Расчет нагревателя для вентиляции – Расчет калорифера

Содержание

как рассчитать мощность прибора для нагрева воздуха для отопления

Итак, Вы - Заказчик. И хотите знать, как происходит выбор оборудования для системы вентиляции.

При выборе оборудования необходимо рассчитать следующие параметры:

  • Производительность по воздуху;
  • Мощность калорифера;
  • Рабочее давление, создаваемое вентилятором;
  • Скорость потока воздуха и площадь сечения воздуховодов;
  • Допустимый уровень шума.

Ниже мы приводим упрощенную методику подбора основных элементов системы приточной вентиляции, используемой в бытовых условиях.


Расход воздуха или производительность по воздуху

Проектирование системы начинается с расчета требуемой производительности по воздуху, измеряемой в кубометрах в час. Для этого необходим поэтажный план помещений с экспликацией, в которой указаны наименования (назначения) каждого помещения и его площадь.

Расчет начинается с определения требуемой кратности воздухообмена, которая показывает сколько раз в течение одного часа происходит полная смена воздуха в помещении. Например, для помещения площадью 50 квадратных метров с высотой потолков 3 метра (объем 150 кубометров) двукратный воздухообмен соответствует 300 кубометров в час.

Требуемая кратность воздухообмена зависит от назначения помещения, количества находящихся в нем людей, мощности тепловыделяющего оборудования и определяется СНиП(Строительными Нормами и Правилами).

Так, для большинства жилых помещений достаточно однократного воздухообмена, для офисных помещений требуется 2-3 кратный воздухообмен.

Но, подчеркиваем, это не Правило!!! Если это офисное помещение 100 кв.м. и в нем работает 50 человек (допустим операционный зал), то для обеспечения вентиляции необходима подача около 3000 м3/ч.

Для определения требуемой производительности необходимо рассчитать два значения воздухообмена: по кратности и по количеству людей , после чего выбрать большее из этих двух значений.

  1. Расчет воздухообмена по кратности:

    L = n * S * H , где

L

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

S — площадь помещения, м 2 ;

H — высота помещения, м;

  1. Расчет воздухообмена по количеству людей:

    L = N * Lнорм , где

L — требуемая производительность приточной вентиляции, м 3 /ч;

N — количество людей;

Lнорм — норма расхода воздуха на одного человека:

    • в состоянии покоя — 20 м 3 /ч;
    • работа в офисе — 40 м 3 /ч;
    • при физической нагрузке — 60 м 3 /ч.

Рассчитав необходимый воздухообмен, выбираем вентилятор или приточную установку соответствующей производительности. При этом необходимо учитывать, что из-за сопротивления воздухопроводной сети происходит падение производительности вентилятора. Зависимость производительности от полного давления можно найти по вентиляционным характеристикам, которые приводятся в технических характеристиках оборудования.

Для справки: участок воздуховода длиной 15 метров с одной вентиляционной решеткой создает падение давления около 100 Па.

Типичные значения производительности систем вентиляции:

  • Для квартир — от 100 до 600 м 3 /ч;
  • Для коттеджей — от 1000 до 3000 м 3 /ч;
  • Для офисов — от 1000 до 20000 м 3 /ч.

Мощность калорифера

Калорифер используется в приточной системе для подогрева наружного воздуха в холодное время года. Мощность калорифера рассчитывается исходя из производительности, требуемой температурой воздуха на выходе системы и минимальной температурой наружного воздуха.

Два последних параметра определяются СНиП. Температура воздуха, поступающего в жилое помещение, должна быть не ниже +18°С. Минимальная температура наружного воздуха зависит от климатической зоной и для Киева равен -22°С (рассчитывается как средняя температура самой холодной пятидневки самого холодного месяца в 13 часов).

Таким образом, при включении калорифера на полную мощность он должен нагревать поток воздуха на 40°С. Поскольку сильные морозы в Киеве непродолжительны, в приточных системах можно устанавливать калориферы, имеющие мощность меньше расчетной.

При этом приточная система желательно должна иметь регулятор производительности для уменьшения скорости вентилятора в холодное время года, дабы не платить большие счета за электричество (если стоит электрический калорифер, возможно обустройство водяного калорифера).

