Tính toán nhiệt lượng kế: cách tính công suất của thiết bị để làm nóng không khí để sưởi ấm

Máy sưởi có hiệu suất cao, vì vậy ngay cả những căn phòng rất lớn cũng có thể được sưởi ấm với chúng trong một thời gian khá ngắn. Nhiều mẫu thiết bị này, hoạt động trên cơ sở các chất làm mát khác nhau, được bán.

Để chọn tùy chọn tốt nhất, bạn cần tính toán nhiệt lượng, bạn có thể thực hiện bằng tay hoặc sử dụng máy tính trực tuyến. Chúng tôi sẽ giúp bạn tìm ra vấn đề tính toán - trong bài viết này, chúng tôi đưa ra một ví dụ về các tính toán sẽ cần thiết khi chọn thiết bị phù hợp để sưởi ấm không khí.

Và cũng xem xét các tính năng thiết kế của các loại máy sưởi khác nhau, những lợi thế và bất lợi của một hệ thống sưởi ấm sử dụng các thiết bị như vậy.

Ưu và nhược điểm của sưởi ấm với lò sưởi

Hệ thống sưởi ấm gia đình, dựa trên việc cung cấp không khí được làm ấm đến nhiệt độ cài đặt trực tiếp vào nhà, được đặc biệt quan tâm đối với chủ sở hữu nhà riêng của họ.

Thiết kế của hệ thống sưởi ấm này bao gồm các thành phần quan trọng sau:

• một lò sưởi hoạt động như một máy phát nhiệt làm nóng không khí;
• các kênh (ống dẫn) qua đó các khối không khí nóng vào nhà;
• một chiếc quạt điều khiển không khí ấm áp khắp phòng.

Có nhiều lợi thế cho loại hệ thống này. Chúng bao gồm hiệu quả cao và không có các yếu tố phụ trợ để truyền nhiệt dưới dạng tản nhiệt, đường ống và khả năng kết hợp nó với hệ thống khí hậu và quán tính thấp, do đó việc đốt nóng khối lượng lớn xảy ra rất nhanh.

Đối với nhiều chủ nhà, nhược điểm là việc lắp đặt hệ thống chỉ có thể đồng thời với việc xây dựng chính ngôi nhà và sau đó việc hiện đại hóa hơn nữa là không thể.

Nhược điểm là một sắc thái như sự sẵn có bắt buộc của nguồn điện dự phòng và nhu cầu bảo trì thường xuyên.

Máy sưởi không khí dễ cài đặt và vận hành, giá cả phải chăng, nhưng quan trọng nhất, nó là một thiết bị hiệu quả để sưởi ấm căn phòng. Trong ảnh, một máy nước nóng được gắn trong hệ thống

Trên trang web của chúng tôi có các tài liệu chi tiết hơn trên thiết bị để sưởi ấm không khí trong nhà và nhà tranh. Chúng tôi khuyên bạn nên tự làm quen với chúng:

• Tự làm nóng không khí: tất cả về hệ thống sưởi ấm không khí
• Làm thế nào để sắp xếp sưởi ấm không khí của một ngôi nhà nông thôn: quy tắc và kế hoạch xây dựng
• Tính toán sưởi ấm không khí: nguyên tắc cơ bản + ví dụ tính toán

Phân loại máy sưởi

Máy sưởi được bao gồm trong thiết kế của một hệ thống sưởi ấm để sưởi ấm không khí. Các nhóm sau đây của các thiết bị này theo loại chất làm mát được sử dụng: nước, điện, hơi nước, lửa.

Thật hợp lý khi sử dụng các thiết bị điện cho các phòng có diện tích không quá 100m². Đối với các tòa nhà có diện tích lớn, lựa chọn hợp lý hơn sẽ là máy nước nóng, chỉ hoạt động nếu có nguồn nhiệt.

Phổ biến nhất là hơi nước và máy nước nóng. Cả hai hình dạng thứ nhất và thứ hai của bề mặt được chia thành 2 phân loài: gân và ống trơn. Lò sưởi có gân trên hình dạng của xương sườn là lamellar và vết thương xoắn ốc.

