Výpočet kalorifikátora: ako vypočítať výkon zariadenia na ohrievanie vzduchu na vykurovanie

Ohrievače majú vysoký výkon, takže aj veľmi veľké miestnosti sa dajú vykurovať v pomerne krátkom čase. Mnoho modelov týchto zariadení, pracujúcich na základe rôznych chladív, sa predáva.

Na výber najlepšej možnosti potrebujete kalórie, ktoré môžete vykonať manuálne alebo pomocou online kalkulačky. Pomôžeme vám zistiť problém výpočtov - v tomto článku uvádzame príklady výpočtov, ktoré budú potrebné pri výbere vhodného zariadenia na ohrev vzduchu.

Zohľadnite tiež konštrukčné vlastnosti rôznych typov ohrievačov, výhody a nevýhody vykurovacieho systému používajúceho takéto zariadenia.

Výhody a nevýhody vykurovania s ohrievačom

Systém vykurovania domácností založený na prívode vzduchu zohriateho na nastavenú teplotu priamo do domu je zvlášť zaujímavý pre majiteľov ich vlastných domovov.

Táto konštrukcia vykurovacieho systému pozostáva z nasledujúcich dôležitých komponentov:

• ohrievač, ktorý funguje ako tepelný generátor, ktorý ohrieva vzduch;
• kanály (kanály), cez ktoré vstupujú do domu ohrievané vzduchové masy;
• ventilátor, ktorý smeruje dobre ohriaty vzduch do celej miestnosti.

Tento typ systému má veľa výhod. Medzi ne patrí vysoká účinnosť a neprítomnosť pomocných prvkov na prenos tepla vo forme radiátorov, potrubí a schopnosť ich kombinovania s klimatizačným systémom a nízka zotrvačnosť, v dôsledku čoho dochádza k rýchlemu zahrievaniu veľkých objemov.

Nevýhodou mnohých majiteľov domov je, že inštalácia systému je možná iba súčasne s výstavbou samotného domu a potom nie je možná jeho ďalšia modernizácia.

Nevýhodou je taká nuancia, ako je povinná dostupnosť záložnej energie a potreba pravidelnej údržby.

Ohrievač vzduchu sa ľahko inštaluje a obsluhuje, je cenovo dostupný, ale čo je najdôležitejšie, je to účinné zariadenie na vykurovanie miestnosti. Na fotografii je v systéme namontovaný ohrievač vody

Na našom webe nájdete podrobnejšie materiály na zariadenie na ohrev vzduchu v dome a chate. Odporúčame vám sa s nimi zoznámiť:

• Vyhrievanie vzduchu pre domácich majstrov: všetko o vykurovacích systémoch
• Ako zariadiť vykurovanie vzduchu vidieckeho domu: pravidlá a schémy výstavby
• Výpočet ohrevu vzduchu: základné princípy + príklad výpočtu

Klasifikácia ohrievačov

Ohrievače sú súčasťou návrhu vykurovacieho systému na ohrev vzduchu. Nasledujúce skupiny týchto zariadení podľa typu použitého chladiva: voda, elektrický prúd, para, oheň.

Má zmysel používať elektrické spotrebiče do miestností s rozlohou do 100 m². V prípade budov s veľkými plochami by racionálnejšou voľbou boli ohrievače vody, ktoré fungujú iba vtedy, keď existuje zdroj tepla.

Najobľúbenejšie sú pary a ohrievače vody, Prvý a druhý tvar povrchu sú rozdelené na 2 poddruhy: rebrované a hladké trubice. Ohrievače rebier na geometrii rebier sú lamelárne a špirálovo vinuté.

Výkon ohrievačov vzduchu pracujúcich na takomto chladiacom prostriedku, ako je para, sa reguluje pomocou špeciálnych ventilov inštalovaných na vstupnom potrubí

Konštrukčne môžu byť tieto zariadenia jednosmerné, keď sa chladivo v nich pohybuje pozdĺž rúrok, držiac sa v konštantnom smere a viacsmerne, v krytoch ktorých sú priečky, v dôsledku čoho sa smer pohybu chladiva neustále mení.

