Расчет калорифера: как рассчитать мощность прибора для нагрева воздуха для отопления

РАСЧЕТ ЭЛЕКТРОКАЛОРИФЕРНОЙ УСТАНОВКИ

страница2/8
Дата19.03.2018
Размер368 Kb.
Название файлаЭлектротехнология.doc
Учебное заведениеИжевская Государственная Сельскохозяйственная Академия

  2            

Рисунок 1.1 – Схемы компоновки блока ТЭНов

1.1 Тепловой расчет нагревательных элементов

В качестве нагревательных элементов в электрокалориферах используют трубчатые электронагреватели (ТЭН), смонтированные в единый конструктивный блок.

В задачу теплового расчёта блока ТЭНов входит определение количества ТЭНов в блоке и действительной температуры поверхности нагревательного элемента. Результаты теплового расчёта используют для уточнения конструктивных параметров блока.

Задание на расчет приведено в приложении 1.

Мощность одного ТЭНа определяют исходя из мощности калорифера

Pк и числа ТЭНов z, установленных в калорифере.
. (1.1)

Число ТЭНов z принимают кратным 3, причем мощность одного ТЭНа не должна превышать 3…4 кВт. ТЭН подбирают по паспортным данным (приложение 1).

По конструктивному исполнению различают блоки с коридорной и шахматной компоновкой ТЭНов (рисунок 1.1).

а) б)
а – коридорная компоновка; б – шахматная компоновка.

Рисунок 1.1 – Схемы компоновки блока ТЭНов

Для первого ряда нагревателей скомпонованного нагревательного блока должно выполняться условие:

оС, (1.2)

где tн1 — действительная средняя температура поверхности нагревателей первого ряда, оС; Pm1 — суммарная мощность нагревателей первого ряда, Вт; ср— средний коэффициент теплоотдачи, Вт/(м2оС); Fт1- суммарная площадь теплоотдающей поверхности нагревателей первого ряда, м2; tв — температура воздушного потока после калорифера, оС.

Суммарную мощность и суммарную площадь нагревателей определяют из параметров выбранных ТЭНов по формулам
, , (1.3)

где k – количество ТЭНов в ряду, шт; Pт, Fт – соответственно мощность, Вт, и площадь поверхности, м2, одного ТЭНа.

Площадь поверхности оребренного ТЭНа
, (1.4)

где d – диаметр ТЭНа, м; lа – активная длина ТЭНа, м; hр – высота ребра, м; a – шаг оребрения, м.

Для пучков поперечно обтекаемых труб следует учитывать средний коэффициент теплоотдачи ср, так как условия передачи теплоты отдельными рядами нагревателей различны и определяются турбулизацией воздушного потока. Теплоотдача первого и второго рядов трубок по сравнению с третьим рядом меньше. Если теплоотдачу третьего ряда ТЭНов принять за единицу, то теплоотдача первого ряда составит около 0,6, второго — около 0,7 в шахматных пучках и около 0,9 — в коридорных от теплоотдачи третьего ряда. Для всех рядов после третьего коэффициент теплоотдачи можно считать неизменным и равным теплоотдаче третьего ряда.

Коэффициент теплоотдачи ТЭНа определяют по эмпирическому выражению

, (1.5)

где Nu – критерий Нуссельта, — коэффициент теплопроводности воздуха,

 = 0,027 Вт/(моС); d – диаметр ТЭНа, м.

Критерий Нуссельта для конкретных условий теплообмена рассчитывают по выражениям

для коридорных пучков труб

при Re  1103

, (1.6)

при Re > 1103

, (1.7)

для шахматных пучков труб:

при Re  1103, (1.8)

при Re > 1103

, (1.9)

где Re -критерий Рейнольдса.

Критерий Рейнольдса характеризует режим обтекания ТЭНов воздухом и равен
, (1.10)

где — скорость воздушного потока, м/с; — коэффициент кинематической вязкости воздуха, = 18,510-6 м2 /с.

Для обеспечения эффективной термической нагрузки ТЭНов, не приводящей к перегреву нагревателей, следует обеспечивать в зоне теплообмена движение потока воздуха со скоростью не менее 6 м/с. Учитывая возрастание аэродинамического сопротивления конструкции воздушного канала и нагревательного блока с ростом скорости потока воздуха, последнюю следует ограничить 15 м/с.

Средний коэффициент теплоотдачи

для коридорных пучков
, (1.11)

для шахматных пучков

, (1.12)

где n — количество рядов труб в пучке нагревательного блока.

