Изчисляване на калорификатора: как да се изчисли мощността на устройство за отопление на въздуха за отопление

Нагревателите имат висока производителност, така че дори много големи помещения могат да се отопляват с тях за доста кратко време. Много модели на тези устройства, работещи на базата на различни охлаждащи течности, отиват в продажба.

За да изберете най-добрия вариант, се нуждаете от изчисление на калориферите, което можете да извършите или ръчно, или като използвате онлайн калкулатора. Ще ви помогнем да разберете проблема с изчисленията - в тази статия даваме пример за изчисленията, които ще са ви необходими при избора на правилното устройство за отопление на въздуха.

И също така вземете предвид конструктивните характеристики на различни видове нагреватели, предимствата и недостатъците на отоплителната система, използваща такива устройства.

Плюсове и минуси за отопление с нагревател

Системата за отопление на дома, базирана на подаването на въздух, затоплен до зададената температура директно в къщата, е от особен интерес за собствениците на техните собствени домове.

Този дизайн на отоплителната система се състои от следните важни компоненти:

• нагревател, който действа като генератор на топлина, който загрява въздуха;
• канали (канали), през които нагрятите въздушни маси влизат в къщата;
• вентилатор, който насочва добре затопления въздух в цялата стая.

Има много предимства на този тип система. Те включват висока ефективност и отсъствие на помощни елементи за пренос на топлина под формата на радиатори, тръби и способността за комбинирането му с климатичната система и ниска инерция, в резултат на което нагряването на големи обеми става много бързо.

За много собственици на жилища недостатъкът е, че инсталирането на системата е възможно само едновременно с изграждането на самата къща и тогава нейната по-нататъшна модернизация е невъзможна.

Недостатъкът е такъв нюанс като задължителната наличност на резервно захранване и необходимостта от редовна поддръжка.

Въздухонагревателят е лесен за инсталиране и работа, достъпен, но най-важното е, че е ефективно устройство за отопление на помещението. На снимката воден нагревател, монтиран в системата

На нашия сайт има по-подробни материали за устройството за отопление с въздух в къщата и вилата. Препоръчваме ви да се запознаете с тях:

• Направи си въздушно отопление: всичко за системите за отопление на въздуха
• Как да организираме въздушно отопление на селска къща: правила и схеми на строителство
• Изчисляване на отоплението с въздух: основни принципи + пример за изчисление

Класификация на нагревателите

Нагревателите са включени в дизайна на отоплителна система за отопление на въздуха. Следните групи от тези устройства според вида на използваната охлаждаща течност: вода, електричество, пара, огън.

Има смисъл да се използват електрически уреди за помещения с площ не по-голяма от 100 м². За сгради с големи площи по-рационален избор биха били бойлерите, които функционират само ако има източник на топлина.

Най-популярните са парни и бойлери, И първият, и вторият по форма на повърхността са разделени на 2 подвида: оребрени и гладко-тръбни. Ребрата нагреватели по геометрията на ребрата са ламеларни и спирално навити.

Производителността на нагреватели за въздух, работещи на такъв топлоносител като пара, се регулира с помощта на специални клапани, монтирани на входящата тръба

По дизайн тези устройства могат да бъдат еднопосочни, когато охлаждащата течност в тях се движи по тръбите, придържайки се в постоянна посока и многопосочно, в капаците на които има прегради, в резултат на което посоката на движение на охлаждащата течност непрекъснато се променя.

В продажба се предлагат 4 модела нагреватели за вода и пара, различни по площ на отопление:

• SM - най-малкият с един ред тръби;
• М - малка с два реда тръби;
• C - средно с тръби в 3 реда;
• B - голям, с 4 реда тръби.

Водонагревателите по време на работа издържат на големи температурни колебания - 70-110⁰. За да работи добре въздушният нагревател от този тип, водата, която циркулира в системата, трябва да се нагрява до 180 °. В топлия сезон въздушният нагревател може да действа като вентилатор.

Дизайн на различни видове нагреватели

Нагревателят на отоплителната вода се състои от тяло, изработено от метал, топлообменник, поставен в него под формата на поредица от тръби и вентилатор.В края на блока има входни тръби, през които е свързан към котела или централизираната отоплителна система.

