Càlcul del calibrador: com calcular la potència d’un dispositiu per escalfar aire per escalfar

Els calefactors tenen un alt rendiment, de manera que fins i tot es poden escalfar habitacions molt grans amb força temps. Es posen a la venda molts models d’aquests dispositius, que treballen sobre la base de diferents refrigerants.

Per escollir la millor opció, necessiteu un càlcul calorífic, que podeu realitzar manualment o mitjançant la calculadora en línia. Us ajudarem a esbrinar el problema dels càlculs: en aquest article donem un exemple dels càlculs que seran necessaris per triar el dispositiu adequat per escalfar aire.

I també considereu les característiques de disseny de diversos tipus d’escalfadors, els avantatges i els inconvenients d’un sistema de calefacció amb aquests dispositius.

Pros i contres de la calefacció amb un escalfador

El sistema de calefacció per a la llar, basat en el subministrament d'aire escalfat fins a la temperatura establerta directament a la casa, és particularment d'interès per als propietaris de les seves cases.

Aquest disseny del sistema de calefacció consta dels següents components importants:

• un escalfador que actua com a generador de calor que escalfa l’aire;
• canals (conductes) pels quals entren masses d’aire escalfat a la casa;
• un ventilador que dirigeix ​​l’aire ben escalfat per tota la sala.

Hi ha molts avantatges per a aquest tipus de sistemes. Aquests inclouen una alta eficiència i l’absència d’elements auxiliars per a la transferència de calor en forma de radiadors, canonades i la capacitat de combinar-lo amb el sistema climàtic i una baixa inèrcia, com a conseqüència del qual es produeix un escalfament de grans volums.

Per a molts propietaris, l’inconvenient és que la instal·lació del sistema només és possible simultàniament amb la construcció de la casa i, per tant, la seva nova modernització és impossible.

L’inconvenient és tan matisat com la disponibilitat obligatòria de l’energia de còpia de seguretat i la necessitat de manteniment regular.

L’escalfador d’aire és fàcil d’instal·lar i operar, assequible, però el més important, és un dispositiu eficaç per escalfar l’habitació. A la foto, un escalfador d'aigua muntat al sistema

Al nostre lloc hi ha materials més detallats al dispositiu de calefacció per aire a la casa i casa rural. Us recomanem que us familiaritzeu amb ells:

• Calefacció per aire: tot sobre sistemes de calefacció per aire
• Com organitzar la calefacció a l’aire d’una casa de camp: normes i esquemes de construcció
• Càlcul de la calefacció d’aire: principis bàsics + exemple de càlcul

Classificació dels escalfadors

Els calefactors s’inclouen en el disseny d’un sistema de calefacció per escalfar aire. Els grups següents d’aquests dispositius segons el tipus de refrigerant utilitzat: aigua, electricitat, vapor, foc.

Té sentit utilitzar electrodomèstics per a habitacions amb una superfície no superior a 100 m². Per a edificis amb grans superfícies, una opció més racional seria els escalfadors d'aigua, que només funcionen si hi ha una font de calor.

Els més populars són el vapor i escalfadors d'aigua. Tant la primera com la segona en forma de superfície es divideixen en 2 subespècies: nervades i de tub llis. Els escalfadors de costelles de la geometria de les costelles són lamel·lars i en forma de espiral.

El rendiment dels escalfadors d'aire que funcionen amb un refrigerant regulat pel vapor, mitjançant vàlvules especials instal·lades a la canonada d'entrada

Per disseny, aquests dispositius poden ser d’un sol sentit, quan el refrigerant que s’hi mou es desplaça al llarg dels tubs, adherint-se a una direcció constant i multidireccional, en les cobertes de les quals hi ha envans, com a conseqüència dels quals el sentit del moviment del refrigerant canvia constantment.

Es posen a la venda 4 models d'aigua i calefactors de vapor que difereixen en superfície de calefacció:

• SM - el més petit amb una fila de canonades;
• M - petit amb dues fileres de canonades;
• Amb - mitjana amb canonades en 3 files;
• B - gran, amb 4 fileres de canonades.

Els escalfadors d’aigua durant el funcionament resisteixen a grans fluctuacions de temperatura - 70-110⁰. Perquè el calefactor d’aquest tipus funcioni bé, l’aigua que circula al sistema s’ha d’escalfar fins a un màxim de 180 º. A la temporada càlida, l'escalfador d'aire pot actuar com a ventilador.

Disseny de diferents tipus de calefactors

L’escalfador d’aigua de calefacció està format per un cos fabricat amb metall, un intercanviador de calor situat en ell en forma de tubs i un ventilador.Al final de la unitat hi ha canonades d’entrada a través de les quals es connecta a la caldera o al sistema de calefacció centralitzat.

