Расчет электрического калорифера вентиляции – Расчет калорифера

L = n * S * H, где

L — требуемая производительность приточной вентиляции, м3/ч;

n — нормируемая кратность воздухообмена: для жилых помещений n = 1,  для офисов n = 2,5;

S — площадь вентилируемого помещения, м2;

H — высота вентилируемого помещения, м;

Расчет воздухообмена по количеству людей:

L = N * Lнорм, где

L — требуемая производительность приточной вентиляции, м3/ч;

N — количество людей;

Lнорм — норма расхода воздуха на одного человека:

   в состоянии покоя — 20 м3/ч;

   работа в офисе — 40 м3/ч;

   при физической нагрузке — 60 м3/ч.

Получив значение необходимого воздухообмена, можно смело приступать к выбору вентиляционной системы, которая будет соответствовать нужной производительности. Но помните, что производительность вентиляции может упасть из-за сопротивления воздухопроводной сети. Следовательно, стоит изучить технические характеристики системы вентиляции и обратить внимание на зависимость производительности от полного давления. Помните, что пятнадцатиметровый (15 м) отрезок воздухопровода с одной вентиляционной решеткой снижает давление на 100 Па.

Для вентилирования различных типов помещений требуются системы вентиляции определённой производительности: 

Для квартир — 100 – 500 м3/ч;

Для коттеджей — 1000 – 2000 м3/ч;

Для офисов — 1000 – 10000 м3/ч.

 2. Мощность калорифера

В зимний период калорифер помогает подогреть воздух, поступающий в систему вентиляции с улицы. После определения производительности системы вентиляции можно рассчитать и мощность калорифера. Для этого понадобится значение производительности вентиляционной системы, требуемая температура воздуха на выходе вентиляционной системы и минимальная температура воздуха, забираемого в вентиляцию с улицы. Последние два значения определяются Строительными Нормами и Правилами. Если говорить о температуре воздуха, проникающего в жилое помещение из системы вентиляции, то она не должна быть ниже +18°С. А вот минимальная температура воздуха снаружи целиком и полностью варьируется в зависимости от климатической зоны. Обычно для нахождения значения минимальной температуры следует определить среднюю температуру 5 самых холодных дней самого холодного месяца в 13 часов. В Москве такая температура равна  -26°С. Получается, что калориферу, работающему на полной мощности, надо нагревать воздушный поток, циркулирующий в вентиляционной системе на 50°С. Стоит также установить регулятор производительности системы, чтобы в холодное время года скорость вентилятора можно было уменьшить.

Все же, когда происходит расчет мощности калорифера, следует помнить, что есть и ограничения. Например, первым ограничением является напряжение питания – можно воспользоваться как однофазным (220 В), так и трехфазным (380 В) подключением калорифера. Для меньшего расхода электроэнергии лучше воспользоваться 3-х фазным питанием, как и в случае с использованием калорифера мощностью свыше 5 кВт. Вторым ограничением выступит максимально допустимый ток потребления. Его следует рассчитывать по нижеприведенной формуле:

I = P / U, где 

I — максимальный потребляемый ток, А;

Р — мощность калорифера, Вт;

U — напряжение питание:

220 В — для однофазного питания;

660 В (3 × 220В) — для трехфазного питания.

Если устанавливается калорифер с меньшей мощностью, то допустимая нагрузка электрической сети должна быть меньше требуемой, при этом следует рассчитать температуру приточного воздуха, нагреваемого калорифером. Ниже приведена формула, которая поможет рассчитать значение температуры:

ΔT = 2,98 * P / L, где

ΔT — разность температур воздуха на входе и выходе системы приточной вентиляции,°С;

Р — мощность калорифера, Вт;

L — производительность вентиляции, м3/ч.

В зависимости от типа помещения мощность калорифера может быть равна следующим значениям: для квартир – от 1 до 5 кВт; для офисов – от 5 до 50 кВт. В случае, когда в систему вентиляции невозможно установить калорифер, с тем уровнем мощности, который необходим, можно заменить его водяным калорифером (калорифер, осуществляющий обогрев за счет центральной системы отопления). 