V predaji sú 4 modely ohrievačov vody a pary, ktoré sa líšia v oblasti vykurovacej plochy:

• SM - najmenší s jedným radom rúrok;
• M - malý s dvoma radmi rúrok;
• C - priemer s rúrkami v 3 radoch;
• B - veľké, so 4 radmi rúrok.

Ohrievače vody počas prevádzky vydržia veľké kolísanie teploty - 70 - 110⁰. Aby tento ohrievač vzduchu fungoval dobre, musí sa voda cirkulujúca v systéme ohrievať na maximálne 180 °. V teplej sezóne môže ohrievač vzduchu fungovať ako ventilátor.

Dizajn rôznych typov ohrievačov

Ohrievač vykurovacej vody pozostáva z telesa vyrobeného z kovu, z ktorého je v ňom umiestnený výmenník tepla vo forme série rúrok a ventilátora.Na konci jednotky sú vstupné potrubia, cez ktoré je napojená na kotol alebo centralizovaný vykurovací systém.

Typicky je ventilátor umiestnený na zadnej strane zariadenia. Jeho úlohou je riadiť vzduch cez výmenník tepla.

Po ohriatí prúdi vzduch späť do miestnosti cez gril umiestnený na prednej strane ohrievača.

Najčastejšie je puzdro vyhotovené v tvare obdĺžnika, existujú však modely určené pre vetracie kanály kruhového prierezu. Na prívodnom potrubí sú nainštalované dva alebo trojcestné ventily na nastavenie výkonu jednotky.

Ventilátor fúka rúrkami umiestnenými v skrini ohrievača. Ohriata voda z vykurovacieho systému sa pohybuje trubicami a ventilátor distribuuje rovnomerne teplý vzduch do celej miestnosti

Ohrievače sa líšia v spôsobe inštalácie - sú to strop a stena. Modely prvého typu sú umiestnené za falošným stropom, z nej vykukuje iba mriežka. Populárnejšie sú nástenné spotrebiče.

Zobraziť # 1 - ohrievače s hladkými trubicami

Dizajn s hladkými rúrkami pozostáva z vykurovacích telies vo forme dutých tenkých rúr s priemerom 20 až 32 mm, ktoré sú umiestnené vo vzájomnej vzdialenosti 0,5 cm. Cez nimi cirkuluje chladivo. Vzduch premývajúci zohrievané povrchy rúrok sa zohrieva pomocou konvekčnej výmeny tepla.

Trubice vo vzduchovom ohrievači sú rozložené alebo chodby. Ich konce sú zvarené do kolektorov - horné a spodné. Chladivo vstupuje do rozvodnej skrinky vstupným potrubím, potom prechádza potrubím a zohrieva ich, opúšťa výstupné potrubie vo forme kondenzátu alebo chladenej vody.

Stabilnejší prenos tepla je zabezpečený zariadeniami so šachovnicovým usporiadaním rúrok, ale tu je tu vyššia odolnosť proti prúdeniu vzduchu. Je potrebné vykonať výpočet výkonu jednotky, aby ste poznali skutočné schopnosti zariadenia.

Existujú určité požiadavky na vzduch - nemali by tu byť žiadne vlákna, suspendované častice, lepivé látky. Prípustný obsah prachu je menší ako 0,5 mg / m2. Vstupná teplota je najmenej 20 ° C.

Jednosmerné a trojcestné ohrievače. 1 - prívodné potrubie, cez ktoré vstupuje chladivo, 2 - rozvodná skrinka, 3 - potrubie, 4 - výstupné potrubie, 5 - priečka

Termotechnické vlastnosti ohrievačov s hladkými trubicami nie sú príliš vysoké. Ich použitie je vhodné, ak nie je potrebný významný prietok vzduchu a jeho zahrievanie na vysokú teplotu.

