Calculul calorificatorului: modul de calcul al puterii unui dispozitiv de încălzire a aerului pentru încălzire

Încălzitoarele au performanțe ridicate, deci chiar și camere foarte mari pot fi încălzite cu ele într-un timp destul de scurt. Multe modele ale acestor dispozitive, care funcționează pe baza diferitelor lichide de răcire, sunt scoase la vânzare.

Pentru a alege cea mai bună opțiune, aveți nevoie de un calcul calorifer, pe care îl puteți efectua manual sau utilizând calculatorul online. Vă vom ajuta să aflați problema calculelor - în acest articol vă oferim un exemplu de calcule care vor fi necesare atunci când alegeți dispozitivul potrivit pentru încălzirea aerului.

De asemenea, luați în considerare caracteristicile de proiectare ale diferitelor tipuri de încălzitoare, avantajele și dezavantajele unui sistem de încălzire folosind astfel de dispozitive.

Avantaje și contra de încălzire cu un încălzitor

Sistemul de încălzire pentru locuințe, bazat pe furnizarea de aer încălzit până la temperatura setată direct în casă, prezintă un interes deosebit pentru proprietarii propriilor case.

Acest proiect al sistemului de încălzire este format din următoarele componente importante:

• un încălzitor care acționează ca un generator de căldură care încălzește aerul;
• canale (conducte) prin care masele de aer încălzite intră în casă;
• un ventilator care direcționează aerul bine încălzit în toată camera.

Există multe avantaje pentru acest tip de sistem. Acestea includ eficiența ridicată și absența elementelor auxiliare pentru transferul de căldură sub formă de radiatoare, conducte și capacitatea de a o combina cu sistemul climatic și inerție scăzută, ca urmare a încălzirii volumelor mari.

Pentru mulți proprietari, dezavantajul este că instalarea sistemului este posibilă doar simultan cu construcția casei în sine și atunci modernizarea ulterioară a acesteia este imposibilă.

Dezavantajul este o nuanță precum disponibilitatea obligatorie a puterii de rezervă și necesitatea de întreținere regulată.

Încălzitorul de aer este ușor de instalat și de utilizat, accesibil, dar cel mai important, este un dispozitiv eficient pentru încălzirea camerei. În fotografie, un sistem de încălzire de apă montat în sistem

Pe site-ul nostru există materiale mai detaliate pe dispozitiv pentru încălzirea aerului în casă și cabană. Vă recomandăm să vă familiarizați cu ei:

• Încălzire cu aer DIY: totul despre sistemele de încălzire cu aer
• Cum să aranjați încălzirea cu aer a unei case de țară: reguli și scheme de construcție
• Calculul încălzirii aerului: principii de bază + exemplu de calcul

Clasificarea încălzitoarelor

Încălzirea este inclusă în proiectarea unui sistem de încălzire pentru încălzirea aerului. Următoarele grupuri ale acestor dispozitive după tipul de lichid de răcire utilizat: apă, electric, abur, foc.

Este logic să folosiți aparate electrice pentru camerele cu o suprafață de cel mult 100 mp. Pentru clădirile cu suprafețe mari, o alegere mai rațională ar fi încălzitoarele de apă, care funcționează numai dacă există o sursă de căldură.

Cele mai populare sunt aburii și încălzitoare de apă. Atât prima, cât și cea de-a doua formă a suprafeței sunt împărțite în 2 subspecii: nervuri și tub neted. Încălzirile cu nervuri pe geometria coastelor sunt lamelare și spiralate.

Performanța încălzitoarelor de aer care funcționează pe un astfel de lichid de răcire, precum aburul este reglat folosind valve speciale instalate pe conducta de intrare

Prin proiectare, aceste dispozitive pot fi unidirecționale, atunci când lichidul de răcire din ele se deplasează de-a lungul tuburilor, aderând la o direcție constantă și în mai multe sensuri, în capacele cărora sunt despărțitori, ca urmare a căreia direcția de mișcare a lichidului de răcire se schimbă constant.

Sunt puse în vânzare 4 modele de încălzitoare de apă și aburi, care diferă ca suprafață de încălzire:

• SM - cel mai mic cu un rând de conducte;
• M - mic cu două rânduri de țevi;
• C - medie cu conducte în 3 rânduri;
• B - mare, având 4 rânduri de țevi.

Încălzirea apei în timpul funcționării rezistă la fluctuații mari de temperatură - 70-110⁰. Pentru ca încălzitorul de aer de acest tip să funcționeze bine, apa care circulă în sistem trebuie încălzită până la maximum 180⁰. În sezonul cald, încălzitorul de aer poate acționa ca un ventilator.

Proiectarea diferitelor tipuri de încălzitoare

Încălzitorul de apă de încălzire este format dintr-un corp din metal, un schimbător de căldură plasat în el sub forma unei serii de tuburi și un ventilator.La capătul unității există conducte de intrare prin care este conectat la cazan sau la sistemul centralizat de încălzire.

