Подбор калорифера, теплогенератора для воздушного отопления

Расчет тепловой мощности

1. Определить тепловую мощность для нагрева требуемого объема воздуха. 1.1 Определяем массовый расход нагреваемого воздуха G (кг/ч) = L • р 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), кг/м³. 1.2 Определяем расход теплоты для нагревания воздуха Q (Вт) = G • c • (t кон — t нач) G — массовый расход воздуха, кг/час; с — удельная теплоемкость воздуха при средней температуре (сложить температуру входящего и выходящего воздуха и поделить на два), Дж/(кг•°С); t нач — температура воздуха на входе в теплообменник, °С; t кон — температура нагретого воздуха на выходе из теплообменника вентиляции, °С.

Пример подбора и расчета калорифера КСк. Шаг-1

Провести тепловой расчет и подобрать подходящий калорифер КСк для нагрева 16000 м³/час от температуры -25°С до +23°С. Теплоноситель горячая вода с графиком 95°С на входе в воздухонагреватель, 60°С на выходе. 1. Определить тепловую мощность необходимую для нагрева воздуха объемом 16000 м³/час с температуры -25 до +23 градусов. 1.1 Определяем массовый расход нагреваемого воздуха G (кг/ч) = 16000 • 1.30 = 20800 кг/час 16000 — объемное количество нагреваемого воздуха, м³/час; 1.30 — плотность воздуха при температуре -1°С (температура на входе в калорифер -25°С плюс температура воздуха на выходе +23°С — делим на два). (-25+23)/2= -2/2= -1. Плотность воздуха при температуре -1 имеет значение 1.30. 1.2 Определяем расход теплоты для нагрева воздуха Q (Вт) = (20800/3600) • 1005 • (23 — (-25)) = 278720 Вт 20800 — массовый расход воздуха, кг/час; 1005 — удельная теплоемкость воздуха при средней температуре воздуха -1°С, Дж/(кг•°С); +23 — температура нагретого воздуха на выходе из теплообменника, °С; -25 — температура воздуха на входе в теплообменник, °С.

Расчёт, подбор и анализ воздухонагревателей «онлайн»

Воздухонагреватель один из основных элементов отопительно-вентиляционной техники, именно он является основой установок подогрева воздуха, подаваемого в обслуживаемое помещение. Если на ранней стадии развития отопительно-вентиляционной техники разработка воздухонагревателей осуществлялась для температурных и расходных условий, применительно к их использования для нагрева приточного вентиляционного воздуха до нормальной температуры 16-18 °C, то с бурным развитием техники, в последнее время, области использования воздухонагревателей резко расширились. Воздухонагреватели применяются просто для нагрева свежего приточного воздуха в вентиляционных установках, в системах воздушного отопления, в теплоутилизационных установках, в тепловых завесах и установках кондиционирования воздуха. Воздухонагреватель, по своей сути, — это воздухожидкостной теплообменник.

Разработчики теплообменников при конструировании особое внимание, как правило, уделяют достижению высоких удельных теплотехнических показателей, повышенной номинальной мощности и по субъективному учёту реальных потребностей потребителей.

Для определения конструкции воздухонагревателя надо знать количество воздуха, проходящего через воздухонагревательную установку, температуру воздуха на входе в установку, а также расход теплоносителя и его температуры на входе и выходе из теплообменника.

Воздухонагревательная установка может компоноваться как одним теплообменником, так и несколькими. Первый случай распространён в агрегатирован- ных установках, когда производитель вентиляционной установки выпускает агрегат уже оснащённый воздухонагревателем, который и подобран производителем по требованиям потребителя (проектировщика). Во втором случае: воздухонагревательную установку компонует сам проектировщик, и он сам должен выбрать модель, типоразмер, количество теплообменников, а также приемлемые аэро- и гидродинамические характеристики, необходимый запас поверхности нагрева и т.п.

Воздухонагреватели применяются просто для нагрева свежего приточного воздуха в вентиляционных установках, в системах воздушного отопления, в теплоутилизационных установках, в тепловых завесах и установках кондиционирования воздуха. Воздухонагреватель, по своей сути, это воздухожидкостной теплообменник

Источником теплоты для нагрева вентиляционного воздуха являются в основном системы теплоснабжения, отпускающие теплоту в течение года по определённым температурным графикам, учитывающих температуру наружного воздуха, но в тоже время и ограничивающих температуру возвращаемого потребителем обратного теплоносителя.

Помимо теплотехнического подбора калорифера, добросовестного проектировщика интересуют величина запаса поверхности теплообмена, величины скоростей воздуха и теплоносителя, аэро- и гидродинамические сопротивления, температура теплоносителя на выходе, отклонение температуры воздуха на выходе при изменении параметров теплоносителя, возможность размещения на располагаемых площадях и т.д.

Например, если запас поверхности несколько отличается от рекомендуемых значений, а исходные данные определены верно, то возникает профессиональный интерес: какая температура теплоносителя ожидается на выходе из воздухонагревателя? Или, наоборот, какой температуры теплоноситель необходимо обеспечить на входе в воздухонагреватель, чтобы на выходе получить теплоноситель исходной температуры?

Иногда представляется не лишним провести аналогичную проверку и по параметрам воздуха. Поскольку при конструировании воздухонагревателей особое внимание уделяется получению высоких теплотехнических показателей, а воздухонагреватели в установках применяются в системах вентиляции и кондиционирования не только для чисто вентиляционных целей, а для нагрева приточного наружного воздуха, то у проектировщика могут возникнуть и другого рода пожелания.

Всё это исключается при использовании агрегатированного оборудования, когда подбор подогревателя осуществляет объект, не знает особенностей проектирования, и из-за отсутствия точных технических характеристик объекта такой подбор не представляется возможным.

В этом случае снижается ответственность проектировщика за соответствие подобранного оборудования тем моментам, которые могут возникнуть в условиях эксплуатации. Всё изложенное выше указывает на необходимость предоставить проектировщику возможность участвовать в оценке правомочности установки конкретного оборудования, выбранного производителем.