 3. Рабочее давление, скорость потока воздуха в воздуховодах и допустимый уровень шума

Зная значения производительности по воздуху и мощности калорифера, можно перейти к созданию воздухораспределительной сети вентиляционной системы. Первоначально нужно составить схему воздуховодов. Именно эта схема поможет определить три элемента, которые являются взаимосвязанными – рабочее давление, создаваемое вентилятором, скорость потока воздуха и уровень шума системы вентиляции.

Рассчитать требуемое рабочее давление, зависящее от технических характеристик вентилятора, можно опираясь на диаметр и тип воздуховода, числа поворотов и переходов с одного диаметра на другой, типа воздухораспределителей, необходимых для системы вентиляции. При длинной трассе со значительным количеством поворотов и переходов вентилятор будет создавать большее давление. Скорость потока воздуха в вентиляционной системе будет определяться диаметром воздуховода, и в обычной ситуации данная скорость находится в диапазоне от 2,5 до 4 м/с. Следует помнить, что давление в системе вентиляции может упасть, а уровень шума подняться, если скорость потока воздуха будет высокой. Тем не менее, межпотолочное пространство не всегда позволяет прибегать к «тихим» воздуховодам большого диаметра. Уровень шума, требуемая производительность вентилятора и диапазон диаметров воздуховода могут стать элементами, нуждающимися в балансе при создании вентиляционной системы. Если необходима приточная вентиляция для жилого помещения, лучше воспользоваться гибкими воздуховодами, которые имеют сечение от 160 до 250 мм, в то время как распределительные решетки для них имеют размеры от 200×200 мм до 200×300 мм.

Здесь приведено лишь пять основных критериев, согласно которым планируется система вентиляции. Для более детального и точного проектирования рекомендуем Вам обратиться к нашим специалистам, помощь которых избавит Вас от ошибок и просчётов при проектировании системы вентиляции, а следовательно, сделает монтаж Вашей вентиляционной системы более дешёвым, а её работу – надёжной.

spectr37.ru

Как делать расчет калорифера вентиляции?

В нашем климате в холодное время года крайне важно осуществлять нагрев воздуха, который приходит в дом снаружи через вентиляцию. Если в помещении при вентиляции нет тепло-избытков, то входящий воздух должен подогреваться до той же температуры, что царит внутри помещения. В этом случае система отопления компенсирует потерю теплоты через ограждение. Но в той ситуации, когда отопление комбинируется с приточным видом вентиляции, то приточный воздух должен быть теплее, нежели воздух внутри помещения. Но если в комнате есть теплоизбыток, то входящий воздух должен иметь меньшую температуру, чем воздух, находящийся внутри. Это обеспечит ассимилиляцию тех самых теплоизбытков.

Здесь важно, сказать, что температура входящего в помещение воздуха напрямую зависит от способа его подачи. И определяться она должна после расчета приточных струй в зависимости от условий нормируемых параметров воздушной среды. Именно по этой причине важно правильно рассчитать мощность калорифера, который и занимается регулировкой температуры приточного воздуха.

Какие виды калориферов вентиляции существуют?

Первым делом важно определиться с видом такого калорифера. Выбирая калорифер нужно учитывать такие нюансы, как его мощность, климат местности, производительность устройства, габариты помещения, в котором он должен быть установлен. Так согласно с этими параметрами можно выбирать между такими видами калориферов:

• электрокалорифер приточной вентиляции;
• водяной калорифер.

Если говорить об электрических таких приборах, то стоит подчеркнуть, что их конструкция построена на базе переработки электрики в тепло. Это обеспечивается нагревом спирали из проволоки или же металлической нити. Таким образом тепло идет к воздушному потоку. Такие калориферы простые при монтаже, а также они доступны. Но в то же время они потребляют большое количество электроэнергии. Именно по этой причине данный воздухонагреватель лучше всего использовать вместе с рекуператором. Благодаря этому на целую четверть можно уменьшить уровень расходов электричества.

При этом такие водяные устройства для осуществления вентиляции стоят порядком дороже, но она не употребляют столько энергии и, следовательно, обойдутся вам дешевле. Вдобавок его можно даже применять в больших помещениях, так как они обладают высоким уровнем производительности. Из недостатков водяного калорифера можно назвать то, что он может обмерзнуть при очень низких температурах.

