Berekening boiler: hoe het vermogen van een apparaat voor het verwarmen van lucht voor verwarming te berekenen

Kachels hebben een hoog rendement, waardoor zelfs zeer grote ruimtes in relatief korte tijd kunnen worden verwarmd. Veel modellen van deze apparaten, die werken op basis van verschillende koelmiddelen, gaan in de uitverkoop.

Om de beste optie te kiezen, hebt u een caloriferberekening nodig, die u handmatig of met behulp van de online calculator kunt uitvoeren. We zullen u helpen het probleem van berekeningen te achterhalen - in dit artikel geven we een voorbeeld van de berekeningen die nodig zijn bij het kiezen van het juiste apparaat voor het verwarmen van lucht.

En kijk ook naar de ontwerpkenmerken van verschillende soorten kachels, de voor- en nadelen van een verwarmingssysteem met dergelijke apparaten.

Voor- en nadelen van verwarming met verwarming

Het huisverwarmingssysteem, dat is gebaseerd op de toevoer van lucht die rechtstreeks op de ingestelde temperatuur wordt opgewarmd, is bijzonder interessant voor eigenaren van hun eigen huis.

Dit ontwerp van het verwarmingssysteem bestaat uit de volgende belangrijke componenten:

• een verwarming die fungeert als een warmtegenerator die de lucht verwarmt;
• kanalen (kanalen) waardoor verwarmde luchtmassa's het huis binnenkomen;
• een ventilator die goed verwarmde lucht door de kamer leidt.

Dit type systeem heeft veel voordelen. Deze omvatten een hoog rendement en de afwezigheid van hulpelementen voor warmteoverdracht in de vorm van radiatoren, leidingen en de mogelijkheid om het te combineren met het klimaatsysteem, en een lage traagheid, waardoor verhitting van grote volumes zeer snel plaatsvindt.

Het nadeel van veel huiseigenaren is dat de installatie van het systeem alleen mogelijk is tegelijk met de bouw van het huis zelf en dat verdere modernisering onmogelijk is.

Het nadeel is zo'n nuance als de verplichte beschikbaarheid van back-upstroom en de noodzaak van regelmatig onderhoud.

De luchtverwarmer is eenvoudig te installeren en te bedienen, betaalbaar, maar bovenal is het een effectief apparaat om de kamer te verwarmen. Op de foto is een boiler in het systeem gemonteerd

Op onze site zijn er meer gedetailleerde materialen op het apparaat voor luchtverwarming in huis en huisje. We raden u aan om ze te leren kennen:

• DIY luchtverwarming: alles over luchtverwarmingssystemen
• Hoe luchtverwarming van een landhuis te regelen: regels en constructieschema's
• Berekening van luchtverwarming: basisprincipes + rekenvoorbeeld

Classificatie van kachels

Verwarmers zijn opgenomen in het ontwerp van een verwarmingssysteem voor het verwarmen van lucht. De volgende groepen van deze apparaten per type koelmiddel: water, elektrisch, stoom, vuur.

Het is logisch om elektrische apparaten te gebruiken voor kamers met een oppervlakte van niet meer dan 100 m². Voor gebouwen met grote oppervlakten zou een meer rationele keuze zijn boilers, die alleen werken als er een warmtebron is.

De meest populaire zijn stoom en boilers. Zowel de eerste als de tweede in vorm van het oppervlak zijn verdeeld in 2 ondersoorten: geribbeld en gladde buis. Geribbelde kachels op de geometrie van de ribben zijn lamellair en spiraalgewonden.

De prestaties van luchtverwarmers die op zo'n koelmiddel werken als stoom, worden geregeld met speciale kleppen die op de inlaatpijp zijn geïnstalleerd

Door het ontwerp kunnen deze apparaten eenrichtingsverkeer zijn, wanneer het koelmiddel erin langs de buizen beweegt, vasthoudt aan een constante richting en meervoudig, in de afdekkingen waarvan er schotten zijn, waardoor de bewegingsrichting van het koelmiddel constant verandert.

