Земли находится в океанах (еще больше воды содержится в каменистой коре Земли), что эквивалентно слою, покрывающему всю поверхность примерно в 2 раза.Глубина 5 км. Еще 50 м воды в настоящее время хранятся в основных ледниковых щитах Гренландии и Антарктиды. В атмосфере всего около 2,5 см воды, а в облаках всего 0,05 мм. Когда вода испаряется с поверхности океана и суши, она охлаждает поверхность, потому что для превращения жидкой / твердой воды в пар требуется энергия. Циркуляция атмосферы переносит водяной пар с места на место. Когда атмосферные движения включают в себя восходящие движения, воздух охлаждается и облака образуются за счет конденсации водяного пара обратно в жидкую / твердую форму.Если облака не производят осадков, то энергия, выделяемая при конденсации облачной воды, улавливается водяным паром, когда облачная вода испаряется. Однако, если облака производят дождь / снег, энергия, выделяемая при конденсации, нагревает атмосферу. Из-за атмосферного переноса водяного пара осадки не уравновешивают испарение локально, поэтому перенос водяного пара эквивалентен переносу энергии. Средняя интенсивность испарения и осадков означает, что вся вода в атмосфере заменяется примерно раз в 10 дней.Существует также чистый перенос около 10% всего водяного пара, испарившегося из океанов на сушу, большая часть которого затем возвращается в океаны реками. Таким образом, круговорот воды связывает две части радиационного баланса: поверхность нагревается солнечным светом и охлаждается за счет испарения воды, но атмосфера нагревается за счет осадков и охлаждается за счет земного излучения в космос. Этот водный цикл еще более важен для нас, потому что небольшое количество воды, содержащейся в озерах и реках или удерживаемой в подземных водах, является нашим единственным источником пресной воды для питья, сельского хозяйства и многих других промышленных и рекреационных целей.

Климатология облаков: парниковый эффект и изменение климата

В течение следующих полувека или около того накопление переносимых по воздуху загрязнителей — особенно диоксид углерода (CO2), метан (Ch5), оксиды азота (NOx) и хлорфторуглероды (ХФУ) — весьма вероятно, вызовут заметные изменения климата (заметные изменения, возможно, уже произошли, но по этому поводу ведутся споры). Поскольку эти так называемые парниковые газы задерживают поток теплового излучения с поверхности в космос, вся Земля нагревается.Это называется парниковым эффектом. Это потепление частично снижается другими загрязнителями, которые образуют крошечные аэрозольные частицы, отражающие часть солнечного света обратно в космос. Глобальное потепление, в свою очередь, приведет к множеству других изменений во всей климатической системе Земли: изменениям в переносе тепла и воды, ветру и океанским течениям, структуре осадков и облакам. Учитывая такой огромный потенциал для корректировки основных климатические элементы и возможные последствия для человеческого общества, более глубокое понимание радиационного и водного баланса и их зависимости от облачных процессов — одна из нескольких важнейших целей текущих исследований.

Угроза климатических изменений заключается прежде всего не в самих изменениях, а в их быстроте. Геологическая летопись изобилует климатическими изменениями, схожими по величине с теми, которые рассматриваются сейчас, но прошлые изменения были достаточно медленными, чтобы позволить большинству видов адаптироваться. Что беспрецедентно в нынешнем тепличном потеплении, так это то, что значительные изменения могут произойти всего за несколько поколений, что приведет к человеческим и экономическим потрясениям. Например, поскольку большинство людей живут довольно близко к океанам, быстрое повышение уровня моря, вызванное таянием ледников, может вынудить большинство людей переместиться вглубь суши.Если сильные штормы, такие как ураганы, станут более частыми, они будут мешать воздушной и водной транспортировке товаров от рынка к потребителю. Изменение средней температуры и ее сезонные колебания могут изменить модели использования энергии и спроса. Изменение количества осадков или снегопадов может изменить наши водные ресурсы и может повлиять на успех сельского хозяйства. На возможные политические и экономические последствия таких сбоев указывает глобальная озабоченность по поводу поддержания бесперебойных поставок нефти с Ближнего Востока или предотвращения катастрофических наводнений и засух, которые недавно сказались на снабжении продовольствием в некоторых частях Африки и Азии.

