Расчет калорифера для оптимального нагрева

 
Расчет мощности канального нагревателя:

Электрические канальные нагреватели предназначены для подогрева воздуха (доведения до заданной температуры) в воздуховодах круглого и прямоугольного сечения. Нагреватели представляют собой агрегаты, непосредственно встраиваемые в вентиляционные каналы.

При выбранном воздушном потоке вентилятора в м3/час и нужном увеличении температуры воздуха в оС, расчет мощности канального нагревателя можно произвести по формуле:

Р=Q х 0,36 х T, где

Р – мощность нагревателя в Вт;

Q – воздушный поток через нагреватель в м3/час;

Т – увеличение температуры в градусах.

Применение:

– в качестве первичного подогревателя воздуха в приточных системах вентиляции, когда электрический калорифер нагревает наружный воздух. В комплекте с вентилятором и регулятором температуры канальный нагреватель образует приточный агрегат;

– как калорифер вторичного подогрева в системах вентиляции с регенерацией (рекуперацией) тепла. Воздух догревается на несколько градусов до необходимой температуры;

– как нагреватель вторичного подогрева в отдельных комнатах здания, требующих повышенной температуры воздуха;

– как вторичный подогреватель воздуха в отдельных помещениях, требующих индивидуальной регулировки температуры воздуха (при помощи терморегулятора);

– калорифер может быть необходим для подогрева воздуха перед кондиционером или тепловым насосом для его правильной работы в холодное время года;

– для дополнительного (резервного) обогрева помещений в зимний период. Если это необходимо, то такая возможность должна быть заранее заложена в проекте вентиляции здания.

Необходимость установки фильтра:

При применении в вентиляционных системах, использующих наружный воздух, перед нагревателем необходимо устанавливать воздушный фильтр с классом фильтрации не хуже EU3, который задержит пыль, семена и пыльцу, находящиеся в приточном воздухе.

Обратите внимание

Если фильтр не установлен, то при попадании этих частиц на горячую поверхность нагревательных элементов, произойдет их налипание, что может значительно ухудшить теплосъем с нагревателей.

ТЭНы начнут перегреваться, что может вызвать их выход из строя.

Когда фильтр установлен, нужно периодически проверять его загрязнение. Обычно в вентиляционной системе устанавливается дифференциальный датчик давления, который измеряет падение давления на фильтре.

Если падение превысило установленное значение (фильтр забился), то на щите управления вентиляционной установки должна загореться контрольная лампочка, сигнализирующая о необходимости замены фильтра.

Монтаж нагревателей:

Канальный нагреватель должен быть установлен так, чтобы поток воздуха равномерно распределялся по его периметру без создания зон завихрения внутри калорифера. Это необходимо для равномерного обдува нагревательных элементов. Поэтому, расстояние до заслонки, вентилятора, фильтра или колена воздуховода должно быть не менее диагонали нагревателя.

Направление движения воздуха в канальном нагревателе должно соответствовать стрелке на крышке. Канальные нагреватели можно монтировать для горизонтальных и вертикальных воздуховодов. Вариант установки, с клеммной коробкой направленной вниз, запрещен.

Минимальный расход воздуха:

Такая характеристика канального вентилятора, как «минимальный расход воздуха в м3/час» определяется размером нагревателя и мощностью нагревательных элементов. Скорость движения воздуха в канальном нагревателе должна быть не менее 2 м/сек.

При меньшей скорости увеличивается инерция канального датчика температуры, и точность поддержания температуры становится невысокой. При правильной скорости движения воздуха терморегулятор поддерживает температуру в канале вентиляции с точностью 2-3 0С.

Кроме того, для мощных нагревателей скорость должна быть увеличена, чтобы не происходили ложные срабатывания термовыключателей при вкл/выкл канальных нагревателей.

Установка канального датчика температуры:

Важно

Если для поддержания необходимой температуры применяется терморегулятор, то канальный датчик температуры должен устанавливаться на расстоянии не менее 1,5 метров от канального нагревателя.

При этом не будет инфракрасного воздействия от нагретых ТЭНов на датчик.

К тому же, на таком расстоянии воздух после канального нагревателя лучше перемешивается, и его температура станет более равномерной.

Датчик должен быть установлен как можно ближе к центру воздуховода.

Защита против перегрева:

Все канальные нагреватели имеют встроенную защиту от перегрева. В составе электрокалорифера есть два независимых биметаллических термовыключателя с самовозвратом.  Один – с температурой срабатывания 70 0С (для круглых нагревателей 80 0С) как защита против перегрева, а второй – с температурой срабатывания 130 0С для защиты пожара.

Перегрев до 70 0С воздуха, выходящего из канального нагревателя, говорит о серьезной ошибке в расчете системы вентиляции или о резком падении производительности вентилятора или, даже, остановке вентилятора.

Повторно включать вентилятор можно только после устранения причины перегрева. Большой рабочий ток биметаллических термрвыключателей – до 10 А позволяет заводить катушки контакторов прямо на термрвыключатели без промежуточных усиливающих реле.

Это удешевляет щиты управления приточными установками.

При мощностях нагревателей более 24 кВт следует дать вентилятору поработать еще 2-3 минуты после выключения нагрева. Это необходимо для остывания мощных ТЭНов, входящих в состав этих канальных нагревателей. Желательно, чтобы калорифер был также блокирован либо с работой вентилятора, либо с потоком  воздуха, проходящего через него.

Для подтверждения работы вентилятора устанавливается дифференциальный датчик давления PS500, который может давать сигнал на включение/выключение канального нагревателя.

Простейший вариант защиты перегрева при помощи биметаллических термовыключателей, вхолящих в состав канальных нагревателей:

Совет

При срабатывании любого из биметаллических термовыключателей магнитный пускатель выключится и нагреватель прекратит работу. Для прямоугольных нагревателей необходимо установить перемычку 2-3. КМ1 и КМ2 – магнитные пускатели с катушкой на 220В.

Источник: http://www.lissant-volga.ru/pechat/?id=16

Как выбрать калорифер для приточной вентиляции?