Er zijn 4 modellen van water- en stoomverwarmers, verschillend in verwarmingsoppervlak, te koop:

• SM - de kleinste met één rij pijpen;
• M - klein met twee rijen pijpen;
• Met - gemiddeld met pijpen in 3 rijen;
• B - groot, met 4 rijen buizen.

Boilers tijdens bedrijf zijn bestand tegen grote temperatuurschommelingen - 70-110⁰. Om de luchtverwarmer van dit type goed te laten werken, moet het water dat in het systeem circuleert, worden verwarmd tot maximaal 180 of. In het warme seizoen kan de luchtverwarmer als ventilator fungeren.

Ontwerp van verschillende soorten kachels

De cv-ketel bestaat uit een lichaam van metaal, een daarin geplaatste warmtewisselaar in de vorm van een serie buizen en een ventilator.Aan het einde van de unit zijn er inlaatpijpen waardoor deze wordt aangesloten op de ketel of het centrale verwarmingssysteem.

Meestal bevindt de ventilator zich aan de achterkant van het apparaat. Zijn taak is om lucht door de warmtewisselaar te sturen.

Na het verwarmen stroomt de lucht via de grill aan de voorkant van de kachel terug de kamer in.

Meestal is de behuizing gemaakt in de vorm van een rechthoek, maar er zijn modellen die zijn ontworpen voor ventilatiekanalen met cirkelvormige doorsnede. Twee- of driewegkleppen zijn op de toevoerleiding geïnstalleerd om het vermogen van de unit aan te passen.

De ventilator blaast door de buizen in de verwarmingskast. Het verwarmde water van het verwarmingssysteem stroomt door de buizen en de ventilator verspreidt gelijkmatig warme lucht door de kamer

De kachels verschillen in de installatiemethode - ze zijn plafond en muur. Modellen van het eerste type worden achter het verlaagde plafond geplaatst, alleen de grille steekt eruit. Wandgemonteerde apparaten zijn populairder.

Bekijk # 1 - gladde buisverwarmers

Het ontwerp met gladde buizen bestaat uit verwarmingselementen in de vorm van holle dunne buizen met een diameter van 20 tot 32 mm, op een afstand van 0,5 cm ten opzichte van elkaar. Er stroomt een koelmiddel doorheen. De lucht, die de verwarmde oppervlakken van de buizen wast, wordt verwarmd door convectieve warmte-uitwisseling.

De buizen in de luchtverwarmer zijn verspringend of in de gang. Hun uiteinden zijn in de collectoren gelast - boven en onder. Het koelmiddel komt de aansluitdoos binnen via de inlaatpijp, gaat vervolgens door de pijpen en verwarmt ze en verlaat de uitlaatpijp in de vorm van condensaat of gekoeld water.

Apparaten met een schaakbordopstelling van buizen zorgen voor een stabielere warmteoverdracht, maar de weerstand tegen luchtstroom is hier hoger. Het is noodzakelijk om de berekening van het vermogen van het apparaat uit te voeren om de echte mogelijkheden van het apparaat te kennen.

Er zijn bepaalde vereisten voor lucht - er mogen geen vezels, zwevende deeltjes, kleverige stoffen zijn. Het toegestane stofgehalte is minder dan 0,5 mg / mᶾ. De inlaattemperatuur is minimaal 20⁰.

Eenrichtings- en driewegverwarmers. 1 - inlaatpijp waardoor het koelmiddel binnenkomt, 2 - verdeelkast, 3 - pijp, 4 - uitlaatpijp, 5 - partitie

De thermotechnische eigenschappen van gladde buisverwarmers zijn niet erg hoog. Het gebruik ervan is aan te raden wanneer een aanzienlijke luchtstroom en verwarming tot een hoge temperatuur niet vereist zijn.

Bekijk # 2 - lamellen luchtverhitters

Buizen van geribbelde apparaten hebben een oppervlak met vinnen, daarom is de warmteoverdracht ervan groter. Met een kleiner aantal buizen zijn hun thermische prestaties hoger dan die van luchtverhitters met gladde buizen.

