Berechnung des Heizgeräts: Berechnung der Leistung eines Geräts zum Heizen von Luft zum Heizen

Heizungen haben eine hohe Leistung, so dass auch sehr große Räume in relativ kurzer Zeit mit ihnen beheizt werden können. Viele Modelle dieser Geräte, die auf der Basis verschiedener Kühlmittel arbeiten, werden zum Verkauf angeboten.

Um die beste Option auszuwählen, benötigen Sie eine Kaloriferberechnung, die Sie entweder manuell oder mit dem Online-Rechner durchführen können. Wir helfen Ihnen bei der Lösung von Berechnungen. In diesem Artikel geben wir ein Beispiel für die Berechnungen, die bei der Auswahl eines geeigneten Geräts zum Heizen von Luft erforderlich sind.

Berücksichtigen Sie auch die Konstruktionsmerkmale verschiedener Arten von Heizgeräten sowie die Vor- und Nachteile eines Heizsystems, das solche Geräte verwendet.

Vor- und Nachteile des Heizens mit einer Heizung

Das Hausheizungssystem, das auf der Zufuhr von Luft basiert, die auf die eingestellte Temperatur direkt in das Haus erwärmt wurde, ist für Eigentümer ihrer eigenen Häuser von besonderem Interesse.

Diese Konstruktion des Heizsystems besteht aus folgenden wichtigen Komponenten:

• eine Heizung, die als Wärmeerzeuger fungiert und die Luft erwärmt;
• Kanäle (Kanäle), durch die erwärmte Luftmassen in das Haus gelangen;
• Ein Ventilator, der die erwärmte Luft durch den Raum leitet.

Diese Art von System bietet viele Vorteile. Dazu gehören ein hoher Wirkungsgrad und das Fehlen von Hilfselementen für die Wärmeübertragung in Form von Heizkörpern, Rohren und die Fähigkeit, diese mit dem Klimasystem zu kombinieren, sowie eine geringe Trägheit, wodurch große Mengen sehr schnell erwärmt werden.

Für viele Hausbesitzer besteht der Nachteil darin, dass die Installation des Systems nur gleichzeitig mit dem Bau des Hauses selbst möglich ist und dann eine weitere Modernisierung unmöglich ist.

Der Nachteil ist eine Nuance wie die obligatorische Verfügbarkeit von Notstrom und die Notwendigkeit einer regelmäßigen Wartung.

Der Lufterhitzer ist einfach zu installieren und zu bedienen, erschwinglich, aber vor allem ein effektives Gerät zur Raumheizung. Auf dem Foto ist ein Warmwasserbereiter im System montiert

Auf unserer Website finden Sie detailliertere Materialien zum Gerät für die Luftheizung im Haus und in der Hütte. Wir empfehlen Ihnen, sich mit ihnen vertraut zu machen:

• DIY Luftheizung: Alles über Luftheizungssysteme
• So arrangieren Sie die Luftheizung eines Landhauses: Regeln und Baupläne
• Berechnung der Luftheizung: Grundprinzipien + Berechnungsbeispiel

Klassifizierung von Heizungen

Heizungen sind in der Konstruktion eines Heizsystems zum Heizen von Luft enthalten. Die folgenden Gruppen dieser Geräte nach Art des verwendeten Kühlmittels: Wasser, Strom, Dampf, Feuer.

Es ist sinnvoll, Elektrogeräte für Räume mit einer Fläche von nicht mehr als 100 m² zu verwenden. Für Gebäude mit großen Flächen wären Warmwasserbereiter eine rationellere Wahl, die nur funktionieren, wenn eine Wärmequelle vorhanden ist.

Am beliebtesten sind Dampf und Warmwasserbereiter. Sowohl die erste als auch die zweite Form der Oberfläche sind in zwei Unterarten unterteilt: gerippte und glatte Röhre. Rippenheizungen auf der Geometrie der Rippen sind lamellar und spiralförmig gewickelt.

Die Leistung von Lufterhitzern, die mit einem Kühlmittel wie Dampf betrieben werden, wird mithilfe spezieller Ventile geregelt, die am Einlassrohr installiert sind

Diese Vorrichtungen können konstruktionsbedingt einseitig sein, wenn sich das darin enthaltene Kühlmittel entlang der Rohre bewegt, wobei eine konstante Richtung und eine Mehrwegrichtung eingehalten werden, in deren Abdeckungen Trennwände vorhanden sind, wodurch sich die Bewegungsrichtung des Kühlmittels ständig ändert.