Подаваемый в здания воздух должен соответствовать заданным характеристикам. Для этого воздух проходит обработку такими способами, как фильтрование, нагрев, охлаждение, увеличение содержания влаги. Нагревание воздуха обеспечивает калорифер для приточной вентиляции. Для получения воздушного потока заданного температурного режима, необходимо сделать расчет и подбор калорифера.

Типы калориферов

Теплообменники выпускаются в разнообразных модификациях и для различных типов теплоносителей. Теплоносителями чаще выступают пар или вода. Также распространены электрокалориферы.

Водяные калориферы

Калориферы на горячей воде используются в приточных вентиляционных системах круглого или прямоугольного сечения и монтируются в вентиляционных каналах. Водяные калориферы могут быть двух- или трехрядными. Воздух, проходящий через водяной теплообменник, не должен включать твердые, волокнистые или клейкие вещества.

Водяной калорифер для приточной вентиляции

Паровые калориферы

По сравнению с водяными, паровые устройства используется нечасто, — обычно на промышленных предприятиях, где есть производство пара для технологических потребностей.

Паровой калорифер для приточной вентиляции

Расчет мощности калорифера

Для проведения расчета необходимы такие данные:

  1. Объем или масса приточного воздуха, подлежащего нагреву. Вычислять может объемный расход (куб. м/ч) или массовый расход (кг/ч).
  2. Изначальная температура воздуха, которая равна температуре воздуха на улице.
  3. Целевая температура, до которой необходимо разогреть приточный воздух, прежде чем подавать его в помещения.
  4. Температурный режим теплоносителя, который применяется для нагрева воздуха.

Инструкция для расчета

При расчете калорифера, используемого для приточной вентиляции необходимо вычислить площадь поверхности подогрева и необходимую мощность. Начинать нужно с вычисления площади сечения теплообменника по фронту:

Аф = Lρ / 3600 (ϑρ), здесь:

  • L – расход приточного воздуха по объему, м³/ч;
  • ρ – значение плотности наружного воздуха, кг/м³;
  • ϑρ – массовая скорость воздушных масс в расчетном сечении, кг/(с м²).

Расчет мощности калорифера

Показатель фронтального сечения необходим для осведомленности о размере теплообменника. Далее нужно использовать для расчета ближайшее большее по размеру устройство. Если по расчетам вышла слишком значительная площадь сечения, понадобится остановить выбор на нескольких параллельно монтируемых калориферах, чтобы получить необходимую площадь.

Показатель реальной массовой скорости нужно вычислять, учитывая реальную площадь по фронту выбранных калориферов:

ϑρ = Lρ / 3600 Аф.факт

Далее, необходимое количество теплоты для нагревания воздушного потока рассчитывают по формуле:

Q = 0.278Gc (tп – tн), где:

  • Q – количество теплоты, Вт;
  • G – массовый расход нагреваемого воздуха, кг/ч;
  • с – величина удельной теплоемкости воздушной смеси, принимается равной 1.005 кДж/кг °С;
  • tп – температура притока, °С;
  • tн – начальная температура воздуха с улицы.

Так как установка вентилятора в приточной вентиляции производится до теплообменника, массовый расход G вычисляется, принимая во внимание плотность воздуха на улице.

G = Lρн

В обратном случае плотность определяется по температуре воздуха после его подогрева. Вычисленное количество тепла позволяет сделать расчет затрат теплоносителя в калорифере (кг/ч) для отдачи этой теплоты пропускаемому воздуху:

Gw = Q / cw (tг – t0)

В данной формуле:

  • cw – значение теплоемкости для воды, кДж/кг °С;
  • tг – расчетная температура воды в подающем трубопроводе, °С;
  • t0 – расчетная температура воды в обратном трубопроводе, °С.

Удельный величина теплоемкости воды — справочный показатель. Температурные характеристики теплоносителя, используемые для расчетов, берутся исходя из реальных показателей в существующих условиях.

Если имеется котельная или подключение к центральной тепловой сети, для расчета понадобятся характеристики их теплоносителей.

Имея информацию о расходе теплоносителя, можно рассчитать скорость (м/с) его передвижения по трубам калорифера:

w = Gw / 3600 ρwAmp, здесь:

  • Amp – площадь поперечного сечения трубок теплообменника, м²;
  • ρw – плотность воды при средней температуре теплоносителя в калорифере, °С.

Расчет средней температуры воды, циркулирующей через калорифер, проводится по формуле:

(tг + t0) / 2

Скорость, подсчитанная по указанной выше формуле, будет справедлива для комплекта последовательно подключенных теплообменников. Если же произведена параллельная обвязка, произойдет увеличение площади сечения труб более чем вдвое.

В свою очередь, это станет причиной уменьшения скорости перемещения теплоносителя. Подобное уменьшение не принесет увеличение производительности, но станет причиной снижения температуры в возвратном трубопроводе.

Чтобы не столкнуться с чрезмерным ростом гидравлического сопротивления теплообменника, не нужно принимать скорость перемещения теплоносителя более чем 0,2 м/с.

Вычисление поверхности нагрева

Коэффициент отдачи тепла для нагревателя поверхностей определяют по справочникам для вычисленных показателей скорости движения теплоносителя и массовой скорости притока воздуха. Далее определяется площадь поверхности подогрева (кв. м) теплообменника, используя формулу:

Amp = 1.2Q / K (tср.т – tср.в), где:

  • К – коэффициент передачи тепла калорифером, Вт/(м°С);
  • tср.т – значение средней температуры теплоносителя, °С;
  • tср.в – значение средней температуры приточного воздуха для вентиляции, °С;
  • число 1,2 – необходимый коэффициент запаса, учитывает дальнейшее остывание воздушных масс в воздухопроводах.

Средняя температура воздуха вычисляется по формуле:

(tп + tн) / 2

В указанном варианте, если для прогрева воздуха не хватает нагревательной поверхности одного теплообменника, число калориферов одного вида необходимо рассчитать так:

Читайте также:  Утепление потолка бани своими руками (фото и видео)

Nmp = Amp / Ak, тут Ak

Итоговый результат — это значение, полученное с использованием формулы, округленное в большую сторону.