De samenstelling van plaatverwarmers omvat buizen met daarop gemonteerde platen - rechthoekig of rond.

Het eerste type platen wordt op een groep buizen gemonteerd. Het koelmiddel stroomt via de fitting in de aansluitdoos van het apparaat, verwarmt de lucht die met een aanzienlijke snelheid door de kanalen met een kleine diameter stroomt en verlaat vervolgens de verzamelbox via de fitting.

Kachels van dit type zijn compact, gemakkelijk te onderhouden en te installeren.

Single-pass plaatapparaten zijn aangewezen: KFB, KFS, KVB, STD3009V, KZPP, K4PP en multi-way - KVB, K4VP, KZVP, KVS, KMS, STDZOYUG, KMB. Het middelste model wordt KFS genoemd en de grote - KSE.

Op de buizen van deze kachels wordt een stalen golfband van 1 cm breed en 0,4 mm dik gewikkeld. De warmtedrager voor hen kan zowel stoom als water zijn.

Boilers kunnen niet worden aangesloten op metalen kunststof of polymeerleidingen. ze zijn niet ontworpen voor hoge warmtedragertemperaturen. Stalen buizen nodig en beter verzinkt om corrosie te elimineren

De eerste is uitgerust met drie rijen buizen en de tweede vier. De borden van het middelste model hebben een dikte van 0,5 mm en afmetingen van 11,7 x 13,6 cm.Platen van een groot model met dezelfde dikte en breedte onderscheiden zich door een langere lengte - 17,5 cm.

De platen staan ​​op een afstand van 0,5 cm van elkaar en hebben een zigzag-opstelling, terwijl bij de middenaanzicht modellen de platen volgens het gangprincipe zijn gerangschikt.

Luchtverhitters met de markering STD hebben 5 nummers (5, 7, 8, 9, 14). Stoom is de warmtedrager in de STD4009B-luchtverwarmers en water is de warmtedrager in de STD3010G. Installatie van de eerste wordt uitgevoerd met de verticale oriëntatie van de buizen, de tweede - met de horizontale.

Bekijk # 3 - bimetaalvinverwarmers met vinnen

In verwarmingssystemen met luchtverwarming worden modellen van bimetaalverwarmers KP3-SK, KP4-SK, KSk - 3 en 4 vaak gebruikt met een speciaal type lamellen - spiraalvormig. De warmtedrager voor KP3-SK, KP4-SK luchtverwarmers is warm water met een maximale druk van 1,2 MPa en een maximale temperatuur van 180⁰.

Om de andere twee luchtverwarmers te laten werken, is stoom vereist met dezelfde werkdruk als voor de eerste, maar met een iets hogere temperatuur - 190⁰. Fabrikanten moeten acceptatietests uitvoeren. Test apparaten en op dichtheid.

De warmtewisselaar van de KSK luchtverwarmer bestaat uit stalen buizen met aluminium lamellen. Verbind hun buisplaten

Er zijn 2 lijnen bimetaalverwarmers - KSK3, KPZ, met 3 rijen buizen, behoren tot het midden, en KSK4, KP4 met 4 rijen buizen - tot grote modellen. De componenten van deze apparaten zijn bimetalen warmtewisselingselementen, zijschermen, buisroosters, afdekkingen met scheidingswanden.

Het warmtewisselaarelement bestaat uit 2 buizen - een binnendiameter van 1,6 cm, gemaakt van staal en aluminium buitenkant met daarop bevestigde vinnen. Het transversale interval tussen de warmteoverdrachtsbuizen is 4,15 cm en de lengte is 3,6 cm.

Regels voor berekening en selectie van een geschikte eenheid

Bij het ontwerpen van een verwarmingssysteem met één of een groep kachels en bij het uitvoeren van berekeningen moeten een aantal regels in acht worden genomen. Laten we ze in meer detail bekijken in de onderstaande fotoselectie.