Es werden 4 Modelle von Wasser- und Dampfheizgeräten angeboten, die sich in der Heizfläche unterscheiden:

• SM - die kleinste mit einer Reihe von Rohren;
• M. - klein mit zwei Rohrreihen;
• Mit - Durchschnitt mit Rohren in 3 Reihen;
• B. - groß, mit 4 Rohrreihen.

Warmwasserbereiter halten während des Betriebs großen Temperaturschwankungen stand - 70-110 ° C. Damit der Lufterhitzer dieses Typs gut funktioniert, muss das im System zirkulierende Wasser auf maximal 180 ° C erwärmt werden. In der warmen Jahreszeit kann der Lufterhitzer als Ventilator fungieren.

Design verschiedener Arten von Heizungen

Der Warmwasserbereiter besteht aus einem Gehäuse aus Metall, einem Wärmetauscher in Form einer Reihe von Rohren und einem Ventilator.Am Ende des Geräts befinden sich Einlassrohre, über die es an den Kessel oder die Zentralheizung angeschlossen wird.

Normalerweise befindet sich der Lüfter auf der Rückseite des Geräts. Seine Aufgabe ist es, Luft durch den Wärmetauscher zu treiben.

Nach dem Erhitzen strömt Luft durch den Grill an der Vorderseite des Heizgeräts zurück in den Raum.

Meistens wird das Gehäuse in Form eines Rechtecks ​​hergestellt, es gibt jedoch Modelle für Lüftungskanäle mit kreisförmigem Querschnitt. Zwei- oder Dreiwegeventile sind in der Versorgungsleitung installiert, um die Leistung des Geräts anzupassen.

Der Lüfter bläst durch die Rohre im Heizungsgehäuse. Das erwärmte Wasser aus dem Heizsystem fließt durch die Rohre und der Ventilator verteilt gleichmäßig warme Luft im Raum

Die Heizungen unterscheiden sich in der Art der Installation - sie sind Decke und Wand. Modelle des ersten Typs werden hinter der Zwischendecke platziert, nur der Kühlergrill guckt heraus. Wandgeräte sind beliebter.

Ansicht Nr. 1 - Glattrohrheizungen

Die Glattrohrkonstruktion besteht aus Heizelementen in Form von hohlen dünnen Rohren mit einem Durchmesser von 20 bis 32 mm, die in einem Abstand von 0,5 cm zueinander angeordnet sind. Ein Kühlmittel zirkuliert durch sie. Die Luft, die die erhitzten Oberflächen der Rohre wäscht, wird durch konvektiven Wärmeaustausch erwärmt.

Die Rohre im Lufterhitzer sind versetzt oder im Korridor. Ihre Enden sind in die Kollektoren eingeschweißt - oben und unten. Das Kühlmittel tritt durch das Einlassrohr in den Anschlusskasten ein und verlässt das Auslassrohr in Form von Kondensat oder gekühltem Wasser, wenn es durch die Rohre fließt und diese erwärmt.

Eine stabilere Wärmeübertragung wird durch Geräte mit einer Schachbrettanordnung von Rohren bereitgestellt, aber der Widerstand gegen Luftstrom ist hier höher. Es ist notwendig, die Berechnung der Leistung des Geräts durchzuführen, um die tatsächlichen Fähigkeiten des Geräts zu kennen.

Es gibt bestimmte Anforderungen an die Luft - es sollten keine Fasern, Schwebeteilchen oder klebrigen Substanzen vorhanden sein. Der zulässige Staubgehalt beträgt weniger als 0,5 mg / ml. Die Einlasstemperatur beträgt mindestens 20 ° C.

Einweg- und 3-Wege-Heizungen. 1 - Einlassrohr, durch das das Kühlmittel eintritt, 2 - Verteilerkasten, 3 - Rohr, 4 - Auslassrohr, 5 - Trennwand

Die thermotechnischen Eigenschaften von Glattrohrheizungen sind nicht sehr hoch. Ihre Verwendung ist ratsam, wenn kein erheblicher Luftstrom und keine Erwärmung auf eine hohe Temperatur erforderlich sind.