Zobraziť # 2 - rebrované ohrievače vzduchu

Potrubia rebrovaných zariadení majú rebrovaný povrch, preto je z nich väčší prenos tepla. Pri menšom počte rúrok je ich tepelný výkon vyšší ako u ohrievačov vzduchu s hladkými trubicami.

Zloženie doskových ohrievačov zahŕňa rúrky s doskami pripevnenými na nich - obdĺžnikové alebo okrúhle.

Prvý typ dosiek je namontovaný na skupine rúrok. Chladivo prechádza do spojovacej skrinky zariadenia cez tvarovku, ohrieva vzduch značnou rýchlosťou cez kanály malého priemeru a potom opúšťa zbernú nádobu cez tvarovku.

Ohrievače tohto typu sú kompaktné, ľahko sa udržiavajú a inštalujú.

Jednosmerné platňové zariadenia sú označené: KFB, KFS, KVB, STD3009V, KZPP, K4PP a viaccestné - KVB, K4VP, KZVP, KVS, KMS, STDZOYUG, KMB. Prostredný model je označený ako KFS a veľký - KSE.

Na rúrky týchto ohrievačov je navinutá oceľová vlnitá páska šírka 1 cm a hrúbka 0,4 mm. Nositeľom tepla pre ne môže byť para aj voda.

Ohrievače vody nemôžu byť spojené kovovo-plastovými alebo polymérnymi rúrkami. nie sú určené na vysokú teplotu nosiča tepla. Potrebné oceľové rúry a lepšie pozinkované na odstránenie korózie

Prvý je vybavený tromi radmi rúrok a druhý štyrmi. Dosky prostredného modelu majú hrúbku 0,5 mm a rozmery 11,7 x 13,6 cm.Dosky veľkého modelu rovnakej hrúbky a šírky sa vyznačujú dlhšou dĺžkou - 17,5 cm.

Dosky sú od seba vzdialené 0,5 cm a majú kľukaté usporiadanie, zatiaľ čo v modeloch so stredným pohľadom sú dosky usporiadané podľa princípu koridoru.

Ohrievače vzduchu s označením STD majú 5 čísel (5, 7, 8, 9, 14). Para je nosičom tepla v ohrievačoch vzduchu STD4009B a voda je nosičom tepla v STD3010G. Inštalácia prvej sa vykonáva s vertikálnou orientáciou rúrok, druhá - s horizontálnou.

Zobraziť # 3 - bimetalové ohrievače plutiev s plutvami

Vo vykurovacích systémoch s ohrievaním vzduchu sa často používajú modely bimetalových ohrievačov KP3-SK, KP4-SK, KSk - 3 a 4 so špeciálnym typom rebier - špirálovo. Nosič tepla pre ohrievače vzduchu KP3-SK, KP4-SK je horúca voda s maximálnym tlakom 1,2 MPa a maximálnou teplotou 180⁰.

Aby ostatné dva ohrievače vzduchu fungovali, je potrebná para s rovnakým pracovným tlakom ako pri prvom, ale s mierne vyššou teplotou - 190 ⁰. Výrobcovia sú povinní vykonať akceptačné testy. Testovacie zariadenia a tesnosť.

Výmenník tepla ohrievača vzduchu KSK pozostáva z rúrok vyrobených z ocele s hliníkovými lamelami. Pripojte ich skúmavky

K dispozícii sú 2 rady bimetalových ohrievačov - KSK3, KPZ, ktoré majú 3 rady rúr, sú stredné, a KSK4, KP4 so 4 radmi rúr sú veľké modely. Súčasťou týchto zariadení sú bimetalické prvky na výmenu tepla, bočné štíty, rúrkové mriežky, kryty s priečkami.

Výmenník tepla sa skladá z 2 rúrok - vnútorného priemeru 1,6 cm, vyrobených z ocele a vonkajšieho hliníka s namontovanými rebrami. Priečny interval medzi rúrkami na prenos tepla je 4,15 cm a pozdĺžny je 3,6 cm.

