L'escalfador proporciona i manté les condicions de temperatura desitjades a l'habitació. S'instal·la al sistema de ventilació, climatització i calefacció de subministrament, és capaç d'escalfar àmplies zones, ja que es caracteritza per una alta potència i rendiment. Perquè el dispositiu funcioni correctament, cal calcular la potència de l’escalfador abans de comprar-lo.
Classificació dels escalfadors d’aire
Els dispositius funcionen amb diferents fonts d’energia i es classifiquen segons el tipus de refrigerant. S’utilitzen àmpliament tres tipus:
- aigua;
- vapor;
- elèctric.
Els primers no escalfen l’aire, sinó que només transfereixen calor al flux d’aire, ja que l’escalfador subministra un transportador de calor. Els aparells elèctrics no fan servir refrigerant, escalfen l’aire gràcies a l’electricitat. Els elements principals d’aquests dispositius són els elements calefactors.
Aquàtic
Els escalfadors d’aigua són una opció econòmica. El seu preu i els seus costos de manteniment són baixos. Cal portar un sistema de subministrament d’aigua al dispositiu, per tant, la instal·lació requereix certes habilitats. No el podreu transferir ràpidament a un altre lloc. El mitjà de calefacció (aigua o etilenglicol) pot provenir del sistema de calefacció, del subministrament d’aigua calenta o d’una caldera. Per ajustar la temperatura de l’aire, cal tenir en compte la potència, el nivell de calefacció del refrigerant i la massa d’aire. Controlat per un termòstat.
En instal·lar escalfadors d’aigua i vapor, no s’han d’utilitzar tubs de polímer i metall-plàstic, ja que es fonen. Es recomanen canonades d'acer galvanitzat.
A més de ser econòmic, l’aparell d’aigua és diferent:
- facilitat d'ús;
- Alta eficiència;
- seguretat;
- principi de funcionament simple.
L’inconvenient és la limitació de la temperatura mínima i del contingut de pols del cabal d’entrada.
Es recomana instal·lar un dispositiu d’aigua en amplis locals industrials, magatzems, establiments de restauració, cases rurals amb bona ventilació. Escalfa ràpidament grans volums d’aire.
Vapor
A més del refrigerant, els escalfadors de vapor pràcticament no difereixen dels escalfadors d’aigua. Una diferència insignificant és el gruix de la paret del tub de 2 mm versus 1,5 mm. La necessitat d’un reforç addicional s’associa amb l’alta pressió del sistema de vapor. Varia de 0,5 a 1,2 Pa. Utilitzen acer al carboni i acer inoxidable.
Els escalfadors de vapor també s’instal·len a les fàbriques i a aquelles on es genera vapor durant el procés de producció. La temperatura màxima del vapor és de 180 ° C.
Elèctric
No cal connectar un escalfador elèctric a una línia amb un refrigerant, té unes dimensions i un pes reduïts, per tant, és més fàcil d’instal·lar.
Els avantatges dels dispositius elèctrics:
- Facilitat d'ús;
- mobilitat;
- compacitat.
Desavantatges:
- funcionen amb electricitat;
- assecar l’aire.
Els elevats costos energètics fan que l’ús constant d’aquest tipus d’aparells sigui poc rendible. Són menys potents que els aparells de vapor i aigua, per tant no són adequats per escalfar habitacions amb una superfície superior a 100 m2, però són òptimes per escalfar apartaments.Els aparells elèctrics consumeixen tres vegades més energia que els escalfadors d’aigua, però el seu rendiment és inferior. Sovint s’utilitzen com a escalfadors temporals.
Per ajustar la temperatura de la massa d'aire a la sortida, només cal instal·lar un sensor de temperatura.
Per estalviar energia, s’hauria d’instal·lar el recuperador.
Avantatges i inconvenients
Els escalfadors d’aigua i vapor dissenyats per escalfar locals industrials són extremadament rendibles, ja que no requereixen inversions addicionals. Els recursos financers només es gasten en la compra del dispositiu. Els seus avantatges:
- assoliment ràpid de la temperatura de l’aire desitjada;
- fàcil instal·lació;
- seguretat;
- fiabilitat;
- la possibilitat d’ajustar el nivell de calefacció.
Entre les deficiències es destaquen:
- ús en habitacions amb una temperatura de l'aire més;
- impossibilitat d'utilitzar per escalfar apartaments;
- es requereix equip per a la tracció aèria;
- si s'interromp el subministrament de refrigerant, el sistema deixa de funcionar.
L’últim punt també és cert per als escalfadors elèctrics, només per a les caigudes de corrent.
Disseny d'escalfadors de diferents tipus
Un escalfador és un intercanviador de calor que transfereix l'energia del transportador de calor a un flux d'escalfament d'aire i funciona segons el principi d'un assecador de cabell. El seu disseny inclou pantalles laterals extraïbles i elements de dissipació de calor. Es poden connectar en una o més línies. El ventilador integrat proporciona corrent d'aire i la massa d'aire entra a l'habitació a través dels espais entre els elements. Quan l’aire exterior els travessa, la calor s’hi transmet. L’escalfador s’instal·la al conducte de ventilació, per tant, el dispositiu ha de correspondre a l’eix per mida i forma.
Escalfadors d’aigua i vapor
Els escalfadors d’aigua i vapor poden ser de dos tipus: tubs acanalats i llisos. Les primeres, al seu torn, es divideixen en dos tipus més: lamel·lars i espirals. El disseny pot ser de passada única o de passada múltiple. En els dispositius multidireccionals hi ha deflectors, a causa dels quals es canvia la direcció del flux. Els tubs es disposen en 1-4 files.
L’escalfador, que treballa sobre aigua, consta d’un marc metàl·lic, sovint rectangular, a l’interior del qual hi ha fileres de tubs i un ventilador. La connexió es fa a la caldera o al centre de calefacció mitjançant les canonades de sortida. El ventilador està situat a l'interior i fa bufar aire a l'intercanviador de calor. Les vàlvules de 2 o 3 vies s’utilitzen per controlar la potència i la temperatura de l’aire de sortida. Els dispositius s’instal·len al sostre o a la paret.
Hi ha tres tipus d’escalfadors d’aigua i vapor.
Tub suau... L'estructura consisteix en tubs buits (de 2 a 3,2 cm de diàmetre) espaiats a petits intervals (aproximadament 0,5 cm). Es poden fer d’acer, coure, alumini. Els extrems dels tubs estan en comunicació amb el col·lector. El refrigerant escalfat entra a les obertures d’entrada, el condensat o l’aigua refrigerada entra a la sortida. Els models de tubs llisos són menys eficients que altres.
Característiques d'ús:
- la temperatura mínima del corrent d’entrada és de –20 ° C;
- requisits de puresa de l’aire: no més de 0,5 mg / m3 pel que fa al contingut de pols.
Costellat... A causa dels elements amb aletes, l’àrea de transferència de calor augmenta, per tant, sent altres coses iguals, els escalfadors d’aire amb aletes són més eficients que els de tub llis. Els models de plaques es distingeixen pel fet que les plaques es munten als tubs, cosa que augmenta encara més la superfície de transferència de calor. La cinta ondulada d’acer s’enrotlla en bobinades.
Bimetàl·lic amb nervadures... La màxima eficiència s’aconsegueix mitjançant l’ús de dos metalls: el coure i l’alumini. Les capçaleres i les canonades són de coure i les aletes d’alumini. A més, es realitza un tipus especial de nervadura: laminació en espiral.
En els aparells elèctrics, l’aire s’escalfa a causa del seu contacte amb plaques calentes o espirals. Els elements calefactors estan fets de metalls refractaris.
Càlcul de la potència de l'escalfador
Per al càlcul correcte de l’escalfador d’aire, cal determinar les dades inicials: rendiment, densitat de l’aire, carrer i temperatura ambient desitjada. Aquests darrers indicadors són extremadament importants, ja que la quantitat de calor gastada en escalfar 1 m3 d'aire en depèn. Algunes de les dades es poden trobar en taules especials.
Aparell d’aigua
Per calcular l’àrea de la secció transversal d’un escalfador d’aigua, utilitzeu la fórmula Af = L × ρc/ 3600 (ϑρ)... Valors utilitzats:
- L - productivitat, que s’expressa en m3 / h o kg / h;
- pàgc - densitat d'aire exterior segons la taula;
- ϑρ És la velocitat de massa de l'aire en la secció.
Un cop rebut el resultat, es selecciona un escalfador d’aire de mida estàndard o diversos dispositius per al sistema de ventilació de manera que l’àrea o la suma de les àrees sigui igual o lleugerament superior al valor calculat.
El cabal d’aire massiu en kg / h es calcula mitjançant la fórmula G = L × pDim:
- pàgDim- densitat de l’aire a temperatura mitjana.
pav calculat per la fórmula (tc+ tcon)/2:
- tc - temperatura de l'aire exterior durant els cinc dies més freds de l'any;
- tcon - temperatura ambient desitjada.
Després, per a la mitjana, la densitat es determina segons la taula.
Calculeu el consum de calor per escalfar l’aire segons la fórmula:Q (W) = G × c × (tcon–Tc)
Per exemple, les dades es calcularan si es coneixen:
- L - 10.000 m3 / h (la capacitat està indicada a la documentació);
- tcon - 21 ° C;
- tc - –25 ° C.
pav = (- 25 ° C + 21 ° C) / 2 = –2 ° C
La densitat de l’aire a aquesta temperatura és de 1,303.
El cabal massiu de la massa d’aire és de G = 10000 m3 / h × 1,303 kg / m3 = 13030 kg / h
Des d'aquí Q = 13030/3600 × 1011 × (21 - (- 25)) = 168325 W.
Cal afegir un 10-15% a aquest valor per a la reserva de potència.
Escalfador de vapor
La potència de l'escalfador de vapor es determina de la mateixa manera, només per al càlcul G utilitzeu la fórmula G = Q / r. r - calor específica generada durant la condensació del vapor en kJ / kg.
Escalfador elèctric
Per als aparells elèctrics, la majoria de les dades necessàries solen ser indicades pel fabricant, cosa que simplifica enormement el càlcul de la calefacció de l’aire i l’elecció d’un escalfador. Tot i la potència tèrmica relativament baixa, el sistema de calefacció elèctric consumeix molta electricitat, de manera que sovint s’ha de connectar al tauler amb un cable separat. Els escalfadors amb una potència superior a 7 kW s’alimenten d’una xarxa de 380 V.
El corrent consumit es calcula mitjançant la fórmulaI = P / UonPàg - poder, i U - tensió. Valor U depèn dels detalls de la connexió. Si la connexió és monofàsica, U = 220Vsi és trifàsic, U = 660V.
La temperatura d’escalfament es calcula mitjançant la fórmulaT = 2,98 × P / Lon L - Com en altres càlculs, el rendiment del sistema.
Per escalfar habitacions petites, es recomana comprar un escalfador elèctric, és més convenient i no requereix una instal·lació complexa. Si la superfície de calefacció supera els 100 m2, és més rendible utilitzar un dispositiu d’aigua o vapor. En qualsevol cas, per seleccionar correctament l’escalfador, cal fer càlculs preliminars.
