Подбор калорифера методом математического расчёта

Теплый период года — ТП.

1. При кондиционировании воздуха в тёплый период года — ТП изначально принимаются оптимальные параметры внутреннего воздуха в рабочей зоне помещения:

tВ = 20 ÷ 22ºC; φВ = 40 ÷ 65%.

2. Границы оптимальных параметров при кондиционировании наносят на J-d диаграмму (см. рисунок 1).

3. Для достижения оптимальных параметров внутреннего воздуха в рабочей зоне помещения в тёплый период года — ТП требуется охлаждение наружного приточного воздуха.

4. При наличии тепловых избытков в помещении в тёплый период года — ТП, а также учитывая, что приточный воздух охлаждается, целесообразно выбрать из зоны оптимальных параметров наибольшую температуру

tВ = 22ºC

и наибольшую относительную влажность внутреннего воздуха в рабочей зоне помещения

φВ = 65%.

Получим на J-d диаграмме точку внутреннего воздуха — (•) В.

5. Составляем тепловой баланс помещения по тёплому периоду года — ТП:

• по явному теплу ∑QТПЯ
• по полному теплу ∑QТПП

6. Рассчитываем поступления влаги в помещение

∑W

7. Определяем тепловую напряженность помещения по формуле:

где: V — объем помещения, м3.

8. Исходя из величины теплового напряжения, находим градиент нарастания температуры по высоте помещения.

Градиент температуры воздуха по высоте помещений общественных и гражданских зданий.

и рассчитываем температуру удаляемого воздуха

tY = tB + grad t(H — hр.з.), ºС

где: Н — высота помещения, м; hр.з. — высота рабочей зоны, м.

9. Для ассимиляции температуру приточного воздуха — tП принимаем на 4 ÷ 5ºС ниже температуры внутреннего воздуха — tВ, в рабочей зоне помещения.

10. Определяем численное значение величины тепло-влажностного отношения

11. На J-d диаграмме точку 0,0 °С шкалы температур соединяем прямой линией с численным значением тепло-влажностного отношения (для нашего примера численное значение величины тепло-влажностного отношения принимаем 3 800).

12. На J-d диаграмме проводим изотерму приточного — tП, с численным значением

tП = tВ — 5, °С.

13. На J-d диаграмме проводим изотерму уходящего воздуха с численным значением уходящего воздуха — tУ, найденным в пункте 8.

14. Через точку внутреннего воздуха — (•) В, проводим линию, которая параллельна линии тепло-влажностного отношения.

15. Пересечение этой линии, которая будет называться — лучом процесса

с изотермами приточного и уходящего воздуха — tП и tУ определит на J-d диаграмме точку приточного воздуха — (•) П и точку уходящего воздуха — (•) У.

16. Определяем воздухообмен по полному теплу

и воздухообмен на ассимиляцию избытков влаги

Свежие записи

Дополнительная литература

1. «Применение I-d диаграммы для расчетов» справочника «Внутренние санитарно-технические устройства. Часть 3. Вентиляция и кондиционирование воздуха. Книга 1.» М.: «Стройиздат», 1991 г. Воздухоподготовка.
2. Под ред. И.Г.Староверова, Ю.И. Шиллера, Н.Н.Павлова и др. «Справочник проектировщика» Изд. 4-е, Москва, Стройиздат, 1990г.
3. Ананьев В.А., Балуева Л.Н., Гальперин А.Д., Городов А.К., Еремин М.Ю., Звягинцева С.М., Мурашко В.П.,Седых И.В. «Системы вентиляции и кондиционирования. Теория и практика.» Москва, Евроклимат, 2000г.
4. Беккер А. (перевод с немецкого Казанцевой Л.Н. под редакцией Резникова Г.В.) «Системы вентиляции» Москва, Евроклимат, 2005г.
5. Бурцев С.И., Цветков Ю.Н. «Влажный воздух. Состав и свойства. Учебное пособие.» Санкт-Петербург, 1998г.
6. Технические каталоги Flaktwoods