Pravidlá výpočtu a výberu vhodnej jednotky

Pri navrhovaní vykurovacieho systému s jedným alebo skupinou vykurovacích telies, ako aj pri výpočtoch by sa malo dodržiavať niekoľko pravidiel. Pozrime sa na ne podrobnejšie vo výbere fotografií nižšie.

Výpočet ohrievača vody

Na výpočet výkonu ohrievača vody alebo pary sú potrebné tieto počiatočné parametre:

1. Výkon systému alebo inými slovami - množstvo vzduchu destilovaného za hodinu. Merná jednotka objemového prietoku je mᶾ / h, hmotnosť kg / h. Symbol je L.
2. Počiatočná alebo vonkajšia teplota - tul.
3. Konečná teplota vzduchu je tcon.
4. Hustota a tepelná kapacita vzduchu pri určitej teplote - údaje sú prevzaté z tabuliek.

Najprv sa plocha prierezu vypočíta spredu zariadenia na ohrievanie vzduchu. Po získaní tejto hodnoty získajte predbežné rozmery jednotky s rezervou.

Na výpočet pomocou vzorca:

AF = Lρ / 3600 (ϑρ),

kde L - objemový prietok alebo objem vzduchu v m3 / h, ρ - hustota vonkajšieho vzduchu meraná v kg / m3 ϑρ - hmotnostná rýchlosť vzduchu vo vypočítanej sekcii, meraná v kg / (cm²).

Po prijatí tohto parametra si pre ďalšie výpočty vezmite typickú veľkosť ohrievača, veľkosť najbližšiu. Pri veľkej celkovej hodnote oblasti sa paralelne inštaluje niekoľko rovnakých jednotiek, ktorých plocha sa celkovo rovná získanej hodnote.

Ohrievače sú nielen výmenníky tepla, ale aj chladiče vzduchu so studenou vodou, ktoré sú oveľa menej populárne

Na určenie požadovaného výkonu na ohrev určitého objemu vzduchu je potrebné zistiť celkovú spotrebu zohriateho vzduchu v kg za 1 hodinu podľa vzorca:

G = L x p,

kde r - hustota vzduchu pri strednej teplote. Stanovuje sa sčítaním teplôt na vstupe a výstupe z jednotky a potom vydelením 2. Ukazovatele hustoty sú prevzaté z tabuľky.

Z tejto tabuľky môžete zobrať údaje o hustote a mernom teplom vzduchu pri určitej teplote, aby ste vypočítali výkon zariadenia

Teraz môžete vypočítať spotrebu tepla na ohrev vzduchu, pre ktorý sa používa nasledujúci vzorec:

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

kde G - hmotnostný prietok vzduchu v kg / h. Pri výpočte sa berie do úvahy aj špecifické teplo vzduchu merané v J / (kg x K). Závisí to od teploty privádzaného vzduchu a jeho hodnoty sú uvedené v tabuľke vyššie. Je uvedená teplota na vstupe a výstupe zo zariadenia t prosím, a t con. resp.

Predpokladajme, že musíte zvoliť ohrievač s kapacitou 10 000 mᶾ / h, aby ohrieval vzduch na 20 ⁰ pri vonkajšej teplote -30 ⁰. Chladivo je voda, ktorá má teplotu na vstupe do jednotky 95 ° a 50 ° na výstupe.

Hmotnostný prietok: G = 10 000 m / h. v 1 318 kg / m3 = 13 180 kg / h.

Hodnota hustoty: ρ = (-30 + 20) = -10, vydelením tohto výsledku na polovicu získaných -5. Z tabuľky sa vybrala hustota zodpovedajúca priemernej teplote.

Nahradením výsledku vo vzorci získate spotrebu tepla: Q = 13 180/3600 x 1013 x 20 - (-30) = 185 435 W, Tu je 1013 špecifické teplo vybrané z tabuľky pri teplote –30 ° v J / (kg x K). K vypočítanej hodnote výkonu ohrievača sa pripočíta 10 až 15% rezervy.