De obicei, ventilatorul este situat pe partea din spate a aparatului. Sarcina sa este de a conduce aerul prin schimbătorul de căldură.

După încălzire, prin grătarul situat pe partea din față a încălzitorului, aerul curge înapoi în cameră.

Cel mai adesea, carcasa este realizată sub formă de dreptunghi, dar există modele concepute pentru conductele de ventilație a secțiunii circulare. Două sau trei valve sunt instalate pe linia de alimentare pentru a regla puterea unității.

Ventilatorul suflă prin tuburile amplasate în carcasa încălzitorului. Apa încălzită din sistemul de încălzire se deplasează prin tuburi, iar ventilatorul distribuie un aer uniform cald în toată camera

Încălzitoarele diferă în funcție de metoda de instalare - sunt tavan și perete. Modelele de primul tip sunt plasate în spatele tavanului fals, doar grila iese din el. Aparatele montate pe perete sunt mai populare.

Vezi numărul 1 - încălzitoare cu tub neted

Proiectarea tuburilor netede constă în elemente de încălzire sub formă de tuburi subțiri tubulare, cu un diametru de 20 până la 32 mm, amplasate la o distanță de 0,5 cm unele față de altele. Un lichid de răcire circulă prin ele. Aerul, care spală suprafețele încălzite ale tuburilor, este încălzit prin schimb de căldură convectivă.

Tuburile din încălzitorul de aer sunt eșalonate sau coridor. Capetele lor sunt sudate în colectoare - superior și inferior. Lichidul de răcire intră în cutia de joncțiune prin conducta de intrare, apoi, trecând prin conducte și încălzindu-le, părăsește conducta de ieșire sub formă de condens sau apă rece.

Un transfer de căldură mai stabil este asigurat de dispozitivele cu un aranjament de tuburi de control, dar rezistența la fluxul de aer este mai mare. Este necesar să se efectueze calculul puterii unității pentru a cunoaște capacitățile reale ale dispozitivului.

Există anumite cerințe pentru aer - nu trebuie să existe fibre, particule suspendate, substanțe lipicioase. Conținutul de praf admis este mai mic de 0,5 mg / m2. Temperatura de intrare este de cel puțin 20⁰.

Încălzitoare unidirecționale și 3 căi 1 - conductă de intrare prin care intră lichidul de răcire, 2 - cutie de distribuție, 3 conducte, 4 conducte de ieșire, 5 - partiție

Caracteristicile termotehnice ale încălzitoarelor cu tub neted nu sunt foarte mari. Utilizarea lor este recomandabilă atunci când nu este necesar un flux semnificativ de aer și încălzirea acestuia la o temperatură ridicată.

Vedere # 2 - încălzitoare cu aer finit

Conductele dispozitivelor cu nervuri au o suprafață fină, prin urmare, transferul de căldură din acestea este mai mare. Cu un număr mai mic de țevi, performanța lor termică este mai mare decât cea a încălzitoarelor cu aer neted.

Compoziția încălzitorilor de plăci include tuburi cu plăci montate pe ele - dreptunghiulare sau rotunde.

Primul tip de plăci este montat pe un grup de țevi. Lichidul de răcire trece în cutia de joncțiune a dispozitivului prin fiting, încălzește aerul care trece cu o viteză considerabilă prin canalele cu diametrul mic, apoi părăsește cutia de colectare prin fiting.

Încălzitoarele de acest tip sunt compacte, ușor de întreținut și de instalat.

Dispozitivele cu plăci unidirecționale sunt desemnate: KFB, KFS, KVB, STD3009V, KZPP, K4PP și multi-way - KVB, K4VP, KZVP, KVS, KMS, STDZOYUG, KMB. Modelul de mijloc este desemnat KFS, iar cel mare - KSE.

O bandă ondulată din oțel lățime de 1 cm și o grosime de 0,4 mm este înfășurată pe tuburile acestor încălzitoare. Transportorul de căldură pentru acestea poate fi atât abur, cât și apă.

Încălzitoarele de apă nu pot fi conectate cu țevi de metal-plastic sau polimer. nu sunt proiectate pentru temperatura ridicată a purtătorului de căldură. Aveți nevoie de țevi de oțel și mai bine galvanizate pentru a elimina coroziunea

Primul este echipat cu trei rânduri de tuburi, iar al doilea patru. Plăcile modelului mijlociu au o grosime de 0,5 mm și dimensiuni de 11,7 x 13,6 cm.Plăcile unui model mare de aceeași grosime și lățime se disting printr-o lungime mai lungă - 17,5 cm.