При расчете мощности калорифера необходимо учитывать следующие ограничения:

  • Возможность использования однофазного (220 В) или трехфазного (380 В) напряжения питания. При мощности калорифера свыше 5 кВт необходимо 3-х фазное подключение, но в любом случае 3-х фазное питание предпочтительней, так как рабочий ток в этом случае меньше.
  • Максимально допустимый ток потребления. Ток, потребляемый калорифером, можно найти по 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.

В случае если допустимая нагрузка электрической сети меньше чем требуемая, можно установить калорифер меньшей мощности. Температуру, на которую калорифер сможет нагреть приточный воздух, можно рассчитать по формуле:

ΔT = 2,98 * P / L , где

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

Р — мощность калорифера, Вт;

L — производительность по воздуху, м 3 /ч.

Типичные значения расчетной мощности калорифера — от 1 до 5 кВт для квартир, от 5 до 50 кВт для офисов. Если использовать электрический калорифер с расчетной мощностью не представляется возможным, следует установить калорифер, использующий в качестве источника тепла воду из системы центрального или автономного отопления (водяной калорифер).

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

После расчета производительности по воздуху и мощности калорифера приступают к проектированию воздухораспределительной сети, котора

technosvarmet.ru

Расчет мощности нагревателя

  Расчет мощности электрического нагревателя

  Организация приточно-вытяжной вентиляции помещений требует предварительный нагрев приточного воздуха перед подачей его в помещение.

  Электрические нагреватели выпускают для подключения к прямоугольным и круглым вентиляционным каналам. Используют для подогрева приточного воздуха. Электрические нагреватели круглого сечения изготавливают из оцинкованной стали и представляют собой корпус и коммутационную коробку, в которой производится электрическое подключение нагревателя. Нагреватели снабжены термостатами защиты. Автоматический термостат защиты срабатывает при температуре 50 градусов. А второй термостат разрывает цепь при температуре выше 90 градусов и аварийное отключение можно снять только в ручном режиме. Как правило, термостаты подключаются последовательно в систему питания катушки магнитного пускателя. Канальные нагреватели устанавливают после вентилятора с равномерным обдувом ТЭНа. Приточная система вентиляции снабжается воздушным фильтром, который предотвращает  загрязнение нагревателя.

Круглые нагреватели выпускают мощностью до 9 киловатт и снабжают нагревательными элементами из нержавеющей стали.

Организация приточно-вытяжной вентиляции помещений требует предварительный нагрев приточного воздуха перед подачей его в помещение.

Таблица минимального расхода воздуха круглых электрических нагревателей

Электрические нагреватели для прямоугольных каналов снабжены также термостатами защиты. Нагреватели оборудованы нагревательными элементами , снабженными  дополнительным оребрением, которое увеличивает площадь соприкосновения ТЭНа нагревателя с приточным воздухом.

Таблица минимального расхода воздуха прямоугольных электрических нагревателей

  Стоит отметить что прямоугольные нагреватели имеют дополнительное оребрение, что в значительной степени повышает энергоэффективность и теплоемкость особенно при подключении треугольником.

 

Для очистки воздуха используют воздушные фильтры

 

vent.vn.ua

как рассчитать мощность прибора для нагрева воздуха для отопления

Расчет и подбор водяных калориферов КСк осуществляется в следующей последовательности:
1.

подсчет тепловой мощности для нагрева воздуха, 2. расчет фронтального сечения для прохода воздуха и подбор подходящих калориферов, 3. нахождение массовой скорости, 4. определение расхода теплоносителя, 5. подсчет скорости горячей воды в теплообменнике, 6. вычисление коэффициента теплопередачи, 7. определение среднего температурного напора, 8. нахождение теплопроизводительности калорифера или установки, 9. установление запаса по тепловой мощности, 10. расчет аэродинамического сопротивления, 11. определение гидравлического сопротивления по теплоносителю.

Все действия по расчету и подбору водяных калориферов типа КСк выложены пошагово. Прилагаются формулы и таблицы , технические данные и характеристики всех моделей данных воздухонагревателей. Каждый шаг подсчетов и вычислений сопровождается конкретным примером.