Dôvodom je to, že tabuľkové parametre sa často líšia od skutočných v smere redukcie a tepelný výkon jednotky v dôsledku upchávania rúrok s časom klesá. Prekročenie marže je nežiaduce.

Pri výraznom zvýšení vykurovacej plochy môže dôjsť k podchladeniu a dokonca k rozmrazeniu veľkých mrazov.

V ohrievači pary je chladivo privádzané zhora a voda vznikajúca kondenzáciou odpadovej pary je odvádzaná zdola. Na fotografii - schéma páskovania parného ohrievača

Výkon parných ohrievačov sa počíta rovnako ako ohrievače vody. Rozlišuje sa iba vzorec na výpočet chladiva:

G = q / r,

kde r - špecifické teplo uvoľnené počas kondenzácie pary, merané v kJ / kg.

Výpočet elektrického ohrievača

Výrobcovia v katalógoch elektrických ohrievačov často označujú inštalovaný výkon a prietok vzduchu, čo výrazne zjednodušuje výber. Hlavná vec je, že parametre by nemali byť menšie ako parametre uvedené v pase, inak rýchlo zlyhá.

Konštrukcia ohrievača vzduchu obsahuje niekoľko špeciálnych elektrických ohrievacích prvkov, ktorých plocha sa zväčšuje v dôsledku montáže rebier na ne.

Výkon zariadení môže byť veľmi veľký, niekedy sú to stovky kilowattov. Až 3,5 kW môže byť ohrievač vzduchu napájaný z 220 V zásuvky a pri napätí nad týmto je potrebné prepojiť hotelový kábel priamo s tienením. Ak je potrebné použiť ohrievač s výkonom nad 7 kW, napájanie 380 V

Tieto zariadenia majú malé rozmery a hmotnosť, sú úplne autonómne, nepotrebujú prítomnosť centralizovanej horúcej vody alebo pary.

Významným mínusom je nízka sila nedostatočná na ich použitie na veľkých plochách.Druhou nevýhodou je vysoká spotreba energie.

Z výpočtu ohrievača vyplýva, že výsledkom použitia zariadenia je hmatateľná úspora energetických zdrojov. Niekedy je táto jednotka kombinovaná s rekuperátorom a potom sa prívod vzduchu neuskutočňuje vonku, ale z priestorov

Ak chcete zistiť, aký prúd používa ohrievač, môžete použiť tento vzorec:

I = P / U,

kde P - sila U - napájacie napätie.

Pri jednofázovom pripojení je ohrievač U považovaný za rovný 220 V. Pri 3-fázovom - 660 V.

Teplota, na ktorú ohrievač určitej energie ohrieva vzduchovú hmotu, sa určuje podľa vzorca:

T = 2,98 x P / L,

kde L - výkon systému. Optimálne hodnoty výkonu ohrievača vzduchu pre dom sú od 1 do 5 kW a pre kancelárie - od 5 do 50 kW.

Závery a užitočné video na túto tému

Aká hustota vzduchu pri výpočte je opísaná v tomto videu:

Video o tom, ako ohrievač pracuje vo vykurovacom systéme:

Pri výbere určitého typu vykurovacieho telesa by ste mali vychádzať z hľadiska účelnosti a prevádzkových charakteristík domu.

Pre malé oblasti bude elektrický ohrievač dobrý nákup a pre vykurovanie veľkého domu je lepšie zvoliť inú možnosť. V žiadnom prípade sa nerobte bez predbežného výpočtu.

Ste dobre oboznámení s výberom a výpočtom ohrievača? Možno by ste sa chceli podeliť o užitočné odporúčania týkajúce sa výberu ohrievača vzduchu alebo upozorniť na chybu alebo nepresnosť vo výpočtoch v materiáli diskutovanom vyššie? Zanechajte svoj komentár podľa tohto článku - váš názor môže byť užitočný pre ľudí, ktorí si pre svoj domov vyberú ten správny ohrievač vzduchu.