Как правильно осуществлять расчет?

Один из нюансов выбора типа калорифера является его расчет. А для того чтобы правильно определить мощность такого устройства вовсе не нужно проводить какие-либо сложные вычисления или манипуляции. Важно просто вычислить температуру воздуха на входе и выходе. В той ситуации, когда снаружи воздух упал к минимальной отметке не на долгий срок, можно не брать во внимание максимальное значение температуры и тогда в расчет можно брать более низкое значение мощности такого устройства.

При расчете мощности калорифера вентиляции нужно тоже учесть и дополнительные данные воздухообмена. Этот показатель можно определить, взяв в расчет производительность вентиляции. Затем данные два параметра нужно умножить на теплоемкость воздуха и поделить это значение на тысячу. Сума мощности калорифера должна соответствовать сумме напряжению сети.

stroy-king.ru

Калорифер для приточной вентиляции: водяной или электрический, расчет мощности

Какой калорифер для приточной вентиляции выбрать?

Глоток свежего воздуха нужен и усердному работнику, и праздному домоседу. Впрочем, в зимнее время приточный воздух может быть чрезмерно свежим.Однако этот недостаток устраняет простейший нагревательный прибор — калорифер для приточной вентиляции, возвращающий комфортную температуру потоку свежего воздуха.

Приточная вентиляция загородного дома

Разновидности вентиляционных калориферов

В системах воздухообмена используют две разновидности калориферов, а именно:

• Нагревательные приборы на электричестве.
• Нагревательные приборы на жидких теплоносителях.

Электрический калорифер для приточной вентиляции – это очень эффективный, но чрезмерно энергозатратный отопительный прибор. Ведь повышение температуры приточного потока в данном случае происходит за счет контакта воздуха с раскаленными пластинами из тугоплавкого металла. Причем повышение температуры пластины происходит за счет электрического сопротивления нагревательных элементов, поглощающих десятки киловатт энергии. Впрочем, низкая энергоэфективность не умаляет других достоинств электрических калориферов – легкости процесса монтажа и компактности конструкции прибора.

Нагреватели второго типа –водяные или паровые калориферы — повышают температуру приточного потока за счет передачи энергии теплоносителя, циркулирующего внутри радиатора этого прибора. Любой жидкостный калорифер — водяной для приточной вентиляции или паровой для системы воздушного отопления – является эталоном воздухонагревателя. Ведь жидкостный нагреватель воздуха не уступает по эффективность электрическому аналогу, одновременно демонстрируя и минимальное, по сравнению с электрическим калорифером, энергопотребление. Единственным недостатком подобного нагревательного прибора является относительно сложный монтаж.

Впрочем, эффективность любого калорифера зависит не только от технологии разогрева потока, но и от точных расчетов эксплуатационных характеристик нагревателей воздуха. Ведь ошибки в расчетах приведут к вызванному перегревом замыканию в электрическом калорифере или обмерзанию недостаточно теплого радиатора в жидкостном воздухонагревателе.

Расчёт калорифера вентиляции

Типовой расчет калорифера оперирует следующими параметрами:

Движение воздушного потока в калорифере

• Тепловой мощностью нагревательного прибора – чем она больше, тем лучше. Однако с ростом мощности увеличивается и расход энергии, а, следовательно, и цена эксплуатации калорифера. Поэтому мощность не может быть бесконечно большой – для экономии средств владельца вентиляции она должна быть всего лишь достаточной для обогрева нужной порции воздуха.
• Площадью нагревательного элемента – тут повторяется ситуация с мощностью. Вроде бы, чем больше площадь, тем лучше. Однако очень большой нагревательный элемент просто не поместится в воздуховоде и «съест» намного больше энергии, чем требуется. Поэтому площадь нагревателя должна соответствовать решаемой задаче – нагреву порции воздуха конкретного объема.
• Объемным или массовым расходом приточного потока – это та самая порция воздуха, подаваемая на радиатор калорифера в единицу времени. Расход измеряется в кубических метрах или килограммах в час, минуту или секунду. Причем тут все однозначно – чем больше расход, тем дороже эксплуатация калорифера.
• Температурой воздуха на входе и выходе из калорифера . Цена эксплуатации зависит от разницы температур. Ведь значительная разница температур вынуждает потреблять больше энергии, направленной на генерацию тепловой мощности калорифера.