Температура воздушного потока после калорифера равна
, (1.13)

где Pксуммарная мощность ТЭНов калорифера, кВт; — плотность воздуха, кг/м3; св – удельная теплоемкость воздуха, св= 1 кДж/(кгоС); – производительность калорифера, м3/с.

Если условие (1.2) не выполняется, выбирают другой нагревательный элемент или изменяют принятые в расчете скорость воздуха, компоновку нагревательного блока.

Таблица 1.1 — значения коэффициента сИсходные данныеПоделитесь с Вашими друзьями:

  2            

Регулировка процесса нагрева

Используются два способа регулировки режима работы:

  • Количественный. Настройка производится путем изменения объема теплоносителя, поступающего в прибор. При этом способе отмечаются резкие скачки температуры, нестабильность режима, поэтому в последнее время более распространен второй тип.
  • Качественный. Этот способ позволяет обеспечивать постоянный расход теплоносителя, что делает работу прибора более стабильной и плавной. При неизменном расходе меняется лишь температура носителя. Это делается путем подмешивания в прямой поток некоторого количества более холодной обратки, что регулируется трехходовым клапаном. Такая система защищает конструкцию от перемерзания.

Конструктивные особенности газовых теплогенераторов

Воздушное отопление наиболее эффективно в выставочных залах, производственных помещениях, киностудиях, автомойках, птицефермах, мастерских, частных домах большой площади и пр.

Стандартный теплогенератор на газу для работы воздушного отопления состоит из нескольких частей, которые взаимодействуют друг с другом:

  1. Корпус. В нем спрятаны все составляющие генератора. В нижней его части находится приточное отверстие, а вверху сопло для уже нагретого воздуха.
  2. Камера сгорания. Здесь происходит сжигание топлива, за счет чего теплоноситель нагревается. Она находится над приточным вентилятором.
  3. Горелка. Устройство обеспечивает подачу сжатого кислорода к камере сгорания. Благодаря этому поддерживается процесс горения.
  4. Вентилятор. Он распространяет нагретый воздух по помещению. Располагается за решеткой приточного отверстия в нижней части корпуса.
  5. Металлический теплообменник. Отсек, из которого нагретый воздух подается наружу. Он находится над камерой сгорания.
  6. Вытяжки и фильтры. Ограничивают попадание горючих газов в помещение.

Воздух подается в корпус посредством вентилятора. Разрежение генерируется в районе приточной решетки.


Устройство воздушного отопления обходится в 3-4 раза дешевле «водяной» схемы. К тому же воздушным вариантам не грозят потери тепловой энергии в ходе транспортировки из-за гидравлического сопротивления

Напор сосредоточен напротив камеры сгорания. За счет окисления сжиженного или природного газа горелка генерирует тепло.

Энергию от сгорающего газа поглощает металлический теплообменник. В результате циркуляция воздуха в корпусе затрудняется, его скорость теряется, зато температура повышается.


Зная мощность нагревательного элемента, можно просчитать размер отверстия, которое обеспечит необходимый поток воздуха

Без теплообменника большая часть энергии от сгорающего газа расходовалась бы напрасно, и КПД горелки было бы меньше.

Подобный теплообмен нагревает воздух до 40-60°C, после чего он подается в помещение посредством сопла или раструба, которые предусмотрены в верхней части корпуса.


В камеру сгорания подается топливо, где в процессе горения нагревается теплообменник, передающий тепловую энергию теплоносителю

Экологичность оборудования, а также его безопасность, делают возможным использование теплогенераторов в быту. Еще одно преимущество — отсутствие жидкости, перемещающейся по трубам к конвекторам (батареям). Вырабатываемое тепло нагревает воздух, а не воду. Благодаря этому КПД устройства достигает 95%.

Какие виды бывают

Существует два способа циркуляции воздуха в системе: естественный и принудительный. Разница в том, что в первом случае прогретый воздух движется в соответствии с законами физики, а во втором — при помощи вентиляторов. По способу воздухообмена устройства делятся на:

  • рециркуляционные — используют воздух непосредственно из помещения;
  • частично рециркуляционные — частично используют воздух из помещения;
  • приточные, использующие воздух с улицы.

Особенности системы Антарес

Принцип работы Антарес комфорт такой же, как и у других систем воздушного отопления.

Воздух нагревается агрегатом АВН и по воздуховодам с помощью вентиляторов распространяется по помещениям.

Назад воздух возвращается по обратным воздуховодам, проходя через фильтр и коллектор.

Процесс циклический и происходит бесконечно. Смешиваясь с тёплым воздухом из дома в рекуператоре, весь поток идёт обратным воздуховодом.