1. Определить тепловую мощность для нагрева определенного объема воздуха.
а) Определяем массовый расход нагреваемого воздуха
G (кг/ч) = L х р
L - объемное количество нагреваемого воздуха, м3/час
p - плотность воздуха при средней температуре (сумму температуры воздуха на входе и выходе из калорифера разделить на два) - таблица показателей плотности представлена выше, кг/м3

б) Определяем расход теплоты для нагревания воздуха
Q (Вт) = G х c х (t кон - t нач )
G - массовый расход воздуха, кг/час
с - удельная теплоемкость воздуха, Дж/(кг K) , (показатель берется по температуре входящего воздуха, смотреть ниже - по таблице)
t нач - температура воздуха на входе в теплообменник, °С
t кон - температура нагретого воздуха на выходе из теплообменника, °С

. Шаг- 1

1. Определить тепловую мощность, необходимую для нагрева 1700 0 м3/час с температуры - 25°С до +23°С.
а) Определяем массовый расход нагреваемого воздуха
G (кг/ч) = 1 7000 х 1.3 0 = 2 21 00 кг/час
1 700 0 - объемное количество нагреваемого воздуха, м3/час
1.3 0 - плотность воздуха при температуре - 1°С (температура на входе - 25 °С плюс температура воздуха на выходе +2 3°С - делим на два) (- 25+2 3 )/2= - 2 /2= - 1 Плотность воздуха при температуре - 1 имеет значение 1.3 0

б) Определяем расход те п лоты для нагревания воздуха
Q (Вт) = (2 21 00 /3600 ) х 1009 х (2 3 - (- 25 ) ) = 2 97319 Вт
2 21 00
1009 - удельная теплоемкость при температуре входящего воздуха - 25 °С, Дж/(кг K)
+2 3 - температура нагретого воздуха на выходе из теплообменника , °С
- 25 - температура воздуха на входе в теплообменник , °С

Температуру входящего воздуха можно принять, исходя из географического региона, в котором будут эксплуатироваться калориферы. Данные с расчетными средними температурами городов представлены в 3- х таблицах справа. Если в таблице отсутствует ваш город, следует принять показатели близлежащего.

2. Подбор и расчет калориферов - этап второй. Определившись с необходимой тепловой мощностью для обогрева требуемого объема, находим фронтальное сечение для прохода воздуха. Фронтальное сечение - рабочее внутреннее сечение с теплоотдающими трубками, через которое непосредственно проходят потоки нагнетаемого холодного воздуха.

f (м2) = G / v
G v - массовая скорость воздуха - для оребренных калориферов принимается в диапазоне 3 - 5 (кг/м2 с ). Допустимые значения - до 7 - 8 кг/м2 с

Пример подбора и расчета калорифера КСк . Шаг- 2

0 м3/час от температуры - 25°С до +23
2. Расчет фронтального сечения для прохода воздуха. Подбираем необходим ую площадь сечени я под массовый расход воздуха 2 210 0 кг/час. Принимаем массовую скорость - 3.6 кг/м2 с .
f (м2) = (2 2100 /3600 ) / 3.6 = 1. 705 м2
2 21 00 - массовый расход воздуха, кг/час
3.6 - массовая скорость воздуха , кг/м2 с

Из расчета получилась требуемая площадь фронтального сечения для прохода воздуха - 1.705 м2. Далее, ориентируясь на данные из нижевыложенной таблицы, подбираем калорифер КСк, подходящий под это сечение. Наиболее подходящие модели КСк 3- 11 и КСк 4- 11 (площадь фронтального сечения этих теплообменников - 1.660 м2).

Что делать, если при расчете, мы получаем требуемую площадь сечения, а в таблице для подбора калориферов КСк, нет моделей с таким показателем. Тогда мы принимаем два или несколько калориферов одного номера, чтобы сумма их площадей соответствовала или приближалась к нужному значению. Например: при расчете у нас получилась требуемая площадь сечения - 0.926 м2. Воздухонагревателей с таким значением в таблице нет. Принимаем два теплообменника КСк 3- 9 с площадью 0.455 м2 (в сумме это дает 0.910 м2) и монтируем их по воздуху параллельно.
При выборе трех или четырех рядной модели (одинаковые номера калориферов - имеют одну и ту же площадь фронтального сечения), ориентируемся на то, что теплообменники КСк4 (четыре ряда) при одной и той же входящей температуре и производительности по воздуху, нагревают его в среднем на восемь- двенадцать градусов больше, чем КСк3 (три ряда теплонесущих трубок), но имеют большее аэродинамическое сопротивление.