Далее вычисляется фактическая тепловая производительность калориферов.

Qфакт = К (tср.т – tср.в) Nфакт Ak.

здесь Nфакт принимается с округленным значением Nmp, остальные параметры – как в предыдущих формулах.

Потребуется учесть дополнительный запас мощности теплообменника — 12-15%. Такому подходу есть объяснения:

  • истинные показатели коэффициента передачи тепловой энергии калорифера практически никогда не совпадают с данными в таблицах, причем чаще в сторону снижения;
  • производительность устройства уменьшается с увеличением срока эксплуатации оборудования и образования засоров труб.

Однако не желательно превосходить запас мощности, поскольку существенное расширение нагреваемой поверхности приводит к их избыточному охлаждению, а во время низких температур воздуха — к размораживанию. Некоторые производители дают гарантию на точность указанных параметров.

В таком случае запас мощности можно установить в пределах 5%. Чтобы не столкнуться с размораживанием, скорость перемещения теплоносителя должна устанавливаться на уровне — 0,12 м/с. Обвязка теплообменника может включать циркуляционную насосную систему, поддерживающую баланс производительности.

Отдельные модели теплообменников выпускаются с вмонтированным обводным клапаном, защищающим от размораживания.

Особенности расчета для паровых калориферов

Если теплоноситель — это пар, выбор и расчет калорифера осуществляется таким же способом, но расход теплоносителя при разогреве воздуха вычисляется следующим образом:

G = Q / r.

В этой формуле параметр r (кДж/кг) – удельная теплота, выделяемая при конденсации водяного пара. Скорость движения водяного пара в трубках калорифера не рассчитывается.

Методы обвязки

Узел обвязки — это специальный арматурный каркас для регулировки поступления горячей воды. Обвязка проводится одним из двух методов:

  • двухходовые вентилями — сети, где не контролируется обратный расход воды;
  • трехходовые вентили — при использовании бойлера или котельной.

Узел обвязки калорифера

Монтаж узла обвязки необходим, так как дает возможность держать под контролем производительность калорифера и защищает его от промерзания.

Выбор электрического калорифера

Если решено применять в приточной вентиляционной системе электокалорифер, то выбор устройства осуществляется по требуемому расходу воздуха, а также его температурах на входе и выходе. Если производитель электрокалорифера прописывает в документации расход потребляемого воздуха и электрическую мощность — выбор оборудования прост.

Однако здесь необходимо поддерживать минимально разрешенный заводом объем воздушного притока. Игнорирование этого требования приводит к поломке нагревательных элементов электрокалорифера. Если предполагаемое приобретение предусматривает такой эксплуатационный режим, нужно использовать ступенчатое регулирование нагревательных элементов.

Размер запаса мощности для электрокалорифера — до 10%.

Для помещений небольшой площади лучше остановить выбор на электрических калориферах, поскольку они не сложны в эксплуатации и просты в монтаже. Для зданий большой площади лучшим выбором будет установка водяных калориферов, так как в сравнении с электрокалориферами они более экономичны.

Источник: http://klivent.biz/ventilyaciya/kalorifer-dlya-pritochnoj-ventilyacii.html

Расчет калориферов

ОТОПЛЕНИЕ И ВЕНТИЛЯЦИЯ

Расход тепла для нагревания воздуха определяется по формулам:

(XII. 1)

Где Q' — расход тепла для нагревания воздуха, кДж/ч (ккал/ч); Q — то же, Вт; 0,278 — коэффициент перевода кДж/ч в Вт; G — массовое количество нагревае­мого воздуха, кг/ч, равное Lp [здесь L — объемное количество нагреваемого воздуха, м3/ч; р — плотность воздуха (при температуре tK), кг/м3]; с — удельная теплоемкость воздуха, равная 1 кДж/(кг-К) [0,24 ккал/(кг-°С)]; — температура воздуха после калорифера, °С; tn — температура воздуха до калорифера, °С.

Для калориферов первой ступени подогрева температура /н равна температуре наружного воздуха.

Температура наружного воздуха принимается равной расчетной вентиляционной (параметры климата категории А) при проектирова­нии общеобменной вентиляции, предназначенной для борьбы с избыт­ками влаги, тепла и газами, ПДК которых больше 100 мг/м3.

Обратите внимание

При про­ектировании общеобменной вентиляции, предназначенной для борьбы с газами, ПДК которых меньше 100 мг/м3, а также при проектировании приточной вентиляции для компенсации воздуха, удаляемого через местные отсосы, технологические вытяжки или системы пневматического транспорта, температура наружного воздуха принимается равной рас­четной наружной температуре tn для проектирования отопления (пара­метры климата категории Б).

В помещение без теплоизбытков следует подавать приточный воз­дух с температурой, равной температуре внутреннего воздуха tB для данного помещения. При наличии теплоизбытков приточный воздух по­дают с пониженной температурой (на 5—8° С).

Приточный воздух с температурой ниже 10° С не рекомендуется подавать в помещение даже при наличии значительных тепловыделений из-за возможности возник­новения простудных заболеваний.

Исключение составляют случаи при­менения специальных анемостатов.

Необходимая площадь поверхности нагрева калориферов FKf м2, определяется по формуле

Где Q — расход тепла для нагревания воздуха, Вт (ккал/ч); К — коэффициент теплопередачи калорифера, Вт/(м2-К) [ккал/(ч-м2-°С)]; tcp т — средняя температура теплоносителя, °С; *Ср. в — средняя температура нагреваемого воздуха, проходящего через калорифер, °С, равная (tn–tv)j2.

Если теплоносителем служит пар, то средняя температура тепло­носителя ^ср. т равна температуре насыщения при соответствующем дав­лении пара.

Для воды температура £Ср. т определяется как среднее арифмети­ческое температуры горячей и обратной воды:

, ___________________________ ty ~f~ Ір

Tcp. T — 0

Коэффициент запаса 1,1—1,2 учитывает потери тепла на охлажде­ние воздуха в воздуховодах.