Обикновено вентилаторът е разположен на гърба на уреда. Задачата му е да задвижва въздух през топлообменника.

След загряване, през решетката, разположена от предната страна на нагревателя, въздухът се връща обратно в стаята.

Най-често случаят е направен под формата на правоъгълник, но има модели, предназначени за вентилационни канали с кръгло сечение. На захранващата линия са инсталирани два или трипътни клапани, за да се регулира мощността на устройството.

Вентилаторът духа през тръбите, разположени в корпуса на нагревателя. Загрятата вода от отоплителната система се движи през тръбите, а вентилаторът разпределя равномерно топъл въздух в цялата стая

Нагревателите се различават по метода на монтаж - те са таван и стена. Моделите от първия тип са поставени зад фалшивия таван, само решетката наднича от него. Стенните уреди са по-популярни.

Вижте №1 - гладки тръбни нагреватели

Дизайнът с гладка тръба се състои от нагревателни елементи под формата на кухи тънки тръби с диаметър от 20 до 32 мм, разположени на разстояние 0,5 см една спрямо друга. През тях циркулира охлаждаща течност. Въздухът, измивайки нагретите повърхности на тръбите, се нагрява чрез конвективен топлообмен.

Тръбите в нагревателя за въздух са подредени или коридорни. Краищата им са заварени в колекторите - горен и долен. Топлоносителят влиза в разклонителната кутия през входящата тръба, след което, преминавайки през тръбите и ги загрява, напуска изходната тръба под формата на кондензат или охладена вода.

По-стабилен топлопренос се осигурява от устройства с шахматно разположение на тръби, но съпротивлението на въздушния поток тук е по-високо. Необходимо е да се извърши изчислението на мощността на устройството, за да се знаят реалните възможности на устройството.

Има определени изисквания към въздуха - не трябва да има влакна, суспендирани частици, лепкави вещества. Допустимото съдържание на прах е по-малко от 0,5 mg / mᶾ. Температурата на входа е най-малко 20 °.

Еднопосочни и трипосочни нагреватели. 1 - входна тръба, през която влиза охлаждащата течност, 2 - разпределителна кутия, 3 - тръба, 4 - изпускателна тръба, 5 - преграда

Топлотехническите характеристики на нагревателите с гладка тръба не са много високи. Използването им е препоръчително, когато не се изисква значителен въздушен поток и нагряването му до висока температура.

Преглед # 2 - нагреватели с ребра на въздух

Тръбите от оребрени устройства имат ребрена повърхност, следователно, преносът на топлина от тях е по-голям. При по-малък брой тръби тяхната топлинна ефективност е по-висока от тази на нагревателите с гладка тръба.

Съставът на нагреватели на плочи включва тръби с монтирани върху тях плочи - правоъгълни или кръгли.

Първият тип плочи са монтирани върху група тръби. Охлаждащата течност преминава в разклонителната кутия на устройството чрез фитинга, загрява въздуха, преминаващ със значителна скорост през каналите с малък диаметър, след което напуска кутията за събиране през фитинга.

Нагревателите от този тип са компактни, лесни за поддръжка и монтаж.

Устройствата с еднопосочна табела са обозначени: KFB, KFS, KVB, STD3009V, KZPP, K4PP и многопосочни - KVB, K4VP, KZVP, KVS, KMS, STDZOYUG, KMB. Средният модел е обозначен KFS, а големият - KSE.

На тръбите на тези нагреватели се навива стоманена гофрирана лента с широчина 1 см и дебелина 0,4 мм. Топлинният носител за тях може да бъде както пара, така и вода.

Бойлерите не могат да бъдат свързани с металопластични или полимерни тръби. те не са проектирани за висока температура на топлоносителя. Нуждаете се от стоманени тръби и по-добре поцинковани, за да премахнете корозията

Първият е оборудван с три реда тръби, а вторият - четири. Плочите на средния модел имат дебелина 0,5 мм и размери 11,7 х 13,6 см.Плочите на голям модел със същата дебелина и ширина се отличават с по-голяма дължина - 17,5 cm.

