Como calcular a potência do dispositivo para aquecer o ar

O aquecedor fornece e mantém a temperatura desejada na sala. É instalado no sistema de ventilação forçada, ar condicionado e aquecimento, capaz de aquecer grandes áreas, pois é caracterizado por alta potência e desempenho. Para que o dispositivo funcione corretamente, é necessário calcular a potência do aquecedor antes de comprá-lo.

Classificação de aquecedores

Os dispositivos operam a partir de diferentes fontes de energia e são classificados por tipo de líquido de refrigeração. Três tipos são amplamente utilizados:

• água;
• vapor;
• elétrico.

Os primeiros não aquecem o ar, mas apenas transferem calor para o fluxo de ar, uma vez que o transportador de calor é levado ao aquecedor de ar. Aparelhos elétricos não usam refrigerante, eles aquecem o ar graças à eletricidade. Os principais elementos de tais dispositivos são elementos de aquecimento.

Água

Aquecedores de água são uma opção de orçamento. Seus preços e custos de manutenção são baixos. É necessário trazer um sistema de abastecimento de água para o dispositivo, para que a instalação exija certas habilidades. Transferi-lo rapidamente para outro local não funcionará. O líquido de arrefecimento (água ou etileno glicol) pode ser proveniente de um sistema de aquecimento, água quente ou caldeira. Para ajustar a temperatura do ar, é necessário levar em consideração a potência, o nível de aquecimento do líquido de arrefecimento e a massa de ar. O controle é realizado usando um termostato.

Ao instalar aquecedores de água e vapor, tubos de polímero e metal-plástico não podem ser usados, pois derreterão. Tubos de aço galvanizado são recomendados.

Além da eficiência, o dispositivo de água é diferente:

• fácil de usar;
• alta eficiência;
• segurança
• princípio simples de ação.

A desvantagem são as restrições sobre a temperatura mínima e o conteúdo de poeira do fluxo de entrada.

É aconselhável instalar um dispositivo de água em espaçosas salas de produção, armazéns, estabelecimentos de restauração, cabanas com boa ventilação. Aquece rapidamente grandes volumes de ar.

Vapor

Além do líquido de arrefecimento, os aquecedores a vapor são praticamente diferentes dos aquecedores de água. Uma diferença insignificante é a espessura de 2 mm das paredes do tubo versus os 1,5 mm. A necessidade de amplificação adicional está associada à alta pressão em um sistema de vapor. Varia de 0,5 a 1,2 Pa. Use aço carbono e aço inoxidável.

Os aquecedores a vapor também são instalados nas empresas e naquelas em que o vapor é formado durante o processo de produção. A temperatura máxima do vapor é de 180 ° C.

Elétrico

O aquecedor elétrico não precisa ser conectado a um transportador de calor, possui pequenas dimensões e peso, portanto, é mais fácil de instalar.

As vantagens dos dispositivos elétricos:

• a conveniência de uso;
• mobilidade;
• compacidade.

Desvantagens:

• trabalho em eletricidade;
• secar o ar.

Os altos custos de energia tornam o uso constante de dispositivos desse tipo não rentável. Eles são menos potentes que os aparelhos a vapor e a água, portanto, não são adequados para aquecer salas com uma área superior a 100 m2, mas são ideais para aquecer apartamentos. Aparelhos elétricos consomem três vezes mais energia que aquecedores de água, mas têm desempenho inferior. Muitas vezes, eles são usados ​​como aquecedores temporários.

Para ajustar a temperatura da massa de ar na saída, é necessário instalar apenas um sensor de temperatura.

Para economizar energia, você deve instalar o recuperador.

Vantagens e desvantagens

Os aquecedores de água e vapor projetados para aquecer instalações industriais são extremamente benéficos porque não requerem investimentos adicionais. Os recursos financeiros são gastos apenas na compra do dispositivo. Suas vantagens:

• obtenção rápida da temperatura do ar desejada;
• instalação simples;
• segurança;
• confiabilidade;
• a capacidade de ajustar o nível de aquecimento.

Das deficiências observadas:

• uso em salas com temperatura positiva do ar;
• a incapacidade de usar para aquecer apartamentos;
• equipamento necessário para fornecer tração ao ar;
• se o fluxo do líquido de refrigeração parar, o sistema para de funcionar.

O último ponto também é válido para aquecedores elétricos, apenas para quedas de energia.

Projeto de diferentes tipos de aquecedores

Um aquecedor é um trocador de calor que transfere energia do líquido de arrefecimento para um fluxo de aquecimento do ar e funciona com base em um secador de cabelo. Seu design inclui proteções laterais removíveis e elementos de transferência de calor. Eles podem ser conectados em uma ou mais linhas. O ventilador embutido fornece corrente de ar e a massa de ar entra na sala através dos espaços existentes entre os elementos. Quando o ar da rua passa através deles, o calor é transferido para ela. O aquecedor de ar é instalado no duto de ventilação; portanto, o dispositivo deve corresponder ao tamanho e formato do eixo.

Aquecedores de água e vapor

Os aquecedores de água e vapor podem ser de dois tipos: tubo com nervuras e liso. Os primeiros, por sua vez, são divididos em dois tipos: lamelar e espiral. O design é unidirecional ou multidirecional. Nos dispositivos de várias vias, existem partições, devido às quais a direção do fluxo muda. Os tubos estão localizados em 1-4 linhas.

Um aquecedor de água consiste em uma estrutura metálica, geralmente retangular, dentro da qual existem fileiras de tubos e um ventilador. A conexão é feita na caldeira ou na planta de aquecimento central usando tubos de saída. O ventilador está localizado no lado interno, bombeia ar para o trocador de calor. Para controlar a potência e a temperatura do ar de saída, são usadas válvulas de 2 ou 3 vias. Os dispositivos são instalados no teto ou na parede.

Existem três variedades de aquecedores de água e vapor.

Tubo liso. O projeto consiste em tubos ocos (diâmetro de 2 a 3,2 cm) localizados em pequenos intervalos (da ordem de 0,5 cm). Eles podem ser feitos de aço, cobre, alumínio. As extremidades dos tubos se comunicam com o coletor. O líquido de refrigeração aquecido entra na entrada, a água condensada ou refrigerada entra na saída. Modelos de tubo liso são menos eficientes que outros.

Recursos de uso:

• a temperatura mínima da corrente de entrada é de –20 ° C;
• requisitos de pureza do ar - não mais de 0,5 mg / m3 em termos de teor de poeira.

Com nervuras. Devido aos elementos nervurados, a área de transferência de calor aumenta, portanto, ceteris paribus, os aquecedores com aletas são mais produtivos que os de tubos lisos. Os modelos de placas são diferenciados pelo fato de as placas serem montadas nos tubos, aumentando ainda mais a área da superfície de transferência de calor. Na navivny a fita corrugada de aço é enrolada.

Bimetálico com barbatanas. A maior eficiência é alcançada através do uso de dois metais: cobre e alumínio. Distribuidores e bicos são feitos de cobre e aletas são feitas de alumínio. Além disso, um tipo especial de aleta é realizado - enrolamento em espiral.

Em aparelhos elétricos, o ar é aquecido devido ao contato com placas ou espirais em brasa. Os elementos de aquecimento são feitos de metais refratários.

Cálculo da potência do calorificador

Para o cálculo correto do aquecedor de ar, é necessário determinar os dados iniciais: desempenho, densidade do ar, temperatura da rua e temperatura ambiente desejada. Estes últimos indicadores são extremamente importantes, pois a quantidade de calor gasta no aquecimento de 1 m3 de ar depende deles. Parte dos dados pode ser encontrada em tabelas especiais.

Dispositivo de água

Para calcular a área da seção transversal do aquecedor de água, use a fórmula Af = L × ρ_st/3600 (ϑρ). Os valores utilizados são:

• eu - produtividade, expressa em m3 / h ou kg / h;
• p_st - densidade do ar da rua de acordo com a tabela;
• ϑρ - velocidade do ar em massa na seção transversal.

Após receber o resultado, um aquecedor de ar de tamanho padrão ou vários dispositivos são selecionados para o sistema de ventilação, de modo que a área ou a soma das áreas seja igual ou ligeiramente maior que o valor calculado.

O caudal mássico do ar em kg / h é calculado pela fórmula G = L × p_Casar:

• p_Casar- densidade do ar a temperatura média.

pav calculado pela fórmula (t_st+ t_vigarista)/2:

• t_st - temperatura do ar externo na semana mais fria de cinco dias;
• t_vigarista - temperatura ambiente desejada.

Em seguida, para o indicador médio, determine a densidade de acordo com a tabela.

O consumo de calor para aquecer o ar é calculado pela fórmula:Q (W) = G × c × (t_vigarista–T_st)

Por exemplo, os dados serão calculados se forem conhecidos:

• eu - 10000 m3 / h (o desempenho é indicado na documentação);
• t_vigarista - 21 ° C;
• t_st - –25 ° C.

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

A densidade do ar a esta temperatura é 1,303.

O caudal mássico da massa de ar é G = 10000 m3 / h × 1,303 kg / m3 = 13030 kg / h

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

Para esse valor, é necessário adicionar 10 a 15% para a reserva de energia.

Aquecedor a vapor

A potência do aquecedor a vapor é determinada da mesma maneira, apenas para cálculo G use a fórmula G = Q / r. r - calor específico gerado durante a condensação do vapor em kJ / kg.

Aerotermo elétrico

Para aparelhos elétricos, a maioria dos dados necessários geralmente é indicada pelo fabricante, o que simplifica bastante o cálculo do aquecimento do ar e a escolha do aquecedor de ar. Apesar da energia térmica relativamente baixa, o sistema de eletro-aquecedor consome muita eletricidade, por isso muitas vezes precisa ser conectado com um cabo separado à blindagem. Aquecedores com potência superior a 7 kW são fornecidos por 380 V.

O consumo atual é calculado pela fórmulaI = P / UOndeP - poder e você - Voltagem. Valor você depende dos recursos da conexão. Se a conexão for monofásica, U = 220Vse trifásico U = 660V.

A temperatura de aquecimento é calculada pela fórmulaT = 2,98 × P / LOnde eu - como em outros cálculos, desempenho do sistema.

Para aquecer pequenas áreas, é recomendável adquirir um aerotermo elétrico, é mais conveniente e não requer instalação complexa. Se a área de aquecimento for superior a 100 m2, é mais lucrativo usar um dispositivo de água ou vapor. De qualquer forma, para realizar a seleção do aerotermo corretamente, é necessário fazer cálculos preliminares.