Коэффициент теплопередачи калориферов К зависит от вида теплоносителя, массовой скорости движения воздуха vp через калори­фер, геометрических размеров и конструктивных особенностей калори­феров, скорости движения воды по трубкам калорифера.

Под массовой скоростью понимают массу воздуха, кг, проходяще­го за 1 с через 1 м2 живого сечения калорифера. Массовая скорость vp, кг/(с-м2), определяется по формуле

3600/ж

Важно

Введение массовой скорости упрощает расчет, так как в отличие от линейной массовая скорость в процессе нагревания воздуха остается постоянной вследствие неизменности его массы при нагреве.

Требуемую площадь живого сечения калорифера определяют, цред – варительно задавшись массовой скоростью vp:

По площади живого сечения fm и поверхности нагрева FK подбира­ют модель, марку и число калориферов. После выбора калориферов уточняют по действительной площади живого сечения калорифера fR

Данной модели массовую скорость движения воздуха:

, mw0'201 20,75(ор)0'381 а>0,178 18,8(ур)°'302ш0'149 12,91(ур)°'393ш0'105

11,05 (у р)0'446ш°'094 ^^(ур)0'34^0'149

19,72 (op)0,32 ад0,13 20,81 (ур)0'32 ад0'132

1б,55(ор)°'501ш0,122 14,75(ир)°'517адоД33 Іб. Зб^р)0'37^0'081 1,197(ур)1,76 1,715(ур)1,72 1,485(ор)ь69 3,29(ур)2'01 4,23 (ур)1,94 1,53(ур)1,73

2,72 (ор)1'65

2,16(yp),t62

Формулы для определения сопротивления калориферов приведены в табл. XII.1.

Сопротивление последовательно расположенных калориферов равно:

Ар = pm, (XII. 10)

Где т — число последовательно расположенных калориферов.

Расчет заканчивается проверкой теплопроизводительности (тепло­отдачи) калориферов по формуле

Qk — Рк к (^ср. т — ^ср в);

Источник: https://msd.com.ua/otoplenie-i-ventilyaciya/raschet-kaloriferov/

Калькулятор расчета необходимой мощности электрообогревателя – с подробными пояснениями

Электрический обогрев помещений всегда может прийти на помощь основной системе отопления, заменить ее в осенний или весенний период межсезонья, а в особых случаях – даже стать основным источником тепла в зимнюю пору. Все зависит от того, какой тепловой мощностью обладают приобретаемые электрические нагреватели.

Калькулятор расчета необходимой мощности электрообогревателя

Несмотря на широкое разнообразие современных электрических обогревательных приборов – конвекторов, тепловентиляторов, масляных радиаторов, инфракрасных излучателей и т.п., параметр мощности для любого из них является определяющим.

Именно он показывает тот эксплуатационный потенциал, который заложен производителем в это изделие. Значит, прежде чем отправляться в магазин за покупкой, необходимо четко представлять, с каким критерием оценки подходить к выбору той или иной модели.

Поможет в этом — калькулятор расчета необходимой мощности электрообогревателя.

Ниже будут даны некоторые необходимые разъяснения по порядку проведения расчетов.

Калькулятор расчета необходимой мощности электрообогревателя

Перейти к расчётам

Пояснения по проведению расчетов мощности обогревателя

Программа калькулятора основана на учете особенностей помещения, в котором предполагается использование электрического обогревателя.

  • Прежде всего необходимо определиться, какая миссия будет возлагаться на прибор – станет ли он лишь «подмогой» для отопления, или необходимо предусмотреть вариант, когда обогреватель должен будет справиться с функцией основного источника тепла.
  • Площадь помещения – исходная величина для проведения расчетов.
  • Внешние стены – чем их больше, тем выше общее количество тепловых потерь, требующих определенной компенсации.
  • Стены с северной и восточной сторон практически никогда не получают «солнечного заряда», в отличие от южных и юго-западных.
  • Стены, расположенные с наветренной стороны, охлаждаются значительно быстрее других – это учтено в алгоритме расчета.
  • При указании уровня температур не следует указывать рекордно низкие показатели – это должно быть значение, которое является обычным для региона проживания, в самую холодную декаду зимы. Тем самым калькулятор уже учтет имеющиеся климатические особенности.
  • Степень утепления стен. Если термоизоляционные работы проводились полноценно, на основании проведенных теплотехнических расчетов, то можно отнести стены к разряду качественно утепленных. Кирпичная стена, примерно в 400÷500 мм толщиной, и аналогичная ей, могут претендовать на среднюю степень утепленности. Стены вообще без утепления, по идее, рассматриваться и вовсе не должны, так как в таком помещении даже при непозволительно большом расходе электроэнергии, комфортного микроклимата все равно не добиться. Приобретение электрообогревателя в таких условиях становится бессмысленной затеей.
  • Высота потолков – влияет на общий объем помещения.
  • Следующие два окна ввода – это характер помещений, расположенных сверху и снизу рассматриваемой комнаты. Естественно, от их особенностей зависит количество теплопотерь через верхнее и нижнее перекрытие.
  • Далее – блок полей, касающихся окон в помещении. Необходимо, в первую очередь, указать тип окон – калькулятор учтет их теплосберегающие возможности. Далее, после указания количества и размеров окон, программа вычислит коэффициент остекления (относительно площади помещения) и сделает соответствующую корректировку в расчетах.
  • Наконец, в комнате может быть одна или даже несколько используемых дверей, выходящих на улицу или в неотапливаемые помещения. Естественно, что при каждом открывании такой двери в комнату поступает немалый объем охлаждённого воздуха, который потребует дополнительного расхода тепловой мощности.

Результат дается в ваттах и киловаттах. По этим параметрам уже можно будет оценивать приглянувшуюся в магазине модель электрообогревателя.