Преимущества:

  • Низкий уровень шума. Все дело в современном немецком вентиляторе. Строение его обратно загнутых лопаток слегка подталкивают воздух. Он не ударяется в вентилятор, а словно обволакивает. Кроме того, предусмотрена толстая звукоизоляция АВН. Совокупность этих факторов делает работу системы почти бесшумной.
  • Скорость прогрева помещения. Обороты вентилятора регулируются, что даёт возможность установить полную мощность и быстро прогреть воздух до желаемой температуры. Уровень шума заметно повысится пропорционально скорости подаваемого воздуха.
  • Универсальность. При наличии горячей воды, система Антарес комфорт способна работать с любым видом обогревателя. Предусмотрена возможность установить и водяной, и электрический нагреватель одновременно. Это очень удобно: при исчезновении одного источника питания, перейти на другой.
  • Ещё одной особенностью является модульность. Это значит, что Антарес комфорт состоит из нескольких блоков, что приводит к снижению веса и простоте в установке и обслуживании.

При всех достоинствах, Антарес комфорт не имеет недостатков.

Volcano или Вулкан

Соединённые вместе водный калорифер и вентилятор — так выглядят отопительные агрегаты польской фирмы Volkano. Работают они от воздуха в помещении и не используют уличного.

Фото 2. Прибор от производителя Volcano предназначенный для воздушных систем отопления.

Нагретый тепловым вентилятором воздух равномерно распределяется через предусмотренные жалюзи в четырёх направлениях. Специальные датчики поддерживают нужную температуру в доме. Отключение происходит автоматически, когда в работе агрегата нет необходимости. На рынке представлено несколько моделей тепловых вентиляторов Volkano разных типоразмерах.

Особенности воздушно-отопительных агрегатов Volkano:

  • качество;
  • доступная цена;
  • бесшумность;
  • возможность установки в любом положении;
  • корпус из износостойкого полимера;
  • полная готовность к монтажу;
  • три года гарантии;
  • экономичность.

Отлично подойдёт для обогрева заводских цехов, складов, больших магазинов и супермаркетов, птицефабрик, больниц и аптек, спорткомплексов, теплиц, гаражных комплексов и церквей. В комплекте идут схемы подключения, позволяющие сделать монтаж быстрым и лёгким.

Дополнительная литература

  1. «Применение I-d диаграммы для расчетов» справочника «Внутренние санитарно-технические устройства. Часть 3. Вентиляция и кондиционирование воздуха. Книга 1.» М.: «Стройиздат», 1991 г. Воздухоподготовка.
  2. Под ред. И.Г.Староверова, Ю.И. Шиллера, Н.Н.Павлова и др. «Справочник проектировщика» Изд. 4-е, Москва, Стройиздат, 1990г.
  3. Ананьев В.А., Балуева Л.Н., Гальперин А.Д., Городов А.К., Еремин М.Ю., Звягинцева С.М., Мурашко В.П.,Седых И.В. «Системы вентиляции и кондиционирования. Теория и практика.» Москва, Евроклимат, 2000г.
  4. Беккер А. (перевод с немецкого Казанцевой Л.Н. под редакцией Резникова Г.В.) «Системы вентиляции» Москва, Евроклимат, 2005г.
  5. Бурцев С.И., Цветков Ю.Н. «Влажный воздух. Состав и свойства. Учебное пособие.» Санкт-Петербург, 1998г.
  6. Технические каталоги Flaktwoods

Конструкция калориферов разных видов

Калорифер – это теплообменник, передающий энергию теплоносителя воздушному обогревающему потоку и работающий по принципу фена. Его конструкция включает съемные боковые щитки и теплоотдающие элементы. Они могут быть соединены в одну или несколько линий. Встроенный вентилятор обеспечивает воздушную тягу, и воздушная масса поступает в помещение через зазоры, которые есть между элементами. Когда воздух с улицы проходит сквозь них, ему передается тепло. Калорифер устанавливают в вентиляционный канал, поэтому прибор должен соответствовать шахте по размеру и форме.

Водяные и паровые калориферы

Водяные и паровые калориферы могут быть двух видов: ребристыми и гладкотрубными. Первые в свою очередь делятся еще на два типа: пластинчатые и спирально-навивные. Конструкция бывает одноходовой или многоходовой. В многоходовых устройствах имеются перегородки, благодаря которым направление потока меняется. Трубки располагаются в 1-4 ряда.

Калорифер, работающий на воде, состоит из металлической, чаще прямоугольной рамы, внутри которой размещены ряды трубок и вентилятор. Подключение выполняется к котлу или ЦСО с помощью выходных патрубков. Вентилятор располагается с внутренней стороны, он нагнетает воздух в теплообменник. Для управления мощностью и выходной температурой воздуха используются 2-х или 3-ходовые вентили. Приборы устанавливают на потолок или на стену.