Hiệu suất của máy sưởi không khí hoạt động trên chất làm mát như hơi nước được điều chỉnh bằng cách sử dụng các van đặc biệt được lắp đặt trên đường ống vào

Theo thiết kế, các thiết bị này có thể là một chiều, khi chất làm mát trong chúng di chuyển dọc theo các ống, tuân theo hướng không đổi và đa chiều, trong các nắp có các phân vùng, do đó hướng chuyển động của chất làm mát luôn thay đổi.

4 mẫu máy nước nóng và hơi nước, khác nhau về diện tích bề mặt sưởi, đang được bán:

• SM - nhỏ nhất với một hàng ống;
• M - nhỏ với hai hàng ống;
• Với - trung bình với các ống trong 3 hàng;
• B - lớn, có 4 hàng ống.

Máy nước nóng trong quá trình hoạt động chịu được biến động nhiệt độ lớn - 70-110⁰. Để máy sưởi không khí loại này hoạt động tốt, nước tuần hoàn trong hệ thống phải được làm nóng tối đa 180⁰. Vào mùa ấm, máy sưởi không khí có thể hoạt động như một chiếc quạt.

Thiết kế các loại máy sưởi khác nhau

Máy nước nóng bao gồm một thân làm bằng kim loại, một bộ trao đổi nhiệt được đặt trong đó dưới dạng một loạt các ống và quạt.Ở cuối thiết bị có các ống dẫn vào, qua đó nó được kết nối với nồi hơi hoặc hệ thống sưởi ấm tập trung.

Thông thường, quạt được đặt ở mặt sau của thiết bị. Nhiệm vụ của nó là lái không khí qua bộ trao đổi nhiệt.

Sau khi sưởi ấm, thông qua vỉ nướng nằm ở mặt trước của lò sưởi, không khí lại chảy vào phòng.

Thông thường, trường hợp được thực hiện dưới dạng một hình chữ nhật, nhưng có những mô hình được thiết kế cho ống thông gió có tiết diện tròn. Van hai hoặc ba chiều được lắp đặt trên đường cung cấp để điều chỉnh công suất của thiết bị.

Quạt thổi qua các ống nằm trong hộp sưởi. Nước nóng từ hệ thống sưởi ấm di chuyển qua các ống và quạt phân phối không khí ấm đều khắp phòng

Các máy sưởi khác nhau trong phương pháp lắp đặt - chúng là trần và tường. Các mô hình của loại đầu tiên được đặt phía sau trần giả, chỉ có lưới tản nhiệt nhìn ra. Thiết bị treo tường là phổ biến hơn.

Xem # 1 - máy sưởi ống trơn

Thiết kế ống trơn bao gồm các bộ phận gia nhiệt ở dạng ống mỏng rỗng có đường kính từ 20 đến 32 mm, nằm ở khoảng cách 0,5 cm so với nhau. Một chất làm mát lưu thông qua chúng. Không khí, rửa các bề mặt nóng của các ống, được làm nóng bằng cách trao đổi nhiệt đối lưu.

Các ống trong máy sưởi không khí được đặt so le hoặc hành lang. Đầu của chúng được hàn vào các bộ sưu tập - trên và dưới. Chất làm mát đi vào hộp nối qua ống đầu vào, sau đó, đi qua các ống và làm nóng chúng, để lại ống thoát ra dưới dạng nước ngưng hoặc nước lạnh.

Truyền nhiệt ổn định hơn được cung cấp bởi các thiết bị có bố trí các ống kiểm tra, nhưng khả năng chống lại luồng không khí ở đây cao hơn. Cần phải thực hiện tính toán sức mạnh của đơn vị để biết khả năng thực sự của thiết bị.

Có một số yêu cầu nhất định đối với không khí - không nên có sợi, hạt lơ lửng, chất dính. Hàm lượng bụi cho phép nhỏ hơn 0,5 mg / mᶾ. Nhiệt độ đầu vào ít nhất là 20⁰.

Máy sưởi một chiều và 3 chiều. 1 - ống dẫn nước qua đó chất làm mát đi vào, 2 - hộp phân phối, 3 - ống, 4 - ống thoát, 5 - phân vùng

Đặc tính nhiệt của máy sưởi ống trơn không cao lắm. Việc sử dụng chúng được khuyến khích khi lưu lượng không khí đáng kể và không cần sưởi ấm đến nhiệt độ cao.

Xem # 2 - máy sưởi không khí bị phạt

Ống của các thiết bị có gân có bề mặt mịn, do đó, sự truyền nhiệt từ chúng là lớn hơn. Với số lượng ống ít hơn, hiệu suất nhiệt của chúng cao hơn so với máy sưởi không khí ống trơn.

Thành phần của máy sưởi tấm bao gồm các ống với các tấm được gắn trên chúng - hình chữ nhật hoặc tròn.

Loại tấm đầu tiên được gắn trên một nhóm các đường ống. Chất làm mát đi vào hộp tiếp giáp của thiết bị thông qua khớp nối, làm nóng không khí đi qua với tốc độ đáng kể qua các kênh có đường kính nhỏ, sau đó rời khỏi hộp thu qua ống nối.

Máy sưởi loại này nhỏ gọn, dễ bảo trì và lắp đặt.

Các thiết bị tấm một chiều được chỉ định: KFB, KFS, KVB, STD3009V, KZPP, K4PP và đa chiều - KVB, K4VP, KZVP, KVS, KMS, STDZOYUG, KMB. Mô hình ở giữa được chỉ định là KFS và lớn - KSE.

Một cuộn băng thép rộng 1 cm và dày 0,4 mm được quấn trên các ống của các lò sưởi này. Chất mang nhiệt cho chúng có thể là cả hơi nước và nước.

Máy nước nóng không thể được kết nối với ống kim loại-nhựa hoặc polymer. chúng không được thiết kế cho nhiệt độ cao mang nhiệt. Cần ống thép và mạ kẽm tốt hơn để loại bỏ ăn mòn

Đầu tiên được trang bị ba hàng ống, và bốn hàng thứ hai. Các tấm của mô hình ở giữa có độ dày 0,5 mm và kích thước 11,7 x 13,6 cm.Các tấm của một mô hình lớn có cùng độ dày và chiều rộng được phân biệt bằng chiều dài dài hơn - 17,5 cm.

Các tấm ở khoảng cách 0,5 cm với nhau và có sự sắp xếp ngoằn ngoèo, trong khi ở các mô hình ở giữa, các tấm được sắp xếp theo nguyên tắc hành lang.

Máy sưởi không khí có STD đánh dấu có 5 số (5, 7, 8, 9, 14). Hơi nước là chất mang nhiệt trong máy sưởi không khí STD4009B, và nước là chất mang nhiệt trong STD3010G. Lắp đặt đầu tiên được thực hiện với hướng dọc của các ống, thứ hai - với chiều ngang.

Xem # 3 - lò sưởi vây lưỡng kim có vây

Trong các hệ thống sưởi ấm có sưởi ấm không khí, các mô hình máy sưởi lưỡng kim KP3-SK, KP4-SK, KSk - 3 và 4 thường được sử dụng với một loại vây đặc biệt - cuộn xoắn ốc. Chất mang nhiệt cho máy sưởi không khí KP3-SK, KP4-SK là nước nóng với áp suất tối đa 1,2 MPa và nhiệt độ tối đa 180⁰.

Để hai máy sưởi không khí khác hoạt động, cần có hơi nước với cùng áp suất làm việc như trước, nhưng với nhiệt độ cao hơn một chút - 190⁰. Các nhà sản xuất được yêu cầu thực hiện các bài kiểm tra chấp nhận. Thiết bị kiểm tra và độ kín.

Bộ trao đổi nhiệt của máy sưởi không khí KSK bao gồm các ống làm bằng thép và có vây bằng nhôm. Kết nối tấm ống của họ

Có 2 dòng máy sưởi bimetallic - KSK3, KPZ, với 3 hàng ống, thuộc về giữa, và KSK4, KP4 với 4 hàng ống - cho các mô hình lớn. Các thành phần của các thiết bị này là các yếu tố trao đổi nhiệt lưỡng kim, tấm chắn bên, lưới ống, nắp có vách ngăn.

Phần tử trao đổi nhiệt bao gồm 2 ống - đường kính trong là 1,6 cm, được làm bằng thép và nhôm bên ngoài với các vây được gắn trên nó. Khoảng cách ngang giữa các ống truyền nhiệt là 4,15 cm và chiều dọc là 3,6 cm.

Quy tắc tính toán và lựa chọn một đơn vị phù hợp

Khi thiết kế một hệ thống sưởi ấm với một hoặc một nhóm máy sưởi, cũng như trong việc thực hiện các tính toán, cần tuân thủ một số quy tắc. Hãy xem xét chúng chi tiết hơn trong lựa chọn ảnh dưới đây.

Tính toán máy nước nóng

Để tính toán công suất của máy nước nóng hoặc hơi nước, cần có các thông số ban đầu sau:

1. Hiệu suất hệ thống hay nói cách khác - lượng không khí được chưng cất mỗi giờ. Đơn vị đo tốc độ dòng thể tích là mᶾ / h, khối lượng kg / h. Biểu tượng là L.
2. Nhiệt độ ban đầu hoặc bên ngoài - hoa tulip.
3. Nhiệt độ không khí cuối cùng là tcon.
4. Mật độ và khả năng nhiệt của không khí ở một nhiệt độ nhất định - dữ liệu được lấy từ các bảng.

Đầu tiên, diện tích mặt cắt ngang được tính từ phía trước của thiết bị làm nóng không khí. Học được giá trị này, có được kích thước sơ bộ của đơn vị với một lề.

Để tính toán bằng công thức:

AF = Lρ / 3600 (ϑρ),

Ở đâu L - tốc độ dòng khí thể tích hoặc công suất tính bằng m³ / h, ρ - mật độ không khí bên ngoài đo bằng kg / m³ ϑρ - vận tốc không khí khối trong phần tính toán, tính bằng kg / (cm²).

Đã nhận được thông số này, để tính toán thêm, hãy lấy kích thước điển hình của lò sưởi, kích thước gần nhất. Với tổng giá trị lớn của khu vực, một số đơn vị giống hệt nhau được cài đặt song song, diện tích trong đó bằng tổng giá trị thu được.

Máy sưởi không chỉ là bộ trao đổi nhiệt, mà còn là máy làm mát không khí bằng nước lạnh, ít phổ biến hơn

Để xác định công suất cần thiết để làm nóng một thể tích không khí cụ thể, bạn cần tìm ra tổng mức tiêu thụ của không khí nóng tính bằng kg trên 1 giờ theo công thức:

G = L x p,

Ở đâu p - mật độ không khí ở nhiệt độ trung bình. Nó được xác định bằng cách tính tổng nhiệt độ ở đầu vào và đầu ra của thiết bị, sau đó chia cho 2. Các chỉ số mật độ được lấy từ bảng.

Từ bảng này, bạn có thể lấy dữ liệu về mật độ và nhiệt dung riêng của không khí ở nhiệt độ nhất định để tính công suất của thiết bị

Bây giờ bạn có thể tính toán mức tiêu thụ nhiệt để làm nóng không khí mà công thức sau được sử dụng:

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

Ở đâu G - lưu lượng không khí khối lượng tính bằng kg / h. Khi tính toán, nhiệt dung riêng của không khí đo bằng J / (kg x K) cũng được tính đến. Nó phụ thuộc vào nhiệt độ của không khí đến và giá trị của nó nằm trong bảng trên. Nhiệt độ ở đầu vào và đầu ra của thiết bị được chỉ định xin. và t con. phù hợp.

Giả sử bạn cần chọn một lò sưởi có công suất 10.000 mᶾ / h để nó làm nóng không khí đến 20⁰ ở nhiệt độ bên ngoài -30⁰. Chất làm mát là nước có nhiệt độ ở đầu vào đến đơn vị 95⁰ và 50⁰ ở đầu ra.

Tốc độ dòng chảy lớn: G = 10.000 mᶾ / h. х 1,318 kg / mᶾ = 13,180 kg / giờ.

Giá trị mật độ: ρ = (-30 + 20) = -10, chia kết quả này trong một nửa nhận được -5. Từ bảng, mật độ tương ứng với nhiệt độ trung bình đã được chọn.

Thay thế kết quả trong công thức, có được mức tiêu thụ nhiệt: Q = 13 180/3600 x 1013 x 20 - (-30) = 185 435 W. Ở đây 1013 là nhiệt dung riêng được chọn từ bảng ở nhiệt độ ăn30⁰ tính bằng J / (kg x K). Để giá trị tính toán của công suất của lò sưởi thêm từ 10 đến 15% dự trữ.

Lý do là các thông số bảng thường khác với thông số thực theo hướng giảm và hiệu suất nhiệt của thiết bị, do tắc nghẽn của các ống, giảm theo thời gian. Vượt quá mức ký quỹ là không mong muốn.