Plăcile sunt situate la o distanță de 0,5 cm una de cealaltă și au un aranjament în zig-zag, în timp ce la modelele de vedere din mijloc, plăcile sunt dispuse conform principiului coridorului.

Încălzitoarele de aer cu marcaj STD au 5 numere (5, 7, 8, 9, 14). Aburul este purtătorul de căldură în încălzitoarele de aer STD4009B, iar apa este purtătorul de căldură în STD3010G. Instalarea primului se efectuează cu orientarea verticală a tuburilor, a doua - cu orizontală.

Vedere # 3 - încălzitoare bimetale cu aripioare

În sistemele de încălzire cu încălzire cu aer, modelele de încălzitoare bimetalice KP3-SK, KP4-SK, KSk - 3 și 4 sunt adesea utilizate cu un tip special de aripioare - rulare în spirală. Transportorul de căldură pentru încălzitoarele de aer KP3-SK, KP4-SK este apa caldă cu o presiune maximă de 1,2 MPa și o temperatură maximă de 180⁰.

Pentru ca celelalte două încălzitoare de aer să funcționeze, aburul este necesar cu aceeași presiune de lucru ca pentru primul, dar cu o temperatură ușor mai mare - 190⁰. Producătorii sunt obligați să efectueze teste de acceptare. Testează dispozitivele și etanșeitatea.

Schimbătorul de căldură al încălzitorului de aer KSK este format din tuburi din oțel și cu aripioare de aluminiu. Conectați foile de tub

Există 2 linii de încălzitoare bimetalice - KSK3, KPZ, cu 3 rânduri de tuburi, aparțin mijlocului, iar KSK4, KP4 cu 4 rânduri de tuburi - modelelor mari. Componentele acestor dispozitive sunt elemente de schimb de căldură bimetalice, scuturi laterale, grile de tub, învelitori cu despărțitori.

Elementul de schimb de căldură este format din 2 tuburi - un diametru interior de 1,6 cm, din oțel și aluminiu exterior cu aripioare montate pe el. Intervalul transvers între tuburile de transfer de căldură este de 4,15 cm, iar longitudinalul de 3,6 cm.

Reguli de calcul și selecție a unei unități adecvate

La proiectarea unui sistem de încălzire cu unul sau un grup de încălzitoare, precum și în efectuarea calculelor, trebuie respectate o serie de reguli. Să le analizăm mai detaliat în selecția fotografiei de mai jos.

Calculul încălzitorului de apă

Pentru a calcula puterea unui încălzitor cu apă sau cu abur, sunt necesari următorii parametri inițiali:

1. Performanța sistemului sau cu alte cuvinte - cantitatea de aer distilată pe oră. Unitatea de măsură a debitului volumetric este mᶾ / h, masă kg / h. Simbolul este L.
2. Temperatura inițială sau externă - tul.
3. Temperatura finală a aerului este tcon.
4. Densitatea și capacitatea de căldură a aerului la o anumită temperatură - datele sunt preluate din tabele.

În primul rând, zona secțiunii transversale este calculată din fața dispozitivului de încălzire a aerului. După ce ai aflat această valoare, obțineți dimensiunile preliminare ale unității cu o marjă.

Pentru calcul folosind formula:

AF = Lρ / 3600 (ϑρ),

unde L - debitul sau capacitatea volumetrică a aerului în m³ / h, ρ - densitatea aerului exterior măsurată în kg / m³ ϑρ - viteza masei aerului în secțiunea calculată, măsurată în kg / (cm²).

După ce am primit acest parametru, pentru calcule suplimentare, luați dimensiunea tipică a încălzitorului, cea mai apropiată ca mărime. Cu o valoare totală mare a suprafeței, mai multe unități identice sunt instalate în paralel, a căror suprafață este în total egală cu valoarea obținută.

Încălzitoarele nu sunt doar schimbătoare de căldură, ci și răcitoare cu aer rece, care sunt mult mai puțin populare

Pentru a determina puterea necesară pentru încălzirea unui anumit volum de aer, trebuie să aflați consumul total de aer încălzit în kg la 1 oră conform formulei:

G = L x p,

unde r - densitatea aerului la temperatura medie. Se determină prin însumarea temperaturilor la intrarea și ieșirea unității, apoi se împarte la 2. Indicatorii de densitate sunt luați din tabel.

Din acest tabel, puteți lua date despre densitatea și căldura specifică a aerului la o anumită temperatură pentru a calcula puterea dispozitivului

Acum puteți calcula consumul de căldură pentru încălzirea aerului pentru care este utilizată următoarea formulă:

Q (W) = G x c x (t con. - t cerșit.),

unde G - debitul masic de aer în kg / h. La calcul, se ține cont și de căldura specifică a aerului măsurată în J / (kg x K). Depinde de temperatura aerului care intră, iar valorile acestuia sunt în tabelul de mai sus. Temperatura la intrarea și ieșirea dispozitivului este indicată cerșesc. și t con. respectiv.