Тем не менее, несмотря на необходимость точного прогнозирования климатических изменений, текущее понимание того, как работает климат, недостаточно детально, чтобы климатологи могли точно предсказать, когда, где и в какой степени произойдут изменения, только для того, чтобы сказать, что будут определенное количество потепления и другие вещи, вероятно, изменятся. Глобальный климат — настолько сложная система, что никто не знает, как даже небольшое повышение температуры изменит другие аспекты климата или как такие изменения повлияют на скорость потепления.Более того, изменения любых из этих климатических особенностей могут также повлиять на распределение и свойства облаков, но понимание облаков настолько рудиментарно, что никто не знает, будут ли климатические обратные связи, связанные с облаками, ослаблять или усиливать тенденцию к потеплению. Возможность того, что облака могут ускорить глобальное потепление, придает особую актуальность древней проблеме понимания климатической важности облаков.

Последствия глобального потепления

Облачная климатология: как облака образуются и перемещаются

Облако образуется при охлаждении водяного пара из атмосферы вертикальным воздухом. движения (или в полярных регионах за счет потери тепла излучением), конденсация на микроскопических частицах в воздухе — пыли, морской соли, осколках органических вещества или химические аэрозольные частицы, чаще всего состоящие из серной кислоты и других сульфатных соединений.Между испарением воды с поверхности и при ее конденсации в облако водяной пар уносится вместе с ветрами из более теплых влажных регионов в более прохладные и сухие. Потому что Атмосфера, за исключением облаков, почти прозрачна для солнечного излучения, поверхность поглощает 70 процентов всего солнечного тепла, поглощаемого системой Земля-атмосфера, делая воздух у поверхности теплее, чем на больших высотах. Поскольку солнечный свет падает на планету непосредственно у экватора, тропики теплее полярных регионов.

Оба температурных градиента — колебания температуры от низких к большим высотам и от низких к высоким широтам — усиливаются воздействием водяного пара на радиационный нагрев и охлаждение, а также превращениями воды из жидкости или твердого тела в пар и обратно. Это происходит потому, что водяной пар почти прозрачен на длинах волн солнечного света (от 200 до 3000 нм, нм = нанометр, одна миллиардная часть метра), поэтому он позволяет практически всему солнечному свету достигать поверхности.Однако водяной пар почти непрозрачен на длинах волн, на которых нагретая солнечным светом поверхность излучает поглощенную энергию (тепловое излучение с длинами волн от 3000 до 100000 нм). Поглощение большей части исходящего теплового излучения водяным паром создает большую часть естественного парникового эффекта Земли — эффект, который в настоящее время усиливается из-за загрязнения человеком. Без водяного пара в атмосфере поверхность Земли была бы в среднем примерно на 31 ° C (55 ° F) холоднее, чем сейчас, а разница температур между большими и малыми высотами, а также между полюсами и экватором была бы меньше.

Поскольку холодный воздух более плотный, чем теплый, разница температур вызывает атмосферные движения, которые устраняют разницу в плотности. Ветры обычно перемещают более теплый и влажный воздух вверх и к полюсу от тропической поверхности и перемещают более холодный и сухой воздух вниз и к экватору с больших высот и широт. Хотя часть воды переносится в более высокие широты на верхних уровнях, ветры вблизи экватора фактически переносят водяной пар к экватору, концентрируя его в узкой зоне сильных дождей.Контрасты в нагревании вместе с ветрами также вызывают океанические течения, которые помогают еще больше уменьшить разницу температур между экватором и полюсами.

Часть воды, испарившейся с поверхности (в основном из океанов), конденсируется в облака и в конечном итоге выпадает в виде дождя или снега. Эти преобразования не только перераспределяют воду, но и играют важную роль в глобальном переносе тепла. Когда поверхностная вода испаряется, тепло, необходимое для превращения жидкой воды в пар, поглощается поверхностью и уносится вместе с паром в воздух.Когда водяной пар конденсируется в облако и падает в виде дождя, он выделяет это тепло, известное как скрытое тепло, в воздух.