Ansicht Nr. 2 - Lamellenlufterhitzer

Rohre von gerippten Vorrichtungen haben eine Rippenoberfläche, daher ist die Wärmeübertragung von ihnen größer. Bei einer geringeren Anzahl von Rohren ist ihre Wärmeleistung höher als die von Luftheizgeräten mit glattem Rohr.

Die Zusammensetzung der Plattenheizungen umfasst Rohre mit darauf montierten Platten - rechteckig oder rund.

Der erste Plattentyp ist auf einer Rohrgruppe montiert. Das Kühlmittel gelangt durch die Armatur in den Anschlusskasten der Vorrichtung, erwärmt die Luft, die mit beträchtlicher Geschwindigkeit durch die Kanäle mit kleinem Durchmesser strömt, und verlässt dann die Sammelbox durch die Armatur.

Heizungen dieses Typs sind kompakt, leicht zu warten und zu installieren.

Single-Pass-Plattengeräte werden bezeichnet als: KFB, KFS, KVB, STD3009V, KZPP, K4PP und Mehrweg - KVB, K4VP, KZVP, KVS, KMS, STDZOYUG, KMB. Das mittlere Modell heißt KFS und das große KSE.

Auf die Rohre dieser Heizungen ist ein 1 cm breites und 0,4 mm dickes Stahlwellband gewickelt. Der Wärmeträger für sie kann sowohl Dampf als auch Wasser sein.

Warmwasserbereiter können nicht mit Metall-Kunststoff- oder Polymerrohren verbunden werden. Sie sind nicht für hohe Wärmeträgertemperaturen ausgelegt. Benötigen Sie Stahlrohre und besser verzinkt, um Korrosion zu vermeiden

Die erste ist mit drei Rohrreihen und die zweite mit vier ausgestattet. Die Platten des mittleren Modells haben eine Dicke von 0,5 mm und Abmessungen von 11,7 x 13,6 cm.Platten eines großen Modells gleicher Dicke und Breite zeichnen sich durch eine längere Länge von 17,5 cm aus.

Die Platten haben einen Abstand von 0,5 cm voneinander und sind im Zickzack angeordnet, während bei den Modellen mit mittlerer Ansicht die Platten nach dem Korridorprinzip angeordnet sind.

Lufterhitzer mit der Kennzeichnung STD haben 5 Nummern (5, 7, 8, 9, 14). Dampf ist der Wärmeträger in den Lufterhitzern STD4009B und Wasser ist der Wärmeträger in den STD3010G. Die Installation der ersten erfolgt mit der vertikalen Ausrichtung der Rohre, die zweite - mit der horizontalen.

Ansicht Nr. 3 - Bimetall-Lamellenheizungen mit Lamellen

In Heizsystemen mit Luftheizung werden Modelle der Bimetallheizungen KP3-SK, KP4-SK, KSk-3 und 4 häufig mit einer speziellen Art von Lamellen verwendet - Spiralwalzen. Der Wärmeträger für KP3-SK, KP4-SK Lufterhitzer ist heißes Wasser mit einem maximalen Druck von 1,2 MPa und einer maximalen Temperatur von 180 ° C.

Damit die beiden anderen Lufterhitzer funktionieren, wird Dampf mit dem gleichen Arbeitsdruck wie beim ersten benötigt, jedoch mit einer etwas höheren Temperatur - 190 ° C. Hersteller müssen Abnahmetests durchführen. Prüfgeräte und auf Dichtheit.

Der Wärmetauscher des KSK-Lufterhitzers besteht aus Rohren aus Stahl mit Aluminiumrippen. Verbinden Sie ihre Rohrböden

Es gibt 2 Reihen von Bimetallheizungen - KSK3, KPZ mit 3 Rohrreihen gehören zur Mitte und KSK4, KP4 mit 4 Rohrreihen - zu großen Modellen. Die Komponenten dieser Geräte sind Bimetall-Wärmeaustauschelemente, Seitenabschirmungen, Rohrgitter, Abdeckungen mit Trennwänden.

Das Wärmeaustauschelement besteht aus 2 Rohren - einem Innendurchmesser von 1,6 cm - aus Stahl und Aluminium mit darauf montierten Rippen. Das Querintervall zwischen den Wärmeübertragungsrohren beträgt 4,15 cm und der Längsabstand 3,6 cm.

Regeln für die Berechnung und Auswahl einer geeigneten Einheit

Bei der Auslegung eines Heizungssystems mit einem oder mehreren Heizgeräten sowie bei der Durchführung von Berechnungen sollten eine Reihe von Regeln beachtet werden. Lassen Sie uns sie in der Fotoauswahl unten genauer betrachten.