Оценивая оперативность проведения гидравлического расчёта трубопроводов систем отопления [1] и возможность влияния на выбор режима работы, на величину гидравлического сопротивления и т.п. Автору показалось целесообразным распространить опыт использования современного табличного редактора MS Excel для подбора и конструирования воздухонагревателей систем вентиляции (рис. 1 и 2).

Порядок теплотехнического расчёта воздухонагревателя, выбор его типоразмера и анализ работы при возможных отклонениях температурных условий работы от расчётных, проиллюстрируем на примере воздухонагревателей Костромского калориферного завода [2], выпускающего калориферы (водяных воздухонагревателей) порядка пяти модификаций и каждую модификацию не менее 14 типоразмеров. Определиться в этом многообразии, какие воздухонагреватели необходимо выбрать, сделав это по заводским рекомендациям, которые мало чем отличаются от приводимых в справочной и учебной литературе, затруднительно.

Весь процесс организации расчётов, подбора и анализа работы воздухонагревателей в MS Excel можно организовать на двух листах: на первом листе (рис. 1) располагается технические характеристики всех модификации и типоразмеров, выпускаемых заводом воздухонагревателей — эти данные заносятся для каждого изготовителя. Ячейки с техническими характеристиками и результатами расчётов, каждого воздухонагревателя, располагаются в одной строке. Этот лист должен быть защищённым и скрытым, что бы занесённые в него связи и данные не были случайно уничтожены или искажены. На рис. 1 защищённые от изменения ячейки отмечены серым фоном. В ячейках правее технических характеристик представлены ячейки с результатами расчётов промежуточных и окончательных физических величин, определяющих теплотехнический процесс работы.

Ячейки с техническими характеристиками и результатами расчётов располагаются в одной строке.

При желании учесть модели и типоразмеры других изготовителей необходимо скопировать строки уже используемых типоразмеров и внести изменения в содержимое скопированных ячеек (представляющих собой технические данные) на аналогичные данные воздухонагревателей нового изготовителя.

На рис. 2 представлен основной лист. Именно он является рабочим. Сюда заносятся исходные данные, для которых производится подбор воздухонагревателя, здесь определяются допустимые при расчёте ограничения на физические параметры воздухонагревателя. К их числу, в первую очередь, следует отнести: запас поверхности нагрева, массовая скорость воздуха, скорость теплоносителя. При желании можно организовать учёт ограничений и других физических параметров. В примере статьи ограничения внесены только на три параметра, приведённых выше. На рис. 3 показано в увеличенном масштабе занесение в таблицу исходных данных. В таблице заполняются ячейки, выделенные жёлтым цветом. Как только это будет выполнено, автоматически заполнятся все ячейки данного листа, фрагмент которого представлен на рис. 6.

Отметим, что это будут результаты подбора единичного теплообменника. Идеальный случай — когда в столбцах «удовлетворение ограничениям» (для изображённого случая) появятся три «ДА». Это теплообменник КСк3-9 для данного выбранного случая запас поверхности нагрева 7 %, массовая скорость 6,11 кг/(м2-с), скорость теплоносителя 1,56 м/с, то есть все данные лежат в пределах принятых нами ограничений. Здесь в силу иллюстративных особенностей мы рассматриваем только модели теплообменника КСк… 02ХЛ3Б, но найти теплообменник, удовлетворяющий нашим ограничениям, возможно и в других моделях, выпускаемых заводом и представленных на рис. 2. Так, по величине процентного запаса поверхности теплообмена из всего многообразия теплообменников, выпускаемых заводом, к применению могут быть рекомендованы восемь воздухонагревателей (КСк3-9 02ХЛ3Б, КСк4-7 02ХЛ3Б, КСк3-10 50АУ3, КСк4-7 50АУ3, ВНВ 113-404 01У3, ВНВ 123-403 01УТ3, ВНВ 123-310 50АТ3, ВНВ 123-407 50АТ3.) Подчёркнутые типоразмеры удовлетворяют всем указанным нами ограничений: по запасу поверхности нагрева, по массовой скорости воздуха, по скорости теплоносителя.

Иногда воздухонагревательную установку необходимо скомпоновать из нескольких теплообменников. В этом случае необходимо определиться с конструктивной схемой установки: сколько теплообменников установлено параллельно, сколько последовательно — как по воздуху, так и по теплоносителю

Допустим, что теплообменники, удовлетворяющие всем требованиям, по каким-то причинам нам не подходит. Тогда, анализируя в таблице результаты расчётов, допуская некоторое отступление от предела ограничения массовой скорости к установке, можно принять теплообменник КСк4-7 (из теплообменников, перечисленных выше). Он будет меньше по фронтальным размером, но несколько толще по ходу воздуха. Не исключено, что при рассмотрении всех типов и моделей, выпускаемых заводом теплообменников и представленных на рис. 2, могут оказаться пригодными и другие воздухонагреватели.

Здесь следует подчеркнуть, что при данном способе расчёта теплообменников в таблице на рис. 6 приведены все физические величины, обусловливающие теплопередачу, проектировщик может вполне осознано осуществить окончательный выбор теплообменника.

Выбрав таким образом модификацию и типоразмер теплообменника, который не удовлетворяет всем ограничениям, проектировщик может проанализировать, какие температуры теплоносителя будут, если рассчитанная поверхность теплообмена близка к истинной. Для этого обращаемся к таблице на рис. 7. В строке, выбранного теплообменника, в ячейках жёлтого цвета устанавливаем одну из температур T1 или T2 постоянной, а другую — изменяем и подбираем, пока в столбце «Проценты» не будет величина близкая к нулю. В зависимости от желаемой точности и опыта этот процесс потребует двух или трёх попыток.

Иногда воздухонагревательную установку необходимо скомпоновать из нескольких теплообменников. В этом случае необходимо определиться с конструктивной схемой установки: сколько теплообменников установлено параллельно, сколько последовательно — как по воздуху, так и по теплоносителю. Эти данные отражаются в строке одиночного теплообменника, в жёлтых ячейках таблицы рис. 5 «Схемы соединения теплообменников», пользуясь при этом рекомендациями, приведёнными на рис. 4.