Источник: https://stroyday.ru/kalkulyatory/sistemy-otopleniya/kalkulyator-rascheta-neobxodimoj-moshhnosti-elektroobogrevatelya.html

Joomla 1.5 Template By Youjoomla.com

Расчет и конструирование калориферной установки сводятся к определению необходимой площади теплоотдающей поверхности, числа калориферов и варианта их компоновки, а также способа подключения к трубопроводам теплоносителя. Одновременно с этим определяются сопротивления проходу воздуха через калорифер и теплоносителя по трубам, необходимые для гидравлических расчетов системы.

Читайте также:  Печное отопление частного дома: виды и преимущества

Средняя температура теплоносителя воды в трубках определяется как среднеарифметическое значение температур ее на входе (tг) и на выходе (t0) из калорифера. При теплоносителе— паре в качестве tср. т принимается температура насыщения пара при данном его давлении в трубках.

Средняя температура нагреваемого воздуха —это среднеарифметическое значение между ее начальным значением tНач, равным расчетной температуре наружного воздуха tнач, и конечным значением tКон, соответствующим температуре приточного воздуха /пр.

При этом в расчетах общеобменной вентиляции температуру наружного воздуха (если нет рециркуляции внутреннего воздуха) принимают по параметрам А в зависимости от района в соответствии с СНиП И-ЗЗ—75, а температуры горячей (tг) и обратной (to) воды—по температурному графику воды в системе теплоносителя.

Коэффициент теплопередачи к является сложной функцией многих переменных. Многочисленные исследования позволили установить следующий общий вид этой функции:

При теплоносителе — воде

К=В(vpН)ср nw m. (111.35)

При теплоносителе — паре

К= С n(vpв n)ср r, (111.36)

Где В, С, n, m, г — коэффициенты и показатели степеней, зависящие от конструктивных особенностей калорифера; w — скорость движения воды в трубах, м/с; v — скорость воздуха, м/с.

Обычно при расчетах сначала задаются скоростью движения воздуха (vpв)ср, ориентируясь на ее оптимальное значение в пределах 7—10 кг/(м2-с). Затем по ней определяют живое сечение и подбирают конструкцию калорифера и установки.

При подборе калориферов запас на расчетную площадь нагрева принимается в пределах 10%—для паровых и 20% — для водяных калориферов, на сопротивление проходу воздуха— 10%, на сопротивление движению воды — 20 %.

Совет

Расчет электрических калориферов сводится к определению их установочной мощности N, Вт, для получения необходимой теплоотдачи Q, Вт:

N = Q. (II1.40)

Во избежание перегрева трубок расход воздуха через электрокалориферы во всех случаях не должен быть меньше величин, установленных для данного калорифера заводом-изготовителем.

Источник: http://wiff.ru/raschet-kaloriferov.html

Расчет и подбор воздухонагревателей

Воздухонагреватели предназначены для тепловой обработки воздуха до заданных параметров. Все базовые воздухонагреватели КТЦ3 имеют глубину 180 мм. Ширина всех теплообменников 1750 мм, кроме ВН для КТЦ3-10, его ширина 876 мм. Высота базовых секций : 1; 1,25; 1,5; 2 м. По ходу воздуха в базовых ВН может быть 1; 1,5 или 2 ряда трубок.

Расчет воздухонагревателя первого подогрева

Исходные данные:

Gп=6702 м3/ч,⁰С,⁰С,⁰С,⁰С

К расчету принимаем калорифер КТЦ3-10 01.10114 однорядный, площадь поверхности теплообмена Fр=18,4 м2, площадь фронтального сечения fв=1,030 м2,= 0,00148 м2 – площадь сечения для прохода воды.

Определяем расход теплоты, Вт, на нагрев воздуха по формуле

Qвн1=0,278*Gв*cв*(tн-tк)

где: cв – удельная теплоёмкость воздуха 1 кДж/(кг*К),

Gв – расход воздуха, кг/ч

tн, tк – начальная, конечная температура воздуха, ⁰С,

Qвн1=0,278*Gв*cв*(tк-tн)=0,278*6702*1*(23,5+31)=101542 Вт

Определяем расход горячей воды Gw, кг/ч, через воздухонагреватель

Gw=

где:- начальная, конечная температура воды, ⁰С

Gw=кг/ч

Определяем массовую скорость движения воздуха, кг/(м2*с), по формуле 4.13[1]

Определяем скорость движения водыпо трубкам калорифера, м/с, по формуле 4.14[1]

м/с

где:– плотность воды 1000 кг/м3

= 0,00148 м2 – площадь сечения для прохода воды,

Gw – расход горячей воды, кг/ч

м/с

Определяем коэффициент теплопередачи К, Вт/(м2*К), по формуле 4.12[1]

К=а*(q*wr

где: a, q, r – численные коэффициенты, определяемые по таблице 4.2[3]

К=а*(q*wr=28*1,8070,448*0,650,129=34,53 Вт/(м2*К)

Определяем среднюю разность температурмежду теплоносителями по формуле 4.15[1]

где:– начальная и конечная температуры воды в калорифере, ⁰С,

– начальная и конечная температуры воздуха в калорифере, ⁰С

Определяем требуемую площадь теплообмена Fтр, м2, по формуле

м2

Определяем количество калориферов

N=Fр = 51,66/18,4 = 2,82

Принимаем к расчету 3 калорифера, установленных последовательно по воде и по воздуху

Определяем запас поверхности теплообмена между требуемойи распологаемойповерхностями по формуле 4.17[1]

%

Условие подбора калорифера по запасу поверхности теплообмена выполняется.

Определяем аэродинамическое сопротивление воздухонагревателя ΔРвн1, Па, по формуле

ΔРвн1=b*(m*N

где: b, m – численные коэффициенты, определяемые по таблице 4.2[3]

N – число теплообменников, установленных последовательно по ходу воздуха

ΔРвн1=4,16*1,8071,707*3=34,26 Па

Расчет воздухонагревателя второго подогрева

Исходные данные:

Gп=6702 м3/ч,⁰С,⁰С,⁰С,⁰С

Обратите внимание

К расчету принимаем калорифер КТЦ3-10 01.11114 однорядный с обводным клапаном ВНО, площадь поверхности теплообмена Fр=14,55 м2, площадь фронтального сечения fв=0,83 м2,= 0,00146 м2 – площадь сечения для прохода воды.

