Jak obliczyć moc urządzenia do ogrzewania powietrza

Grzejnik zapewnia i utrzymuje żądaną temperaturę w pomieszczeniu. Jest zainstalowany w systemie wymuszonej wentylacji, klimatyzacji i ogrzewania, jest w stanie ogrzewać duże obszary, ponieważ charakteryzuje się dużą mocą i wydajnością. Aby urządzenie działało poprawnie, przed zakupem należy obliczyć moc grzejnika.

Klasyfikacja grzejników

Urządzenia działają z różnych źródeł energii i są klasyfikowane według rodzaju chłodziwa. Trzy typy są szeroko stosowane:

• woda;
• parowy;
• elektryczny.

Te pierwsze same nie ogrzewają powietrza, a jedynie przenoszą ciepło do strumienia powietrza, ponieważ nośnik ciepła jest doprowadzany do nagrzewnicy powietrza. Urządzenia elektryczne nie używają płynu chłodzącego, ogrzewają powietrze dzięki elektryczności. Głównymi elementami takich urządzeń są elementy grzewcze.

woda

Podgrzewacze wody są opcją budżetową. Ich cena i koszty utrzymania są niskie. Konieczne jest doprowadzenie systemu zaopatrzenia w wodę do urządzenia, więc instalacja wymaga pewnych umiejętności. Szybkie przeniesienie go w inne miejsce nie będzie działać. Płyn chłodzący (woda lub glikol etylenowy) może pochodzić z systemu grzewczego, ciepłej wody lub kotła. Aby wyregulować temperaturę powietrza, należy wziąć pod uwagę moc, poziom ogrzewania chłodziwa i masę powietrza. Sterowanie odbywa się za pomocą termostatu.

Podczas instalowania podgrzewaczy wody i pary nie można stosować rur polimerowych i metalowo-plastikowych, ponieważ się stopią. Zalecane są rury stalowe ocynkowane.

Oprócz wydajności urządzenie wodne jest inne:

• łatwość użycia;
• wysoka wydajność;
• bezpieczeństwo
• prosta zasada działania.

Wadą są ograniczenia dotyczące minimalnej temperatury i zawartości pyłu w strumieniu wejściowym.

Wskazane jest zainstalowanie urządzenia wodnego w przestronnych pomieszczeniach produkcyjnych, magazynach, obiektach gastronomicznych, domkach z dobrą wentylacją. Szybko ogrzewa duże ilości powietrza.

Parowy

Oprócz płynu chłodzącego, podgrzewacze parowe praktycznie nie różnią się od podgrzewaczy wody. Nieznaczną różnicą jest grubość ścianek rury 2 mm w porównaniu do 1,5 mm. Potrzeba dodatkowego wzmocnienia jest związana z wysokim ciśnieniem w układzie pary. Zmienia się od 0,5 do 1,2 Pa. Użyj stali węglowej i nierdzewnej.

Grzejniki parowe są również instalowane w przedsiębiorstwach i tych, w których podczas procesu produkcji powstaje para. Maksymalna temperatura pary wynosi 180 ° C.

Elektryczny

Grzejnik elektryczny nie musi być połączony z nośnikiem ciepła; ma małe wymiary i wagę, dlatego jest łatwiejszy do zainstalowania.

Zalety urządzeń elektrycznych:

• wygoda użytkowania;
• Mobilność;
• ścisłość.

Niedogodności:

• praca na elektryczności;
• osusz powietrze.

Wysokie koszty energii sprawiają, że stałe korzystanie z urządzeń tego typu jest nieopłacalne. Są mniej wydajne niż urządzenia parowe i wodne, więc nie nadają się do ogrzewania pomieszczeń o powierzchni większej niż 100 m2, ale są optymalne do ogrzewania mieszkań. Urządzenia elektryczne zużywają trzy razy więcej energii niż podgrzewacze wody, ale mają mniejszą wydajność. Często są używane jako tymczasowe grzejniki.

Aby wyregulować temperaturę masy powietrza na wylocie, wystarczy zainstalować czujnik temperatury.

Aby oszczędzać energię, musisz zainstalować rekuperator.