Плочите са на разстояние 0,5 см една от друга и имат зигзагообразно разположение, докато при моделите със среден изглед плочите са подредени според принципа на коридора.

Въздушните нагреватели с маркировка STD имат 5 номера (5, 7, 8, 9, 14). Парата е топлоносителят в нагревателите на въздух STD4009B, а водата е топлоносителят в STD3010G. Монтирането на първата се извършва с вертикална ориентация на тръбите, втората - с хоризонталната.

Вижте # 3 - биметални нагреватели с перки

В отоплителните системи с въздушно отопление често се използват модели на биметални нагреватели KP3-SK, KP4-SK, KSk - 3 и 4 със специален тип перки - спирално-търкалящи се. Топлинният носител за нагреватели за въздух KP3-SK, KP4-SK е топла вода с максимално налягане 1,2 MPa и максимална температура 180⁰.

За да работят другите два въздухонагревателя, е необходима пара със същото работно налягане като при първото, но с малко по-висока температура - 190 °. Производителите са длъжни да извършват тестове за приемане. Тестови устройства и за херметичност.

Топлообменникът на въздушния нагревател KSK се състои от тръби, изработени от стомана и с алуминиеви перки. Свържете техните тръбни листове

Има 2 линии биметални нагреватели - KSK3, KPZ, с 3 реда тръби, принадлежат към средата, а KSK4, KP4 с 4 реда тръби - към големи модели. Компонентите на тези устройства са биметални елементи за топлообмен, странични щитове, тръбни решетки, капаци с прегради.

Топлообменният елемент се състои от 2 тръби - вътрешен диаметър 1,6 см, изработен от стомана и алуминий, външен с перки, монтирани върху него. Напречният интервал между тръбите за пренос на топлина е 4,15 см, а надлъжният е 3,6 cm.

Правила за изчисляване и избор на подходяща единица

При проектирането на отоплителна система с един или група нагреватели, както и при извършване на изчисления трябва да се спазват редица правила. Нека ги разгледаме по-подробно в селекцията на снимките по-долу.

Изчисляване на бойлер

За да се изчисли мощността на нагревател за вода или пара, са необходими следните първоначални параметри:

1. Производителност на системата или с други думи - количеството дестилиран въздух на час. Единицата за измерване на обемния дебит е mᶾ / h, маса kg / h. Символът е L.
2. Начална или външна температура - tul.
3. Крайната температура на въздуха е tcon.
4. Плътност и топлинен капацитет на въздуха при определена температура - данните се вземат от таблиците.

Първо, площта на напречното сечение се изчислява от предната част на нагревателя за въздух. След като научите тази стойност, вземете предварителните размери на единицата с марж.

За изчислението по формулата:

AF = Lρ / 3600 (ϑρ),

където L - въздушен обемен дебит или капацитет в m³ / h, ρ - плътност на външния въздух, измерена в kg / m³ ϑρ - маса на скоростта на въздуха в изчислената секция, измерена в kg / (cm²).

След като получихте този параметър, за по-нататъшни изчисления вземете типичния размер на нагревателя, най-близкия по размер. При голяма обща стойност на площта, паралелно са инсталирани няколко еднакви единици, чиято площ общо е равна на получената стойност.

Нагревателите са не само топлообменници, но и охладители за въздух със студена вода, които са много по-малко популярни

За да определите необходимата мощност за загряване на определен обем въздух, трябва да разберете общата консумация на загрятия въздух в kg за 1 час по формулата:

G = L x p,

където R - плътност на въздуха при средна температура. Определя се чрез сумиране на температурите на входа и изхода на блока, след което се разделя на 2. Показателите за плътност се вземат от таблицата.

От тази таблица можете да вземете данни за плътността и специфичната топлина на въздуха при определена температура, за да изчислите мощността на устройството

Сега можете да изчислите консумацията на топлина за загряване на въздуха, за който се използва следната формула:

Q (W) = G x c x (t con. - t beg.),

където G - масов дебит на въздух в kg / h При изчисляване се взема предвид и специфичната топлина на въздуха, измерена в J / (kg x K). Зависи от температурата на входящия въздух и стойностите му са в таблицата по-горе. Посочва се температурата на входа и изхода на устройството прося, и t con. съответно.