Определяем расход теплоты, Вт, на нагрев воздуха по формуле

Qвн1=0,278*Gв*cв*(tн-tк)

где: cв – удельная теплоёмкость воздуха 1 кДж/(кг*К),

Gв – расход воздуха, кг/ч

tн, tк – начальная, конечная температура воздуха, ⁰С,

Qвн2=0,278*Gв*cв*(tк-tн)=0,278*6702*1*(16,5-8,5)=14905 Вт

Определяем расход горячей воды Gw, кг/ч, через воздухонагреватель

Gw=

где:- начальная, конечная температура воды, ⁰С

Gw=кг/ч

Определяем массовую скорость движения воздуха, кг/(м2*с), по формуле

кг/(м2*с)

Определяем скорость движения водыпо трубкам калорифера, м/с, по формуле

где:– плотность воды 1000 кг/м3

= 0,00146 м2 – площадь сечения для прохода воды,

Gw – расход горячей воды, кг/ч

м/с

Определяем коэффициент теплопередачи К, Вт/(м2*К), по формуле

К=а*(q*wr

где: a, q, r – численные коэффициенты, определяемые по таблице 4.2[5]

К=а*(q*wr=28*2,240,448*0,0970,129=29,7 Вт/(м2*К)

Определяем среднюю разность температурмежду теплоносителями по формуле

где:– начальная и конечная температуры воды в калорифере, ⁰С,

– начальная и конечная температуры воздуха в калорифере, ⁰С

⁰С

Определяем требуемую площадь теплообмена Fтр, м2, по формуле

⁰С

Определяем количество калориферов

N=Fр = 7,17/14,55 = 0,5 м2

Принимаем к расчету 1 калорифер.

Условие подбора калорифера по запасу поверхности теплообмена выполняется.

В связи с тем, что принят наименьший типоразмер калорифера при эксплуатации установки необходимо будет пользоваться обводным клапаном.

Определяем аэродинамическое сопротивление воздухонагревателя ΔРвн2, Па, по таблице III.7 [2]

ΔРвн2=55 Па

Подбор фильтров

Для очистки приточного воздуха в центральных системах кондиционирования КТЦ3 используются воздушные фильтры ФР1-3, ФР2-3, ФС-3.

ФР1-3 предназначены для очистки воздуха от атмосферной и волокнистой пыли при среднегодовой запыленности воздуха до 1 мг/м3 и при кратковременной запыленности до 10 мг/м3. Эффективность очистки от минеральной пыли – 88%, с использованием фильтрующего материала ФРНК-ПГ и более 90% при – ИФП-1.

ФР2-3 предназначены для очистки воздуха от атмосферной и волокнистой пыли при среднегодовой запыленности воздуха до 1 мг/м3 и при кратковременной запыленности до 10 мг/м3. Эффективность очистки от минеральной пыли – 88% , от волокнистой пыли – 90%.

ФС-3 (фильтрующие сетки пропитанные маслом) предназначены для очистки воздуха от пыли в СКВ и приточной вентиляции при запыленности воздуха до 10 мг/м3. Фильтры не предназначены для очистки от волокнистой пыли.

Расчетное сопротивление фильтров в начале эксплуатации 60 Па, при максимальной запыленности 200Па.

Для очистки воздуха принимаем фильтр ФС-3.

Источник: https://megaobuchalka.ru/9/19544.html

Как подобрать калорифер для нагрева воздуха в приточной вентиляции на примере калориферов КСК

Подогрев приточного воздуха производится до тех пор, пока температурные показатели не сравняются с воздухом в помещении. Нужно монтировать в систему калорифер КСК 4 10, характеристики которого должны подходить для определенного объекта. Пользоваться устройствами необходимо в тех случаях, когда нужно нагревать воздушные потоки, направляемые в помещение.

Для установки данного оборудования используется система приточной вентиляции и кондиционирования. Перед монтажом воздухонагревателей нужно провести тщательный анализ устройств, имеющихся в продаже и оценить их технический потенциал, чтобы впоследствии избежать неприятностей в процессе эксплуатации оборудования.

Какие бывают воздухонагреватели

Обычно калорифер КСК 3 12 технические характеристики подробно описываются в сопровождающей устройство документации, поэтому достаточно изучить параметры прибора и можно оценить его возможности. Чаще всего пользуются водяными и паровыми. Но все-таки предпочтение отдается первому варианту, так как пар является ненадежным носителем тепловой энергии. Воздухонагреватели могут быть:

  • С гладкотрубными поверхностями,
  • С ребристыми поверхностями,
  • Одноходовыми,
  • Многоходовыми.

Если осуществляется подбор калорифера для нагрева воздуха по габаритным размерам, то нужно выбирать между:

  • Самыми малыми,
  • Малыми,
  • Средними,
  • Большими.

Особенности конструкции

В качестве нагревательного элемента в воздухонагревателях используются трубы, которые могут обладать различной формой и иметь определенную толщину стенок. Жидкий теплоноситель перемещается по этим трубам, отдавая тепловую энергию.

Например, сборный калорифер из биметаллических труб типа 2 имеет высокие показатели, и его производительности достаточно для обогрева помещений с большой площадью.

Производители при создании воздухонагревателей пользуются шахматным и коридорным трубным расположением, и при выборе оборудования должен производиться расчет калорифера приточной вентиляции по каждой конструкции.

Важно

Именно шахматное расположение создает более благоприятные условия для стабильной тепловой передачи, но имеется отрицательный фактор, заключающийся в повышенной сопротивляемости воздушным потокам. Должен обязательно производиться расчет мощности калорифера вентиляции, который наглядно в цифровых значениях продемонстрирует потенциал устройства.

В каждой модели воздухонагревателя используется определенное количество труб, по которым впоследствии и будет перемещаться теплоноситель.