Ниже представлена таблица с данными воздухонагревателей типа КСк. В таблице приводятся основные технические характеристики всех моделей данного теплообменника: площадь поверхности нагрева и фронтального сечения, присоединительных патрубков, коллектора и живого сечения для прохода воды, длина теплонагревательных трубок, число ходов и рядов, масса.

3. Находим действительную массовую скорость для выбранного одного или н

technosvarmet.ru

Расчет калорифера

Калориферы - приборы, применяемые для нагревания воздуха в приточных системах вентиляции, системах кондиционирования воздуха, воздушного отопления, а также в сушильных камерах.

Подбор калорифера осуществляется на холодный период.

  1. Определяем расход тепла на нагревание приточного воздуха (Богословский, стр. 202, ф-ла XII.1):

где - массовое количество нагреваемого воздуха, кг/ч;

- начальная и конечная температура воздуха, т.е. до калорифера и после него соответственно;

- удельная теплоемкость воздуха ().

  1. Задаваясь массовой скорость 4,6 кг/с·м2 находим необходимую площадь живого сечения калориферной установки (Богословский, стр. 203, ф-ла XII.4):

Калорифер с данной площадью живого сечения существует, следовательно, необходимо установить только 1 калорифер.

  1. Определяемся с установкой калориферов. Теплоноситель принимаем – воду. Она должна пройти через площадь сечения трубок каждого калорифера (принимаем по табл. 2.23 спр. Староверова, стр. 424):

  1. Параметры теплоносителя:

- температура горячей воды

- температуры оборотной воды

  1. Определяем скорость движения теплоносителя в трубках калорифера (Богословский, стр. 203, ф-ла XII.8):

где - плотность воды

- теплоемкость воды

- площадь живого сечения по теплоносителю

  1. Находим коэффициент теплопередачи (Староверов, стр. 423, табл. II.22):

по таблице:

по формуле:

  1. Площадь поверхности нагрева:

  1. Находим необходимую площадь поверхности нагрева калорифера:

где - средняя температура теплоносителя

- средняя температура нагрева воздуха, проходящего через калорифер

  1. Определяем запас площади нагрева калорифера:

  1. Определяем сопротивление калорифера проходу воздуха:

где - число последовательно расположенных калориферов;

- сопротивление одного калорифера.

  1. Проверяем значение сопротивления калорифера проходу воздуха:

  1. Подбор и расчет воздухораспределителей

Так как в цехе имеются пылевыделения, то приток воздуха необходимо делать в верхнюю зону помещения. В помещениях большой высоты возможна подача притока свободными струями.

Для дальнейших расчетов выберем приколонные четырехструйные воздухораспределители серии НРВ.

Для того, чтобы начать расчет, необходимо определить возможное количество воздухораспределителей

где – объем приточного воздуха на холодный период года, 24361 кг/ч;

- производительность одного воздухораспределителя, принимаемая (Староверов, стр. 195, табл. 8.9.)

24361/5 = 4872,2 м3/ч – расход воздуха на участке.

Выбираем 5 воздухораспределителей с номинальной пропускной способностью 5000 м3/ч. Площадь выпускного патрубка м2.

Расчет по Староверову:

Воздухораспределители следует рассчитывать по схеме 3, пользуясь нижеприведенными формулами (Староверов, табл. 8.1, стр. 178). Принять в этих формулах Кв = 1, , ξ =3 (Староверов, стр. 195)

Расчет проводим по методичке:

  1. Место входа оси плоской струи в рабочую зону примем в плоскости оси прохода. Оно представляет собой прямую, расположенную на плоскости, ограничивающей сверху рабочую зону и отстоящую на расстоянии 2 м от пола.

  2. Ось воздухоприточной струи помещаем на высоте 8 метров или 0,6 от высоты помещения. Это условие обеспечивает свободное развитие струи и не налипание ее на потолок или пол.

  3. Исходя из расположения оси струи и места расположения линии пересечения оси плоской струи с верхней границей рабочей зоны, принимаем координату x=2,5 м, а координату y=1,0 м.

Расчетная длина оси струи:

Для щели коэффициенты затухания: m=4,5 n=3,2 (Староверов, стр. 180, табл. 8.1.)

  1. Задаемся температурой притока, с учетом подогрева в вентиляторе – 11. Избыточная температура составит 20-11=9.

