Beregningsberegning: hvordan beregne kraften til en enhet for oppvarming av luft for oppvarming

Varmeapparater har høy ytelse, så til og med veldig store rom kan varmes opp med dem på ganske kort tid. Mange modeller av disse enhetene, som arbeider på basis av forskjellige kjølevæsker, selges.

For å velge det beste alternativet, trenger du en kaloriferberegning, som du kan utføre enten manuelt eller ved å bruke den elektroniske kalkulatoren. Vi hjelper deg med å finne ut av beregningen - i denne artikkelen gir vi et eksempel på beregningene som vil være nødvendige når du velger riktig enhet for oppvarming av luft.

Og vurder også designfunksjonene til forskjellige typer varmeovner, fordeler og ulemper ved et varmesystem ved bruk av slike enheter.

Fordeler og ulemper med oppvarming med varmeovn

Hjemmesystemet, basert på tilførsel av luft oppvarmet til den innstilte temperaturen direkte inn i huset, er av spesiell interesse for eiere av sine egne hjem.

Denne utformingen av varmesystemet består av følgende viktige komponenter:

• en varmeovn som fungerer som en varmegenerator som varmer luften;
• kanaler (kanaler) gjennom hvilke oppvarmede luftmasser kommer inn i huset;
• en vifte som leder godt oppvarmet luft gjennom hele rommet.

Det er mange fordeler med denne typen system. Disse inkluderer høy effektivitet, og fraværet av hjelpeelementer for varmeoverføring i form av radiatorer, rør, og evnen til å kombinere det med klimasystemet, og lav treghet, som et resultat av at oppvarming av store volum skjer veldig raskt.

For mange huseiere er ulempen at installasjonen av systemet bare er mulig samtidig med selve byggingen av huset, og da er det videre modernisering umulig.

Ulempen er en slik nyanse som den obligatoriske tilgjengeligheten av sikkerhetskopiering og behovet for regelmessig vedlikehold.

Luftvarmeren er enkel å installere og betjene, rimelig, men viktigst er at det er en effektiv enhet for å varme opp rommet. På bildet er en varmtvannsbereder montert i systemet

På siden vår er det mer detaljerte materialer på enheten for luftvarme i huset og hytta. Vi anbefaler at du blir kjent med dem:

• DIY luftvarme: alt om luftvarmesystemer
• Hvordan ordne luftvarme av et landsted: regler og ordninger med bygging
• Beregning av luftvarme: grunnleggende prinsipper + beregningseksempel

Klassifisering av varmeovner

Varmeapparater er inkludert i utformingen av et varmesystem for oppvarming av luft. Følgende grupper av disse enhetene etter den type kjølevæske som brukes: vann, elektrisk, damp, brann.

Det er fornuftig å bruke elektriske apparater i rom med et areal på ikke over 100 m². For bygninger med store områder er et mer rasjonelt valg vannvarmere, som bare fungerer hvis det er en varmekilde.

De mest populære er damp og varmtvannsbereder. Både den første og den andre formen på overflaten er delt inn i to underarter: ribbestrøket og glattrøret. Ribbede varmeovner på geometrien til ribbeina er lamellære og spiralviklet.

Ytelsen til luftvarmere som opererer på et så kjølevæske som damp, reguleres ved bruk av spesielle ventiler installert på innløpsrøret

Ved design kan disse enhetene være envei, når kjølevæsken i dem beveger seg langs rørene, ved å henge fast i en konstant retning og flerveis, i dekslene der det er skillevegger, som et resultat av at kjølemiddelets bevegelsesretning stadig endres.

Fire modeller av vann- og dampvarmere, som er forskjellige i varmeoverflateareal, er til salgs:

• SM - den minste med en rørrekke;
• M - liten med to rader med rør;
• C - gjennomsnitt med rør i 3 rader;
• B - stor, med 4 rader med rør.

Vannvarmere under drift tåler store temperatursvingninger - 70-110⁰. For at luftvarmeren av denne typen skal fungere, må vannet som sirkulerer i systemet varmes opp til maksimalt 180⁰. I den varme årstiden kan luftvarmeren fungere som en vifte.

Design av forskjellige typer ovner

Varmevarmeren består av et legeme av metall, en varmeveksler plassert i den i form av en serie rør og en vifte.På slutten av enheten er det innløpsrør som den er koblet til kjelen eller sentralvarmesystemet gjennom.