Многоходовые и одноходовые конструкции

Чаще всего КПД калорифера зависит от конструктивных особенностей, а также качества выполнения сборки и от используемых сборочных единиц. Для одноходовых воздухонагревателей характерно перемещение теплоносителя только в одном направлении, а многоходовые модели имеют в конструкции специальные перегородки, меняющие направление потока.

Изучая калорифер КСК характеристики, следует обратить внимание на то, к какому типу воздухонагревателей он относится.

Нужно выбрать такое устройство, которое способно перемещать теплоноситель с различной скоростью, и скоростные показатели должны регулироваться. Необходимо подробно изучать калорифер КСК 4 10 характеристики, чтобы точно представлять себе схему передвижения теплоносителя по трубам. И более эффективными для обогрева являются ребристые агрегаты.

Источник: http://DomPraktika.ru/kak-podobrat-kalorifer-dlya-nagreva-v/

Калорифер водяной для приточной вентиляции: выбор и монтаж

Нагрев приточного воздуха для систем вентиляции или отопления позволяет обеспечить необходимый микроклимат, соответствующий санитарным требованиям.

Без этой процедуры свежая струя будет постоянно заменять собой теплый отработанный воздух, выводя наружу тепловую энергию, снижая тем самым эффективность системы отопления здания.

Одним из основных устройств, используемых для подготовки приточного воздуха к подаче в систему вентиляции, является калорифер — обогреватель воздушного потока, использующий энергию носителя или преобразующий один вид в другой.

Принцип работы и конструкция водяного калорифера

Калорифер — это устройство, служащее для нагрева воздуха. По принципу работы он является теплообменником, передающим энергию от теплоносителя к потоку приточной струи. Состоит из рамки, внутри которой плотными рядами расположены трубки, соединенные в одну или несколько линий.

По ним циркулирует теплоноситель — горячая вода или пар. Воздух, проходя сквозь сечение рамки, получает от горячих трубок тепловую энергию, благодаря чему по вентиляционной системе он транспортируется уже нагретым, не создающим возможности образования конденсата или охлаждения помещений.

Виды обогревательных устройств для приточной вентиляции

Все калориферы для приточной вентиляции можно разделить на две основные группы:

  • Использующие теплоноситель.
  • Не использующие теплоноситель.

В первую группу входят водяные и паровые калориферы, во вторую — электрические.

Принципиальная разница между ними состоит в том, что устройства первой группы только организуют передачу тепловой энергии, поступающей в них в готовом виде, тогда как приборы второй труппы создают тепло внутри себя самостоятельно.

Кроме того, водяные и паровые калориферы подразделяются на пластинчатые, имеющие большую эффективность, но худшие эксплуатационные качества, и спирально-катанные, используемые ныне практически повсеместно.

Существуют также нагревательные устройства, зачастую причисляемые к данным группам, например, газовый калорифер.

Горящий газ нагревает поток воздуха, проходящий через зону накала, осуществляя его подготовку к использованию в системах вентиляции или воздушного отопления.

Использование таких устройств не имеет широкого распространения, так как применение газа в промышленных цехах сопряжено с массой опасностей и имеет множество ограничений.

Также существуют калориферы на отработанном масле. Используется тепло, выделяемое при сжигании отработки. Для больших помещений такие устройства не имеют достаточной мощности, но для малых вспомогательных участков вполне подходят.

Плюсы и минусы использования

К достоинствам можно отнести:

  • Высокая эффективность.
  • Простота устройства, надежность.
  • Компактность, возможность размещения в небольших объемах.
  • Неприхотливость в обслуживании (водяные и паровые приборы практически в нем не нуждаются).

К недостаткам относятся:

  • Необходимость наличия теплоносителя или подключения к сети электропитания.
  • Несамостоятельность работы — необходимо оборудование для подачи воздуха.
  • Прекращение подачи электроэнергии или теплоносителя означает остановку работы системы.

Как достоинства, так и недостатки приборов обусловлены из конструкцией и не зависят от внешних факторов.

Типы калориферов

Существует несколько типов калориферов, используемых в разных участках и условиях.

Рассмотрим их внимательнее:

Водяные

Самая распространенная группа приборов, отличающаяся высокой эффективностью, безопасностью и простотой действия. В качестве теплоносителя в них используется горячая вода, поступающая из сети ЦО, ГВС или от собственного котла.

Калорифер водяной для приточной вентиляции является наиболее удобным и экономичным решением, позволяющим выполнять поставленные задачи с минимальными затратами на обслуживание или ремонт.

Единственным недостатком прибора является необходимость подключения к системе подачи теплоносителя, что создает определенные сложности на стадии монтажа и препятствует быстрому переносу в другое место.

Паровые

Паровые устройства являются полными аналогами водяных и на практике отличаются от них только видом теплоносителя.

Единственным отличием паровых приборов является большая толщина стенок трубок — 2 мм против 1,5 у водяных. Это обусловлено большим давлением в системе, требующим усиленных каналов для циркуляции.

В остальном приборы идентичны, имеют одинаковые эксплуатационные правила и требования.

Электрические

Электрический калорифер для приточной вентиляции не нуждается в подаче теплоносителя, так как источником нагрева является электрический ток.

Подключение таких приборов гораздо проще, что делает их мобильными и удобными в использовании, но высокие расходы на электроэнергию ограничивают применение этой группы.

Чаще всего они устанавливаются для местного обогрева при выполнении разовых работ, используются в качестве аварийных или временных источников тепла.

Расчет мощности калорифера

Расчет калорифера производится в несколько этапов. Последовательно определяются:

  • Тепловая мощность.
  • Определение размера фронтального сечения, подбор готового прибора.
  • Расчет расхода носителя.

Поскольку расход воздуха известен из характеристик вентиляционной системы, то вычислять его не потребуется. Формула определения тепловой мощности прибора:

Qт = L • Pв • Cв • (tвн — tнар)

где — тепловая мощность калорифера.

L — расход воздуха (величина приточного потока).

— плотность воздуха, табличное значение, находится в СНиП.

— удельная теплоемкость воздуха, имеется в таблицах СНиП.

(tвн — tнар) — разница внутренней и наружной температур.