Существует три разновидности водяных и паровых калориферов.

Гладкотрубные. Конструкция состоит из полых трубок (диаметр от 2 до 3,2 см), расположенных с небольшими промежутками (порядка 0,5 см). Они могут быть изготовлены из стали, меди, алюминия. Концы трубок сообщаются с коллектором. Во входные отверстия поступает нагретый теплоноситель, на выход – конденсат или остывшая вода. Гладкотрубные модели отличаются меньшей производительностью по сравнению с остальными.

Особенности использования:

  • минимальная температура входного потока – –20°C;
  • требования к чистоте воздуха – не более 0,5 мг/м3 по показателю запыленности.

Ребристые. За счет ребристых элементов увеличивается площадь теплоотдачи, поэтому при прочих равных условиях ребристые калориферы более производительные, чем гладкотрубные. Пластинчатые модели отличаются тем, что на трубки насаживаются пластины, еще больше увеличивающие площадь поверхности теплоотдачи. В навивных наматывается стальная гофрированная лента.

Биметаллические с оребрением. Наибольшей эффективности удается достичь за счет использования двух металлов: меди и алюминия. Из меди изготавливают коллекторы и патрубки, а оребрение – из алюминия. Причем выполняется оребрение особого вида – спирально-накатное.

Второй вариант.

(см. рисунок 4).

Абсолютная влажность воздуха или влагосодержание наружного воздуха — dH„Б“, меньше влагосодержания приточного воздуха — dП

dH„Б“ П г/кг.

1. В этом случаи необходимо охлаждать наружный приточный воздух — (•) Н на J-d диаграмме, до температуры приточного воздуха.

Процесс охлаждения воздуха в поверхностном воздухоохладителе на J-d диаграмме будет изображаться прямой линией НО. Процесс будет происходить с уменьшением теплосодержания — энтальпии, уменьшением температуры и увеличением относительной влажности наружного приточного воздуха. При этом влагосодержание воздуха остаётся неизменным.

2. Для того чтобы попасть из точки — (•) О, с параметрами охлаждённого воздуха в точку — (•) П, с параметрами приточного воздуха, необходимо воздух увлажнить паром.

При этом температура воздуха остаётся неизменной — t = const, и процесс на J-d диаграмме будет изображаться прямой линией — изотермой.

Принципиальная схема обработки приточного воздуха в тёплый период года — ТП, для 2-го варианта, случай а, смотри на рисунок 5.

(см. рисунок 6).

Абсолютная влажность воздуха или влагосодержание наружного воздуха — dH„Б“, больше влагосодержания приточного воздуха — dП

dH„Б“ > dП г/кг.

1. В этом случаи необходимо «глубоко» охлаждать приточный воздух. Т. е. процесс охлаждения воздуха на J — d диаграмме вначале будет изображаться прямой линией с постоянным влагосодержанием — dН = const, проведённой из точки с параметрами наружного воздуха — (•) Н, до пересечения с линией относительной влажности — φ = 100%. Полученная точка называется — точка росы — Т.Р. наружного воздуха.

2. Далее процесс охлаждения от точки росы пойдет по линии относительной влажности φ = 100% до конечной точки охлаждения — (•) О. Численное значение влагосодержания воздуха с точке (•) О равно численному значению влагосодержания воздуха в точке притока — (•) П.

3. Далее необходимо нагреть воздух от точки — (•) О, до точки приточного воздуха — (•) П. Процесс нагревания воздуха будет происходить с постоянным влагосодержанием.

Принципиальная схема обработки приточного воздуха в тёплый период года — ТП, для 2-го варианта, случай б, смотри на рисунок 7.

Схема подключения и управление

Подключение электрических калориферов должно производиться с соблюдением всех требований техники безопасности. Схема подключения электрокалорифера выглядит следующим образом: при нажатии кнопки «Пуск» происходит запуск двигателя и включается вентиляция нагревателя. При этом двигатель оснащён тепловым реле, которое при проблемах с вентилятором мгновенно размыкает цепь и отключает электронагреватель. Включить ТЭНы отдельно от вентилятора возможно, замкнув блокировочные контакты. Для обеспечения скорейшего нагрева все ТЭНы включаются одновременно.

Для повышения безопасности электрокалорифера в схему подключения включен аварийный индикатор и устройство, не допускающее включения ТЭНов при выключенном вентиляторе. Кроме того, специалисты рекомендуют включение в схему автоматических предохранителей, которые следует располагать в цепь вместе с ТЭНами. А вот на вентиляторы установка автоматов, напротив, не рекомендуется. Управление калорифером производится из специального шкафа, расположенного недалеко от прибора. Причём чем ближе он расположен, тем меньше может быть сечение соединяющего их провода.