Vanligvis er viften på baksiden av apparatet. Dens oppgave er å føre luft gjennom varmeveksleren.

Etter oppvarming strømmer luft gjennom grillen på fronten av ovnen tilbake i rommet.

Oftest er saken laget i form av et rektangel, men det er modeller designet for ventilasjonskanaler med sirkulært tverrsnitt. To eller treveis ventiler er installert på tilførselsledningen for å justere kraften til enheten.

Viften blåser gjennom rørene som er plassert i varmeapparatet. Det oppvarmede vannet fra varmesystemet beveger seg gjennom rørene, og viften fordeler jevn varm luft i hele rommet

Varmeapparatene er forskjellige i installasjonsmetoden - de er tak og vegg. Modeller av den første typen er plassert bak det falske taket, bare gitteret kikker ut av det. Veggmonterte apparater er mer populære.

Vis nr. 1 - glatte rørvarmere

Glattrørdesign består av varmeelementer i form av hule tynne rør med en diameter på 20 til 32 mm, plassert i en avstand på 0,5 cm i forhold til hverandre. Et kjølevæske sirkulerer gjennom dem. Luften, som vasker de oppvarmede overflatene på rørene, varmes opp ved konvektiv varmeveksling.

Rørene i luftvarmeren er forskjøvet eller i korridoren. Endene deres er sveiset inn i samlerne - øvre og nedre. Kjølevæsken kommer inn i koblingsboksen gjennom innløpsrøret, og passerer deretter gjennom rørene og oppvarmer dem, etterlater utløpsrøret i form av kondensat eller kjølt vann.

Mer stabil varmeoverføring tilveiebringes av enheter med et sjakkbrettarrangement av rør, men motstanden mot luftstrømning her er høyere. Det er nødvendig å utføre beregningen av strømmen til enheten for å kjenne enhetens virkelige funksjoner.

Det er visse krav til luft - det skal ikke være fibre, suspenderte partikler, klebrig stoffer. Tillatt støvinnhold er mindre enn 0,5 mg / mᶾ. Innløpstemperaturen er minst 20⁰.

Enveis og 3-veis varmeovner. 1 - innløpsrør som kjølevæsken kommer inn gjennom, 2 - fordelingsboks, 3 - rør, 4 - utløpsrør, 5 - skillevegger

Termotekniske kjennetegn på glatte rørovner er ikke veldig høye. Det anbefales bruk når betydelig luftstrøm og oppvarming til høy temperatur ikke er nødvendig.

Vis nr. 2 - luftede varmeovner

Rør med ribbestikkede enheter har en finnet overflate, derfor er varmeoverføringen fra dem større. Med et mindre antall rør er deres termiske ytelse høyere enn for luftvarmere med glatte rør.

Sammensetningen av platevarmere inkluderer rør med plater montert på dem - rektangulære eller runde.

Den første typen plater er montert på en gruppe rør. Kjølevæsken passerer inn i koblingsboksen til anordningen gjennom beslaget, varmer luften som passerer med betydelig hastighet gjennom kanalene med liten diameter, og forlater deretter oppsamlingsboksen gjennom beslaget.

Varmeapparater av denne typen er kompakte, enkle å vedlikeholde og installere.

Enpassingsplatenheter er utpekt: ​​KFB, KFS, KVB, STD3009V, KZPP, K4PP og multi-way - KVB, K4VP, KZVP, KVS, KMS, STDZOYUG, KMB. Den midterste modellen er betegnet KFS, og den store - KSE.

En bølgebånd av stål som er 1 cm bred og 0,4 mm tykk er viklet på rørene til disse ovner. Varmebæreren for dem kan være både damp og vann.

Vannvarmere kan ikke kobles til metall-plast- eller polymerrør. de er ikke designet for høy varmebærertemperatur. Trenger stålrør og bedre galvanisert for å eliminere korrosjon

Den første er utstyrt med tre rader med rør, og den andre fire. Mellommodellens plater har en tykkelse på 0,5 mm og dimensjoner på 11,7 x 13,6 cm.Plater av en stor modell med samme tykkelse og bredde skilles med en lengre lengde - 17,5 cm.

Platene ligger i en avstand på 0,5 cm fra hverandre og har en sikksakkarrangement, mens platerne i midtutsikten er anordnet etter korridorprinsippet.