Berekening van de boiler

Om het vermogen van een water- of stoomverwarmer te berekenen, zijn de volgende beginparameters nodig:

1. Systeemprestaties of met andere woorden: de hoeveelheid gedestilleerde lucht per uur. De maateenheid voor volumestroom is mᶾ / h, massa kg / h. Het symbool is L.
2. Begin- of buitentemperatuur - tul.
3. De uiteindelijke luchttemperatuur is tcon.
4. Dichtheid en warmtecapaciteit van lucht bij een bepaalde temperatuur - de gegevens zijn afkomstig uit de tabellen.

Eerst wordt het dwarsdoorsnedeoppervlak berekend vanaf de voorkant van de luchtverwarmingsinrichting. Nadat u deze waarde hebt geleerd, krijgt u de voorlopige afmetingen van de eenheid met een marge.

Voor de berekening met de formule:

AF = Lρ / 3600 (ϑρ),

Waar L - luchtvolumestroom of luchtcapaciteit in m³ / h, ρ - dichtheid van buitenlucht gemeten in kg / m³ ϑρ - massa-luchtsnelheid in het berekende deel, gemeten in kg / (cm²).

Nadat u deze parameter hebt ontvangen, neemt u voor verdere berekeningen de typische grootte van de verwarming, de dichtstbijzijnde in grootte. Met een grote totale waarde van het gebied worden meerdere identieke eenheden parallel geïnstalleerd, waarvan het gebied in totaal gelijk is aan de verkregen waarde.

Kachels zijn niet alleen warmtewisselaars, maar ook luchtkoelers met koud water, die veel minder populair zijn

Om het vereiste vermogen voor het verwarmen van een bepaald luchtvolume te bepalen, moet u het totale verbruik van verwarmde lucht in kg per 1 uur berekenen volgens de formule:

G = L x p,

Waar p - luchtdichtheid bij gemiddelde temperatuur. Deze wordt bepaald door de temperaturen bij de inlaat en uitlaat van de unit op te tellen en vervolgens te delen door 2. De dichtheidsindicatoren zijn afkomstig uit de tabel.

Uit deze tabel kunt u gegevens over de dichtheid en specifieke warmte van lucht bij een bepaalde temperatuur halen om het vermogen van het apparaat te berekenen

Nu kunt u het warmteverbruik berekenen voor het verwarmen van de lucht waarvoor de volgende formule wordt gebruikt:

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

Waar G - massale luchtstroom in kg / u. Bij de berekening wordt ook rekening gehouden met de specifieke warmte van de lucht gemeten in J / (kg x K). Het hangt af van de temperatuur van de binnenkomende lucht en de waarden staan ​​in de bovenstaande tabel. De temperatuur bij de inlaat en uitlaat van het apparaat wordt aangegeven niet smeken. en t con. dienovereenkomstig.

Stel dat u een verwarming moet kiezen met een capaciteit van 10.000 mᶾ / u zodat deze de lucht tot 20⁰ verwarmt bij een buitentemperatuur van -30⁰. De koelvloeistof is water met een temperatuur aan de inlaat van de unit van 95⁰ en 50⁰ aan de uitlaat.

Massadebiet: G = 10.000 ml / u. х 1.318 kg / m2 = 13.180 kg / uur.

Dichtheidswaarde: ρ = (-30 + 20) = -10, dit resultaat verdelend in de helft ontvangen -5. Uit de geselecteerde tabel, overeenkomend met de gemiddelde temperatuur, dichtheid.

Als u het resultaat in de formule vervangt, krijgt u het warmteverbruik: Q = 13180/3600 x 1013 x 20 - (-30) = 185 435 W.. Hier is 1013 de specifieke warmte geselecteerd uit de tabel bij een temperatuur van –30⁰ in J / (kg x K). Voeg aan de berekende waarde van het vermogen van de kachel 10 tot 15% van de reserve toe.