При выборе схемы подключения водяного калорифера необходимо ориентироваться на размещение смесительных узлов и блоков с автоматикой. Так, если эти агрегаты располагаются слева от воздушного клапана, то подразумевается левое исполнение, и наоборот. При каждом исполнении расположение соединительных трубок соответствует стороне воздухозабора с установленным клапаном.

Между левым и правым размещением существует ряд отличий. Так, при правом исполнении подающая воду трубка расположена снизу, а трубка «обратки» – сверху. В левосторонних схемах подающий патрубок заходит сверху, а трубка оттока находится внизу.

При установке нагревателя требуется выполнить обустройство узла обвязки, необходимого для осуществления мониторинга за производительностью прибора и защиты его от перемерзания. Узлами обвязки называют арматурные каркасы, регулирующие поступление горячей воды в теплообменник. Обвязка водяных нагревателей производится с помощью двух- или трехходовых вентилей, выбор которых зависит от типа системы отопления. Так, в контурах, отапливаемых при помощи газового котла, рекомендуется устанавливать трёхходовую модель, тогда как для систем с центральным отоплением достаточно двухходовой.

Управление водяным калорифером заключается в регулировании тепловых мощностей нагревательных устройств. Это становится возможным благодаря процессу смешивания горячей и холодной воды, которое выполняется при помощи трёхходового клапана. При повышении температуры выше заданного значения клапан запускает в теплообменник небольшую порцию охлаждённой жидкости, забираемой на выходе из него.

Кроме того, схема установки водяных калориферов не предусматривает вертикального расположения труб входа и выхода, а также расположения воздухозабора сверху. Такие требования обусловлены риском попадания снега в воздуховод и стекания талых вод в автоматику. Важным элементом схемы подключения является термодатчик. Для получения корректных показаний датчик должен быть помещён внутрь воздуховода на участке выдува, причём длина ровного участка должна составлять не менее 50 см.

Эффективность использования калориферов вместо радиаторов отопления

Циркулирующий по радиаторам водяного отопления теплоноситель, передает тепловую энергию окружающему воздуху путем теплового излучения, а также посредством движения конвекционных потоков нагретого воздуха вверх, поступления остывшего воздуха снизу.

Калорифер, кроме этих двух пассивных способов передачи тепловой энергии, прогоняет воздух через систему нагретых элементов с гораздо большей площадью и интенсивно передает им тепло. Оценить эффективность калориферов и вентиляторов позволить простой расчет стоимости установленного оборудования для одних и тех же задач.


Пример отопления калориферами помещения сервиса технического обслуживания автомобилей.

Например, необходимо сравнить стоимость радиаторов и калориферов для отопления выставочного зала автосалона с учетом выполнения норм СНИП.

Теплотрасса одна и та же, теплоноситель одной температуры, обвязку и монтаж при упрощенном расчете затрат на основное оборудование можно не учитывать. Для несложного расчета берем известную норму 1 кВт на 10 м2 отапливаемой площади. Зал площадью 50х20 = 1000 м2 минимально требует 1000/10 = 100 кВт. С учетом запаса в 15% расчетная минимально необходимая теплопроизводительность отопительного оборудования – 115 кВт.

При использовании радиаторов. Берем одни из наиболее распространенных биметаллических радиаторов Rifar Base 500 x10 (10 секций), одна такая панель выдает 2,04 кВт. Минимально необходимое количество радиаторов составит 115/2,04 = 57 шт. Сразу стоит учитывать, что разместить в таком помещении 57 радиаторов неразумно и практически невозможно. При цене прибора на 10 секций в 7 000 рублей, затраты на покупку радиаторов составят 57*7000 = 399 000 рублей.

При отопления калориферами. Для отопления прямоугольной площади с целью равномерного распределения тепла делаем подбор из 5 водяных калориферов Ballu BHP-W3-20-S производительностью 3200 м3/час каждый с близкой суммарной мощностью: 25*5 = 125 кВт. Затраты на оборудование составят 22900*5 = 114 500 рублей.

Основная область применения калориферов – организация отопления помещений с большими пространствами для движения воздуха:

  • производственные цеха, ангары, склады;
  • спортивные залы, выставочные павильоны, ТРЦ;
  • сельскохозяйственные фермы, теплицы.