Как правильно выбрать электрический конвектор, несжигающий воздух

1. Потребляемая мощность. Выбор осуществляется с учётом размера помещения, в котором планируется установка прибора.
2. Нагревательный элемент. В конвекторных обогревателях возможны элементы ленточного типа, тэна или монолитные. Наилучшим образом в обеспечении помещения тёплым и качественным кислородом зарекомендовал себя монолитный нагревательный элемент.
3. Варианты установки прибора. Существуют два варианта установки конвекторов — напольный или настенный. Если обогреватель планируется переносить из одного помещения в другое, то следует выбирать напольный вариант, имеющий опорные ножки с колёсами. Возможны варианты опорных ножек и без колёс.
4. Терморегулятор. Наличие терморегулятора даёт возможность регулировать интенсивность обогрева, убавлять и прибавлять мощность для создания оптимальной температуры в помещении. Для большего удобства рекомендуется отдавать предпочтение электронному переключателю.
5. Наличие термостата позволит поддерживать заданную температуру.
6. Размеры устройства. От высоты прибора зависит скорость циркуляции воздуха — чем ниже сам конвектор, тем выше скорость воздушного потока, соответственно, помещение будет прогреваться быстрее. Длинные конвекторы плинтусного типа способны значительно прогревать нижнюю часть помещения.
7. Безопасность. Дополнительным бонусом низкой температуры нагревательного элемента можно считать и безопасность эксплуатации прибора. Ведь благодаря тому, что нагревание корпуса происходит максимум до 60 градусов, отсутствует возможность обжечься. Так же возможно выбрать устройство с защитой от опрокидывания и корпусом, имеющим плавные очертания без острых углов. Такой конвектор будет оптимальным выбором если в доме есть маленькие дети.
8. Встроенный таймер позволит задавать определённое время включения и отключения прибора.

ВАЖНО! При включении прибора движущийся кислород будет перемещать вместе с собой частицы пыли, которые осядут между пластинами конвектора — в таком случае о свежем воздухе придётся забыть. Поддерживая в комнате чистоту с помощью регулярной влажной уборки и ухаживая за самим прибором, своевременно удаляя из него осевшую пыль при помощи пылесоса, возможно создание в помещении оптимального микроклимата с комфортной и стабильной температурой. Поддерживая в комнате чистоту с помощью регулярной влажной уборки и ухаживая за самим прибором, своевременно удаляя из него осевшую пыль при помощи пылесоса, возможно создание в помещении оптимального микроклимата с комфортной и стабильной температурой

Поддерживая в комнате чистоту с помощью регулярной влажной уборки и ухаживая за самим прибором, своевременно удаляя из него осевшую пыль при помощи пылесоса, возможно создание в помещении оптимального микроклимата с комфортной и стабильной температурой.

Меры безопасности

Виды

Нагреватели для приточной вентиляции классифицируются по виду источника тепла и бывают водяными, паровыми и электрическими.

Водяные модели

Используются во всех типах вентсистем и могут иметь двух- и трёхрядное исполнение. Приборы устанавливают в системы вентиляции помещений, площадь которых превышает 150 квадратных метров. Данный вид калориферов является абсолютно пожаробезопасным и наименее энергозатратным, что обусловлено возможностью использования в качестве теплоносителя воды из отопительной системы.

Принцип работы водяных нагревателей сводится к следующему: уличный воздух забирается сквозь воздухозаборные решётки и подаётся по воздуховоду к фильтрам грубой очистки. Там воздушные массы очищаются от пыли, насекомых и мелкого механического мусора, и поступают в калорифер. В корпусе нагревателя установлен медный теплообменник, состоящий из звеньев, располагающихся в шахматном порядке, и оснащённых алюминиевыми пластинами. Пластины значительно увеличивают теплоотдачу медного змеевика, чем существенно повышают КПД прибора. В качестве теплоносителя, протекающего через змеевик, может выступать вода, антифриз или водно-гликолевый раствор.

Потоки холодного воздуха, проходя через теплообменник, забирают тепло от металлических поверхностей и переносят его в помещение. Использование водяных нагревателей позволяет нагревать воздушные потоки до 100 градусов, что предоставляет широкие возможности для их применения в спортивных сооружениях, торговых центрах, подземных паркингах, складах и теплицах.

Наряду с очевидными преимуществами, водяные модели имеют ряд недостатков. К минусам приборов относят риск перемерзания воды в трубах при резком понижении температур, и невозможность использования подогрева в летний период, когда система отопления не функционирует.

Паровые модели

Устанавливаются на предприятиях промышленного сектора, где есть возможность производства большого количества пара для технических нужд. В приточных вентсистемах бытового назначения такие калориферы не используются. В роли теплового носителя данных установок выступает пар, что объясняет мгновенный нагрев проходящих потоков и высокий КПД паровых калориферов.

Чтобы этого не произошло, все теплообменники в процессе производства подвергаются тесту на герметичность. Испытания осуществляются при помощи струй холодного воздуха, подаваемых под давлением в 30 Бар. Тепловой обменник при этом помещается в резервуар с тёплой водой.

Электрические модели

Являются наиболее простым вариантом нагревателей, и устанавливаются в вентсистемы, обслуживающие небольшие пространства. В отличие от калориферов водяного и парового типов, электрокалорифер не предполагает обустройства дополнительных коммуникаций. Для их подключения достаточно иметь поблизости розетку напряжением 220 В. Принцип работы электрокалориферов не отличается от принципа действия других нагревателей и заключается в нагреве воздушных масс, проходящих сквозь ТЭНы.

Даже при незначительном понижении этого показателя происходит перегрев электронагревательного элемента, и его поломка. Более дорогие модели оборудованы биметаллическими термовыключателями, отключающими элемент в случае явного перегрева.

Плюсами электрических калориферов является простой монтаж, отсутствие необходимости подведения трубопровода, и независимость от отопительного сезона. К минусам относят большой расход электроэнергии и нецелесообразность установки в мощные вентиляционные системы, обслуживающие большие пространства.

Калориферы КСк. Расчет и подбор водяных калориферов КСк – Т.С.Т.

Калориферы КСк. Расчет и подбор водяных калориферов КСк

Расчет и подбор водяных калориферов КСк осуществляется в следующей последовательности:

1. подсчет тепловой мощности для нагрева воздуха, 2. расчет фронтального сечения для прохода воздуха и подбор подходящих калориферов, 3. нахождение массовой скорости, 4. определение расхода теплоносителя, 5. подсчет скорости горячей воды в теплообменнике, 6. вычисление коэффициента теплопередачи, 7. определение среднего температурного напора, 8. нахождение теплопроизводительности калорифера или установки, 9. установление запаса по тепловой мощности, 10. расчет аэродинамического сопротивления, 11. определение гидравлического сопротивления по теплоносителю.

Все действия по расчету и подбору водяных калориферов типа КСк выложены пошагово. Прилагаются формулы и таблицы , технические данные и характеристики всех моделей данных воздухонагревателей. Каждый шаг подсчетов и вычислений сопровождается конкретным примером.

1. Определить тепловую мощность для нагрева определенного объема воздуха.

а) Определяем массовый расход нагреваемого воздуха

L – объемное количество нагреваемого воздуха, м3/час

p – плотность воздуха при средней температуре (сумму температуры воздуха на входе и выходе из калорифера разделить на два) – таблица показателей плотности представлена выше, кг/м3

б) Определяем расход теплоты для нагревания воздуха

G – массовый расход воздуха, кг/час

с – удельная теплоемкость воздуха, Дж/(кг •K) , (показатель берется по температуре входящего воздуха, смотреть ниже – по таблице)

t нач – температура воздуха на входе в теплообменник, °С

t кон – температура нагретого воздуха на выходе из теплообменника, °С

Пример подбора и расчета калорифера КСк . Шаг- 1

Подобрать подходящий калорифер КСк для нагрева 17000 м3/час от температуры – 25°С до +23°С. Теплоноситель горячая вода с графиком 95°С на входе в воздухонагреватель, 50°С на выходе.

1. Определить тепловую мощность, необходимую для нагрева 1700 0 м3/час с температуры – 25°С до +23°С.

а) Определяем массовый расход нагреваемого воздуха

1 700 0 – объемное количество нагреваемого воздуха, м3/час

1.3 – плотность воздуха при температуре – 1°С (температура на входе – 25 °С плюс температура воздуха на выходе +2 3°С – делим на два) (- 25+2 3 )/2= – 2 /2= – 1 Плотность воздуха при температуре – 1 имеет значение 1.3 0

б) Определяем расход те п лоты для нагревания воздуха

2 21 00 – массовый расход воздуха, кг/час

1009 – удельная теплоемкость при температуре входящего воздуха – 25 °С, Дж/(кг•K)

+2 3 – температура нагретого воздуха на выходе из теплообменника , °С

– 25 – температура воздуха на входе в теплообменник , °С

Температуру входящего воздуха можно принять, исходя из географического региона, в котором будут эксплуатироваться калориферы. Данные с расчетными средними температурами городов представлены в 3- х таблицах справа. Если в таблице отсутствует ваш город, следует принять показатели близлежащего.

2. Подбор и расчет калориферов – этап второй. Определившись с необходимой тепловой мощностью для обогрева требуемого объема, находим фронтальное сечение для прохода воздуха. Фронтальное сечение – рабочее внутреннее сечение с теплоотдающими трубками, через которое непосредственно проходят потоки нагнетаемого холодного воздуха.

G – массовый расход воздуха, кг/час

v – массовая скорость воздуха – для оребренных калориферов принимается в диапазоне 3 – 5 ( кг/м2•с ). Допустимые значения – до 7 – 8 кг/м2•с

Пример подбора и расчета калорифера КСк . Шаг- 2

Подобрать подходящий калорифер КСк для нагрева 1700 0 м3/час от температуры – 25°С до +23°С. Теплоноситель горячая вода с графиком 95°С на входе в воздухонагреватель, 50°С на выходе.

2. Расчет фронтального сечения для прохода воздуха. Подбираем необходим ую площадь сечени я под массовый расход воздуха 2 210 0 кг/час. Принимаем массовую скорость – 3.6 кг/м2•с .

2 21 00 – массовый расход воздуха, кг/час

3.6 – массовая скорость воздуха , кг/м2•с

При выборе трех или четырех рядной модели (одинаковые номера калориферов – имеют одну и ту же площадь фронтального сечения), ориентируемся на то, что теплообменники КСк4 (четыре ряда) при одной и той же входящей температуре и производительности по воздуху, нагревают его в среднем на восемь- двенадцать градусов больше, чем КСк3 (три ряда теплонесущих трубок), но имеют большее аэродинамическое сопротивление.

Пассивный приток

Если окна старые – они пропускают через щели достаточно много воздуха и улучшают вентиляцию. Сомнительный плюс. Лучше поставить стеклопакеты для сохранения температуры как летом, так и зимой. Тогда потребуется проветривание, но зимой помещение остынет, образуется конденсат, а для полного обновления воздуха нужно минимум полчаса. Добавляем сюда сквозняки и резкую смену температур – результат станет весьма плачевным. Автоматика приточной вентиляции будет весьма относительной – «постольку, поскольку». Принудительная система при большей стоимости даёт куда лучший результат.

Можно при покупке окон добавить в конструкцию оконный клапан или врезать в стену сквозную трубу с клапаном регулировки. В первом случае холодный воздух падает на землю, смешиваясь с тёплым. Во втором трубу можно врезать сразу за батареей, благодаря чему воздух прогреется сразу при попадании в дом. Клапан можно дополнить датчиком влажности и температуры для лучшего контроля климата, добавить фильтр очистки. Минус в зависимости такой системы от скорости ветра – сильные порывы нагнетают лишний воздух, создавая дополнительное давление. Если ветер меняется и дует в вытяжку – необходимо её закрывать, иначе обратная тяга из кухни и туалета разнесёт грязный воздух.

РАСЧЕТ ЭЛЕКТРОКАЛОРИФЕРНОЙ УСТАНОВКИ

  2            

Рисунок 1.1 – Схемы компоновки блока ТЭНов

  2            

Что такое штрипс: особенности изготовления ленты из нержавейки

1 Профессиональная классификация калориферов

Эти мощные и многофункциональные агрегаты входят в состав отопительных систем, которые используются для нагрева воздуха внутри помещения. Крупные производители занимаются промышленным изготовлением калориферов, которые отличаются между собой видами используемых теплоносителей: электрические, водяные, паровые. Стоит отметить, что электрические агрегаты целесообразнее использовать в тех помещениях, где общая площадь не превышает отметку 100 м². Для больших зданий выгоднее всего приобретать водяные модели, которые работают только в том случае, если присутствует хороший источник тепла.

Наибольшей популярностью пользуются водяные и паровые воздухонагреватели. Обе эти модели по форме своей поверхности делятся на 2 основных подвида:

1. 1. Гладкотрубные.
2. 2. Ребристые.

Современный рынок предлагает 4 основных разновидности паровых и водяных калориферов, которые отличаются между собой площадью нагреваемой поверхности:

1. 1. СМ — самый маленький вариант с одним рядом труб.
2. 2. М — исключительно для маленькой площади.
3. 3. С — средний вариант с тремя рядами труб.
4. 4. Б — самый большой экземпляр.

Многие потребители предпочитают именно водяные калориферы, которые отличаются не только высоким качеством, но и тем, что они хорошо справляются с большими температурными колебаниями — от +70 до +110˚С. Чтобы такой агрегат правильно функционировал, вся вода, которая циркулирует в отопительной системе, должна быть нагрета до максимальной отметки +180˚С. Огромный плюс в том, что в жаркое время года эта установка может успешно эксплуатироваться в качестве вентилятора.

Определение

Калорифер (более профессиональное название «канальный нагреватель») – универсальный прибор, используемый во внутренних системах вентилирования для передачи тепловой энергии от нагревательных элементов к воздуху, проходящему через систему полых трубок.

Канальные нагреватели различаются способом передачи энергии и разделяются на:

1. Водяные — энергия передаётся через трубы с горячей водой, паром.
2. Электрические — тэны, получающие энергию от центральной сети электроснабжения.

Существуют также калориферы, работающие по принципу рекуперации: это утилизации тепла из помещения за счёт его передачи приточному воздуху. Рекуперации осуществляется без контакта двух воздушных сред.

Более подробная информация об устройстве и нормативных данных СНиП и ГОСТ представлена в статье «Описание калориферов и узлов обвязки приточной вентиляции».

Электрический калорифер

Основа – нагревательный элемент из проволоки или спиралей, через него проходит электрический ток. Между спиралями пропускается холодный уличный воздух, он нагревается и подаётся в помещение.

Электрокалорифер подходит для обслуживания вентсистем небольшой мощности, так как особого расчёта для его эксплуатации не требуется, поскольку все необходимые параметры указываются производителем.

Главный недостаток этого агрегата — инерция между нагревательными нитями, она приводит к постоянному перегреву, и, как следствие, выходу прибора из строя. Проблема решается установкой дополнительных компенсаторов.

Водяной калорифер

Основа водяного калорифера – нагревательный элемент из полых металлических трубок, через них пропускается горячая вода или пар. Наружный воздух поступает с противоположной стороны. Проще говоря, воздух движется сверху вниз, а вода — снизу вверх. Таким образом, пузырьки кислорода удаляются через специальные клапаны. Водяной канальный нагреватель используется в большей части крупных и средних вентиляционных систем. Этому способствует высокая производительность, надёжность и ремонтопригодность оборудования.

Кроме нагревательного элемента в состав системы входит узел обвязки: (обеспечивает подвод теплоносителя к обменщику), насос, прямые и обратные клапаны, запорная арматура и блок для автоматического управления. Для климатических зон, где минимальная температура зимой опускается ниже нуля, предусматривается система предотвращения замерзания рабочих трубок.

Выводы и полезное видео по теме

В видео ниже предоставлены рекомендации по выбору приточной вентиляции с подогревом и рассмотрены ключевые различия между наборной вентиляционной системой и моноблоком:

Автор следующего видео рассматривает преимущества и недостатки приточной вентиляционной системы и популярного среди владельцев квартир бризера:

Воздухообмен и вывод углекислого газа из помещения являются основой здорового микроклимата в квартире. Осуществить максимально полноценную циркуляцию воздуха можно с помощью приточной вентиляционной системы. Эффективный подогрев воздуха, поступающего из приточной вентиляции, практически незаменим в условиях нашего климата.

Рационально подобранный нагреватель даст возможность сэкономить энергоресурсы и поддерживать оптимальную температуру в квартире, обеспечивая помещение необходимым объемом свежего воздуха.

А каким способом подогрева приточного воздуха пользуетесь вы? Считаете ли вы свой вариант наиболее рациональным – делитесь своим мнением и полезной информацией по монтажу нагревателя с другими пользователями в блоке для комментариев, расположенном ниже.

Выводы