Luftvarmere med merkingen STD har 5 tall (5, 7, 8, 9, 14). Damp er varmebæreren i STD4009B luftvarmere, og vann er varmebæreren i STD3010G. Installasjon av den første utføres med den vertikale orienteringen av rørene, den andre - med den horisontale.

Vis nr. 3 - bimetallfinsovner med svømmeføtter

I varmesystemer med luftvarme brukes ofte modeller av bimetallvarmer KP3-SK, KP4-SK, KSk - 3 og 4 med en spesiell type finner - spiralrullende. Varmebæreren for KP3-SK, KP4-SK luftvarmere er varmt vann med et maksimalt trykk på 1,2 MPa og en maksimumstemperatur på 180⁰.

For at de to andre luftvarmene skal fungere, er det nødvendig med damp med samme arbeidstrykk som for den første, men med litt høyere temperatur - 190⁰. Produsenter er pålagt å gjennomføre akseptstester. Test enheter og for tetthet.

Varmeveksleren til KSK luftvarmer består av rør laget av stål og har aluminiums finner. Koble til rørarkene

Det er to linjer med bimetalliske luftvarmere - KSK3, KPZ, som har 3 rader med rør, er middels, og KSK4, KP4 med 4 rader med rør er store modeller. Komponentene til disse enhetene er bimetalliske varmevekslingselementer, sideskjoldere, rørgitter, deksler med skillevegger.

Varmevekslerelementet består av 2 rør - en innerdiameter på 1,6 cm, laget av ytre stål og aluminium med fenor montert på. Det tverrgående intervallet mellom varmeoverføringsrørene er 4,15 cm og det langsgående er 3,6 cm.

Regler for beregning og valg av en passende enhet

Ved utforming av et varmesystem med en eller en gruppe ovner, samt ved utførelse av beregninger, bør et antall regler overholdes. La oss vurdere dem mer detaljert i bildevalget nedenfor.

Beregning av varmtvannsbereder

For å beregne effekten til en vann- eller dampvarmer, er følgende innledende parametere nødvendig:

1. Systemytelse eller med andre ord - mengden luft destillert per time. Måleenhet for volumstrømningshastighet er mᶾ / h, masse kg / t. Symbolet er L.
2. Opprinnelig eller ekstern temperatur - tul.
3. Den endelige lufttemperaturen er tcon.
4. Tetthet og varmekapasitet til luft ved en viss temperatur - dataene er hentet fra tabellene.

Først beregnes tverrsnittsarealet fra fronten av luftvarmeanordningen. Når du har lært denne verdien, kan du få de foreløpige dimensjonene til enheten med en margin.

For beregningen ved å bruke formelen:

AF = Lρ / 3600 ()ρ),

hvor L - luftmengde eller kapasitet i m³ / t, ρ - lufttetthet utenfor målt i kg / m³ ϑρ - masse lufthastighet i det beregnede snitt, målt i kg / (cm²).

Etter å ha mottatt denne parameteren, tar du den typiske størrelsen på varmeapparatet, for nærmeste beregninger, for nærmere beregninger. Med en stor totalverdi på området installeres flere identiske enheter parallelt, hvis areal totalt er lik den oppnådde verdien.

Varmere er ikke bare varmevekslere, men også luftkjølere med kaldt vann, som er mye mindre populære

For å bestemme den nødvendige kraften for oppvarming av et spesifikt luftvolum, må du finne ut det totale forbruket av oppvarmet luft i kg per time i henhold til formelen:

G = L x p,

hvor r - lufttetthet ved middels temperatur. Det bestemmes ved å summere temperaturene ved innløpet og utløpet til enheten, deretter delt med 2. Tetthetsindikatorene er hentet fra tabellen.

Fra denne tabellen kan du ta data om tettheten og spesifikk luftvarme ved en viss temperatur for å beregne enhetens effekt

Nå kan du beregne varmeforbruket for å varme opp luften som følgende formel brukes for:

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

hvor G - masse luftstrøm i kg / t. Ved beregning tas også den spesifikke varmen til luften målt i J / (kg x K) i betraktning. Det avhenger av temperaturen på den innkommende luften, og dens verdier er i tabellen ovenfor. Temperaturen ved innløpet og utløpet til enheten er indikert t tigge. og t con. henholdsvis.

Anta at du må velge en varmeovn med en kapasitet på 10.000 mᶾ / t, slik at den varmer luften til 20⁰ ved en utetemperatur på -30⁰. Kjølevæsken er vann som har en temperatur ved innløpet til enheten 95⁰ og 50⁰ ved utløpet.