Компактное устройства, позволяющие быстро нагревать воздух от 70°C до 100°C, легко встраиваемые в общую систему автоматического управления отоплением целесообразно использовать в сооружениях с надежным доступом к теплоносителю (воде, пару, электроэнергии).

Преимуществами водяных калориферов являются:

  1. Высокая рентабельность использования (низкая стоимость оборудования, высокая теплоотдача, легкость и дешевизна монтажа, минимальные эксплуатационные расходы).
  2. Быстрый нагрев воздуха, легкость изменения и локализация потока тепла (тепловые завесы и оазисы).
  3. Надежность конструкции, легкость автоматизации и современный дизайн.
  4. Безопасность в применении даже в зданиях с повышенной опасностью.
  5. Крайне компактные размеры при высокой теплопроизводительности.

Недостатки этих приборов связаны со свойствами теплоносителя:

  1. При температуре ниже нуля, калорифер легко заморозить. Не слитая вовремя вода из трубок может их порвать в случае отключения от магистрали.
  2. При применении воды с большим количеством примесей тоже можно вывести прибор из строя, поэтому использование в быту без фильтров и подключение к центральной системе – нецелесообразны.
  3. Стоит отметить, что калориферы сильно сушат воздух. При использовании, например, в выставочном зале, необходима увлажняющая климатическая техника.

Способы обвязки калорифера

Обвязку калорифера приточной вентиляции выполняют несколькими способами. Расположение узлов напрямую связано с местом установки, техническими характеристиками и используемой схемой воздухообмена. Чаще всего применяют вариант, в котором предусмотрено смешивание удаляемого из помещения воздуха с поступающими воздушными массами. Реже используют замкнутые модели, в которых рециркуляция воздуха происходит только в пределах одного помещения без смешивания с воздушными массами, поступающими с улицы.

Если работа естественной вентиляции хорошо отлажена, то в этом случае целесообразна установка приточной модели с нагревателем водяного типа. Его подключают к отопительной системе в точке воздухозабора, чаще всего находящейся в подвальном помещении. Если есть принудительная вентиляции, то нагревательное оборудование устанавливают в любом месте.

В продаже можно найти готовые обвязочные узлы. Они отличаются вариантами исполнения.

В комплект входит:

  • насосное оборудование;
  • обратный клапан;
  • очистительный фильтр;
  • балансировочный вентиль;
  • двух- или трехходовые клапанные механизмы;
  • шаровые краны;
  • байпасы;
  • манометры.

В зависимости от условий подключения используют один из вариантов обвязки:

  1. Гибкую обвязку монтируют на управляющих узлах, которые расположены недалеко от прибора. Данный вариант монтажа более простой, поскольку для сборки всех деталей используют резьбовые соединения. Благодаря этому сварочное оборудование не понадобится.
  2. Жесткую обвязку применяют, если узлы управления находятся далеко от устройства. В этом случае приходится прокладывать прочные коммуникации с жесткими сварными соединениями.

Расчет мощности калорифера

Определимся с исходными данными, которые понадобятся, чтобы правильно подобрать мощность нагревателя для вентиляции:

  1. Объём воздуха, который будет перегоняться за час (м3/ч), т.е. производительность всей системы – L.
  2. Температура за окном. – tул.
  3. Температура, до которой нужно довести нагрев воздуха – tкон.
  4. Табличные данные (плотность воздуха определённой температуры, теплоёмкость воздуха определённой температуры).

Инструкция для расчета с примером

Шаг 1. Расход воздуха по массе (G в кг/ч).

Формула: G = LxP

Где:

  • L – расход воздуха по объёму (м3/ч)
  • P – плотность воздуха по среднему.

Пример: С улицы поступает воздух -5° С, а на выходе нужна t +21°С.

Сумма температур (-5) + 21 = 16

Среднее значение 16:2 = 8.

По таблице определяется плотность этого воздуха: P = 1,26.

Плотность воздуха в зависимости от температуры кг/м3

-50-45-40-35-30-25-20-1510--5+5+10+15+20+25+30+35+40+45+50+60+65+70+75+80+85
1,581,551,511,481,451,421,391,371,341,321,291,271,251,231,201,181,161,151,131,111,091,061,041,031,011,00,99

Если производительность вентиляции 1500 м3/ч, то расчёты будут следующие:

G = 1500 х 1,26 = 1890 кг/ч.

Шаг 2. Расход теплоты (Q в Вт).

Формула: Q = GxС x (tкон – tул)

Где:

  • G – расход воздуха по массе;
  • С – удельная теплоёмкость входящего с улицы воздуха (табличный показатель);
  • tкон – температура до которой нужно прогреть поток;
  • tул – температура входящего с улицы потока.