Процессы, управляющие преобразованием водяного пара в облака и частицы осадков, называются микрофизическими процессами облаков. Взаимодействие этих процессов определяет свойства облаков, которые, в свою очередь, определяют влияние облаков на обмен радиационной энергией, будет ли облако производить осадки, сколько и какой тип осадков оно будет производить, и как долго облако прослужит. .

При температурах выше точки замерзания (0 ° C) слабые вертикальные движения воздуха (медленное охлаждение), связанные с турбулентностью у поверхности или с крупномасштабными циркуляциями, приводят только к образованию довольно мелких облачных капель (радиусом около 5-10 мкм, 1 микрон = 1 миллионный метр) на очень больших площадях. Для типичных концентраций небольших аэрозолей, на которых образуются капли (от примерно 50-200 см ^-3 над океаном до примерно 500-2000 см ^-3 над сушей), общее количество пара, преобразованного в капли, невелико, эквивалентно примерно до слоя воды примерно 0.01-0,03 мм глубиной. Такие облака, начиная от рассеянных кучевых облаков в хорошую погоду и заканчивая обширными слоями слоисто-кучевых облаков, не производят осадков и существуют только до тех пор, пока продолжается восходящее движение (обычно около 10-20 минут для кучевых облаков, но дней для слоисто-кучевых облаков), потому что такие маленькие капли падают очень медленно ( около 3 мм с ^-1 ) и испаряются в течение нескольких минут после выхода из облачной среды. Более сильное вертикальное движение воздуха (быстрое охлаждение, как в штормовую погоду) приводит к образованию несколько более многочисленных и гораздо более крупных капель с радиусом около 15-30 мкм.Эти более крупные капли падают быстрее (всего лишь около 10 см с ^-1 ) и сталкиваются. Сталкивающиеся капли сливаются в еще более крупные и более быстро падающие капли, поэтому в процессе столкновения быстро образуются очень большие капли, более 300 мкм. Такие облака, от слоистых и высокослоистых до нимбослоистых, производят изморось или небольшой дождь. Когда вертикальные движения еще сильнее, как это происходит, когда тепловыделение от конденсирующейся воды вызывает очень быстрый подъем больших частиц воздуха, образуя кучево-дождевые облака, облако распространяется в верхнюю тропосферу, где сталкивающиеся капли замерзают.Смешивание льда и капель жидкости не только приводит к более быстрому росту из пара, но и более эффективному прилипанию сталкивающихся частиц (см. Обсуждение ниже), что приводит к росту очень крупных частиц размером более 1 мм (1000 мкм), падают настолько быстро (более 100 мс ^-1 ), что могут достичь поверхности, не испаряясь. Эти падающие большие капли известны как ливень; Интенсивность осадков может варьироваться от очень малых величин 0,01 мм ч ^-1 до очень сильных ливней 50 мм ч ^-1 .

Ситуация при более низких температурах аналогична описанной выше, но есть некоторые важные различия, которые возникают из-за специфических свойств воды и из-за разницы между столкновениями жидких и твердых частиц. Из-за сильного взаимодействия молекул воды требуется некоторая дополнительная энергия, чтобы инициировать рост очень маленьких частиц воды из пара. Для роста жидких капель в облаках у поверхности присутствие содержащих воду аэрозольных частиц значительно снижает количество необходимой энергии, требуя лишь небольшого превышения давления пара над насыщенным количеством ( i.е. , относительная влажность должна достигать значений только около 100,1% для образования капель). Однако на больших высотах не только доступно намного меньше аэрозолей, но и они не помогают инициировать рост кристаллов льда почти так же хорошо, как они могут способствовать росту капель, поэтому ледяные облака не начинают формироваться до тех пор, пока давление пара не превысит насыщение на гораздо большее количество (относительная влажность по отношению ко льду обычно должна достигать значений до 101%). Фактически, многие ледяные облака вместо этого начинаются с образования капель жидкости при температурах значительно ниже нуля (вплоть до -30 ° C), а затем их замораживания.Особенностью воды является то, что при температурах ниже точки замерзания давление насыщенного пара над жидкими каплями намного выше, чем над кристаллами льда при той же температуре. Как только эти холодные капли начинают расти, они быстро замерзают, подвергая их воздействию гораздо более высокого давления пара. Следствием этого является то, что кристаллы льда растут намного быстрее до больших размеров в диапазоне от 20 до 100 мкм, и они продолжают расти ниже облака, достигая размеров в несколько сотен микрон, потому что относительная влажность все еще> 100% по сравнению с лед ниже начального основания облаков.Эти крупные частицы также сталкиваются при падении, но кристаллам льда сложнее слипаться; тем не менее, при температурах, близких к замерзанию, встречаются капли жидкости, которые помогают склеивать кристаллы. Поэтому, когда движение воздуха сильнее, могут образовываться замороженные частицы гораздо большего размера. Например, при сильных вертикальных движениях сильной грозы частицы могут многократно падать и подниматься, образуя большие камни града, которые, как известно, достигают размеров> 10 см (10 ⁵ мкм).

Образование, эволюция и движение облаков определяется взаимодействием этих микрофизических процессов облаков с атмосферными движениями и излучением; эту комбинацию можно рассматривать как своего рода динамику облака. Когда воздух движется мимо частиц в облаке, возникает сила трения, так что даже в очень маленьких облаках количество частиц достаточно, чтобы заставить воздух двигаться вокруг облака, а не сквозь него. Таким образом, более мелкие облака перемещаются по ветру.Однако, поскольку облака формируются движением воздуха, их фактическая эволюция намного сложнее и может включать как волновые, так и массовые движения. Различия в природе и поведении динамики облаков в разных метеорологических ситуациях приводят к появлению разных типов облаков. В настоящее время исследователи изучают поведение этих различных типов облаков, чтобы понять роль каждого из них в погоде и климате.

Климатология облаков: компьютерные модели климата

Поскольку существует так много возможностей для изменений, климатологи должны знать, как будут реагировать облака над всей Землей.Для определения такой реакции необходимы компьютерные модели глобального климата, которые могут исследовать меняющиеся условия. Климатические модели — это наборы математических уравнений, которые описывают свойства атмосферы Земли в дискретных местах и ​​в определенные моменты времени, а также способы их изменения. Задача климатических моделей состоит в том, чтобы учесть наиболее важные физические процессы, включая микрофизику облаков и динамику облаков, а также их сложные взаимодействия с достаточной точностью, чтобы обеспечить прогнозы климата на десятки лет вперед.Когда современные модели получают информацию о нынешнем состоянии Земли — размере, форме и топографии континентов; состав атмосферы; количество солнечного света, падающего на земной шар — они создают искусственный климат, математически напоминающий реальный: их температура и ветер имеют точность примерно 5%, а их облака и осадки — только примерно 25-35%. Такие модели могут также точно прогнозировать температуру и ветер погоды на много дней вперед, если им предоставлена ​​информация о текущих условиях.

К сожалению, такая погрешность слишком велика для надежного прогноза климатических изменений, таких как глобальное потепление в результате увеличения содержания парниковых газов в атмосфере. Ожидается, что удвоение содержания углекислого газа в атмосфере (CO ₂ ), которое произойдет в следующие 50–100 лет, изменит радиационный баланс на поверхности всего примерно на 2 процента. Тем не менее, согласно текущим климатическим моделям, такое небольшое изменение может повысить глобальную среднюю температуру поверхности на 2–5 ° C (4–9 ° F) с потенциально драматическими последствиями.Если изменение на 2% так важно, то для того, чтобы модель климата была полезной, точность должна составлять примерно 0,25%. Таким образом, сегодняшние модели должны быть улучшены примерно в сто раз по точности, а это очень сложная задача. Чтобы лучше понять облака, радиацию и осадки, а также многие другие климатические процессы, нам нужны более точные наблюдения.

Климатология облаков: простые ранние виды облаков

Самые ранние попытки предсказать, как изменения облачного покрова повлияют на парниковое потепление пришло к выводу, что они не будут иметь чистого эффекта: облака не ускорит и не замедлит изменение климата.Этот вывод был основан на убеждении, что любое изменение, которое улучшит охлаждение облаков, Земля также сделает их более эффективными в удержании тепла вблизи поверхность. Например, если облачность увеличится (столько же думал, что будет, если предположить, что более высокие температуры будут испарение), количество солнечного света, достигающего поверхности Земли, будет уменьшаются, но тогда тепловое излучение, захваченное облаком, может увеличиваются на ту же сумму.