  2. Параметры воздуха на входе струи в рабочую зону определяем в соответствии с обязательным приложением 6:

  • Максимальная скорость на оси струи 1,8*0,2 = 0,36 м/с

  • Избыточная температура

  1. Задаемся шириной щели 0,05 м, тогда скорость приточного воздуха на выходе из щели, обеспечивающая вход струи в точку с указанными координатами, равна:

  1. Длина щели принимается равной 0,8*47,2 = 37,76. Тогда ширина щели, рассчитанная по величине притока:

Ширина щели = 0,2 м.

  1. Определяем скорость на входе струи в рабочую зону. В нашем случае , так как 8,5<6*37,76, поэтому вычисляем скорость на входе струи в рабочую зону как:

Более точно скорость на входе в рабочую зону определится после введения поправки на стеснение, принимаемой по данным таблицы. Величина

С учетом поправки

  1. Максимальная скорость в обратном потоке

  1. Определяем избыточную температуру на входе в рабочую зону:

  1. Относительная площадь струи, поступающая в помещение:

Равномерность распределения параметров в рабочей зоне помещения удовлетворяют требованиям норм (0,5 ≥ ≥ 0,2)

  1. Проверка правильности геометрических соотношений

Расчет выполнен правильно.

studfiles.net

Расчет и подбор воздухонагревателей

 

1. Для кондиционеров расход (производительность) определяются по I-d диаграмме до расчета воздухонагревателей, поэтому массовая скорость определяется по выражению, кг/(м2·с):

. (190)

Для КТЦ-3 массовая скорость υρ=1÷12 кг/(м2·с), для кондиционеров КЦКП фирмы «ВЕЗА» υρ = 1 ÷ 4 кг/(м2·с).

При нагреве воздуха в воздухонагревателе скорость воздуха увеличивается из-за объемного расширения, постоянной величиной является массовая скорость υρ (скорость при нагревании увеличивается, а плотность при этом уменьшается).

Скорость живого сечения для прохода теплоносителя fв принимается по каталогу.

2. Определяется тепловая мощность воздухонагревателя, Вт:

Qк = 0,278 · Gв · св · (tк – tн), (191)

где Gв – массовый расход воздуха, кг/ч;

tн – температура воздуха на входе в воздухонагреватель, °С;

tв – температура воздуха на выходе из воздухонагревателя, °С.

3. Рассчитывается расход теплоносителя (воды), кг/ч:

, (192)

где tw 2 – температура теплоносителя на выходе из воздухонагревателя, °С;

tw 2 – температура теплоносителя на входе в воздухонагреватель, °С;

n – число воздухонагревателей , параллельно подсоединенных по теплоносителю;

сw – теплоемкость теплоносителя (воды), сw = 4,19 кДж/(кг·°С).

4. Определяется скорость движения теплоносителя в воздухонагревателе, м/с:

, (193)

где fтр – площадь живого сечения трубок (по каталогу), м2;

ρw – плотность теплоносителя, ρw ≈ 1000 кг/м3.

Оптимальной скоростью для воздухонагревателей КТЦ-3 ВН и ВНО является 0,15÷0,3 м/с, нормальная скорость движения теплоносителя по трубкам составляет w = 0,1 ÷ 1,0 м/с.

5. По значениям массовой скорости υρ и скорости движения теплоносителя w из каталогов или по формулам, установленным экспериментально, определяется значение коэффициента теплопередачи воздухонагревателя k:

k = f (υρ; w).

Пример расчета воздухонагревателя приведен в методических указаниях «Расчет теплообменного оборудования в системах вентиляции и системах кондиционирования воздуха»:

. (194)

Для однорядных воздухонагревателей КТЦ-3 А = 28,03; n1 = 0,447; n2 = 0,29.

Для полуторорядных воздухонагревателей КТЦ-3 А = 25,3; n1 = 0,448; n2 = 0,087.

Для двурядных воздухонагревателей КТЦ-3 А = 25,48; n1 = 0,485; n2 = 0,127.

6. Вычисляется расчетная площадь теплоотдающей поверхности воздухонагревателя, м2:

; (195)

, (196)

где ∆tср – перепад средних температур теплоносителя и воздуха, °С.

1. Рассчитывается число воздухонагревателей:

→ nк, nк ≥ n. (197)

2. Определяется общая площадь теплообменной поверхности воздухонагревателя, м2:

Fк = Fк 1 · nк . (198)

3. В соответствии с требованием СНиП запас по тепловой мощности не должен превышать 10%:

, (199)

где QFк – тепловая мощность при Fк, Вт;

Qк – тепловая мощность при Fр, Вт.