Zalety i wady

Grzejniki wodne i parowe przeznaczone do ogrzewania pomieszczeń przemysłowych są niezwykle korzystne, ponieważ nie wymagają dodatkowych inwestycji. Środki finansowe są wydawane tylko na zakup urządzenia. Ich zalety:

• szybkie osiągnięcie pożądanej temperatury powietrza;
• prosta instalacja;
• bezpieczeństwo;
• niezawodność;
• możliwość regulacji poziomu ogrzewania.

Z niedociągnięć odnotowano:

• stosować w pomieszczeniach o dodatniej temperaturze powietrza;
• niemożność wykorzystania do ogrzewania mieszkań;
• sprzęt wymagany do zapewnienia trakcji powietrznej;
• jeśli przepływ płynu chłodzącego zostanie zatrzymany, system przestanie działać.

Ostatni punkt dotyczy również grzejników elektrycznych, tylko w przypadku przerw w dostawie prądu.

Projektowanie różnych typów grzejników

Grzejnik jest wymiennikiem ciepła, który przenosi energię chłodziwa do strumienia ogrzewania powietrza i działa na podstawie suszarki do włosów. Jego konstrukcja obejmuje zdejmowane osłony boczne i elementy przenoszące ciepło. Mogą być połączone w jedną lub więcej linii. Wbudowany wentylator zapewnia ciąg powietrza, a masa powietrza wchodzi do pomieszczenia przez szczeliny między elementami. Kiedy przechodzi przez nie powietrze z ulicy, ciepło jest przekazywane do niego. Nagrzewnica powietrza jest zainstalowana w kanale wentylacyjnym, więc urządzenie musi pasować do wału pod względem wielkości i kształtu.

Grzejniki wodne i parowe

Grzejniki wodne i parowe mogą być dwojakiego rodzaju: żebrowana i gładka rura. Pierwszy z kolei dzieli się na dwa typy: blaszkowate i spiralnie zwijane. Projekt jest jednokierunkowy lub wielokierunkowy. W urządzeniach wielokierunkowych istnieją przegrody, dzięki którym zmienia się kierunek przepływu. Rurki znajdują się w 1-4 rzędach.

Podgrzewacz wody składa się z metalowej, często prostokątnej ramy, wewnątrz której umieszczone są rzędy rur i wentylator. Podłączenie wykonuje się do kotła lub instalacji centralnego ogrzewania za pomocą rur wylotowych. Wentylator znajduje się wewnątrz, pompuje powietrze do wymiennika ciepła. Do sterowania mocą i temperaturą powietrza wyjściowego stosuje się zawory 2- lub 3-drogowe. Urządzenia są instalowane na suficie lub na ścianie.

Istnieją trzy odmiany podgrzewaczy wody i pary.

Gładka rura. Konstrukcja składa się z pustych rurek (średnica od 2 do 3,2 cm) umieszczonych w małych odstępach (rzędu 0,5 cm). Mogą być wykonane ze stali, miedzi, aluminium. Końce rurek komunikują się z kolektorem. Ogrzany płyn chłodzący dostaje się do wlotu, kondensat lub schłodzona woda do wylotu. Modele z gładkimi rurkami są mniej wydajne niż inne.

Funkcje użytkowania:

• minimalna temperatura strumienia wlotowego wynosi –20 ° C;
• wymagania dotyczące czystości powietrza - nie więcej niż 0,5 mg / m3 pod względem zawartości pyłu.

Prążkowany. Ze względu na żebrowane elementy zwiększa się powierzchnia wymiany ciepła, dlatego ceteris paribus, grzejniki żebrowe są bardziej wydajne niż grzejniki z gładką rurką. Modele płytowe wyróżniają się tym, że płyty są montowane na rurkach, co dodatkowo zwiększa powierzchnię wymiany ciepła. W granatowej stali nawijana jest taśma falista.

Bimetal z płetwami. Największą wydajność osiąga się dzięki zastosowaniu dwóch metali: miedzi i aluminium. Kolektory i dysze wykonane są z miedzi, a lamele z aluminium. Ponadto wykonywany jest specjalny rodzaj płetwy - walcowanie spiralne.

W urządzeniach elektrycznych powietrze ogrzewa się z powodu kontaktu z rozgrzanymi do czerwoności płytami lub spiralami. Elementy grzejne wykonane są z metali ogniotrwałych.

Obliczanie mocy podgrzewacza

W celu poprawnego obliczenia nagrzewnicy powietrza konieczne jest określenie danych początkowych: wydajności, gęstości powietrza, temperatury ulicy i pożądanej temperatury w pomieszczeniu. Te ostatnie wskaźniki są niezwykle ważne, ponieważ od nich zależy ilość ciepła wydanego na ogrzewanie 1 m3 powietrza. Część danych można znaleźć w specjalnych tabelach.

Urządzenie wodne

Aby obliczyć pole przekroju podgrzewacza wody, użyj wzoru Af = L × ρ_św/3600 (ϑρ). Zastosowane wartości to:

• L. - wydajność wyrażona w m3 / h lub kg / h;
• p_św - gęstość powietrza ulicznego zgodnie z tabelą;
• ϑρ - prędkość masy powietrza w przekroju.

Po otrzymaniu wyniku do systemu wentylacyjnego wybierana jest jedna standardowa nagrzewnica powietrza lub kilka urządzeń, dzięki czemu powierzchnia lub suma powierzchni jest równa lub nieznacznie większa niż obliczona wartość.

Masowe natężenie przepływu powietrza w kg / h oblicza się według wzoru G = L × p_poślubić:

• p_poślubić- gęstość powietrza w średniej temperaturze.

pav obliczone według wzoru (t_św+ t_kon)/2:

• t_św - Temperatura powietrza zewnętrznego w najzimniejszym pięciodniowym tygodniu;
• t_kon - żądana temperatura pokojowa.

Następnie dla wskaźnika średniego określ gęstość zgodnie z tabelą.

Zużycie ciepła na ogrzewanie powietrza oblicza się według wzoru:Q (W) = G × c × (t_kon–T_św)

Na przykład dane zostaną obliczone, jeśli są znane:

• L. - 10000 m3 / h (wydajność jest wskazana w dokumentacji);
• t_kon - 21 ° C;
• t_św - –25 ° C.

pav = (- 25 ° C + 21 ° C) / 2 = –2 ° C

Gęstość powietrza w tej temperaturze wynosi 1,303.

Masowe natężenie przepływu masy powietrza wynosi G = 10000 m3 / h × 1,303 kg / m3 = 13030 kg / h

Stąd Q = 13030/3600 × 1011 × (21 - (- 25)) = 168325 W.

Do tej wartości należy dodać 10-15% rezerwy mocy.

Podgrzewacz parowy

Moc podgrzewacza pary określa się w ten sam sposób, tylko do obliczeń sol użyj wzoru G = Q / r. r - ciepło właściwe wytwarzane podczas kondensacji pary w kJ / kg.

Elektryczna nagrzewnica powietrza

W przypadku urządzeń elektrycznych większość niezbędnych danych jest zwykle wskazywana przez producenta, co znacznie upraszcza obliczenia ogrzewania powietrza i wybór nagrzewnicy powietrza. Pomimo stosunkowo niskiej mocy cieplnej, system elektro-grzewczy zużywa dużo prądu, dlatego często musi być podłączony osobnym kablem do ekranu. Grzejniki o mocy powyżej 7 kW są zasilane przez 380 V.

Bieżące zużycie jest obliczane według wzoruI = P / UgdzieP. - moc i U - Napięcie. Wartość U zależy od funkcji połączenia. Jeśli połączenie jest jednofazowe, U = 220 V.jeśli trzy fazy U = 660 V..

Temperaturę ogrzewania oblicza się według wzoruT = 2,98 × P / Lgdzie L. - jak w innych obliczeniach, wydajność systemu.

Aby ogrzewać małe obszary, zaleca się zakup elektrycznej nagrzewnicy powietrza, jest to wygodniejsze i nie wymaga skomplikowanej instalacji. Jeśli powierzchnia grzewcza wynosi ponad 100 m2, bardziej opłacalne jest użycie urządzenia wodnego lub parowego. W każdym razie, aby prawidłowo dokonać wyboru nagrzewnicy powietrza, należy wykonać wstępne obliczenia.