Berechnung des Warmwasserbereiters

Zur Berechnung der Leistung eines Wasser- oder Dampfheizgeräts werden folgende Anfangsparameter benötigt:

1. Systemleistung oder mit anderen Worten - die pro Stunde destillierte Luftmenge. Die Maßeinheit für den Volumenstrom ist mᶾ / h, Masse kg / h. Das Symbol ist L.
2. Die Anfangs- oder Außentemperatur beträgt t.
3. Die endgültige Lufttemperatur ist tcon.
4. Dichte und Wärmekapazität von Luft bei einer bestimmten Temperatur - die Daten werden den Tabellen entnommen.

Zunächst wird die Querschnittsfläche von der Vorderseite der Luftheizvorrichtung berechnet. Nachdem Sie diesen Wert gelernt haben, erhalten Sie die vorläufigen Abmessungen der Einheit mit einem Rand.

Für die Berechnung nach der Formel:

AF = Lρ / 3600 (ϑρ),

Wo L. - Luftvolumenstrom oder -kapazität in m³ / h, ρ - Außenluftdichte gemessen in kg / m³ ϑρ - Luftmassengeschwindigkeit im berechneten Abschnitt, gemessen in kg / (cm²).

Nachdem Sie diesen Parameter erhalten haben, nehmen Sie für weitere Berechnungen die typische Größe des Heizgeräts mit der nächstgelegenen Größe. Bei einem großen Gesamtwert der Fläche werden mehrere identische Einheiten parallel installiert, deren Fläche insgesamt dem erhaltenen Wert entspricht.

Heizungen sind nicht nur Wärmetauscher, sondern auch Kaltwasser-Luftkühler, die viel weniger beliebt sind

Um die zum Erhitzen eines bestimmten Luftvolumens erforderliche Leistung zu bestimmen, müssen Sie den Gesamtverbrauch an erwärmter Luft in kg pro 1 Stunde gemäß der folgenden Formel ermitteln:

G = L x p,

Wo p - Luftdichte bei mittlerer Temperatur. Sie wird durch Summieren der Temperaturen am Einlass und Auslass des Geräts bestimmt und dann durch 2 geteilt. Die Dichteanzeigen werden der Tabelle entnommen.

Aus dieser Tabelle können Sie Daten zur Dichte und spezifischen Wärme von Luft bei einer bestimmten Temperatur entnehmen, um die Leistung des Geräts zu berechnen

Jetzt können Sie den Wärmeverbrauch zum Erhitzen der Luft berechnen, für die die folgende Formel verwendet wird:

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

Wo G. - Luftmassenstrom in kg / h. Bei der Berechnung wird auch die in J / (kg x K) gemessene spezifische Wärme der Luft berücksichtigt. Dies hängt von der Temperatur der einströmenden Luft ab und die Werte sind in der obigen Tabelle aufgeführt. Die Temperatur am Einlass und Auslass des Geräts wird angezeigt t betteln. und t con. entsprechend.

Angenommen, Sie müssen eine Heizung mit einer Kapazität von 10.000 mᶾ / h wählen, damit die Luft bei einer Außentemperatur von -30 ° C auf 20 ° C erwärmt wird. Das Kühlmittel ist Wasser mit einer Temperatur am Einlass zur Einheit von 95 ° C und 50 ° C am Auslass.

Massendurchfluss: G = 10.000 m³ / h. 18 1.318 kg / mᶾ = 13.180 kg / h.

Dichtewert: ρ = (-30 + 20) = -10Teilen dieses Ergebnisses in die Hälfte erhalten -5. Aus der ausgewählten Tabelle entsprechend der Durchschnittstemperatur, Dichte.

Wenn Sie das Ergebnis in die Formel einsetzen, erhalten Sie den Wärmeverbrauch: Q = 13 180/3600 x 1013 x 20 - (-30) = 185 435 W.. Hier ist 1013 die spezifische Wärme, die aus der Tabelle bei einer Temperatur von –30 ° C in J / (kg x K) ausgewählt wurde. Zum berechneten Wert der Heizleistung 10 bis 15% der Reserve hinzufügen.