Но даже в таком простом сценарии есть проблемы.Поскольку уменьшение солнечный нагрев повлияет на температуру поверхности, тогда как изменение излучение теплового излучения повлияет на температуру воздуха при более высоких высоты, дополнительная облачность уменьшит температурные контрасты между поверхностью и большими высотами, на которых дуют ветры. Любой уменьшение ветра может, в свою очередь, препятствовать образованию облаков. В ранние исследования не учитывали эту возможность.

Другая идея состоит в том, что при более высоких температурах атмосферы может образовываться более плотный облака так как большая скорость испарения при более высоких температурах сделает больше воды пар, доступный в атмосфере для конденсации облаков.Потому что плотнее облака отражают больше солнечного света, будет усиленный охлаждающий эффект. Это снизило бы величину тепличного потепления. С другой стороны, более плотные облака также могут привести к увеличению осадки (осадки и снегопады), возможно, из-за грозовых облаков, вершины которых особенно высоки и холодны. Такие облака, которые особенно хороши поглотители теплового излучения могут более чем компенсировать их склонность блокировать солнечный свет. В этом случае потепление усилится.Однако наблюдения показали, что более высокие температуры, похоже, создают вместо этого менее плотные, низкоуровневые облака. Доказательства, которые у нас есть до сих пор, предполагают что этот эффект возникает из-за того, что при повышении температуры воздух около поверхность становится суше, в результате чего основание облаков поднимается и уменьшается толщина облачного слоя. В более ранних исследованиях такая возможность не рассматривалась.

Такие дискуссии «а что, если» могут продолжаться бесконечно. Все изменения упомянутые выше физически разумны, и есть еще много чего считается.Вопрос в том, сколько и какие реально потребуются место, когда климат изменится, и насколько они будут большими? В целом вероятно, все эти и многие другие изменения произойдут вместе, но мы не знаем, что за сетевой эффект было бы.

Еще одна сложность заключается в том, что облака бывают разных форм в зависимости от погодных условий, которые их создают. Низкие, плотные листы слоисто-кучевые облака, нависающие над океаном, больше охлаждают, чем нагревают. Они создают эффективную защиту от падающего солнечного света, и, поскольку они низкие — и, следовательно, теплые — они излучают вверх почти столько же тепла излучение, как и поверхность.Напротив, тонкие, тонкие перистые облака, которые парят на высоте 6000 метров (20000 футов) и выше, мало отражают солнечный свет, но они настолько холодные, что поглощают большую часть теплового излучения, которое приходит их путь. Следовательно, они больше нагревают, чем охлаждают. Чистый охлаждающий эффект облаков — это сумма большого количества таких специфических эффектов, многие из которых отменяют друг друга.

Атмосферным ученым уже почти два десятилетия известно, что комплекс влияние облаков на радиацию и водообмен представляет собой серьезную проблему для понимание климатических изменений.В 1974 г. международная конференция исследователи в Стокгольме подчеркнули необходимость лучшего понимания облака как одно из двух самых больших препятствий на пути дальнейшего прогресса в области климата исследовательская работа. Второй — недостаточное знание океанских течений. Недавний Сравнение прогнозов, сделанных различными компьютерными моделями климата, показывает, что проблема никуда не делась. Например, в некоторых моделях облака уменьшают чистый парниковый эффект, а в других — усиливают его.

Климатология облаков: как облака могут измениться с глобальным потеплением

Хотя между климатическими условиями и радиационными свойствами определенных видов облаков могут существовать простые отношения, прогнозирование того, как глобальное распределение различных видов облаков изменится с глобальным потеплением, осложняется их взаимодействием с региональными ветровыми системами.Рассмотрим роль облаков в сезонном изменении климата. В средних широтах зима приводит к значительному снижению солнечного нагрева, однако соответствующее падение температуры воздуха у поверхности на 70-80 процентов меньше, чем то, что могло бы означать снижение солнечного нагрева. Более густые и густые зимние облака с чуть более высокими вершинами лучше удерживают тепло.

В тропиках, несмотря на значительно большую облачность в сезон дождей, наблюдается лишь небольшое сезонное изменение температуры поверхности.Частично это изменение невелико, потому что влияние тропических облаков на тепловую и солнечную радиацию почти компенсирует друг друга, но еще более важным является контролирующее влияние переноса тепла атмосферными ветрами.

Поиск дополнительных данных об облаках и климате продолжается параллельно с уточнением климатических моделей. Это медленный процесс: каждая новая информация должна быть включена повсюду. При определенных результатах, возможно, придется переформулировать сами модели.Но результатом должно стать более точное понимание того, насколько чувствительны облака к изменениям внешних сил и какое влияние эти изменения окажут на глобальное потепление. Следует надеяться, что работа по построению модели и сбору данных приведет к пониманию климатических изменений до того, как это изменение произойдет.

Климатология облаков: глобальное распространение и характер облаков

новые глобальные наборы данных показывают, что облака обычно покрывают почти две трети планеты, около 10 процентов больше, чем предполагалось.Океаны значительно облачнее, чем континенты. Чуть более 70 процентов неба над океанами облачно, но чуть менее 60% общей площади обычно покрыто облака. Почти пятая часть континентальной поверхности покрыта большими площадями. ясного неба, тогда как менее 10 процентов поверхности океана составляет. Облака в среднем примерно на 27 ° C (48 ° F) холоднее, чем на поверхности, и они отражают более чем в два раза больше солнечного света, чем поверхность. Но далеко более интересным, чем такие средние значения, является то, насколько широко свойства облаков может варьироваться в зависимости от местоположения, со временем суток, с изменением погоды, и с сезоном).

Облака над океаном, например, в некоторых отношениях отличаются от облаков. над землей. Вершины океанических облаков обычно немного больше, чем на километр (3300 футов) ниже, чем вершины облаков над сушей, но океанские облака отражают в среднем примерно на 3% больше солнечного света, чем облака над сушей. Над океанами на низких широтах облака чаще встречаются утром, чем днем, а утренние облака лучше всего отражают дневной свет. Днем над сушей больше облаков с более высокой отражательной способностью.Хотя облака над океанами и сушей содержат в среднем примерно одинаковое количество воды, облака над океанами низкого уровня состоят из меньшего количества, но более крупных капель, чем облака над сушей.

Свойства облаков также меняются в зависимости от расстояния от экватора. Самыми облачными регионами являются тропики и умеренно-умеренные штормовые зоны; в субтропиках и полярных регионах облачность на 10-20% меньше. Вершины тропических облаков значительно выше, в среднем на 1-2 км выше, чем вершины облаков в средних широтах, и более чем на 2 км выше, чем облака над субтропиками и северным полюсом (облака в среднем намного выше над южным полюсом, потому что поверхность ледяного покрова намного выше по высоте).В некоторых местах в тропиках (западная часть Тихого океана, бассейн реки Амазонки и бассейн реки Конго) вершины облаков простираются до 15 километров (50 000 футов), а иногда и выше. Облака в высоких широтах отражают почти вдвое больше, чем большинство облаков в более низких широтах.

Любая попытка объяснить такие вариации должна учитывать типы облаков, общие для данного региона, что зависит от местной метеорологии. Рассмотрим грозовые тучи. В тропиках часто образуются исключительно большие грозовые головы, простирающиеся от поверхности до высоты от двенадцати до пятнадцати километров (около 40 000–50 000 футов).Подобные грозовые облака возникают в районах с низким давлением над умеренными зонами, но их вершины достигают высоты только от семи до десяти километров (около 23 000 — 33 000 футов). В других местах грозы практически отсутствуют. Чтобы лучше понять облака, ученые изучают подробное поведение многих различных типов облаков, определенных наземными наблюдателями за погодой, и типов облаков, определенных метеорологическими спутниками.

Метеорологи уже давно связывают большую облачность, более высокие вершины облаков и более плотные, более отражающие облака с регионами более сильных штормов.И тропики, и районы с низким давлением в средних широтах являются регионами с суровой погодой. Частота и сила штормов также связаны с такими климатическими факторами, как средняя скорость и направление ветра, температура, влажность, солнечный свет и топография. Сравнивая спутниковые наблюдения изменений облачности с метеорологическими данными, можно установить корреляцию между этими условиями и охлаждающими и нагревающими свойствами облаков.