Пример:

По таблице определяем С для воздуха, температурой -5° С. Это 1006.

Теплоемкость воздуха в зависимости от температуры, Дж/(кг*К)

-50-45-40-35-30-25-20-1510--5+5+10+15+20+25+30+35+40+45+50+60+65+70+75+80+85
101310121011101010101009100810071007100610051005100510051005100510051005100510051005100510061006100710071008

Подставляем данные в формулу:

Q = (1890/3600*) х 1006 х (21 – (-5)) = 13731,9** Вт

*3600 – это час, переведённый в секунды.

**Получившиеся данные округляются в большую сторону.

Результат: для нагрева воздуха от -5 до 21 °С в системе производительностью 1500м3, требуется калорифер мощностью 14 кВт

Существуют онлайн калькуляторы, где введя производительность и температуры можно получить примерный показатель мощности.

Лучше предусмотреть запас мощности (на 5-15 %), поскольку производительность оборудования со временем часто снижается.

Вычисление поверхности нагрева

Чтобы рассчитать площадь нагреваемой поверхности (м2) вентиляционного калорифера, используют следующую формулу:

S = 1,2 Q : (k (tжид. – t возд.)

Где:

  • 1,2 – коэффициент остывания;
  • Q – расход теплоты, который мы уже вычислили ранее;
  • k – коэффициент теплоотдачи;
  • tжид. – средний показатель температуры теплоносителя в трубах;
  • tвозд – средняя температура потока, поступающего с улицы.

K (теплоотдача) – это табличный показатель.

Средние температуры вычисляются путём нахождения суммы поступающей и желаемой температуры, которую нужно разделить на 2.

Получившийся результат округляется в большую сторону.

Знание площади поверхности нагревателя для вентиляции может понадобиться при подборе нужного оборудования, а также для закупки нужного количества материалов при самостоятельном изготовлении элементов системы.

Особенности расчета паровых калориферов

Как уже говорилось, калориферы используются одинаковые для водяного отопления и для применения пара. Расчёты осуществляются по тем же формулам, только расход теплоносителя вычисляется по формуле:

G = Q: m

Где:

  • Q – расход теплоты;
  • m– показатель теплоты, выделяемой при конденсации пара.

А скорость движения пара по трубам не берётся в расчёт.

Как работает отопительная система?

Лопасти вентилятора захватывают воздух и направляют его в теплообменник. Нагретый им воздушный поток циркулирует по зданию, осуществляя несколько циклов.


Основное преимущество конструкции газового теплогенератора в том, что расположение камер и отсеков препятствует смешиванию продуктов распада отработанного топлива с воздухом из помещения

В процессе эксплуатации оборудования не нужно опасаться, что лопнет труба, и вы затопите соседей, как это нередко бывает с водяными отопительными системами. Однако в самом генерирующем тепло устройстве предусмотрены датчики, которые в экстренных ситуациях (угрозе поломки) прекращают подачу топлива.

Нагретый воздух подается в помещение несколькими способами:

  1. Бесканальный. Теплый воздух поступает свободно поступает в обрабатываемое пространство. Во время циркуляции он заменяет холодный, что позволяет поддерживать температурный режим. Использование отопления данного типа целесообразно в небольших помещениях.
  2. Канальный. Посредством системы воздуховодов соединенных между собой нагретый воздух перемещается по воздуховодам, благодаря чему возможен обогрев одновременно нескольких помещений. Используется для отопления больших зданий с отдельными помещениями.

Стимулирует движение воздушной массы вентилятор или силы гравитации. Теплогенератор можно устанавливать в помещении и за его пределами.


Использование воздуха в качестве теплоносителя делает систему максимально выгодной. Воздушная масса не вызывает коррозию, а также не способна повредить какие-либо элементы системы

Чтобы отопительная система функционировала корректно, следует правильно подсоединить к газовому генератору тепловой энергии дымоход.

Если дымовой канал установлен неправильно, он будет чаще забиваться наростами сажи. Суженный и забитый дымоход будет плохо отводить токсичные вещества.

Расчет-онлайн электрических калориферов. Подбор электрокалориферов по мощности — Т.С.Т.