Да предположим, че трябва да изберете нагревател с капацитет 10 000 mᶾ / h, така че да загрява въздуха до 20⁰ при външна температура от -30⁰. Охлаждащата течност е вода с температура на входа към блока 95 ° и 50 ° на изхода.

Масов дебит: G = 10 000 mᶾ / h. х 1,318 kg / mᶾ = 13 180 kg / h.

Стойност на плътност: ρ = (-30 + 20) = -10, разделяйки този резултат наполовина получено -5. От таблицата беше избрана плътността, съответстваща на средната температура.

Замествайки резултата във формулата, вземете консумацията на топлина: Q = 13 180/3600 x 1013 x 20 - (-30) = 185 435 W, Тук 1013 е специфичната топлина, избрана от таблицата при температура -30⁰ в J / (kg x K). Към изчислената стойност на мощността на нагревателя добавете от 10 до 15% от резерва.

Причината е, че табличните параметри често се различават от реалните по посока на редукция, а топлинната характеристика на блока, поради запушване на тръбите, намалява с времето. Превишаването на маржа е нежелателно.

Със значително увеличение на нагревателната повърхност може да възникне хипотермия и дори размразяване при големи студове.

В парния нагревател охлаждащата течност се подава отгоре, а водата, получена от кондензацията на отработената пара, се изхвърля отдолу. На снимката - схема на пристягането на парен нагревател

Мощността на парните нагреватели се изчислява по същия начин като бойлерите. Различава се само формулата за изчисляване на охлаждащата течност:

G = q / r,

където R - специфична топлина, отделена по време на кондензация на пара, измерена в kJ / kg.

Изчисляване на електрически нагревател

Производителите в каталозите на електрически нагреватели често посочват инсталираната мощност и въздушен поток, което значително опростява избора. Основното е, че параметрите не трябва да са по-малки от посочените в паспорта, в противен случай бързо ще се провалят.

Дизайнът на въздушния нагревател включва няколко специални електрически нагревателни елемента, чиято площ се увеличава поради монтирането на перки върху тях.

Мощността на устройствата може да бъде много голяма, понякога е стотици киловати. До 3,5 кВт въздушният нагревател може да се захранва от 220 V изход и с напрежение над това е необходимо да свържете хотелския кабел директно към щита. Ако има нужда от използване на нагревател с мощност над 7 kW, захранване от 380 V.

Тези устройства имат малки размери и тегло, те са напълно автономни, не се нуждаят от наличието на централизирана топла вода или пара.

Значителен минус е ниската мощност, недостатъчна за прилагането им върху големи площи.Вторият недостатък е високата консумация на енергия.

От изчисляването на нагревателя следва, че резултатът от използването на устройството е осезаемо спестяване на енергийни ресурси. Понякога това устройство се комбинира с рекуператор и тогава всмукването на въздух не се извършва отвън, а от помещенията

За да разберете какъв ток използва нагревателят, можете да използвате формулата:

I = P / U,

където P - мощност U - захранващо напрежение.

При еднофазна връзка нагревателят U се приема равен на 220 V. С 3-фазен - 660 V.

Температурата, до която нагревател с определена мощност загрява въздушната маса, се определя по формулата:

T = 2,98 x P / L,

където L - производителност на системата. Оптималните стойности на мощността на въздушния нагревател за къщата са от 1 до 5 кВт, а за офиси - от 5 до 50 кВт.

Изводи и полезно видео по темата

Каква плътност на въздуха да вземете в изчислението е описано в това видео:

Видео за това как работи нагревателят в отоплителната система:

Когато избирате определен тип нагревател, трябва да изхождате от съображенията за целесъобразност и експлоатационни характеристики на къщата.

За малки площи електрически нагревател ще бъде добра покупка, а за отопление на голяма къща е по-добре да изберете друга опция. Във всеки случай не правете без предварително изчисление.

Добре ли сте запознат с избора и изчисляването на нагревател? Може би искате да споделите полезни препоръки относно избора на нагревател за въздух или да посочите грешка или неточност в изчисленията в разгледания по-горе материал? Оставете коментар под тази статия - вашето мнение може да е полезно за хората, които избират правилния въздушен нагревател за дома си.