Normalment, el ventilador es troba a la part posterior de l'aparell. La seva tasca és conduir l’aire a través de l’intercanviador de calor.

Després de la calefacció, a través de la graella situada a la part davantera de l'escalfador, l'aire flueix de nou a l'habitació.

Molt sovint, el cas es fa en forma de rectangle, però hi ha models dissenyats per a conductes de ventilació de secció circular. S’instal·len vàlvules de dos o tres vies a la línia d’alimentació per ajustar la potència de la unitat.

El ventilador bufa pels tubs situats a la caixa de l'escalfador. L’aigua escalfada del sistema de calefacció es mou pels tubs i el ventilador distribueix aire uniforme i càlid a tota la sala

Els calefactors es diferencien pel mètode d’instal·lació: són sostre i paret. Els models del primer tipus es col·loquen darrere del fals sostre, i només se li escapa la reixa. Els aparells de paret són més populars.

Vista 1: escalfadors de tub llis

El disseny de tubs suaus consisteix en elements d’escalfament en forma de tubs prims buits amb un diàmetre de 20 a 32 mm, situats a una distància de 0,5 cm els uns dels altres. Per ells circula un refrigerant. L’aire, rentant les superfícies escalfades dels tubs, s’escalfa mitjançant un intercanvi de calor convectiu.

Els tubs de l'escalfador d'aire estan esglaonats o corredors. Els seus extrems estan soldats als col·lectors: superior i inferior. El refrigerant entra a la caixa d’unió a través de la canonada d’entrada, després, passant per les canonades i escalfant-les, surt de la canonada de sortida en forma de condensat o aigua refrigerada.

Els aparells disposen d’una transferència de calor més estable pels dispositius amb una taula de control de tubs, però la resistència al flux d’aire aquí és més alta. És necessari realitzar el càlcul de la potència de la unitat per conèixer les capacitats reals del dispositiu.

Hi ha certs requisits d’aire: no hi ha d’haver fibres, partícules en suspensió ni substàncies enganxoses. El contingut de pols admissible és inferior a 0,5 mg / mᶾ. La temperatura d’entrada és d’almenys 20 º.

Escalfadors unidireccionals i 3 vies. 1 - canonada d’entrada per on entra el refrigerant, 2 - caixa de distribució, 3 - canonades, 4 - sortida de canonada, 5 - partició

Les característiques termotècniques dels escalfadors de tub llis no són gaire elevades. El seu ús és aconsellable quan no calgui un cabal d’aire important i el seu escalfament a alta temperatura.

Vista 2: escalfadors d’aire aletes

Els tubs dels dispositius acanalats tenen una superfície aleta, per tant, la transferència de calor dels mateixos és més gran. Amb un nombre menor de canonades, el seu rendiment tèrmic és superior al dels escalfadors d’aire de tub llis.

La composició dels escalfadors de plaques inclou tubs amb plaques muntades sobre ells - rectangulars o rodones.

El primer tipus de plaques es munten sobre un grup de canonades. El refrigerant passa a la caixa de connexió de l’aparell a través de l’encaix, escalfa l’aire que passa a una velocitat considerable pels canals de petit diàmetre, i després surt de la caixa de recollida a través de l’encaix.

Els escalfadors d’aquest tipus són compactes, fàcils de mantenir i instal·lar.

Els dispositius de placa única passant es designen: KFB, KFS, KVB, STD3009V, KZPP, K4PP i multidirecció: KVB, K4VP, KZVP, KVS, KMS, STDZOYUG, KMB. El model mitjà es designa KFS, i el gran - KSE.

Als tubs d’aquests escalfadors s’enrotlla una cinta corrugada d’acer d’1 cm d’amplada i 0,4 mm de gruix. El portador de calor per a ells pot ser de vapor i aigua.

Els escalfadors d’aigua no es poden connectar amb tubs de metall-plàstic o polímer. no estan dissenyats per a temperatures de calor. Necessiteu canonades d’acer i galvanitzades millor per eliminar la corrosió

El primer està equipat amb tres fileres de tubs, i el segon de quatre. Les plaques del model mitjà tenen un gruix de 0,5 mm i unes dimensions d’11,7 x 13,6 cm.Les plaques d’un gran model del mateix gruix i amplada es distingeixen per una longitud més llarga - 17,5 cm.

Les plaques es troben a una distància de 0,5 cm les unes de les altres i tenen una disposició en zig-zag, mentre que en els models de vista mitjana, les plaques es disposen segons el principi del passadís.