Упомянутые выше параметры увязаны между собой следующим образом:

Расчёт мощности калорифера вентиляции (Q ) происходит в процессе перемножения разницы температур (T1-T2 ) и массового расхода (G ). Причем помимо этих множителей на результат произведения влияет целый ряд дополнительных коэффициентов. Поэтому финальная формула выглядит следующим образом

где с – это теплоемкость атмосферного воздуха (в большинстве случаев она равна 1.005 кДж/кг °С). Причем T1 – это температура воздуха на выходе из калорифера, а T2 – это температура приточного потока на входе в нагревательный прибор.

Массовый расход (G ) зависит от производительности приточного вентилятора (L ) и плотности воздуха (P ). Расчетная формула выглядит следующим образом –

То есть, чем больше кубических метров в час прокачает вентилятор, тем больше будет и массовый расход и тепловая мощность калорифера. Причем производительность вентилятора определяется потребностью насытить каждый квадратный метр площади обслуживаемого помещения 3 кубическими метрами воздуха в час.

Площадь сечения нагревательного элемента (A) определяется как результат деления производительности вентилятора (L ) и плотности воздуха (P ) на скорость приточного потока в трубе (V ). Расчетная формула выглядит следующим образом

В свою очередь скорость зависит от производительности вентилятора и площади сечения воздуховода. Площадь нагревательных пластин в радиаторе или ТЭНе вычисляется по другой формуле

• где К – это КПД калорифера, зависящее от типа нагревательного прибора,
• Tt – это температура теплоносителя или пластины, а
• Tv -это температура воздуха.

Оперируя данными параметрами, мы можем, во-первых, подобрать тип калорифера, во-вторых, оптимизировать тепловую мощность нагревательного прибора, и, в-третьих, уменьшить цену эксплуатации воздухонагревателя. Однако даже самые верные расчеты не помогут добиться оптимизации эксплуатационных характеристик калорифера в том случае, если этот нагревательный прибор будет инсталлирован в систему с грубыми нарушениями технологического процесса.

Монтаж калорифера в вентиляционную систему

Установка калорифера в приточную ветвь вентиляции предполагает подключение нагревательного прибора не только к воздуховоду, но и к источнику энергии – электропроводке или разводке системы отопления.

Причем в первом случае ошибку в монтаже можно допустить лишь намеренно. Ведь калорифер «включается» в сеть точно так же, как и любой другой электроприбор.

Узел обвязки калорифера

Однако в этом деле есть свои нюансы:

• Во-первых, электрический калорифер необходимо оборудовать автоматом, защищающим сеть от возможного короткого замыкания или «пробоя» на линии подачи энергии к пластинам.
• Во-вторых, калорифер придется защищать от перегрева, используя датчики контроля температуры, отключающие питание при разогреве пластины выше граничной температуры.
• В-третьих, калорифер нуждается в заземлении, нивелирующем угрозу безопасности жильцов или персонала помещения, обслуживаемого приточной вентиляцией с подогревом.

Монтаж нагревательных приборов на жидких теплоносителях – это более сложная операция. Основные затруднения в этом случае вызывает обвязка калорифера для приточной вентиляции. А точнее качество данной операции.

Причем калорифер можно «увязать» с разводкой двумя способами:

• С помощью двухходового вентиля – простого решения, которое не дает возможности контролировать обратный расход теплоносителя.
• С помощью трехходового вентиля – более сложного узла, позволяющего совмещать калорифер, бойлер и котел.

При этом качество проделанной работы зависит не только от сложности узла распределения теплоносителя, но и от навыков специалиста, подключающего калорифер в систему. Ведь даже один негерметичный стык может спровоцировать падение тепловой мощности и дальнейшее обледенение радиатора. Поэтому монтаж водяных калориферов доверяют только опытным профессионалам, причем даже их работу принято контролировать самым тщательным образом.

http://climanova.ru

legkoe-delo.ru