Massestrøm: G = 10.000 ml / t. х 1.318 kg / mᶾ = 13.180 kg / t.

Tetthetsverdi: ρ = (-30 + 20) = -10, og delte dette resultatet til halvparten mottatt -5. Fra tabellen ble tettheten som tilsvarer gjennomsnittstemperaturen valgt.

Ved å erstatte resultatet i formelen, få varmeforbruket: Q = 13 180/3600 x 1013 x 20 - (-30) = 185 435 W. Her er 1013 den spesifikke varmen valgt fra tabellen ved en temperatur på –30⁰ i J / (kg x K). Til den beregnede verdien av varmeapparatets kraft legger du til 10 til 15% av reservatet.

Årsaken er at tabellformede parametere ofte skiller seg fra de reelle i reduksjonsretningen, og den termiske ytelsen til enheten, på grunn av tilstopping av rørene, avtar med tiden. Å overskride margen er uønsket.

Med en betydelig økning i varmeoverflaten kan hypotermi oppstå, og til og med tining i store frost.

I dampvarmeren tilføres kjølevæsken ovenfra, og vannet som kommer fra kondensasjonen av eksosdampen ledes nedenfra. På bildet - et diagram av spenningen til en dampvarmer

Kraften til dampvarmer beregnes på samme måte som varmtvannsbereder. Bare beregningsformelen for kjølevæske er forskjellig:

G = q / r,

hvor r - spesifikk varme frigitt under dampkondensering, målt i kJ / kg.

Beregning av en elektrisk varmeovn

Produsenter i katalogene over elektriske ovner indikerer ofte installert kraft og luftstrøm, noe som i stor grad forenkler valget. Hovedsaken er at parameterne ikke skal være mindre enn de som er angitt i passet, ellers vil det raskt mislykkes.

Utformingen av luftvarmeren inkluderer flere spesielle elektriske varmeelementer, hvis område økes på grunn av montering av finner på dem.

Kraften til enheter kan være veldig stor, noen ganger er den hundrevis av kilowatt. Opp til 3,5 kW kan luftvarmeren drives fra et 220 V-uttak, og med en spenning over dette er det nødvendig å koble hotellkabelen direkte til skjoldet. Hvis det er behov for å bruke en ovn med en effekt over 7 kW, vil en strømforsyning på 380 V.

Disse enhetene har små dimensjoner og vekt, de er helt autonome, de trenger ikke tilstedeværelse av sentralisert varmt vann eller damp.

Et betydelig minus er den lave effekten som er utilstrekkelig til å påføre dem over store områder.Den andre ulempen er det høye energiforbruket.

Av beregningen av varmeren følger det at resultatet av bruk av enheten er en konkret sparing av energiressurser. Noen ganger er denne enheten kombinert med en recuperator, og da skjer ikke luftinntaket utenfor, men fra lokalene

For å finne ut hvilken strøm varmeren bruker, kan du bruke formelen:

I = P / U,

hvor P - makt U - forsyningsspenning.

Ved enfasetilkobling tas varmeren U lik 220 V. Med en trefase - 660 V.

Temperaturen som en varmeapparat med en viss kraft varmer luftmassen til, bestemmes av formelen:

T = 2,98 x P / L,

hvor L - systemytelse. De optimale verdiene for luftvarmereffekten for huset er fra 1 til 5 kW, og for kontorer - fra 5 til 50 kW.

Konklusjoner og nyttig video om emnet

Hvilken lufttetthet man skal ta i beregningen er beskrevet i denne videoen:

Video om hvordan varmeren fungerer i varmesystemet:

Når du velger en viss type varmeovn, bør du gå ut fra hensynet til hensiktsmessighet og driftsegenskaper i huset.

For små områder vil en elektrisk varmer være et godt kjøp, og for å varme opp et stort hus, er det bedre å velge et annet alternativ. I alle fall må du ikke gjøre det uten en foreløpig beregning.

Er du godt kjent med å velge og beregne en ovn? Kanskje du vil dele nyttige anbefalinger om valg av luftvarmer eller påpeke en feil eller unøyaktighet i beregningene i materialet omtalt ovenfor? Legg igjen kommentaren din under denne artikkelen - din mening kan være nyttig for folk som velger riktig luftvarmer til sitt hjem.