Els escalfadors d'aire amb la marca STD tenen 5 números (5, 7, 8, 9, 14). El vapor és el transportador de calor dels escalfadors d’aire STD4009B i l’aigua és el portador de calor de la STD3010G. La instal·lació del primer es realitza amb l’orientació vertical dels tubs, la segona - amb l’horitzontal.

Vista # 3 - escalfadors bimetals amb aletes

En els sistemes de calefacció amb calefacció a l’aire, sovint s’utilitzen models d’escalfadors bimetàlics KP3-SK, KP4-SK, KSk - 3 i 4 amb un tipus especial d’aletes: roda en espiral. El portador de calor dels escalfadors d'aire KP3-SK, KP4-SK és aigua calenta amb una pressió màxima de 1,2 MPa i una temperatura màxima de 180 °.

Perquè funcionin els altres dos escalfadors d’aire, cal vapor amb la mateixa pressió de treball que per al primer, però amb una temperatura lleugerament més elevada - 190 º. Els fabricants han de realitzar proves d’acceptació. Prova dels dispositius i de l'estanquitat.

L’intercanviador de calor de l’escalfador d’aire KSK consisteix en tubs d’acer i amb aletes d’alumini. Connecteu les fulles de tub

Hi ha 2 línies d’escalfadors bimetàlics - KSK3, KPZ, amb 3 files de tubs, pertanyen al centre i KSK4, KP4 amb 4 fileres de tubs - per a models grans. Els components d’aquests dispositius són elements bimàltics d’intercanvi de calor, blindatges laterals, reixes de tubs, cobertes amb envans.

L’element d’intercanvi de calor consta de 2 tubs: un diàmetre interior d’1,6 cm, fabricat en acer i alumini exterior amb aletes muntades al damunt. L’interval transvers entre els tubs de transferència de calor és de 4,15 cm i el longitudinal de 3,6 cm.

Normes de càlcul i selecció d’una unitat adequada

En el disseny d'un sistema de calefacció amb un o un grup de calefactors, així com en la realització de càlculs, s'han de tenir en compte diverses normes. Anem a considerar-los amb més detall a la selecció de fotos a continuació

Càlcul del escalfador d'aigua

Per calcular la potència d’un escalfador d’aigua o de vapor, calen els paràmetres inicials següents:

1. Rendiment del sistema o dit d’una altra manera: la quantitat d’aire destil·lat per hora. La unitat de mesura del cabal volumètric és mᶾ / h, massa kg / h. El símbol és L.
2. Temperatura inicial o externa - tul.
3. La temperatura final de l’aire és tcon.
4. Densitat i capacitat de calor de l’aire a una temperatura determinada: les dades són preses de les taules.

Primer, l’àrea de secció es calcula a partir de la part davantera del dispositiu de calefacció d’aire. Un cop après aquest valor, obteniu amb un marge les dimensions preliminars de la unitat.

Per al càlcul mitjançant la fórmula:

AF = Lρ / 3600 (ϑρ),

On L - cabal o capacitat volumètrica de l'aire en m³ / h, ρ - densitat d'aire exterior mesurada en kg / m³ ϑρ - velocitat massiva de l'aire en la secció calculada, mesurada en kg / (cm²).

Després d'haver rebut aquest paràmetre, per a més càlculs cal tenir la mida típica de l'escalfador, la mida més propera. Amb un gran valor total de l’àrea, s’instal·len paral·lelament diverses unitats idèntiques, l’àrea de les quals és igual al valor obtingut.

Els escalfadors no només són intercanviadors de calor, sinó també refrigeradors d'aigua freda d'aigua freda, molt menys populars

Per determinar la potència necessària per escalfar un volum d’aire específic, heu d’esbrinar el consum total d’aire escalfat en kg per 1 hora segons la fórmula:

G = L x p,

On pàg - densitat de l'aire a temperatura mitja. Es determina sumant les temperatures a l’entrada i sortida de la unitat, després es divideixen en 2. Els indicadors de densitat es prenen de la taula.

A partir d’aquesta taula, podeu prendre dades sobre la densitat i la calor específica de l’aire a una temperatura determinada per calcular la potència del dispositiu

Ara podeu calcular el consum de calor per escalfar l’aire per a la qual s’utilitza la fórmula següent:

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

On G - cabal massiu d'aire en kg / h. Quan es calcula, també es té en compte la calor específica de l’aire mesurat en J / (kg x K). Depèn de la temperatura de l’aire entrant i els seus valors es troben a la taula anterior. La temperatura a l'entrada i a la sortida del dispositiu està indicada suplico. i t con. en conseqüència.