Der Grund dafür ist, dass sich die tabellarischen Parameter in der Reduktionsrichtung häufig von den tatsächlichen unterscheiden und die Wärmeleistung des Geräts aufgrund des Verstopfens der Rohre mit der Zeit abnimmt. Das Überschreiten der Marge ist unerwünscht.

Bei einer signifikanten Zunahme der Heizfläche kann es zu Unterkühlung und sogar zum Auftauen bei großen Frösten kommen.

In der Dampfheizung wird das Kühlmittel von oben zugeführt und das aus der Kondensation des Abgasdampfes entstehende Wasser von unten abgeführt. Auf dem Foto - ein Diagramm der Umreifung eines Dampfheizgeräts

Die Leistung von Dampfheizgeräten wird wie bei Warmwasserbereitern berechnet. Nur die Kühlmittelberechnungsformel unterscheidet sich:

G = q / r,

Wo r - spezifische Wärme, die während der Dampfkondensation freigesetzt wird, gemessen in kJ / kg.

Berechnung einer elektrischen Heizung

Hersteller in den Katalogen für elektrische Heizgeräte geben häufig die installierte Leistung und den Luftstrom an, was die Auswahl erheblich vereinfacht. Die Hauptsache ist, dass die Parameter nicht kleiner sein sollten als die im Pass angegebenen, sonst schlägt es schnell fehl.

Das Design des Lufterhitzers umfasst mehrere spezielle elektrische Heizelemente, deren Fläche durch die Montage von Lamellen vergrößert wird.

Die Leistung von Geräten kann sehr groß sein, manchmal sind es Hunderte von Kilowatt. Bis zu 3,5 kW kann der Lufterhitzer über eine 220-V-Steckdose mit Strom versorgt werden. Bei einer darüber liegenden Spannung muss das Hotelkabel direkt an die Abschirmung angeschlossen werden. Wenn eine Heizung mit einer Leistung über 7 kW benötigt wird, muss eine Stromversorgung von 380 V vorhanden sein.

Diese Geräte haben kleine Abmessungen und ein geringes Gewicht, sind völlig autonom und benötigen kein zentrales heißes Wasser oder Dampf.

Ein signifikantes Minus ist die geringe Leistung, die nicht ausreicht, um sie großflächig anzuwenden.Der zweite Nachteil ist der hohe Energieverbrauch.

Aus der Berechnung der Heizung folgt, dass das Ergebnis der Verwendung des Geräts eine spürbare Einsparung von Energieressourcen ist. Manchmal wird dieses Gerät mit einem Rekuperator kombiniert, und der Lufteinlass erfolgt nicht im Freien, sondern vom Gelände aus

Um herauszufinden, welchen Strom die Heizung verbraucht, können Sie die folgende Formel verwenden:

I = P / U.,

Wo P. - Macht U. - Versorgungsspannung.

Bei einem einphasigen Anschluss wird die Heizung U auf 220 V eingestellt. Bei einer dreiphasigen - 660 V.

Die Temperatur, auf die ein Heizgerät mit einer bestimmten Leistung die Luftmasse erwärmt, wird durch die Formel bestimmt:

T = 2,98 x P / L.,

Wo L. - Systemleistung. Die optimalen Werte der Lufterhitzerleistung für das Haus liegen zwischen 1 und 5 kW und für Büros zwischen 5 und 50 kW.

Schlussfolgerungen und nützliches Video zum Thema

Welche Luftdichte bei der Berechnung zu berücksichtigen ist, wird in diesem Video beschrieben:

Video über die Funktionsweise der Heizung im Heizsystem:

Bei der Auswahl eines bestimmten Heizungsartens sollten Sie die Zweckmäßigkeit und die Betriebseigenschaften des Hauses berücksichtigen.

Für kleine Flächen ist eine elektrische Heizung ein guter Kauf, und für die Beheizung eines großen Hauses ist es besser, eine andere Option zu wählen. Verzichten Sie auf keinen Fall auf eine vorläufige Berechnung.

Sind Sie mit der Auswahl und Berechnung eines Heizgeräts bestens vertraut? Vielleicht möchten Sie nützliche Empfehlungen zur Auswahl eines Lufterhitzers teilen oder auf einen Fehler oder eine Ungenauigkeit bei den Berechnungen in dem oben diskutierten Material hinweisen? Hinterlassen Sie Ihren Kommentar unter diesem Artikel - Ihre Meinung kann für Personen nützlich sein, die den richtigen Lufterhitzer für ihr Zuhause auswählen.