. (200)

Оптимальный запас составляет от 5 до 10% для водяных воздухонагревателей, для паровых – до 20%. Этот запас должен быть в пределах 10% из-за возможности замораживания воздухонагревателя при tн = 0÷(-5°С).

Если неравенство (200) не выполняется, то меняют либо рядность, либо марку воздухонагревателя с ВН на ВНО, либо число воздухонагревателей n.

Если и при изменении рядности или марки с числом параллельно присоединенных воздухонагревателей не выполняется условие (200), то производят регулировку теплоотдачи воздухонагревателя.

Существует 3 способа регулирования воздухонагревателей.

1. Увеличение перегрева воздуха на выходе из воздухонагревателя. Этот способ используется только для регулировки калориферов при воздушном отоплении. Для воздухонагревателей этот способ не приемлем, т.к. точка с параметрами tк точно зафиксирована на J-d диаграмме при построении процесса обработки воздуха.

2. Изменение параметров теплоносителя на входе в воздухонагреватель tw1- переменная величина. Данное регулирование осуществляется по температурному графику котельной или ТЭЦ.

3. Изменение расхода теплоносителя, проходящего через воздухонагреватель, Gw- переменная величина. Для воздухонагревателей это наиболее эффективный способ регулирования.

Порядок регулирования

1. Для теплоносителя – воды - определяется температурный показатель воздухонагревателя:

. (201)

2. Задаются значением ориентировочной скорости движения теплоносителя в трубках воздухонагревателя wор, т.к. регулируют тот воздухонагреватель, у которого числовое значение запаса наиболее близко к 10%, то значение массовой скорости уже известно (см. ф.190).

По значению wор и υρ определяют коэффициент теплопередачи воздухонагревателя k.

3. Рассчитывают модифицированный критерий Фурье:

. (202)

4. По графикам, приведенным в справочной литературе, в зависимости от температурного показателя и критерия Фурье находят гидравлический показатель воздухонагревателя:

Wг = f (θt; Foв).

5. Определяют комплексов теплообменивающихся сред:

. (203)

Выразив из (203) значение расхода теплоносителя, рассчитывают его по зависимости:

. (204)

6. Определяют расчетное значение скорости:

. (205)

и сравниваем его с принятым ранее ориентировочным значением. Они должны быть приблизительно равны wр ≈ wор. Если wр ≠ wор, то расчет повторяют с пункта 2.

7. Определяют температуру теплоносителя на выходе из воздухонагревателя:

, (206)

где – реальная тепловая мощность, Вт. Значение - должно быть не менее 25 оС.




infopedia.su

Расчет тепловой мощности калорифера | Инженеришка.Ру | enginerishka.ru

Приведем пример как выполнить расчет мощности калорифера. Допустим, что необходимо рассчитать тепловую мощность калорифера для воздухоприточной уста­новки при подогреве LH = 8000 м3/ч воздуха от температуры tH = — 40 °С до температуры tBH= 18 °С.

Решение. Процесс нагрева является изобарным. Плотность воздуха при температуре 40°С.

рН = р0 0Н) = 1,205 * (273,15 + 20)/(273,15 — 40) = 1,51 кг/м3.

Тепловая мощность калорифера:

Q = (LНН*(iВНiН)) / 3600

Q = LННРt / 3600 = 8000*1,51*1,005*58 / 3600 = 195,6 кВт.

Тепловая мощность калорифера может быть определена также и по выходным парамет­рам. Объемная производительность воздухоприточной установки LBH = 10000 м3/ч, плот­ность воздуха рН= 1,208 кг/м3, тепловая мощность калорифера

Q = LВНВНРt / 3600 = 10000*1,208*1,005*58 / 3600 = 195,6 кВт.

Чтобы не путаться и не делать ошибок, необходимо помнить, что массовая произво­дительность при подогреве не меняется, т. е. G = LНН = LВНВН

Вот такой вот расчет мощности калорифера, надуюсь всем понятно.

enginerishka.ru

водяной или электрический, расчет мощности

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

Q=0,278xCxGx(T1-T2),

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 –

G = LxP

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.

Проводим расчеты

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

A = LхP/3600хV

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

Ap=Qx1,2/Kx(Tt-Tv),

  • 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.

Также советуем посмотреть:


climanova.ru

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *