Расчет мощности калорифера

3. ВЫБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ДЛЯ ПРИВОДА ВЕНТИЛЯТОРА.

Требуемая
подача вентилятора с учетом потерь и
подсо­сов воздуха в воздуховодах
определяется по формуле

L_в1=
м3/ ч

где
k₁—коэффициент,
учитывающий потери или подсос воз­духа
в воздуховодах.

Коэффициент
k₁=1,1
для стальных, асбоцементных и пла­стмассовых
воздуховодов длиной до 50 м.

Для
электрокалориферных установок
животноводческих помещений рекомендуется
использовать центробежные венти­ляторы
способные развивать высокое давление
при доста­точно большой подаче.
Наилучшими аэродинамическими свойствами
обладают вентиляторы типа Ц4-70.

Принимаем
вентилятор Ц4-70 №4с η_вен.=0,45;
n_вен.=
875 об/мин

Мощность
электродвигателя для привода вентилятора
оп­ределяется по формуле:

Р_расч=,

где
L_в—подача
вентилятора, м3/с;

H_в—полный
напор, Н/м2;

_в
— КПД вентилятора;

К_з
— коэффициент запаса.

Значение
коэффициентов запаса принимается равным
1,1 – 1,5. Вентиляторы рекомендуется
комплектовать трехфаз­ными асинхронными
электродвигателями серии 4А.

Выбираем
двигатель серии 4А71В6У3.

Технические
данные:

P_н=0,55
кВт

n_н=
900 об/мин

I_н=1,7
А

η_н=0,675

cosφ=0,71

μ_п=2,0

μ_кр=2,2

Классификация калориферов

Калофиреры отличаются по способу нагрева теплоносителя

Устройства работают от разных источников энергии и классифицируются по виду теплоносителя. Широко используются три типа:

• водяные;
• паровые;
• электрические.

Первые сами не нагревают воздух, а только осуществляют передачу тепла воздушному потоку, поскольку к калориферу подводят теплоноситель. Электрические приборы не используют теплоноситель, нагревают воздух благодаря электроэнергии. Главные элементы в таких устройствах – ТЭНы.

Водяные

Водяной калорифер с обвязкой из металлических труб и насосом

Водяные калориферы – бюджетный вариант. Их цена и расходы на обслуживание невелики. Нужно подвести к прибору систему водоснабжения, поэтому монтаж требует определенных навыков. Быстро перенести его на другое место не получится. Теплоноситель (вода или этиленгликоль) может поступать от системы отопления, ГВС или котла. Чтобы отрегулировать температуру воздуха, необходимо учесть мощность, уровень нагрева теплоносителя и воздушной массы. Управление осуществляется с помощью термостата.

Помимо экономичности, водяной прибор отличается:

• удобством эксплуатации;
• высокой эффективностью;
• безопасностью;
• простым принципом действия.

Недостаток – ограничения по минимальной температуре и запыленности входного потока.

Паровые

Паровой калорифер

Кроме теплоносителя, паровые калориферы практически ничем не отличаются от водяных. Несущественная разница – 2-миллиметровая толщина стенок трубок против 1,5-миллиметровой. Необходимость дополнительного усиления связана с большим давлением в системе, работающей на пару. Оно варьируется от 0,5 до 1,2 Па. Используют углеродистую и нержавеющую сталь.

Паровые калориферы также устанавливают на предприятиях, причем таких, где пар образуется в процессе производства. Максимальная температура пара – 180°C.

Электрические

Для мощных электрических калориферов необходима трехфазная сеть

К электрическому калориферу не нужно подводить магистраль с теплоносителем, он имеет небольшие габариты и вес, поэтому более простой в монтаже.

Преимущества электрических устройств:

• удобство использования;
• мобильность;
• компактность.

Недостатки:

• работают на электричестве;
• сушат воздух.

Высокие расходы на электроэнергию делают постоянное использование приборов такого типа невыгодным. Они менее мощные, чем паровые и водяные приборы, поэтому для отопления помещений площадью более 100 м2 не подходят, но оптимальны для обогрева квартир. Электрические приборы используют в три раза больше энергии по сравнению с водяными калориферами, но производительность у них ниже. Зачастую они применяются в качестве временных обогревателей.

Чтобы сэкономить электроэнергию, следует выполнить монтаж рекуператора.

Расчет мощности калорифера

Расчет мощности нагревателя зависит от необходимой производительности и планируемых температур на входе и выходе из вентиляционной системы. К примеру, для Москвы средний перепад температур в зимний период составляет 44°С (от -26°С до 18°С). В приведенной ниже таблице представлена градация мощности калорифера по его производительности для нагрева проходящего воздуха на 44°С.

Мощность нагревателя	Производительность
1.2 кВт	80 м³/ч
2.4 кВт	160 м³/ч
3.6 кВт	240 м³/ч
4.8 кВт	330 м³/ч
7.5 кВт	510 м³/ч
10.8 кВт	730 м³/ч
15.0 кВт	1020 м³/ч
22.5 кВт	1520 м³/ч
30.0 кВт	2030 м³/ч

Как видно из таблицы, расчет мощности калориферов зависит от объема проходящего через него воздуха.

Типы калориферов

Существует несколько типов калориферов, используемых в разных участках и условиях.

Рассмотрим их внимательнее:

Водяные

Самая распространенная группа приборов, отличающаяся высокой эффективностью, безопасностью и простотой действия. В качестве теплоносителя в них используется горячая вода, поступающая из сети ЦО, ГВС или от собственного котла. Калорифер водяной для приточной вентиляции является наиболее удобным и экономичным решением, позволяющим выполнять поставленные задачи с минимальными затратами на обслуживание или ремонт. Единственным недостатком прибора является необходимость подключения к системе подачи теплоносителя, что создает определенные сложности на стадии монтажа и препятствует быстрому переносу в другое место.

Паровые

Паровые устройства являются полными аналогами водяных и на практике отличаются от них только видом теплоносителя. Единственным отличием паровых приборов является большая толщина стенок трубок — 2 мм против 1,5 у водяных. Это обусловлено большим давлением в системе, требующим усиленных каналов для циркуляции. В остальном приборы идентичны, имеют одинаковые эксплуатационные правила и требования.

Электрические

Электрический калорифер для приточной вентиляции не нуждается в подаче теплоносителя, так как источником нагрева является электрический ток. Подключение таких приборов гораздо проще, что делает их мобильными и удобными в использовании, но высокие расходы на электроэнергию ограничивают применение этой группы. Чаще всего они устанавливаются для местного обогрева при выполнении разовых работ, используются в качестве аварийных или временных источников тепла.

Методы обвязки

Обвязка калорифера — это комплекс устройств и элементов регулировки подачи теплоносителя в прибор. Он включает в себя следующие элементы:

• Насос.
• Двух- или трехходовой клапан.
• Измерительные приборы.
• Запорная арматура.
• Фильтр.
• Байпас.

В зависимости от условий эксплуатации эти элементы могут быть расположены в непосредственной близости от прибора, или на приличном отдалении от него. Исходя из условий подключения различают:

• Гибкая обвязка. Монтируется на узлах управления, расположенных рядом с прибором. Установка таких обвязок считается более легкой, так как она дает возможность все работы производить на резьбовых соединениях, практически не нуждаясь в сварке.
• Жесткая обвязка. Используется на устройствах, удаленных от узлов управления и требующих наличия прочных коммуникаций.

При разнице в технике монтажа, оба вида выполняют одну и ту же функцию — обеспечивают настройку и регулировку режима работы калорифера.

Расчет теплоносителя

После определения мощности фронтальное сечение находят по формуле: F=(LхP)/ V, в которой L – потребление воздушных масс, Р – их плотность, а V – показатель скорости движения воздушного потока, который принимают равным 3-5 кг/м²с.

После этого вычисляют расход теплового носителя по другой формуле: G=(3,6Qт)/Cв(tвх — tвых), в ней все показатели обозначают следующее:

• Св – удельная тепловая емкость транспортируемой среды;
• Qт – тепловая мощность нагревательного оборудования;
• 3,6 – табличное число, которое является поправочным коэффициентом для перевода одних единиц измерения в другие;
• G – показатель расхода теплового носителя;
• (tвх — tвых) – значение разницы температурных показателей на выходе и входе в прибор.

После того как будет известен расход теплового носителя, подбирают диаметр труб для устройства обвязки, выбирают другое необходимое оборудование.

Устройство и принцип работы

Конструктивно калорифер представляет собой обогреватель, в котором в качестве источника тепла могут использоваться ТЭНы или система трубок с жидким теплоносителем. Нагревательные элементы размещены в металлическом корпусе и могут включаться как принудительно, так и автоматически.

После включения нагревателя воздушные потоки, проходящие сквозь прибор, нагреваются, а встроенный вентилятор начинает распространять тёплый воздух по помещению. Наиболее эффективными считаются электрические калориферы, однако, вследствие большого количества потребляемой электроэнергии, для обслуживания больших помещений они не применяются. В таких случаях прибегают к более экономичному способу нагрева входящих потоков – водяному.

9. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ.

Мощность на зажимах электродвигателя
(присоединенная):

где Р_уст—установленная
мощность электродвигателя венти­лятора,
Вт;

_дв
— к. п. д. электродвигателя.

Мощность Р_д
пот потребляемая двигателем
вентилятора, равна:

Р_{д пот}=
К_зд∙
Р_пр=0,854∙814,81=695,85
Вт

Мощность Р_к
пот, фактически потребляемая
электрокалори­фером, равна

Р_к1=20230,4
Вт

Суммарная мощность, потребляемая
элект­рокалориферной установкой

Р _пот=
Р_{д пот}+
Р_к1=695,85+20230,4=20926,25
Вт

Расход электроэнергии при
эксплуатации электрокалориферной
установки

W_э.руч=Р_пот∙t_эк∙Z=20,92625∙4368∙4=365623,47
кВт∙ч

W_э.авт=Р_пот∙t_эк∙Z∙=20,92625∙4368∙4∙=48286,996
кВт∙ч

где t_эк=4368
ч (6 мес.)—время эксплуатации за сезон;

Z—число
электрокалориферных установок в
помеще­нии.

Удельный расход
электроэнергии на подогрев 1 м3
возду­ха,

W_руч=

W_авт=

на одну голову за сезон

W_руч=

W_авт=

где N—число
голов скота.

Как видно из полученных
значений, при отсутствии автоматизации
управления электрокалориферными
установками предприятия, происходит
перерасход электроэнергии, что ведет
к существенным убыткам.

ЛИТЕРАТУРА:

1. Кудрявцев И.Ф., Карасенко В.А.

Электрический нагрев и
электротехнология. М., «Колос»,1975 г.

2. Басов А.М. и др. Электротехнология.
М., Агропромиздат, 1985 г.

3. Применение электрической
энергии в сельскохозяйственном
производстве

( справочник) М., «Колос» 1985 г.

4. Живописцев Е.Н., Косицын О.А.

Электротехнология и электрическое
освещение. М., Агропромиздат, 1990 г.

21

Правила эксплуатации калорифера

Для длительной и бесперебойной работы важно придерживаться следующих правил эксплуатации:

Нельзя превышать давление в трубопроводах выше нормируемых показателей, которые указаны для каждого прибора в технической документации.
Состав воздушных масс в помещении должен отвечать требованиям ГОСТ 12.1.005-88.
В процессе монтажа важно придерживаться инструкций и рекомендаций производителя.
Запрещено использовать тепловой носитель с температурой, превышающей +190 градусов.
Охлажденный воздух в помещении подогревают плавно. Температура должна повышаться каждый час на 30 градусов.
Чтобы защитить трубки теплообменника от разрыва, температурные показатели не могут падать до минусовых значений.
В производственном помещении с очень влажным или грязным воздухом устанавливают калориферы с уровнем защиты не ниже ІР 66.. 

Запрещено самостоятельно ремонтировать нагревательное оборудование. Это должны выполнять квалифицированные специалисты сервисных центров. Соблюдение всех перечисленных правил поможет продлить срок службы и защититься от аварийных ситуаций.калорифер водяной для приточной вентиляции

Конструкция калориферов разных видов

Калорифер – это теплообменник, передающий энергию теплоносителя воздушному обогревающему потоку и работающий по принципу фена. Его конструкция включает съемные боковые щитки и теплоотдающие элементы. Они могут быть соединены в одну или несколько линий. Встроенный вентилятор обеспечивает воздушную тягу, и воздушная масса поступает в помещение через зазоры, которые есть между элементами. Когда воздух с улицы проходит сквозь них, ему передается тепло. Калорифер устанавливают в вентиляционный канал, поэтому прибор должен соответствовать шахте по размеру и форме.

Водяные и паровые калориферы

Виды теплообменников в калориферах

Водяные и паровые калориферы могут быть двух видов: ребристыми и гладкотрубными. Первые в свою очередь делятся еще на два типа: пластинчатые и спирально-навивные. Конструкция бывает одноходовой или многоходовой. В многоходовых устройствах имеются перегородки, благодаря которым направление потока меняется. Трубки располагаются в 1-4 ряда.

Калорифер, работающий на воде, состоит из металлической, чаще прямоугольной рамы, внутри которой размещены ряды трубок и вентилятор. Подключение выполняется к котлу или ЦСО с помощью выходных патрубков. Вентилятор располагается с внутренней стороны, он нагнетает воздух в теплообменник. Для управления мощностью и выходной температурой воздуха используются 2-х или 3-ходовые вентили. Приборы устанавливают на потолок или на стену.

Существует три разновидности водяных и паровых калориферов.

Гладкотрубный теплообменник

Гладкотрубные. Конструкция состоит из полых трубок (диаметр от 2 до 3,2 см), расположенных с небольшими промежутками (порядка 0,5 см). Они могут быть изготовлены из стали, меди, алюминия. Концы трубок сообщаются с коллектором. Во входные отверстия поступает нагретый теплоноситель, на выход – конденсат или остывшая вода. Гладкотрубные модели отличаются меньшей производительностью по сравнению с остальными.

Особенности использования:

• минимальная температура входного потока – –20°C;
• требования к чистоте воздуха – не более 0,5 мг/м3 по показателю запыленности.

Ребристые. За счет ребристых элементов увеличивается площадь теплоотдачи, поэтому при прочих равных условиях ребристые калориферы более производительные, чем гладкотрубные. Пластинчатые модели отличаются тем, что на трубки насаживаются пластины, еще больше увеличивающие площадь поверхности теплоотдачи. В навивных наматывается стальная гофрированная лента.

Биметаллические с оребрением. Наибольшей эффективности удается достичь за счет использования двух металлов: меди и алюминия. Из меди изготавливают коллекторы и патрубки, а оребрение – из алюминия. Причем выполняется оребрение особого вида – спирально-накатное.

Регулировка процесса нагрева

Используются два способа регулировки режима работы:

• Количественный. Настройка производится путем изменения объема теплоносителя, поступающего в прибор. При этом способе отмечаются резкие скачки температуры, нестабильность режима, поэтому в последнее время более распространен второй тип.
• Качественный. Этот способ позволяет обеспечивать постоянный расход теплоносителя, что делает работу прибора более стабильной и плавной. При неизменном расходе меняется лишь температура носителя. Это делается путем подмешивания в прямой поток некоторого количества более холодной обратки, что регулируется трехходовым клапаном. Такая система защищает конструкцию от перемерзания.

Краткий обзор современных моделей и цен

В качестве примеров можно рассмотреть несколько моделей:

• КСК-3. Калорифер спирально-катанный с 3 рядами трубок. Распространенная отечественная модель, испытанная и надежная. Цена прибора зависит от его размеров, колеблется от 5000 до 3700 руб.
• Volcano mini. Польское устройство, применяемое для обслуживания относительно небольших помещений. Стоимость находится в пределах 20.000-30.000 руб.
• Galletti AREO. Итальянский прибор, оборудованный вентилятором. Имеет привлекательный внешний вид, отличается низким уровнем шума. При этом цены на такие устройства довольно высоки и находятся на отметке от 80.000 рублей и выше.

Использование водяных калориферов позволяет решить проблемы с подготовкой приточного воздуха, организовать обогрев помещений. Кроме того, приборы активно используются в сушильных установках. Простота, неприхотливость в эксплуатации и высокая экономичность сделали эти устройства лидерами среди промышленных отопительных установок. Высокий срок службы и возможность питания от разных источников делают их наиболее привлекательными устройствами среди всех альтернативных вариантов.

РАСЧЁТ КОНСТРУКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ НАГРЕВАТЕЛЬНОГО УСТРОЙСТВА.

Мощность
одного ТЭНа Р_н
определяется, исходя из мощности одного
калорифера Р_к1
и числа Z_н
ТЭНов в од­ном калорифере:

кВт

Принимаем
в каждой фазе секции по два нагревателя,
включенных параллельно. Определяем
рабочий ток нагревательного элемента
с учетом схемы включения (Δ):

а
также расчетную температура t_расч
нагревателя:

t_расч=t_д∙К_м∙К_с=700∙0,5∙1,5=525°С

где
t_д—действительная
температура нагревателя, °С;

К_м
—коэффициент монтажа, учитывающий
ухудшение ох­лаждения;

К_с—коэффициент
среды, учитывающий улучшение охлаж­дения.

По
рабочему току и расчетному значению
температуры по литературе определяется
диаметр (d)
и сечение (S)
наг­ревателя:

Нихром
тройной(Х15Н60-Н) d=0,15
мм S=0,0177
мм2

Рабочее
сопротивление нагревателя—запрессованной
нихромовой проволоки. Ом:

R_н=

Сопротивление
нагревателя до опрессовки:

R_он=R_н,

где
—
коэффициент изменения сопротивления
в результа­те опрессовки,
=1,3.

Длина
проволоки до опрессовки в м:

м

где
_д—удельное
сопротивление нихромовой проволоки
при действительной температуре, Ом∙м.

Удельное
сопротивление_д
определяют по формуле

_д
=₂₀
[1+
(t-20)]=
1,1∙10-6=1,11∙10-6
Ом∙м,

где

₂₀=1,1∙10-6
Ом∙м —удельное
сопротивление материала при температу­ре
20°С;

=16,3∙10-6С-1
—температурный коэффициент
изменения сопротив­ления.

Диаметр
спирали (D_сп)
равен, мм:

D_сп
=(8-10)d=(8-10)∙0,15=1,2
– 1,5мм;

принимаем
D_сп
= 1,5 мм

шаг
спирали (в мм) равен:

h=(2-4)d=(2-4)∙0,5=
0,3 – 0,6 мм;

принимаем
h =
0,3 мм

а число витков:

Внутренний
диаметр трубки ТЭНа (D_н)
равен:

D_н
=(2,5-3) D_cп=(2,5-3)∙1,5=
3,75 – 4,5мм

принимаем
D_н
= 3,75 мм

Длина
активной части трубки ТЭНа в м (L_а)
после оп­рессовки равняется длине
спирали (L_сп):

L_а=
L_сп=10-3∙h∙n=0,001∙0,3∙1880=
0,564 м,

а
до опрессовки:

L_оа=м

где

—коэффициент,
учитывающий изменение длины труб­ки
при опрессовке,

=1,15.

Полная
длина ТЭНа в м

L=L_a+2∙L_n=
0,564 +2∙0,05= 0,664 м

где
L_n—
длина пассивной части трубки ТЭНа может
быть принята равной L_n=0,05
м.

Потребное
количество проволоки для одного ТЭНа
с уче­том необходимой навивки на концы
контактных стержней из расчета 15—20
витков на стержень:

_потр=+(
15 – 20)
=

,

Определяем
удельная мощность в Вт/см2
поверхности активной части трубки ТЭНа:

W=Р_н/L_aD=
337,2/(56,4∙3,14∙0,575)=3,31 Вт/см2
,

Принцип работы и конструкция водяного калорифера

Калорифер — это устройство, служащее для нагрева воздуха. По принципу работы он является теплообменником, передающим энергию от теплоносителя к потоку приточной струи. Состоит из рамки, внутри которой плотными рядами расположены трубки, соединенные в одну или несколько линий. По ним циркулирует теплоноситель — горячая вода или пар. Воздух, проходя сквозь сечение рамки, получает от горячих трубок тепловую энергию, благодаря чему по вентиляционной системе он транспортируется уже нагретым, не создающим возможности образования конденсата или охлаждения помещений.

Виды обогревательных устройств для приточной вентиляции

Все калориферы для приточной вентиляции можно разделить на две основные группы:

• Использующие теплоноситель.
• Не использующие теплоноситель.

В первую группу входят водяные и паровые калориферы, во вторую — электрические. Принципиальная разница между ними состоит в том, что устройства первой группы только организуют передачу тепловой энергии, поступающей в них в готовом виде, тогда как приборы второй труппы создают тепло внутри себя самостоятельно. Кроме того, водяные и паровые калориферы подразделяются на пластинчатые, имеющие большую эффективность, но худшие эксплуатационные качества, и спирально-катанные, используемые ныне практически повсеместно.

Существуют также нагревательные устройства, зачастую причисляемые к данным группам, например, газовый калорифер. Горящий газ нагревает поток воздуха, проходящий через зону накала, осуществляя его подготовку к использованию в системах вентиляции или воздушного отопления. Использование таких устройств не имеет широкого распространения, так как применение газа в промышленных цехах сопряжено с массой опасностей и имеет множество ограничений.

Также существуют калориферы на отработанном масле. Используется тепло, выделяемое при сжигании отработки. Для больших помещений такие устройства не имеют достаточной мощности, но для малых вспомогательных участков вполне подходят.

Плюсы и минусы использования

К достоинствам можно отнести:

• Высокая эффективность.
• Простота устройства, надежность.
• Компактность, возможность размещения в небольших объемах.
• Неприхотливость в обслуживании (водяные и паровые приборы практически в нем не нуждаются).

К недостаткам относятся:

• Необходимость наличия теплоносителя или подключения к сети электропитания.
• Несамостоятельность работы — необходимо оборудование для подачи воздуха.
• Прекращение подачи электроэнергии или теплоносителя означает остановку работы системы.

Как достоинства, так и недостатки приборов обусловлены из конструкцией и не зависят от внешних факторов.

Расчет мощности

Прежде чем приступить к выбору калорифера, следует произвести расчёты основных показателей, таких как мощность и температура воздушных потоков на выходе из установки. Кроме того, необходимо учесть ряд характеристик, зависящих от использования питания разных видов и количества фаз. Так, при подключении электронагревателя мощностью 5 кВт необходимо обустройство трёхфазного подключения.

Помимо электрических расчётов, необходимо выяснить температуру приточных потоков при использовании калорифера той или иной мощности. Для расчёта используется формула T=2.98xP/L, где L означает производительность системы, а P – мощность электрического элемента. Стандартными показателями мощности калориферов для квартир и частных домов считаются значения от 1 до 5 кВт, притом, что мощность приборов, устанавливаемых в вентиляционные системы крупных промышленных предприятий, составляет 5-50 кВт.

Система отопления с агрегатом для нагрева воздуха

Система обогрева дома, основывающаяся на подаче прогретого до установленной температуры воздуха непосредственно в дом, представляет особый интерес для владельцев собственного жилья.

Такая конструкция отопительной системы состоит из следующих важных узлов:

• калорифера, выступающего в роли теплогенератора, подогревающего воздух;
• каналов (воздуховодов), по которым поступают нагретые воздушные массы в дом;
• вентилятор, направляющий хорошо прогретый воздух по всему объему помещения.

Преимуществ у системы такого типа много. К ним относится и высокий КПД, и отсутствие вспомогательных элементов для теплообмена в виде радиаторов, труб, и возможность объединить ее с климатической системой, и малая инерционность, в результате чего прогрев больших объемов происходит очень быстро.

Для многих домовладельцев недостатком является то, что монтаж системы возможен только одновременно со строительством самого дома и затем дальнейшая модернизация ее невозможна. Минусом является и такой нюанс, как обязательное наличие резервного питания и потребность в регулярном техническом обслуживании.

4 Расчёт необходимой мощности

Чтобы используемая система соответствовала всем эксплуатационным требованиям, итоговый потребитель должен соблюдать ряд обязательных правил. Правильный расчёт мощности нагревателя воздуха подразумевает использование следующих исходных параметров:

• Точный показатель исходной температуры (t ул.).
• Показатель производительности установки — общее количество воздуха, которое перегоняется за 60 минут.
• Итоговая температура воздуха — t кон.
• Уровень теплоёмкости и плотности используемого воздуха (эти данные должны браться исключительно из специальной таблицы).

Когда нужно провести расчёт мощности калорифера для вентиляции, то начинать следует с вычисления площади сечения по фронту воздухонагревательного агрегата. Если эта величина достоверно известна, тогда можно получить предварительные параметры установки с небольшим запасом.

Для решения этой задачи специалисты всегда используют одну и ту же вычислительную формулу: АФ = Ip / 3600 (Qp). Буква I обозначает объёмный расход использованного воздуха. Производительность всегда указывается в метрах кубических за час. Р — это своеобразная плотность воздуха, которая измеряется исключительно в кг. А вот массовая скорость в рассчитываемом сечении обозначается как Qp.

Когда требуемый параметр известен, то для всех дальнейших вычислений обязательно используют типовой размер калорифера. Если во время расчёта получился большой итоговый показатель площади, тогда обязательно монтируют сразу несколько идентичных установок параллельно друг другу. Их суммарная площадь должна быть равна полученному ранее значению.

