Расчет калорифера: правила расчета мощности водяного и электрического агрегатов

Устройство и принцип действия

Водяной канальный нагреватель представляет собой корпус из оцинкованных либо нержавеющих сталей. Внутри него обязательно в шахматном порядке располагаются звенья пустого внутри змеевика из меди или медных сплавов. Также в устройстве водяного нагревателя имеются алюминиевые пластины, которые предназначены для отдачи тепла.

Прямоугольный канальный нагреватель будет долго и эффективно эксплуатироваться только при условии наличия в магистрали фильтра, очищающего поступающий воздух. В последнем не должно быть абразивных элементов, агрессивных веществ и других примесей. Возможные рабочие температуры составляют от 5 до 60 градусов.

Чтобы нагреватель действовал с максимальной эффективностью, давление в вентиляционной системе должно быть не менее 1,5 мПа. Зачастую канальный нагреватель воздуха, работающий по этому принципу, не имеет своей автономной системы управления. Производительность агрегата регулируют внешними устройствами.

В качестве основного элемента используются нагревательные элементы в виде спирали. Воздух, подающийся по системе приточной вентиляции, проходит через нагреватели, которые отдают ему часть своего тепла, а затем по вентиляционной системе попадает в помещение.

Чтобы оборудование могло работать в течение всего срока службы, многие производители рекомендуют эксплуатировать канальные нагреватели вместе с механическим фильтром – воздух обязательно должен быть максимально чистым. В продаже можно найти различные модели, которые подключаются к общему вентиляционному комплексу. В свою очередь, программное обеспечение, управляющее вентиляцией, должно предусматривать и функции управления нагревателем.

Обязательно предусматривается программная защита от перегрева. Однако многие современные модели имеют встроенную защиту в случае перегрева. Она реализована посредством биметаллических термовыключателей. Их два – один из них рассчитан на срабатывание при 70 градусах, другой создан для реагирования в случае пожара и срабатывает при 130 градусах.

Для нормальной работы нагревателя поток воздуха должен подаваться со скоростью не меньше 2 м/с. Данные устройства рассчитаны на температуру воздуха от 0 до 30 градусов выше нуля, при этом влажность составляет до 80%. Что касается максимально возможного подогрева, то воздух на выходе равен 40 градусам.

Преимущества и недостатки

Расчет калорифера: правила расчета мощности водяного и электрического агрегатов

При всем удобстве калориферы потребляют большое количество электроэнергии

Водяные и паровые калориферы, предназначенные для отопления производственных помещений, крайне выгодны, поскольку не требуют дополнительных вложений. Финансовые средства затрачиваются только на приобретение устройства. Их достоинства:

  • быстрое достижение желаемой температуры воздуха;
  • простой монтаж;
  • безопасность;
  • надежность;
  • возможность регулировки уровня обогрева.

Из недостатков отмечаются:

  • использование в помещениях с плюсовой температурой воздуха;
  • невозможность применения для обогрева квартир;
  • требуется оборудование для обеспечения воздушной тяги;
  • если прекращается подача теплоносителя, система перестает работать.

Последний пункт справедлив и для электрокалориферов, только касается перебоев с подачей электроэнергии.

Работа электрических калориферов сопровождается лишь незначительными перепадами давления. Для них очень легко рассчитать необходимую мощность. Также среди преимуществ: широкая доступность, приемлемая стоимость, простота монтажа, возможность использовать канальные нагреватели для круглых каналов. Среди минусов электрических моделей стоит отметить большую инерцию в спиралях накаливания.

Жидкостный канальный нагреватель воздуха – это наиболее популярное решение для большинства систем вентиляции. Вода двигается в прямоугольном направлении, противоположном воздушному потоку.

Регулирование температуры автоматическое и ручное

Перейти к содержимому

Расчет калорифера: правила расчета мощности водяного и электрического агрегатов

На данной странице представлен онлайн-расчет водяных калориферов. В режиме онлайн можно рассчитать следующие данные:— 1.

необходимую мощность калорифера для отопительно-приточной установки, в зависимости от объема и температуры нагреваемого воздуха — 2.

температуру воздуха на выходе из водяного калорифера, в зависимости от его мощности, объема и температуры нагнетаемого воздуха— 3. расход горячей воды, в зависимости от подобранной мощности калорифера и используемого графика теплоносителя

1. Онлайн-расчет мощности водяного калорифера (расхода тепла на обогрев приточного воздуха)

В поля вносятся показатели: объем нагнетаемого вентилятором холодного воздуха (м3/час), температура входящего в калорифер воздуха (как правило, берется средняя температура наиболее холодной пятидневки вашего региона), необходимая температура на выходе из калорифера. На выходе (по результатам онлайн-расчета) показывается требуемая мощность водяного калорифера для соблюдения заложенных условий.

1 поле. Объем проходящего через калорифер приточного воздуха (м3/час)2 поле. Температура воздуха на входе в водяной калорифер (°С

ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ:  Датчик уровня воды: устройство и принцип действия

3 поле. Необходимая температура воздуха на выходе из калорифера

(°С) поле (результат). Требуемая мощность калорифера (расход тепла на подогрев приточного воздуха) для введенных данных

Онлайн-подбор водяного калорифера по объему нагреваемого воздуха и тепловой мощности

Ниже выложена таблица с номенклатурой водяных калориферов производства нашего предприятия. По таблице можно ориентировочно подобрать подходящий для ваших данных воздухонагреватель.

Изначально ориентируясь на показатели объема нагрева воздуха в час (производительности по воздуху), можно подобрать водяной калорифер для наиболее распространенных тепловых режимов.

Кликнув мышкой по названию выбранного воздухоподогревателя, можно перейти на страницу с подробными теплотехническими параметрами и рабочими расчетами данного водяного калорифера.

Наименование калорифера Диапазон производительности по воздуху, м³/ч Температура входящего / выходящего воздуха, °С Диапазон тепловой мощности (в зависимости от производительности по воздуху), кВт

2. Онлайн-расчет температуры воздуха на выходе из водяного калорифера

В поля вносятся показатели: объем нагреваемого воздуха (м3/час), температура воздуха на входе в калорифер, мощность подобранного воздухонагревателя.На выходе (по результатам онлайн-расчета) показывается температура выходящего нагретого воздуха.

Расчет калорифера: правила расчета мощности водяного и электрического агрегатов

3 поле. Тепловая мощность подобранного воздухонагревателя

(кВт) поле (результат). Температура воздуха на выходе из калорифера (°С)

3. Онлайн-расчет расхода теплоносителя калорифером (в зависимости от температурного графика и мощности)

В поля вносятся показатели: мощность подобранного калорифера (кВт), температура входящего теплоносителя (прямоток), температура теплоносителя на выходе из нагревателя (обратка). На выходе (по результатам онлайн-расчета) показывается необходимое количество теплоносителя в час для соблюдения заложенных условий.

1 поле. Производительность по теплу (мощность) водяного калорифера (кВт)2 поле. Температура теплоносителя на подаче в воздухонагреватель (°С

3 поле. Температура теплоносителя на выходе из воздухонагревателя

Расчет калорифера: правила расчета мощности водяного и электрического агрегатов

(°С) поле (результат). Расход теплоносителя калорифером при данном температурном графике (кг/час)

Температуравоздуха в кабине регулируется с помощьюсмесительных кранов, изменяющихтемпературу воздуха, подаваемого вкабину в пределах 0 — 110° С. Выключателиуправления смесительными кранамирасположены на панели кабины экипажа.На панели могут быть установленыпереключатель перевода управлениякранами на «Автомат» и «Ручное» и двапереключателя «Тепло-Холод» регулированиятемпературы подаваемого в кабинувоздуха левой и правой системами приручном управлении. На этой же панелинаходится рукоятка задатчика температурывоздуха и термометр.

Температураподаваемого в кабину воздуха, в данномслучае, контролируется двухстрелочнымэлектрическим термометром, установленнымна панели приборной доски, датчикитемпературы воздуха установлены втрубопроводах СКВ.

Такжеможет быть включен блок управления итермореле, ограничивающее температурувоздуха в гермокабине как при автоматическомтак и ручном управлении температуройвоздуха.

СКВподает свежий воздух в соответствующуюзону гермокабины и автоматическиподдерживает в ней температуру, заданнуюна пульте управления.

Расчет калорифера: правила расчета мощности водяного и электрического агрегатов

Так,например, летом при наружной температуревоздуха на земле 45 ºС системакондиционирования может охладить вполете зоны гермокабины до температурыне выше 25 град.

Зимойпри наружной температуре воздуха наземле -50 ºС система кондиционированияможет обогреть зоны гермокабины дотемпературы не ниже 17 град.

Приручном управлении температура подаваемоговоздуха не превысит 100 ºС. За этим всистеме следит термореле. Если приотказе узла регулирования температуравоздуха, подаваемого в одну из зонсалона, превысит 120 ºС на время более 20с, то подача воздуха в соответствующуюподсистему будет автоматически прекращенапо сигналу от термореле. При этомоткроется заслонка, кольцующая подсистемыпередней и задней зон салона, и работающаяподсистема будет подавать воздух в обезоны салона.

Такжевозможна подача воздуха в индивидуальныезоны. В подсистеме индивидуальнойвентиляции автоматически поддерживаетсятемпература воздуха 18 ºС, в режимеинтенсивного охлаждения — 13 ºС. Приручном управлении температура непревысит 50 ºС. За этим в подсистемеследит термореле.

Наземле при неработающих двигателяхвоздух в систему кондиционированияможет отбираться от вспомогательнойсиловой установки. Перед посадкойпассажиров в самолет через штуцерназемного кондиционирования притемпературе наружного воздуха выше25 ºС производится охлаждение, а ниже5 ºС — обогрев пассажирского салона икабины экипажа, при температуре 5-25 ºСпроизводится вентиляция пассажирскогосалона и кабины экипажа.

ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ:  Расчет стропильной системы двухскатной крыши

Классификация калориферов по разным признакам

Калориферы включают в конструкцию системы отопления для нагрева воздуха. Существуют следующие группы этих приборов по виду используемого теплоносителя: водяные, электрические, паровые, огневые . Электрические приборы имеет смысл использовать для помещений площадью не более 100 м². Для зданий с большими площадями более рациональным выбором будут калориферы водяные, которые функционируют только при наличии источника тепла.

Наиболее популярны паровые и водяные калориферы. Как первые, так и вторые по форме поверхности делятся на 2 подвида: ребристые и гладкотрубные. Ребристые калориферы по геометрии ребер бывают пластинчатыми и спирально-навивными.

Производительность калориферов, работающих на таком теплоносителе как пар, регулируют при помощи специальных клапанов, установленных на входной трубе ( )

Расчет калорифера: правила расчета мощности водяного и электрического агрегатов

По конструкционному исполнению эти приборы могут быть одноходовыми, когда теплоноситель в них совершает движение по трубкам, придерживаясь постоянного направления и многоходовыми, в крышках которых имеются перегородки, вследствие чего направление движение теплоносителя постоянно меняется. В продажу поступают 4 модели калориферов водяных и паровых, отличающиеся площадью поверхности нагрева:

  • СМ — самая малая с одним рядом труб;
  • М — малая с двумя рядами труб;
  • С — средняя с трубами в 3 ряда;
  • Б — большая, имеющая 4 ряда труб.

Водяные калориферы в процессе эксплуатации выдерживают большие температурные колебания — 70-110⁰. Для хорошей работы калорифера этого типа вода, циркулирующая в системе должна быть нагретой максимум до 180⁰. В теплое время года калорифер может выполнять роль вентилятора.

Галерея изображений

Фото из

По типу задействованного в нагреве теплоносителя калориферы делятся на водяные, паровые, огневые и электрические

В обогреве частных, коммерческих и производственных объектов чаще всего применяются паровые и водяные калориферы

— самый простой вариант в установке, подключении и обслуживании, но не слишком рациональный с экономической точки зрения

Водяной калорифер в производственном помещении

Паровой калорифер на остекленной террасе

Компактный электрический нагреватель воздуха

Паровая спирально-навивная модель

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.

Расчет калорифера: правила расчета мощности водяного и электрического агрегатов

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.

Расчет калорифера: правила расчета мощности водяного и электрического агрегатов

Гладкотрубный теплообменник

Расчет калорифера: правила расчета мощности водяного и электрического агрегатов

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.

Необходимость проведения расчета калорифера

Оборудование для воздушного отопления помещений нуждается в правильном подборе. Соответствие мощности и производительности приборов параметрам здания, климатическим условиям или потребностям людей — самые важные аспекты эксплуатации воздухонагревателей. Если установленный прибор не соответствует потребностям помещения и не справляется со своими функциями, то появится ощущение дискомфорта, снизится работоспособность персонала, ухудшатся производственные условия, что может отрицательным образом сказаться на качестве выпускаемой продукции, оказываемых услуг или иных сфер деятельности человека.

ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ:  Пластиковые воздуховоды для вентиляции: расчет, подбор и монтаж

Мнение экспертаИнженер теплоснабжения и вентиляции РСВФедоров Максим Олегович

Важно! Необходимо сразу же заметить, что выполнение такого расчета — сложная задача, требующая немалого опыта и знаний. Для неподготовленного человека такая задача, скорее всего, окажется непосильной и потребует обращения к специалистам

Если уверенности в своих силах нет, то лучше не тратить время и сразу же заказать расчет в специализированной организации, где работают грамотные специалисты.

Выбор типа прибора

Прежде, чем приступить к выбору типа прибора, надо выяснить, какие вообще существуют воздухонагреватели. Они могут быть:

  • электрические
  • водяные
  • газовые

Особенность конструкции

Основные элементы

  • Решетка воздухозаборная. Несет как декоративное назначение, так и служит барьером для пыли и других частиц, которые содержит в себе ветровые массы.
  • Клапан. При отключении вентиляции, клапан блокирует проход для свежего воздуха, создавая непреодолимый барьер. Зимой он может препятствовать прохождению большого потока воздуха. Можно автоматизировать его работу с помощью электропривода.
  • Фильтры, очищают ветровые массы. Раз в полгода их необходимо менять.
  • Водяной, электрический калорифер, который и выполняет функцию нагревания воздуха.
  • Для небольших построек целесообразно использовать электрический калорифер. В больших помещениях лучше использовать водяной калорифер.
  • Диффузоры – помогают распределять воздух.
  • Вентиляторы.
  • Шумоглушитель.
  • Рекуператор.

Расчет калорифера: правила расчета мощности водяного и электрического агрегатов

В составе комплекса находятся несколько нагревательных элементов. Они изготавливаются преимущественно из высококачественных нержавеющих сталей. Для того чтобы исключить соприкосновение нагревательных элементов, они разделены при помощи специальных пластин. Это позволяет увеличить надежность, а также срок службы и безопасность всего нагревателя.

Корпус изготавливается из нержавеющей или оцинкованной стали. Система производится с классом защиты IP43. Области применения – это преимущественно с круглыми воздуховодами. Канальный нагреватель электрический идеально подходит для использования в системе вентиляции помещений с достаточно большой площадью. Это могут быть различные выставочные залы и комплексы, производственные цеха, торговые центры, залы ожиданий.

Работа сжатия А PdV Т2Т1 хР1Р20,41,4 А 4,75 кдж WQ 24,2 кдж

Потеря тепловой энергии WQ =Mx(T2–T1)xСv

35333

с Т=300 К (при постоянном объеме). Q = 20,8 кдж

4 54 43

Работа сжатия А = ∫ PdV Т4=Т3 х (Р4/Р3)0,4/1,4 А = 2,84 кДж WQ = 19,65 кДж

Прирост тепловой энергии WQ =Mx(T4–T3)xСv

5 5553

без перепада давления и без совершения работы. Q=23,6 кДж

Полезная тепловая энергия Q= Mx(T5–T1)xСp

Далее – возвращение к началу цикла и повторение всего цикла.

Результатом каждого нового цикла является получение порции (1,16 кг) теплого воздуха с теплосодержанием Qполезн = 23,6 кДж. Затраты механической энергии в цикле равны работе расширения минус частичная рекуперация энергии при сжатии Азатр= –4,75 2,84 = –1,91 кДж. В результате, генерация тепла в цикле в 12,3 раза превышает затраченную механическую энергию ( 23,6 / 1,91 = 12,3). Если длительность цикла составляет 10 секунд, то мощность генерации тепла равна 2,36 кВт, а потребляемая мощность – 0,191 кВт.

ВСАСЫВАЕНИЕ

РАСШИРЕНИЕ

НАГРЕВАНИЕ

СЖАТИЕ

ВЫПУСК

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Воздушный цикл охлаждения 1 м3 воздуха (М=1,16 кг Сv=717,5 Дж, Ср=1004,5 Дж).

https://www.youtube.com/watch?v=https:wgb8AloHNx0

Наполнение происходит без совершения работы А=0.

Оцените статью
MALIVICE.RU