De reden is dat de tabelparameters vaak verschillen van de echte in de richting van reductie, en dat de thermische prestatie van de eenheid door verstopping van de buizen met de tijd afneemt. Overschrijding van de marge is ongewenst.

Met een aanzienlijke toename van het verwarmingsoppervlak kan onderkoeling optreden en zelfs ontdooien bij grote vorst.

In de stoomverwarmer wordt het koelmiddel van bovenaf aangevoerd en wordt het water dat ontstaat door condensatie van de uitlaatstoom van onderaf afgevoerd. Op de foto - een diagram van het omsnoeren van een stoomverwarmer

Het vermogen van stoomverwarmers wordt op dezelfde manier berekend als waterverwarmers. Alleen de berekeningsformule voor koelvloeistof verschilt:

G = q / r,

Waar r - specifieke warmte die vrijkomt bij stoomcondensatie, gemeten in kJ / kg.

Berekening van een elektrische kachel

Fabrikanten in de catalogi van elektrische kachels geven vaak het geïnstalleerde vermogen en de luchtstroom aan, wat de keuze enorm vereenvoudigt. Het belangrijkste is dat de parameters niet kleiner mogen zijn dan die in het paspoort, anders mislukken ze snel.

Het ontwerp van de luchtverwarmer omvat verschillende speciale elektrische verwarmingselementen, waarvan het oppervlak wordt vergroot door de montage van lamellen erop.

De kracht van apparaten kan erg groot zijn, soms is het honderden kilowatt. Tot 3,5 kW kan de luchtverwarmer worden gevoed via een stopcontact van 220 V en met een spanning daarboven moet de hotelkabel rechtstreeks op de afscherming worden aangesloten. Als er een verwarming nodig is met een vermogen van meer dan 7 kW, een voeding van 380 V.

Deze apparaten hebben kleine afmetingen en gewicht, ze zijn volledig autonoom, ze hebben geen gecentraliseerd warm water of stoom nodig.

Een belangrijk minpunt is het lage vermogen dat onvoldoende is om ze over grote gebieden toe te passen.Het tweede nadeel is het hoge energieverbruik.

Uit de berekening van de kachel volgt dat het resultaat van het gebruik van het apparaat een tastbare besparing van energiebronnen is. Soms wordt deze unit gecombineerd met een recuperator en dan vindt de luchtinlaat niet buiten plaats, maar vanuit het pand

Om erachter te komen welke stroom de kachel gebruikt, kunt u de formule gebruiken:

Ik = P / U,

Waar P - kracht U - voedingsspanning.

Bij een enkelfasige aansluiting wordt de kachel U gelijk gesteld aan 220 V. Bij een driefasig - 660 V.

De temperatuur waarbij een verwarming met een bepaald vermogen de luchtmassa verwarmt, wordt bepaald door de formule:

T = 2,98 x P / L,

Waar L - systeemprestaties. De optimale waarden van het luchtverwarmingsvermogen voor het huis zijn van 1 tot 5 kW en voor kantoren - van 5 tot 50 kW.

Conclusies en nuttige video over het onderwerp

Welke luchtdichtheid bij de berekening moet worden genomen, wordt in deze video beschreven:

Video over hoe de kachel werkt in het verwarmingssysteem:

Bij het kiezen van een bepaald type verwarming, moet u uitgaan van overwegingen van doelmatigheid en operationele kenmerken van het huis.

Voor kleine ruimtes is een elektrische kachel een goede aankoop, en voor het verwarmen van een groot huis is het beter om voor een andere optie te kiezen. In ieder geval niet zonder voorlopige berekening.

Ben je goed thuis in het kiezen en berekenen van een kachel? Misschien wilt u nuttige aanbevelingen delen bij het kiezen van een luchtverwarmer of een fout of onnauwkeurigheid aangeven in de berekeningen in het hierboven besproken materiaal? Laat uw reactie achter onder dit artikel - uw mening kan nuttig zijn voor mensen die de juiste luchtverwarmer voor hun huis kiezen.