Чтобы провести расчёт калорифера приточной вентиляции определённого объёма, нужно заранее узнать общий расход подогреваемого теплоносителя в кг за 60 минут. Желательно использовать следующую формулу: R = L yp. Буква р отображает плотность воздуха в условиях средней температуры. Определить этот показатель достаточно просто, мастер должен просуммировать показатели температуры на входе и выходе из системы, полученное число делится на 2. Все показатели плотности можно узнать в специальной таблице.

На следующем этапе можно приступать к вычислению расходов тепла, которое уходит на обогрев помещения. Получить точную цифру можно благодаря формуле: Q (Вт) = R y c y (t кон. — t нач.). Большая буква R обозначает массовый расход воздуха в килограммах за час. Чтобы полученные данные были максимально достоверными, мастеру необходимо учесть удельную ёмкость теплоносителя. Всё зависит от температуры входящего воздуха.

Стоит отметить, что табличный расчёт электрокалорифера для вентиляции часто отличается от реальных данных в сторону уменьшения. В то время как итоговая производительность такой установки снижается из-за частичного засорения рабочих трубок. Любое превышение допустимой величины запаса считается нежелательным, так как это может спровоцировать переохлаждение и даже аварийное размораживание системы в слишком большие морозы.

Расчет мощности калорифера

Для правильного расчета калорифера необходимо определиться с исходными данными: производительностью, плотностью воздуха, уличной и желаемой температурой в помещении. Последние показатели чрезвычайно важны, поскольку от них зависит количество тепла, затрачиваемого на нагрев 1 м3 воздуха. Часть данных можно узнать из специальных таблиц.

Водяной прибор

Расчет мощности исходя из уличных температур

Чтобы рассчитать площадь сечения водяного калорифера, применяют формулу Аф= L×ρ_ул/3600 (ϑρ). Используются значения:

• L – производительность, которая выражается в м3/ч или кг/ч;
• p_ул – плотность воздуха на улице по таблице;
• ϑρ – массовая скорость воздуха в сечении.

Получив результат, подбирают для системы вентиляции один калорифер стандартного размера или несколько приборов так, чтобы площадь или сумма площадей были равны или чуть больше расчетного значения.

Массовый расход воздуха в кг/ч вычисляют по формуле G=L×p_ср:

pср– плотность воздуха при средней температуре.

pср рассчитывают по формуле (t_ул+t_кон)/2:

• t_ул – уличная температура воздуха в самую холодную пятидневку года;
• t_кон – желаемая температура в помещении.

Потом для среднего показателя определяют плотность по таблице.

Вычисляют расход тепла для прогрева воздуха по формуле: Q (Вт) = G×c×(t_кон–t_ул)

Для примера будут рассчитаны данные, если известно:

• L – 10000 м3/ч (производительность указывается в документации);
• t_кон – 21°C;
• t_ул – –25°C.

pср =(–25°C +21°C)/2=–2°C

Плотность воздуха при этой температуре – 1,303.

Массовый расход воздушной массы равен G=10000 м3/ч×1,303 кг/м3=13030кг/ч

Отсюда Q=13030/3600×1011×(21-(-25))=168325 Вт.

К этой величине необходимо добавить 10-15% для запаса мощности.

Паровой калорифер

Мощность парового калорифера определяют тем же способом, только для расчета G используют формулу G=Q/r. r – удельная теплота, образующаяся при конденсации пара в кДж/кг.

Электрический калорифер

Формула расчета мощности калорифера

Для электрических приборов большую часть необходимых данных обычно указывает изготовитель, что значительно упрощает расчет нагрева воздуха и выбор калорифера. Несмотря на относительно низкую тепловую мощность, электрокалориферная система потребляет много электроэнергии, поэтому ее зачастую приходится подключать отдельным кабелем к щитку. Калориферы мощностью более 7 кВт запитывают от сети 380 В.

Потребляемый ток рассчитывают по формуле I=P/U, где P – мощность, а U – напряжение. Значение U зависит от особенностей подключения. Если подключение однофазное, U=220В, если трехфазное, U=660В.

Температуру нагрева рассчитывают по формуле T=2,98×P/L, где L – как и в других расчетах, производительность системы.

Опубликовано 02.06.2020 Обновлено 13.06.2020 Пользователем admin