Перейти к содержимому На данной странице сайта представлен онлайн-расчет электрических калориферов. В режиме онлайн можно определить следующие данные:- 1. требуемую мощность (производительность по теплу) электрокалорифера для приточной отопительной установки. Базовые параметры для расчета: объем (расход, производительность) нагреваемого воздушного потока, температура воздуха на входе в электрический нагреватель, желаемая температура на выходе- 2. температуру воздуха на выходе из электрического калорифера. Базовые параметры для расчета: расход (объем) нагреваемого воздушного потока, температура воздуха на входе в электрокалорифер, фактическая (установленная) тепловая мощность используемого электрического модуля

1. Онлайн-расчет мощности электрического калорифера (расхода тепла на обогрев приточного воздуха)

В поля вносятся показатели: объем проходящего через электрокалорифер холодного воздуха (м3/час), температура входящего воздуха, необходимая температура на выходе из электрического калорифера. На выходе (по результатам онлайн-расчета калькулятора) выводится требуемая мощность электрического нагревательного модуля для соблюдения заложенных условий.

1 поле. Объем проходящего через электронагреватель приточного воздуха (м3/час)2 поле. Температура воздуха на входе в электрический калорифер (°С)

3 поле. Необходимая температура воздуха на выходе из электрокалорифера

(°С) поле (результат). Требуемая мощность электрического калорифера (расход тепла на подогрев приточного воздуха) для введенных данных

2. Онлайн-расчет температуры воздуха на выходе из электрического калорифера

В поля вносятся показатели: объем (расход) нагреваемого воздуха (м3/час), температура воздуха на входе в электрокалорифер, мощность подобранного электрического воздухонагревателя. На выходе (по результатам онлайн-расчета) показывается температура выходящего нагретого воздуха.

1 поле. Объем проходящего через калорифер приточного воздуха (м3/час)2 поле. Температура воздуха на входе в электрический калорифер (°С)

3 поле. Тепловая мощность подобранного воздухоподогревателя

(кВт) поле (результат). Температура воздуха на выходе из электрокалорифера (°С)

Онлайн-подбор электрического калорифера по объему нагреваемого воздуха и тепловой мощности

Ниже выложена таблица с номенклатурой электрокалориферов производства нашего предприятия. По таблице можно ориентировочно подобрать подходящий для ваших данных электрический модуль. Изначально ориентируясь на показатели объема нагреваемого воздуха в час (производительности по воздуху), можно подобрать промышленный электрический калорифер для наиболее распространенных тепловых режимов. На каждый отопительный модуль серии СФО представлен наиболее приемлемый (для этой модели и номера) диапазон нагреваемого воздуха, а также некоторые диапазоны температуры воздуха на входе и выходе из нагревателя. Кликнув мышкой по названию выбранного электрического воздухоподогревателя, можно перейти на страницу с теплотехническими характеристиками данного электрического промышленного калорифера.

Наименование электро калорифера Установленная мощность, кВт Диапазон производительности по воздуху, м³/ч Температура входящего воздуха, °С Диапазон температуры выходящего воздуха, °С(в зависимости от объема воздуха)
СФО-16 15 800 — 1500 -25 +22 0
-20 +28 +6
-15 +34 +11
-10 +40 +17
-5 +46 +22
+52 +28
СФО-25 22.5 1500 — 2300 -25 +13 0
-20 +18 +5
-15 +24 +11
-10 +30 +16
-5 +36 +22
+41 +27
СФО-40 45 2300 — 3500 -30 +18 +2
-25 +24 +7
-20 +30 +13
-10 +42 +24
-5 +48 +30
+54 +35
СФО-60 67.5 3500 — 5000 -30 +17 +3
-25 +23 +9
-20 +29 +15
-15 +35 +20
-10 +41 +26
-5 +47 +32
СФО-100 90 5000 — 8000 -25 +20 +3
-20 +26 +9
-15 +32 +14
-10 +38 +20
-5 +44 +25
+50 +31
СФО-160 157.5 8000 — 12000 -30 +18 +2
-25 +24 +8
-20 +30 +14
-15 +36 +19
-10 +42 +25
-5 +48 +31
СФО-250 247.5 12000 — 20000 -30 +21 0
-25 +27 +6
-20 +33 +12
-15 +39 +17
-10 +45 +23
-5 +51 +29

zao-tst.ru

Заключение

Водяной калорифер в системе вентиляции – экономически выгоден, особенно в системе с центральным отоплением. Кроме функций воздушного обогрева он может выполнять функции кондиционера в летний период. Нужно только правильно подобрать прибор по мощности и площади поверхности, а также грамотно осуществить подключение и обвязку.

Знаете ли вы, что в атмосфере, где находится человек, обязательно должны присутствовать аэроионы? В квартирах, как правило, ионов не хватает. Однако некоторые люди считают, что искусственно обогащать ими воздух вредно. Ответ на этот вопрос вы найдете на нашем сайте.

Инструкцию по сборке самодельного парогенератора читайте в материале.

Поделитесь в социальных сетях:FacebookTwittervKontakte
Напишите комментарий

Adblock
detector