Suposem que cal triar un escalfador amb una capacitat de 10.000 m 10,000 / h per tal que escalfe l’aire a 20º a una temperatura exterior de -30-. El refrigerant és l’aigua que té una temperatura a l’entrada de la unitat de 95 of i 50⁰ a la sortida.

Cabal massiu: G = 10.000 mᶾ / h. х 1.318 kg / mᶾ = 13.180 kg / h.

Valor de la densitat: ρ = (-30 + 20) = -10, dividint aquest resultat en la meitat rebuda -5. A la taula, es va triar la densitat corresponent a la temperatura mitjana.

Substituint el resultat en la fórmula, obteniu el consum de calor: P = 13 180/3600 x 1013 x 20 - (-30) = 185 435 W. 1013 és la calor específica seleccionada de la taula a una temperatura de -30º en J / (kg x K). Al valor calculat de la potència del calefactor s’afegeix del 10 al 15% de la reserva.

El motiu és que els paràmetres tabulars sovint es diferencien dels reals en el sentit de la reducció, i el rendiment tèrmic de la unitat, per obstrucció dels tubs, disminueix amb el temps. Superar el marge no és desitjable.

Amb un augment significatiu de la superfície de calefacció, es pot produir hipotèrmia i, fins i tot, desglaç en les grans gelades.

Al calefactor de vapor, el refrigerant s’ofereix des de dalt i l’aigua resultant de la condensació del vapor d’escapament es descarrega des de baix. A la foto: un esquema de l’atrapat d’un escalfador de vapor

La potència dels escalfadors de vapor es calcula de la mateixa manera que els escalfadors d’aigua. Només difereix la fórmula de càlcul del refrigerant:

G = q / r,

On r - calor específica alliberada durant la condensació de vapor, mesurada en kJ / kg.

Càlcul d’un escalfador elèctric

Els fabricants dels catàlegs d’escalfadors elèctrics indiquen sovint la potència instal·lada i el cabal d’aire, cosa que simplifica molt l’elecció. El més important és que els paràmetres no han de ser més petits que els indicats al passaport, en cas contrari fallarà ràpidament.

El disseny de l’escalfador d’aire inclou diversos elements especials de calefacció elèctrica, la superfície dels quals s’incrementa a causa del muntatge d’aletes a les mateixes.

La potència dels dispositius pot ser molt gran, de vegades és de centenars de quilowatts. Fins a 3,5 kW, l'escalfador d'aire es pot alimentar des d'una presa de 220 V, i amb una tensió per sobre d'aquest, cal connectar el cable de l'hotel directament a l'escut. Si cal utilitzar un escalfador amb una potència superior als 7 kW, una font d'alimentació de 380 V.

Aquests dispositius tenen dimensions i pes petites, són completament autònoms, no necessiten la presència d’aigua calenta centralitzada o vapor.

Un significatiu menys és la poca potència insuficient per aplicar-les sobre àrees grans.El segon inconvenient és l’elevat consum d’energia.

A partir del càlcul del calefactor, es desprèn que el resultat de l’ús del dispositiu suposa un estalvi tangible de recursos energètics. De vegades, aquesta unitat es combina amb un recuperador i la presa d’aire no es produeix fora, sinó des del local

Per conèixer quina utilitza el calefactor, podeu utilitzar la fórmula:

I = P / U,

On Pàg - poder U - tensió d’alimentació.

Amb una connexió monofàsica, el calefactor U es pren igual a 220 V. Amb una fase trifàsica - 660 V.

La temperatura a la qual un escalfador d’una determinada potència escalfa la massa d’aire està determinada per la fórmula:

T = 2,98 x P / L,

On L - rendiment del sistema. Els valors òptims de la potència de l’escalfador d’aire per a la casa són d’1 a 5 kW, i per a oficines - de 5 a 50 kW.

Conclusions i vídeo útil sobre el tema

En aquest vídeo es descriu quina densitat d'aire cal fer al càlcul:

Vídeo sobre com funciona el calefactor al sistema de calefacció:

A l’hora d’escollir un determinat tipus d’escalfador, heu de procedir de consideracions d’oportunitat i característiques operatives de la casa.

Per a zones petites, un escalfador elèctric serà una bona compra, i per escalfar una casa gran és millor triar una altra opció. En qualsevol cas, no passis sense càlcul previ.

Tens una bona versió per triar i calcular un escalfador? Potser voleu compartir recomanacions útils sobre l’elecció d’un escalfador d’aire o assenyalar un error o una inexactitud en els càlculs del material comentat anteriorment? Deixa el teu comentari en aquest article: la teva opinió pot ser útil per a persones que trien l’escalfador d’aire adequat per a la seva llar.