Să presupunem că trebuie să alegeți un încălzitor cu o capacitate de 10.000 mᶾ / h, astfel încât să încălzească aerul la 20⁰ la o temperatură exterioară de -30⁰. Lichidul de răcire este apa care are o temperatură la intrare la unitatea de 95⁰ și 50⁰ la ieșire.

Debitul masic: G = 10.000 mᶾ / h. х 1.318 kg / mᶾ = 13.180 kg / h.

Valoarea densității: ρ = (-30 + 20) = -10, împărțind acest rezultat la jumătate primit -5. Din tabel, s-a ales densitatea corespunzătoare temperaturii medii.

Înlocuind rezultatul în formulă, obțineți consumul de căldură: Q = 13 180/3600 x 1013 x 20 - (-30) = 185 435 W. Aici 1013 este căldura specifică selectată din tabel la o temperatură de -30⁰ în J / (kg x K). La valoarea calculată a puterii încălzitorului se adaugă de la 10 la 15% din rezervă.

Motivul este că parametrii tabulari diferă adesea de cei reali în direcția de reducere, iar performanța termică a unității, datorită înfundării tuburilor, scade cu timpul. Depășirea marjei nu este de dorit.

Cu o creștere semnificativă a suprafeței de încălzire, poate apărea hipotermie și chiar dezghețarea înghețurilor mari.

În încălzitorul cu abur, lichidul de răcire este furnizat de sus, iar apa rezultată din condensarea aburului de evacuare este evacuată de jos. În fotografie - o diagramă a strapping-ului unui încălzitor cu aburi

Puterea încălzitorilor cu abur este calculată în același mod ca și încălzitoarele de apă. Numai formula de calcul a lichidului de răcire diferă:

G = q / r,

unde r - căldură specifică degajată în timpul condensării cu abur, măsurată în kJ / kg.

Calculul unui încălzitor electric

Producătorii din cataloagele de încălzitoare electrice indică adesea puterea instalată și debitul de aer, ceea ce simplifică foarte mult alegerea. Principalul lucru este că parametrii nu trebuie să fie mai mici decât cei indicați în pașaport, altfel va eșua rapid.

Proiectarea încălzitorului de aer include mai multe elemente de încălzire electrice speciale, a căror suprafață este mărită datorită montării aripioarelor pe ele.

Puterea dispozitivelor poate fi foarte mare, uneori este de sute de kilowati. Până la 3,5 kW, încălzitorul de aer poate fi alimentat de la o priză de 220 V, iar cu o tensiune peste aceasta, este necesar să conectați cablul hotelului direct la scut. Dacă este necesară utilizarea unui încălzitor cu o putere mai mare de 7 kW, o sursă de alimentare de 380 V.

Aceste dispozitive au dimensiuni și greutate reduse, sunt complet autonome, nu au nevoie de apă caldă sau aburi centralizate.

Un minus semnificativ este puterea redusă insuficientă pentru a le aplica pe suprafețe mari.Al doilea dezavantaj este consumul mare de energie.

Din calculul încălzitorului rezultă că rezultatul utilizării dispozitivului este o economie tangibilă a resurselor de energie. Uneori, această unitate este combinată cu un recuperator și apoi intrarea de aer nu are loc în exterior, ci din spații

Pentru a afla ce curent folosește încălzitorul, puteți utiliza formula:

I = P / U,

unde P - putere U - tensiunea de alimentare.

Cu o conexiune monofazată, încălzitorul U este luat egală cu 220 V. Cu o fază trifazată - 660 V.

Temperatura la care un încălzitor de o anumită putere încălzește masa de aer este determinat de formula:

T = 2,98 x P / L,

unde L - performanța sistemului. Valorile optime ale puterii încălzitorului de aer pentru casă sunt de la 1 la 5 kW, iar pentru birouri - de la 5 la 50 kW.

Concluzii și video util pe această temă

Ce densitate de aer să ia în calcul este descrisă în acest videoclip:

Video despre cum funcționează încălzitorul în sistemul de încălzire:

Atunci când alegeți un anumit tip de încălzitor, trebuie să luați în considerare caracteristicile convenabile și operaționale ale casei.

Pentru zonele mici, un încălzitor electric va fi o achiziție bună, iar pentru încălzirea unei case mari, este mai bine să alegeți o altă opțiune. În orice caz, nu faceți fără calcul prealabil.

Ești bine versat în alegerea și calcularea unui încălzitor? Poate că doriți să împărtășiți recomandări utile privind alegerea unui încălzitor de aer sau să evidențiați o eroare sau o inexactitate în calculele din materialul discutat mai sus? Lasă comentariul în acest articol - părerea ta poate fi utilă persoanelor care aleg încălzitorul de aer potrivit pentru casa lor.