Với sự gia tăng đáng kể trên bề mặt sưởi ấm, hạ thân nhiệt có thể xảy ra, và thậm chí tan băng trong sương giá lớn.

Trong thiết bị gia nhiệt hơi nước, chất làm mát được cung cấp từ bên trên và nước do ngưng tụ hơi nước thải được thải ra từ bên dưới. Trong ảnh - sơ đồ đóng đai của máy sưởi hơi nước

Sức mạnh của máy sưởi hơi nước được tính toán tương tự như máy nước nóng. Chỉ có công thức tính toán chất làm mát khác nhau:

G = q / r,

Ở đâu r - nhiệt dung riêng thoát ra trong quá trình ngưng tụ hơi nước, tính bằng kJ / kg.

Tính toán lò sưởi điện

Các nhà sản xuất trong danh mục máy sưởi điện thường chỉ ra công suất và luồng không khí được cài đặt, giúp đơn giản hóa rất nhiều sự lựa chọn. Điều chính là các tham số không được nhỏ hơn các thông số trong hộ chiếu nếu không nó sẽ nhanh chóng thất bại.

Thiết kế của máy sưởi không khí bao gồm một số yếu tố làm nóng điện đặc biệt, diện tích của nó được tăng lên do gắn vây trên chúng.

Sức mạnh của các thiết bị có thể rất lớn, đôi khi nó là hàng trăm kilowatt. Lên đến 3,5 kW, máy sưởi không khí có thể được cấp nguồn từ ổ cắm 220 V và với điện áp trên mức này, cần phải kết nối trực tiếp cáp khách sạn với tấm chắn. Nếu có nhu cầu sử dụng lò sưởi có công suất trên 7 kW, nguồn điện 380 V.

Các thiết bị này có kích thước và trọng lượng nhỏ, chúng hoàn toàn tự động, chúng không cần sự hiện diện của nước nóng hoặc hơi nước tập trung.

Một điểm trừ đáng kể là công suất thấp không đủ để áp dụng chúng trên các khu vực rộng lớn.Hạn chế thứ hai là tiêu thụ năng lượng cao.

Từ tính toán của lò sưởi, kết quả của việc sử dụng thiết bị là một sự tiết kiệm hữu hình của các nguồn năng lượng. Đôi khi, thiết bị này được kết hợp với bộ thu hồi và sau đó việc hút khí không diễn ra bên ngoài mà từ các cơ sở

Để tìm hiểu những gì hiện tại sử dụng máy sưởi, bạn có thể sử dụng công thức:

Tôi = P / U,

Ở đâu P - sức mạnh Bạn - cung cấp điện áp.

Với kết nối một pha, bộ gia nhiệt U được lấy bằng 220 V. Với 3 pha - 660 V.

Nhiệt độ mà lò sưởi của một công suất nhất định làm nóng khối không khí được xác định theo công thức:

T = 2,98 x P / L,

Ở đâu L - hiệu suất hệ thống. Các giá trị tối ưu của công suất máy sưởi không khí cho ngôi nhà là từ 1 đến 5 kW và cho các văn phòng - từ 5 đến 50 kW.

Kết luận và video hữu ích về chủ đề này

Mật độ không khí cần thực hiện trong tính toán được mô tả trong video này:

Video về cách thức hoạt động của hệ thống sưởi trong hệ thống sưởi:

Khi chọn một loại máy sưởi nhất định, bạn nên tiến hành từ những cân nhắc về sự nhanh nhạy và đặc điểm hoạt động của ngôi nhà.

Đối với các khu vực nhỏ, một lò sưởi điện sẽ là một mua tốt, và để sưởi ấm một ngôi nhà lớn, tốt hơn là chọn một lựa chọn khác. Trong mọi trường hợp, không làm mà không tính toán sơ bộ.

Bạn có thành thạo trong việc lựa chọn và tính toán một lò sưởi? Có lẽ bạn muốn chia sẻ các khuyến nghị hữu ích về việc chọn một máy sưởi không khí hoặc chỉ ra một lỗi hoặc không chính xác trong các tính toán trong tài liệu được thảo luận ở trên? Để lại bình luận của bạn dưới bài viết này - ý kiến ​​của bạn có thể hữu ích cho những người chọn máy sưởi không khí phù hợp cho ngôi nhà của họ.