Отметим, что ячейки таблицы на рис. 5 в начале расчёта теплообменников должны содержать всегда параметр «1», так как первоначально расчёт производится на один теплообменник, а уже потом, когда выяснится, что ни один теплообменник не подходит, следует выбирать схему компоновки воздухонагревательной установки. При любой схеме методически выбор установки ничем не отличается от изложенного для одиночного теплообменника.

При компоновке воздухонагревательной установки из нескольких теплообменников следует иметь ввиду, что изменение скорости теплоносителя в два раза сказывается на коэффициенте теплопередачи всего лишь на 10 %.

Здесь рассмотрены варианты подбора воздухонагревателей при трёх ограничениях, но не представляет трудностей увеличить ограничения, например, на величины аэродинамического и гидравлического сопротивления. Каждый более менее подходящий вариант может быть скопирован на листе «Исходные данные», и составлен общий список теплообменников, которые могут быть применены в проектируемой установке.

Анализируя данные расчётов для всех выпускаемых заводом теплообменников, выбор теплообменника можно осуществить осознано, а не формально:

1. По величине процентных параметров можно судить, стоит ли устанавливать один или два теплообменника, и при этом примерно оценить целесообразность той или другой модели КСк или ВНВ. Какие для этой цели целесообразны типоразмеры — у которых процент запаса поверхности теплообмена имеет отрицательную величину или меньше минимально ограниченной.

2. Выбор воздухонагревателей с большим запасом поверхности теплообмена влечёт за собой понижение температуры теплоносителя на выходе, уменьшение расхода и скорости теплоносителя. Выбор теплообменника с заниженной величиной поверхности теплообмена оказывает противоположное влияние (увеличиваются температура теплоносителя на выходе, повышается его скорость).

3. В случае, если нельзя подобрать теплообменник с запасом в допустимых пределах, то можно определить температурный диапазон теплоносителя, в которых будет работать воздухонагревательная установка, и тем самым оценить степень возможного замерзания, а также требуемую конструктивную схему воздухонагревательной установки.

Следует отметить, что выбор воздухонагревателя с большим запасом поверхности теплообмена влечёт за собой понижение температуры теплоносителя на выходе, уменьшение расхода и скорости теплоносителя. Выбор теплообменника с заниженной величиной поверхности теплообмена оказывает противоположное влияние

Таким образом, на примере расчёта, подбора и анализа работы воздухонагревательной установки «онлайн» проиллюстрированы особенности проведения расчёта и целесообразность рационализировать свою проектно-расчётную работу применением элементарных расчётов в MS Excel.

Аничхин А.Г. Проектирование отопительных систем в MS Excel // Журнал С.О.К., №3/2011. Рекомендации по подбору калориферов и воздухонагревателей. — Кострома: ОАО «Калориферный завод», 2002.

Фронтальное сечение

2. Подбор и расчет калориферов — этап второй. Определившись с необходимой тепловой мощностью водяного калорифера приточной установки 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. f (м²) = G / v 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 приточной вентиляции для нагрева 16000 м³/час от температуры -25°С до +23°С. Теплоноситель горячая вода с графиком 95°С на входе в воздухонагреватель, 60°С на выходе. 2. Расчет фронтального сечения для прохода воздуха. Подбираем необходимую площадь сечения калорифера КСк под массовый расход воздуха 20800 кг/час. Принимаем массовую скорость — 3.6 кг/м²•с. f (м²) = (20800/3600) / 3.6 = 1.605 м² 20800 — массовый расход воздуха, кг/час; 3.6 — массовая скорость воздуха, кг/м²•с. Из расчета получилась требуемая площадь фронтального сечения для прохода воздуха — 1.605 м². Далее, ориентируясь на данные из ниже выложенной таблицы, подбираем калорифер КСк, подходящий под это сечение. Наиболее подходящие модели КСк 2-11, КСк 3-11 и КСк 4-11 (площадь фронтального сечения этих теплообменников — 1.660 м²).

Ниже представлена таблица с данными двух, трех и четырехрядных воздухонагревателей типа КСк-02-ХЛ3 производства ООО Т.С.Т. В таблице приводятся основные технические характеристики для расчета и подбора всех моделей данных теплообменников: площадь поверхности нагрева и фронтального сечения, присоединительных патрубков, коллектора и живого сечения для прохода воды, длина теплонагревательных трубок, число ходов и рядов, масса. Готовые расчеты на различные объемы нагреваемого воздуха, температуру входящего воздуха и графики теплоносителя можно посмотреть, кликнув на модель выбранного Вами калорифера вентиляции из таблицы.

Что делать, если при расчете, мы получаем требуемую площадь сечения, а в таблице для подбора калориферов КСк, нет моделей с таким показателем. Тогда мы принимаем два или несколько калориферов одного номера, чтобы сумма их площадей соответствовала или приближалась к нужному значению. Например, при расчете у нас получилась требуемая площадь сечения — 0.926 м². Воздухонагревателей с таким значением в таблице нет. Принимаем два теплообменника КСк 3-9 с площадью 0.455 м² (в сумме это дает 0.910 м²) и монтируем их по воздуху параллельно. При выборе двух, 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 воздуха, графике теплоносителя и производительности по воздуху, нагревают его в среднем на восемь-двенадцать градусов больше, чем КСк3 (три ряда теплонесущих трубок), на пятнадцать-двадцать градусов больше, чем КСк2 (два ряда теплонесущих трубок), но имеют большее аэродинамическое сопротивление.

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 ( )

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.

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.

Массовая скорость воздуха

3. Находим действительную массовую скорость для выбранного одного или нескольких калориферов. v (кг/м²•с) = G / f G — массовый расход воздуха, кг/час; f — площадь действительного фронтального сечения, берущегося в расчет, м².

Пример подбора и расчета калорифера КСк. Шаг-3

Подобрать подходящий калорифер КСк для нагрева 16000 м³/час от температуры -25°С до +23°С. Теплоноситель горячая вода с графиком 95°С на входе в воздухонагреватель, 60°С на выходе. 3. Задача — найти действительную массовую скорость тех теплообменников, что мы подобрали. Принимаем калориферы КСк 11-го номера, как наиболее подходящие по фронтальному сечению для прохода воздуха (1.660 м²). Произведем расчет всех трех моделей: двухрядного калорифера КСк 2-11, трехрядного КСк 3-11 и четырехрядного КСк 4-11. v (кг/м²•с) = (20800/3600) / 1.660 = 3.48 кг/м²•с 20800 — массовый расход воздуха, кг/час; 1.660 — площадь фронтального сечения калориферов КСк, берущихся в расчет, м². Так как все три модели имеют одинаковые габаритные размеры, массовая скорость в фронтальном сечении каждого воздухоподогревателя, вне зависимости от рядности, будет иметь одинаковое значение.

Расход воды для нагрева

4. Рассчитываем расход теплоносителя, исходя из требуемой тепловой мощности для нагрева заданного объема воздуха. Gw (кг/сек) = Q / ((cw • (t вх — t вых)) Q — расход тепла для нагрева воздуха, Вт; cw — удельная теплоемкость воды (температура воды на подаче и выходе суммируется и делится пополам), Дж/(кг•°С); t вх — температура воды на входе в теплообменник, °С; t вых — температура воды на выходе из теплообменника, °С.

Пример подбора и расчета калорифера КСк. Шаг-4

Подобрать подходящий калорифер КСк для нагрева 16000 м³/час от температуры -25°С до +23°С. Теплоноситель горячая вода с графиком 95°С на входе в воздухонагреватель, 60°С на выходе. 4. Подсчет расхода горячей воды. Рассчитывается потребление теплоносителя с температурным графиком 95°С — 60°С для нагрева 16000 м³/час от температуры -25°С до +23°С. Gw (кг/сек) = 278720 / ((4196 • (95 — 60)) = 1.898 кг/сек = 6833 кг/час 278720 — расход тепла для нагрева воздуха, Вт; 4196 — удельная теплоемкость воды при температуре 77.5°С (95°С + 60°С = 155°С / 2 = 77.5°С), Дж/(кг•°С); 95 — температура на входе в теплообменник, °С; 60 — температура на выходе из теплообменника, °С.

Правила выбора отопительного оборудования

• Для небольших помещений рекомендуется использовать отопители, технические характеристики которых позволяют обеспечить эффективный нагрев воздуха, поддерживать оптимальную температуру и при этом не требуют существенных энергетических затрат.
• Необходимо учитывать не только технические характеристики оборудования, которое вы хотите приобрести, но также и уровень его безопасности. Выбирая лучшую на ваш взгляд модель воздухонагревателя, стоит обратить внимание на надежность оборудования Apen Group, которое полностью безопасно при эксплуатации.
• Нужно провести расчет необходимого объема прокачиваемого воздуха и температуры. Для этого необходимо обладать подробными техническими характеристиками отапливаемого помещения или здания. Мы предлагаем вам не имеющее аналогов в России оборудование, предназначенное для отопления технических и торговых предприятий, офисов и прочих видов помещений.

Мы предлагаем свои услуги по расчёту мощности и помощь в подборе оптимального оборудования.

Примеры использования нашего оборудования

Скорость теплоносителя

5. Подсчет скорости движения воды в трубках принятого калорифера. W (м/сек) = Gw / (pw • fw) Gw — расход теплоносителя, кг/сек; pw — плотность воды при средней температуре в воздухонагревателе, кг/м³; fw — средняя площадь живого сечения одного хода теплообменника (принимается по таблице подбора калориферов КСк), м².

Пример подбора и расчета калорифера КСк. Шаг-5

Подобрать и произвести тепловой расчет калорифера приточной вентиляции серии КСк для нагрева 16000 м³/час от температуры -25°С до +23°С. Теплоноситель горячая вода с графиком 95°С на входе в воздухонагреватель, 60°С на выходе. 5. Цель — подсчет скорости движения воды в трубках, принятых оребренных воздухоподогревателей 11-го номера. W (м/сек) = 1.898 / (973 • 0.00156) = 1.250 м/сек — для калорифера КСк 2-11 W (м/сек) = 1.898 / (973 • 0.00235) = 0.830 м/сек — для калорифера КСк 3-11 W (м/сек) = 1.898 / (973 • 0.00312) = 0.625 м/сек — для калорифера КСк 4-11 1.898 — расход теплоносителя, кг/сек; 973 — плотность воды при средней температуре в теплообменнике (график 95°С-60°С, средняя 77.5°С), кг/м³; 0.00156 — средняя площадь живого сечения одного хода калорифера КСк 2-11, м²; 0.00235 — средняя площадь живого сечения одного хода калорифера КСк 3-11, м²; 0.00312 — средняя площадь живого сечения одного хода калорифера КСк 4-11, м². 0.00312 — средняя площадь живого сечения одного хода калорифера КСк 4-11, м².

В случае если для расчета приняты два или более калориферов, эта формула действительна только при их последовательном подсоединении по теплоносителю. То есть калориферы присоединены так, что горячая вода, пройдя по контурам одного теплообменника, подается во-второй и т.д. При параллельном подсоединении, например, двух воздухонагревателей КСк по теплоносителю, значение fw будет 2fw и т.д. К примеру, для нагрева воздуха нам требуются два теплообменника КСк 3-9 с площадью 0.455 м² (в сумме это дает 0.910 м²). Расход теплоносителя составил 0.600 кг/сек. Подсчитать скорость движения одного хода калориферов. При последовательном подсоединении по теплоносителю формула будет иметь вид — W (м/сек) = Gw / (pw • fw), при параллельном (теплопровод подключен к каждому воздухонагревателю отдельно) — W (м/сек) = Gw / (pw • 2fw). Соответственно и скорость движения воды в трубках, в первом случае будет иметь большее значение, чем во втором. Рекомендуемая скорость движения теплоносителя в калориферах водяных типа КСк — (0.2 — 0.5) м/сек. Превышение этой скорости, связано с увеличением гидравлического сопротивления. Допустимые значения — от 0.12 до 1.2 м/сек.

Водяной калорифер: принцип действия и предназначение

Водяные калориферы используют для подогрева воздуха в различных помещениях, где отсутствует централизованное отопление. Также они предназначены для систем вентиляции или кондиционирования. Этот вид калориферов является климатическим оборудованием, служащим как теплоутилизатор, наполненный промежуточным теплоносителем. Теплоноситель в данном оборудовании – это подогретая или горячая вода.

Важно!В случае использования калорифера в условиях климата с температурой атмосферного воздуха ниже 0°С, то прибор необходимо оборудовать специальной защитой от промерзания. В ином случае замерзшая вода в трубках может просто их разорвать.

Калорифер паровой от водяного отличается тем, что в качестве теплоносителя в приборе служит сухой насыщенный пар. Это более усовершенствованные модели обогревателей, поэтому цена калорифера такого класса на порядок выше.

Принцип действия калорифера отопления: синие стрелки — холодный воздух, красные стрелки — тёплый воздух

Воздухонагреватель водяной: особенности конструкции и функционирования устройства

Водяной обогреватель имеет очень высокий уровень производительности. Это возможно, благодаря широкому температурному диапазону, колеблющемуся от 70 до 110°С. Перепад температур создает сам калорифер. Конструкция прибора представляет собой трубчатый корпус из металла, покрытый реберными пластинами.

Наиболее распространенным видом воздухонагревателей считается водяной калорифер с перпендикулярным потоком. Его используют в разных вентиляционных устройствах. При этом вода движется противоположно потоку воздуха, в прямоугольном направлении. В результате вода поднимается по каналам снизу-вверх, пузырьки воздуха поступают вверх устройства, а оттуда выводятся через специальные воздухоотводы.

В любом водном калорифере в обязательном порядке должен быть установлен узел обвязки, представляющий собой специальный компонент устройства, отвечающий за подведение к теплообменнику горячей воды.

Конструкция водяного калорифера включает такие обязательные детали:

• насос для циркуляции теплоносителя;
• трехходовой клапан;
• арматура конструкции;
• блок управления;
• узел для обвязки, контролирующий производительность калорифера и препятствующий его заморозке.

Схема строения электрического калорифера

Калорифер водяной для приточной вентиляции: принцип работы и сфера использования

Калорифер электрический для приточной вентиляции используют для подогрева или, наоборот, для охлаждения воздуха, который поступает с улицы. Устанавливают такие приборы в середине канала вентиляции. Агрегат создает благотворный микроклимат, независимо от времени года. Канальные калориферы используют в помещениях с разной площадью. Работа калорифера для приточной вентиляции будет особенно эффективна в просторных цехах, теплицах, складских помещениях, которые оборудованы соответствующей вентиляционной системой.

Приточная установка с водяным калорифером считается самым эффективным способом отопления или охлаждения в помещениях с большой площадью. Наиболее актуальна их эксплуатация зимой, когда воздух, который поступает сквозь вентиляционную приточную систему, требует подогрева.

Полезный совет! Водяные воздухонагреватели канального типа следует подбирать в зависимости от типа вентиляционной системы. Его определяют исходя из схемы приточной вентиляции, имеющей квадратное, круглое или прямоугольное сечение.

Агрегаты устанавливают в середине канала вентиляции, имеющий круглое или прямоугольное сечение. Воздух, поступающий с улицы, пропускается сквозь систему фильтрации и попадает в калорифер для приточной вентиляции, где происходит его нагрев за счет тепла, который отдает водяная отопительная система, поступающая к теплообменнику через канал воздухонагревателя.

Схема установки калориферов в приточную вентиляцию

Приточные установки с электрическим калорифером также обеспечивают поступление в помещение свежего, чистого, прохладного воздуха. При этом через вентиляционную систему выходят отработанные массы. Как в промышленности, так и в быту более востребованы приточные установки с электрокалорифером, работающие от сети.

Коэффициент теплопередачи калорифера

6. Расчет коэффициента теплопередачи (теплотехнической эффективности) выбранного приточного калорифера. Коэффициент теплопередачи выбранного воздухонагревателя, можно узнать двумя способами. Первый — рассчитать по формуле (использовав коэффициенты и показатели степеней данного вида калориферов). Второй — воспользоваться готовой таблицей, с данными при разных показателях массовой скорости воздуха и скорости воды. Табличные данные можно посмотреть на странице сайта: Калориферы КСк. Коэффициент теплопередачи калориферов КСк.

К Вт/(м²•°С) = A • Vⁿ • Wᵐ V — действительная массовая скорость воздуха, кг/м²•с; W — скорость движения воды в трубках, м/сек; A, n, m — значение модуля и степеней из таблицы.

Пример подбора и расчета калорифера КСк. Шаг-6

Подобрать подходящий калорифер КСк для нагрева 16000 м³/час от температуры -25°С до +23°С. Теплоноситель горячая вода с графиком 95°С на входе в воздухонагреватель, 60°С на выходе. 6. Задача — подсчитать коэффициент теплопередачи воздухонагревателей КСк 11-го номера при массовой скорости в фронтальном сечении 3.48 кг/м²•с и соответствующей скорости движения теплоносителя в трубках. К Вт/(м²•°С) = 33.3 • 3.480.383 • 1.2500.175 = 55.82 Вт/(м²•°C) — для калорифера КСк 2-11 К Вт/(м²•°С) = 29.3 • 3.480.437 • 0.8300.168 = 48.97 Вт/(м²•°C) — для калорифера КСк 3-11 К Вт/(м²•°С) = 25.5 • 3.480.496 • 0.6250.160 = 43.91 Вт/(м²•°C) — для калорифера КСк 4-11 3.48 — действительная массовая скорость воздуха, кг/м²•с; 1.250, 0.830, 0.625 — скорость движения воды в трубках двух, трех и четырехрядных калориферов 11-го номера соответственно, м/сек; 33.3, 0.383, 0.175 (29.3, 0.437, 0.168; 25.5, 0.496, 0.160) — значение модуля и степеней из таблицы в зависимости от рядности воздухонагревателя.

Температурный напор калорифера

7. Расчет температурного напора. Ниже представлены формулы для определения среднего арифметического или среднего логарифмического температурного напора (в зависимости от итогового показателя отношения дельт температур). Если этот шаг вызовет у вас затруднения, его можно пропустить и перейти к пункту 8. Там представлена общая формула нахождения фактической тепловой мощности выбранного калорифера, которая позволит (в большинстве случаев) подобрать теплообменник с допустимой степенью погрешности.

Принцип работы водяного калорифера построен на теплообмене двух сред. Первичный теплоноситель — горячая или перегретая вода, вторичный — воздух. Поэтому этот теплообменник называют еще и водовоздушным. Нагрев воздуха происходит за счет отдачи тепла первичным теплоносителем (горячей водой) — вторичному теплоносителю (холодному воздуху). То есть условно мы можем разделить теплообменные среды на два потока или контура. Первый контур — греющая сторона — теплоноситель горячая вода, второй контур — нагреваемая сторона — теплоноситель воздух. Чем больше разница температур потоков, тем эффективней происходит теплообмен. Средний температурный напор рассчитывается в следующей последовательности: Δt1=Т1-Т3 Δt2=Т2-Т4 Т1 — температура на входе (горячая сторона); Т2 — температура на выходе (горячая сторона); Т3 — температура на выходе (холодная сторона); Т4 — температура на входе (холодная сторона). Δt Б — большее значение из дельт температур; Δt м — меньшее значение из дельт температур.

Натуральный логарифм ln — это логарифм по основанию e, где e — иррациональная константа, равная приблизительно 2.71828. Обозначение — ln(x) показатель степени, в которую нужно возвести число 2.71828, чтобы получить x.

Пример подбора и расчета калорифера КСк. Шаг-7

Подобрать подходящий калорифер КСк для нагрева 16000 м³/час от температуры -25°С до +23°С. Теплоноситель горячая вода с графиком 95°С на входе в воздухонагреватель, 60°С на выходе. 7. Задача — подсчитать средний температурный напор с теплоносителем на входе +95°С — на выходе +60°С, температурой входящего-выходящего воздуха -25°С — +23°С. Δt1=95-23=72 Δt2=60-(-25)=85 +95°С — температура на входе (горячая сторона); +60°С — температура на выходе (горячая сторона); +23°С — температура на выходе (холодная сторона); -25°С — температура на входе (холодная сторона). Δt Б — большее значение из дельт температур = 85; Δt м — меньшее значение из дельт температур = 72.

Средний температурный напор для калориферов КСк2, КСк3 и КСк4 11-го номера, осуществляющих нагрев воздуха с -25°С до +23°С горячей водой с графиком +95°С-60°С составляет 78.5°С.

Следует также учитывать, что при ΔtБ / Δtм > 1.8, используется формула для нахождения среднелогарифмического температурного напора. Подробное описание расчета по этой формуле, можно посмотреть на странице сайта: Подбор калориферов КПСк.

Фактическая мощность калорифера

8. Подсчет фактической тепловой мощности подобранных калорифера (ов) для приточной вентиляции. q (Вт) = K • F • ((t вх + t вых)/2 — (t нач + t кон)/2)) или, если подсчитан температурный напор, то q (Вт) = K • F • средний температурный напор K — коэффициент теплопередачи, Вт/(м²•°C); F — площадь поверхности нагрева выбранного калорифера (принимается по таблице подбора), м²; t вх — температура воды на входе в теплообменник, °С; t вых — температура воды на выходе из теплообменника, °С; 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-8

Подобрать подходящий калорифер КСк для нагрева 16000 м³/час от температуры -25°С до +23°С. Теплоноситель горячая вода с графиком 95°С на входе в воздухонагреватель, 60°С на выходе. 8. Расчет фактической теплопроизводительности воздухоподогревателей КСк 11-го номера, при заложенных и подсчитанных значениях, производится по следующей формуле расчета мощности калорифера: q (Вт) = 55.82 • 57.1 • ((95 +60)/2 — (-25 +23)/2)) = 250205 Вт — для калорифера КСк 2-11 q (Вт) = 48.97 • 86.2 • ((95 +60)/2 — (-25 +23)/2)) = 331365 Вт — для калорифера КСк 3-11 q (Вт) = 43.91 • 114.2 • ((95 +60)/2 — (-25 +23)/2)) = 393640 Вт — для калорифера КСк 4-11 55.82, 48.97, 43.91 — коэффициенты теплопередачи калориферов, Вт/(м²•°C); 57.1, 86.2, 114.2 — площадь поверхности нагрева воздухонагревателей, м²; 95 — температура воды на входе в теплообменник, °С; 60 — температура воды на выходе из теплообменника, °С; -25 — температура воздуха на входе в теплообменник, °С; 23 — температура нагретого воздуха на выходе из теплообменника, °С.

Методика расчета теплообменника (площади поверхности)

Итак, мы рассчитали такие параметры, как количество теплоты (Q) и коэффициент теплопередачи (K). Для окончательного вычисления дополнительно потребуется разность температур (tср) и коэффициент теплоотдачи.

Итоговая формула расчета теплообменника пластинчатого (площади теплопередающей поверхности) выглядит так:

В данной формуле:

• значения Q и K описаны выше;
• значение tср (средняя разность температур) получают по формуле (среднеарифметической либо среднелогарифмической);
• коэффициенты теплоотдачи получают двумя способами: либо с помощью эмпирических формул, либо через число Нуссельта (Nu) с использованием уравнений подобия.

Фактический расход и скорость воды

9. Подсчитываем фактический расход и скорость теплоносителя. 9.1 Подсчет действительного расхода горячей воды. gw (кг/сек) = q / (cw • (t вх — t вых)) q — фактическая тепловая мощность подобранных калориферов, Вт; cw — удельная теплоемкость воды (температура воды на подаче и выходе суммируется и делится пополам), Дж/(кг•°С); t вх — температура воды на входе в теплообменник, °С; t вых — температура воды на выходе из теплообменника, °С. 9.2 Подсчет действительной скорости теплоносителя. w (м/сек) = gw / (pw • fw) gw — фактический расход теплоносителя, кг/сек; pw — плотность воды при средней температуре в воздухонагревателе, кг/м³; fw — средняя площадь живого сечения одного хода выбранного теплообменника, м².

Пример подбора и расчета калорифера КСк. Шаг-9

Подобрать подходящий калорифер КСк для нагрева 16000 м³/час от температуры -25°С до +23°С. Теплоноситель горячая вода с графиком 95°С на входе в воздухонагреватель, 60°С на выходе. 9. Задача — уточнить реальный расход и скорость теплоносителя в выбранных теплообменниках. 9.1 Вычисление фактического расхода горячей воды gw (кг/сек) = 250205 / (4196 • (95 — 60)) = 1.704 кг/сек = 6134 кг/час — для калорифера КСк 2-11 gw (кг/сек) = 331365 / (4196 • (95 — 60)) = 2.256 кг/сек = 8122 кг/час — для калорифера КСк 3-11 gw (кг/сек) = 393640 / (4196 • (95 — 60)) = 2.680 кг/сек = 9648 кг/час — для калорифера КСк 4-11 250205, 331365, 393640 — фактическая тепловая мощность двух, трех и четырехрядной модели, Вт; 4196 — удельная теплоемкость воды при средней температуре 77.5°С, Дж/(кг•°С); 95 — температура на входе в теплообменник КСк, °С; 60 — температура на выходе из теплообменника, °С. 9.2 Подсчет действительной скорости теплоносителя w (м/сек) = 1.704 / (973 • 0.00156) = 1.123 м/сек — для калорифера КСк 2-11 w (м/сек) = 2.256 / (973 • 0.00235) = 0.987 м/сек — для калорифера КСк 3-11 w (м/сек) = 2.680 / (973 • 0.00312) = 0.883 м/сек — для калорифера КСк 4-11 1.704, 2.256, 2.680 — фактический расход теплоносителя калориферами, кг/сек; 973 — плотность воды при средней температуре в теплообменнике, кг/м³; 0.00156, 0.00235, 0.00312 — средняя площадь живого сечения одного хода калориферов КСк2-11, КСк3-11, КСк4-11 соответственно, м².

Запас мощности калорифера

10. Определяем запас тепловой производительности принятого калорифера (ов). ((q — Q) / Q) • 100 q — фактическая тепловая мощность подобранных калориферов, Вт; Q — расчетная тепловая мощность для нагрева требуемого объема воздуха, Вт. Фактическая тепловая производительность принятого калорифера вентиляции должна быть больше, чем расчетная. Диапазон допустимого процентного соотношения фактической и расчетной мощности, по разным источникам, может составлять от 96 до 120 (от — 4 до 20) %. В любом случае, нужно стремиться к максимально приближенному равенству мощностей (фактическая производительность = 100 — 110 % от расчетной). Если при подсчете, разница составила большее значение, чем вышеупомянутые цифры, следует произвести перерасчет.

Пример подбора и расчета калорифера КСк. Шаг-10

Подобрать подходящий калорифер КСк для нагрева 16000 м³/час от температуры -25°С до +23°С. Теплоноситель горячая вода с графиком 95°С на входе в воздухонагреватель, 60°С на выходе. 10. Осуществляем подсчет расхождения фактической и расчетной тепловой мощности подобранных теплообменников ((250205 — 278720) / 278720) • 100 = -10.2% — для калорифера КСк 2-11 ((331365 — 278720) / 278720) • 100 = 18.9% — для калорифера КСк 3-11 ((393640 — 278720) / 278720) • 100 = 41.2% — для калорифера КСк 4-11 250205, 331365, 393640 — фактическая тепловая мощность подобранных водяных теплообменников, Вт; 278720 — расчетная тепловая мощность для нагрева заданного объема воздуха, Вт. Из рассматриваемых моделей калориферов КСк 11-го номера, только трехрядный воздухонагреватель КСк 3-11 соответствует при заданных условиях рекомендуемому соотношению фактической и расчетной мощности.

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: Пластиковая вставка в колодец: пошаговый инструктаж по установке

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

Сопротивление по воздуху калорифера

11. Расчет аэродинамического сопротивления. Величину потерь по воздуху можно узнать двумя способами. Первый — подсчитать по формуле, используя коэффициент и значения степеней подобранного калорифера. Второй — путем подбора — по таблице, используя данные при разной массовой скорости воздуха. Посмотреть таблицу с данными аэродинамических сопротивлений водяных калориферов КСк.

ΔPa (Па) = B • Vʳ V — действительная массовая скорость воздуха, кг/м²•с; B, r — значение модуля и степеней из таблицы.

Пример подбора и расчета калорифера КСк. Шаг-11

Подобрать подходящий калорифер КСк для нагрева 16000 м³/час от температуры -25°С до +23°С. Теплоноситель горячая вода с графиком 95°С на входе в воздухонагреватель, 60°С на выходе. 11. Задача — выяснить аэродинамическое сопротивление подобранных калориферов при работе с заданными условиями. ΔPa (Па) = 4.23 • 3.481.832 = 41.5 Па — для калорифера КСк 2-11 ΔPa (Па) = 6.05 • 3.481.832 = 59.4 Па — для калорифера КСк 3-11 ΔPa (Па) = 8.63 • 3.481.833 = 84.9 Па — для калорифера КСк 4-11 3.48 — действительная массовая скорость воздуха в фронтальном сечении, кг/м²•с; 4.23, 1.832 (6.05, 1.832; 8.63, 1.833) — значение модуля и степени из таблицы в зависимости от рядности воздухонагревателя.

При установке водяных калориферов последовательно по ходу движения воздуха, полученное значение аэродинамического сопротивления умножаем на количество рядов теплообменников приточной вентиляции.

Принцип расчёта при подборе ПВУ с рекуператором

В обоих случаях нас ждут примерно одинаковые расчёты. Во «главе стола» стоит производительность или расход воздуха. Производительность — количество воздуха, пропускаемого в единицу времени. Измеряется в куб. м/час. Чтобы подобрать этот показатель, вычисляем объём воздуха вентилируемых помещений и прибавляем 20% (на сопротивление фильтров, решёток). Сопротивление встроенного рекуператора уже учтено в паспортных данных установки.

Внимание! При самостоятельном расчёте округления и допуски следует делать с увеличением в сторону запаса (мощности, производительности, объёма). Рассмотрим на примере загородного дома с потолками 2,4 м, обслуживаются 2 спальни (по 12 м 2), гостиная (20 м 2), санузел (6 м 2) и кухня (12 м 2)

Рассмотрим на примере загородного дома с потолками 2,4 м, обслуживаются 2 спальни (по 12 м 2), гостиная (20 м 2), санузел (6 м 2) и кухня (12 м 2).

Итого объём воздуха: (2 х 12 + 20 + 6 + 12) х 2,4 = 148,8

, принимаем 150 м 3 .

Примечание.

Выбор более мощной установки оправдан в случае возможности увеличения площади помещений и для увеличения ресурса агрегата.

Приточно-вытяжные установки со встроенными рекуператорами

Для тех, кто принципиально делает всё своими руками, расчёты производительности системы будут касаться вентиляторов, встроенных в каналы. Их производительность уже должна быть рассчитана при проектировании (расчёте) каналов в зависимости от объёма воздуха. Для подбора соответствующего рекуператора рассчитываем совокупную производительность вентиляторов, работающих на приток к теплообменнику, и вычитаем 25% (на сопротивление системы, переменное сечение и синхронную работу). На каждом входе и выходе из рекуператора также должно быть установлено по одному канальному вентилятору.

Для нашего примера:

Заводские теплообменники

Вопрос

: Что значат цифры 40-20 в маркировке заводских рекуператоров?

Ответ:

Размеры приточных и отводных каналов в миллиметрах. 40-20 — минимальные размеры заводских теплообменников.

Устанавливая такой прибор в холодном месте, например, на чердаке, помните, что его и воздуховоды следует утеплить.

Ещё один тип рекуператоров — автономные канальные теплообменники. Их ещё называют проветривателями. Эти устройства обслуживают только одно помещение и относятся к так называемой децентрализованной системе вентиляции . Они не требуют расчётов, достаточно подобрать модель под объём комнаты.

Проветриватели воздуха

Виталий Долбинов, рмнт.ру

Сопротивление калорифера по воде

12. Расчет гидравлического сопротивления, подобранного калорифера (ов) приточных вентиляционных установок. Сопротивление по теплоносителю вычисляется по формулам. Первая требует довольно большего числа действий и подробно описана на странице сайта: Калориферы КСк. Гидравлическое сопротивление калориферов КСк. Вторая — более простая и решается на основе уже подсчитанных коэффициентов гидравлического сопротивления для конкретных моделей калориферов КСк. Таблица с коэффициентами представлена на вышеупомянутой странице. В этой же таблице, ориентируясь на скорость воды в трубках и массовую скорость воздуха в фронтальном сечении, можно узнать значение водяного сопротивления, не прибегая к расчетам. ΔPw (кПа) = C • W² С — значение коэффициента гидравлического сопротивления заданной модели теплообменника (смотреть по таблице); W — скорость движения воды в трубках воздухонагревателя, м/сек.

Пример подбора и расчета калорифера КСк. Шаг-12

Подобрать подходящий калорифер КСк для нагрева 16000 м³/час от температуры -25°С до +23°С. Теплоноситель горячая вода с графиком 95°С на входе в воздухонагреватель, 60°С на выходе. 12. Задача — выяснить гидравлическое сопротивление подобранного калорифера, при работе с заданными условиями. ΔPw (кПа) = 21.99 • 1.123² = 27.73 кПа — для калорифера КСк 2-11 ΔPw (кПа) = 34.25 • 0.987² = 33.37 кПа — для калорифера КСк 3-11 ΔPw (кПа) = 37.15 • 0.883² = 28.97 кПа — для калорифера КСк 4-11 21.99, 34.25, 37.15 — значение коэффициентов гидравлического сопротивления для калориферов КСк2-11, КСк3-11, КСк4-11 (взяты из таблицы); 1.123, 0.987, 0.883 — скорость движения воды в трубках принятых воздухонагревателей, м/сек.

В случае принятия для расчета двух и более калориферов и их подключении по теплоносителю последовательно, полученное значение гидравлического сопротивления умножаем на число теплообменников, последовательно подключенных по воде.

Достоинства и недостатки

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.

Подбор калорифера

13. Итоговые показатели расчета и подбора калориферов КСк 02 ХЛ3 (ТУ 4863-002-55613706-02) производства ООО Т.С.Т. В результате расчета и подбора калорифера для нагрева входящего воздуха от -25°С до 23°С объемом 16000 м³/час, с использованием теплоносителя — горячей воды с температурным графиком 95°С — 60°С, был выбран оребренный водяной теплообменник КСк 3-11 трехрядный, четырехходовой. Полученные данные: 1. тепловая мощность калорифера — 331 кВт; 2. массовая скорость в фронтальном сечении — 3.48 кг/м²•с; 3. расход теплоносителя — 8122 кг/час; 4. скорость горячей воды в теплообменнике — 0.99 м/сек; 5. запас по тепловой мощности — 19 %; 6. аэродинамическое сопротивление — 60 Па; 7. гидравлическое сопротивление — 33 кПа.

Перейти на страницу: Калориферы КСк. Производство, технические характеристики. На странице представлены чертежи, фотографии, описание и расчеты данных воздухонагревателей, таблицы с теплотехническими характеристиками, габаритными размерами водяных оребренных теплообменников типа КСк-02-ХЛ3.