Внутренняя температура — санитарная норма для данного помещения, наружная определяется усредненным значением самой холодной пятидневки в году для данного региона.

Определяем фронтальное сечение:

F = (L • P)/ V,

где F — фронтальное сечение.

L — расход воздуха.

P — плотность воздуха.

V — массовая скорость потока, принимается около 3-5 кг/м2•с.

Затем находим расход теплоносителя:

G = (3,6 • Qт)/Cв • (tвх — tвых),

где G — расход теплоносителя.

3,6 — поправочный коэффициент для получения нужных единиц измерения.

— тепловая мощность прибора.

— удельная теплоемкость среды.

(tвх — tвых) — разница температур теплоносителя на входе и выходе из устройства.

Зная расход носителя можно определить диаметр труб обвязки и подобрать нужное оборудование.

Пример расчета

Определяем тепловую мощность при разнице температур от -25° до +23°, при производительности вентилятора 17000 м3/час:

Qт = L • Pв • Cв • (tвн — tнар) = 17000 • 1,3 • 1009 • (23-(-25)) = 297319 Вт = 297,3 кВт

Фронтальное сечение:

F = (L • P)/ V = (17000 • 1,3) / 4 = 5525 = 0,55 м2.

Определяем расход теплоносителя:

G = (3,6 • Qт)/Cв • (tвх — tвых) = (3,6 • 297,3)/1009 • (95-50) = 1,58 кг/сек.

По полученным данным по таблице калориферов подбираем наиболее подходящую модель.

Вычисление поверхности нагрева

Площадь поверхности нагрева определяет эффективность устройства. Чем она больше, тем выше коэффициент теплоотдачи, тем сильнее прибор нагревает воздушный поток. Определяется по формуле:

Fk = Q / k • (tср.т — tср.в)

где Q — тепловая мощность.

k — коэффициент.

tср.т — средняя температура теплоносителя (между значениями на входе и выходе из прибора).

tср.в — средняя температура воздуха (наружная и внутренняя).

Полученные данные сравниваются с паспортными характеристиками выбранного прибора. В идеале расхождение между реальными и расчетными значениями должны быть на 10-20% больше у реальных.

Особенности расчета паровых калориферов

Методика расчета паровых калориферов практически идентична рассмотренной. Единственным отличием является формула расчета теплоносителя:

G = Q / r

где r — удельная теплота, возникающая при конденсации пара.

Самостоятельный расчет калориферных установок достаточно сложен и чреват появлением множества ошибок.

Если требуется рассчитать прибор, лучшим решением будет обратиться к специалистам или использовать онлайн-калькулятор, которых имеется много в сети интернет.

Решение достаточно просто, надо лишь подставит в окошечки программы собственные данные и получить искомые значения, на основании которых можно выбирать готовые устройства.

Методы обвязки

Обвязка калорифера — это комплекс устройств и элементов регулировки подачи теплоносителя в прибор. Он включает в себя следующие элементы:

  • Насос.
  • Двух- или трехходовой клапан.
  • Измерительные приборы.
  • Запорная арматура.
  • Фильтр.
  • Байпас.

В зависимости от условий эксплуатации эти элементы могут быть расположены в непосредственной близости от прибора, или на приличном отдалении от него. Исходя из условий подключения различают:

  • Гибкая обвязка. Монтируется на узлах управления, расположенных рядом с прибором. Установка таких обвязок считается более легкой, так как она дает возможность все работы производить на резьбовых соединениях, практически не нуждаясь в сварке.
  • Жесткая обвязка. Используется на устройствах, удаленных от узлов управления и требующих наличия прочных коммуникаций.

При разнице в технике монтажа, оба вида выполняют одну и ту же функцию — обеспечивают настройку и регулировку режима работы калорифера.

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.

Особенности монтажа и подключения

Монтажные работы, подключение, запуск системы, настройка работы — все это должно выполняться бригадой специалистов. Установка калорифера своими руками возможна лишь в частных домах, где нет такой высокой ответственности, как в производственных помещениях.

Основные операции включают в себя установку прибора и элементов управления, соединения их в необходимом порядке, подключении к системе подачи и отвода теплоносителя, опрессовке, пробном запуске.

Если все узлы комплекса продемонстрируют качественную работу, то система сдается в постоянную эксплуатацию.

Правила эксплуатации и возможность ремонта

Основные требования к эксплуатации и безопасности устройства изложены в паспорте.

Они направлены на исключение аварийных ситуаций, вызванных превышением допустимой температуры или давления теплоносителя, избегать резкого повышения температуры комплекса при первом запуске в холодное время года.

Особое внимание следует обращать на опасность перемерзания трубок устройства в зимнее время, грозящее выходом прибора из строя. Для ремонта устройств следует привлекать специализированные организации, самостоятельное вмешательство чаще всего только увеличивает степень проблемы.

Краткий обзор современных моделей и цен

В качестве примеров можно рассмотреть несколько моделей:

  • КСК-3. Калорифер спирально-катанный с 3 рядами трубок. Распространенная отечественная модель, испытанная и надежная. Цена прибора зависит от его размеров, колеблется от 5000 до 3700 руб.
  • Volcano mini. Польское устройство, применяемое для обслуживания относительно небольших помещений. Стоимость находится в пределах 20.000-30.000 руб.
  • Galletti AREO. Итальянский прибор, оборудованный вентилятором. Имеет привлекательный внешний вид, отличается низким уровнем шума. При этом цены на такие устройства довольно высоки и находятся на отметке от 80.000 рублей и выше.

Использование водяных калориферов позволяет решить проблемы с подготовкой приточного воздуха, организовать обогрев помещений. Кроме того, приборы активно используются в сушильных установках.

Простота, неприхотливость в эксплуатации и высокая экономичность сделали эти устройства лидерами среди промышленных отопительных установок.

Высокий срок службы и возможность питания от разных источников делают их наиболее привлекательными устройствами среди всех альтернативных вариантов.

Источник: https://klimatlab.com/ventilyaciya/kondicionirovanie/kalorifer-vodyanoj-dlya-pritochnoy.html

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector