El calentador proporciona y mantiene las condiciones de temperatura deseadas en la habitación. Se instala en el sistema de suministro de ventilación, aire acondicionado y calefacción, es capaz de calentar grandes áreas, ya que se caracteriza por su alta potencia y rendimiento. Para que el dispositivo funcione correctamente, es necesario calcular la potencia del calentador antes de comprarlo.
Clasificación del calentador de aire
Los dispositivos funcionan con diferentes fuentes de energía y se clasifican según el tipo de refrigerante. Se utilizan ampliamente tres tipos:
- agua;
- vapor;
- eléctrico.
Los primeros en sí mismos no calientan el aire, sino que solo transfieren calor al flujo de aire, ya que el portador de calor se suministra al calentador. Los aparatos eléctricos no utilizan refrigerante, calientan el aire gracias a la electricidad. Los elementos principales en tales dispositivos son los elementos calefactores.
Acuático
Los calentadores de agua son una opción económica. Su precio y costes de mantenimiento son bajos. Es necesario llevar un sistema de suministro de agua al dispositivo, por lo tanto, la instalación requiere ciertas habilidades. No podrá transferirlo rápidamente a otro lugar. El medio de calentamiento (agua o etilenglicol) puede provenir del sistema de calefacción, del suministro de agua caliente o de una caldera. Para ajustar la temperatura del aire, es necesario tener en cuenta la potencia, el nivel de calentamiento del refrigerante y la masa de aire. Controlado por un termostato.
Al instalar calentadores de agua y vapor, no se deben usar tuberías de polímero y metal-plástico, ya que se derretirán. Se recomiendan tubos de acero galvanizado.
Además de ser económico, el aparato de agua es diferente:
- facilidad de uso;
- alta eficiencia;
- seguridad;
- principio de funcionamiento simple.
La desventaja es la limitación de la temperatura mínima y el contenido de polvo del flujo de entrada.
Es recomendable instalar un dispositivo de agua en espacios industriales amplios, almacenes, establecimientos de restauración, cabañas con buena ventilación. Calienta rápidamente grandes volúmenes de aire.
Vapor
Además del refrigerante, los calentadores de vapor prácticamente no difieren de los calentadores de agua. Una diferencia insignificante es el grosor de la pared del tubo de 2 mm frente a 1,5 mm. La necesidad de refuerzo adicional está asociada con la alta presión en el sistema de vapor. Varía de 0,5 a 1,2 Pa. Utilizan acero al carbono y acero inoxidable.
Los calentadores de vapor también se instalan en las fábricas y en aquellas donde se genera vapor durante el proceso de producción. La temperatura máxima del vapor es de 180 ° C.
Eléctrico
Un calentador eléctrico no necesita estar conectado a una línea con refrigerante, tiene pequeñas dimensiones y peso, por lo tanto, es más fácil de instalar.
Las ventajas de los dispositivos eléctricos:
- Facilidad de uso;
- movilidad;
- compacidad.
Desventajas:
- funcionar con electricidad;
- secar el aire.
Los elevados costes energéticos hacen que el uso constante de este tipo de electrodomésticos no sea rentable. Son menos potentes que los aparatos de vapor y agua, por lo que no son adecuados para calentar habitaciones con un área de más de 100 m2, pero son óptimos para calentar apartamentos.Los aparatos eléctricos consumen tres veces más energía que los calentadores de agua, pero su rendimiento es menor. A menudo se utilizan como calentadores temporales.
Para regular la temperatura de la masa de aire en la salida, solo es necesario instalar un sensor de temperatura.
Para ahorrar energía, se debe instalar el recuperador.
Ventajas y desventajas
Los calentadores de agua y vapor diseñados para calentar locales industriales son extremadamente rentables, ya que no requieren inversiones adicionales. Los recursos financieros se gastan solo en la compra del dispositivo. Sus ventajas:
- logro rápido de la temperatura deseada del aire;
- Fácil instalación;
- seguridad;
- fiabilidad;
- la capacidad de ajustar el nivel de calefacción.
Entre las deficiencias se señalan:
- usar en habitaciones con una temperatura del aire positiva;
- imposibilidad de usar para calentar apartamentos;
- se requiere equipo para tracción de aire;
- si se interrumpe el suministro de refrigerante, el sistema deja de funcionar.
El último punto también es cierto para los calentadores eléctricos, solo para cortes de energía.
Diseño de calentadores de diferentes tipos.
Un calentador es un intercambiador de calor que transfiere energía portadora de calor a una corriente de calentamiento de aire y funciona según el principio de un secador de pelo. Su diseño incluye protectores laterales extraíbles y elementos de disipación de calor. Se pueden conectar en una o más líneas. El ventilador incorporado proporciona una corriente de aire y la masa de aire ingresa a la habitación a través de los espacios entre los elementos. Cuando el aire exterior pasa a través de ellos, se le transfiere calor. El calentador está instalado en el conducto de ventilación, por lo tanto, el dispositivo debe corresponder al eje en tamaño y forma.
Calentadores de agua y vapor
Los calentadores de agua y vapor pueden ser de dos tipos: acanalados y de tubo liso. Los primeros, a su vez, se dividen en dos tipos más: lamelares y enrollados en espiral. El diseño puede ser de una sola pasada o de varias pasadas. En los dispositivos multidireccionales hay deflectores, por lo que se cambia la dirección del flujo. Los tubos están dispuestos en 1-4 filas.
El calentador, que funciona con agua, consta de un marco metálico, a menudo rectangular, dentro del cual hay filas de tubos y un ventilador. La conexión se realiza a la caldera o al centro de calefacción central mediante los tubos de salida. El ventilador está ubicado en el interior y sopla aire hacia el intercambiador de calor. Se utilizan válvulas de 2 o 3 vías para controlar la potencia y la temperatura del aire de salida. Los dispositivos se instalan en el techo o en la pared.
Hay tres tipos de calentadores de agua y de vapor.
Tubo liso... La estructura consta de tubos huecos (de 2 a 3,2 cm de diámetro) espaciados a pequeños intervalos (alrededor de 0,5 cm). Pueden ser de acero, cobre, aluminio. Los extremos de los tubos están en comunicación con el colector. El refrigerante calentado entra por las aberturas de entrada, el condensado o el agua enfriada entra por la salida. Los modelos de tubo liso son menos eficientes que otros.
Características de uso:
- la temperatura mínima de la corriente de entrada es de –20 ° C;
- requisitos de pureza del aire: no más de 0,5 mg / m3 en términos de contenido de polvo.
Acanalado... Debido a los elementos con aletas, el área de transferencia de calor aumenta, por lo tanto, en igualdad de condiciones, los calentadores de aire con aletas son más eficientes que los de tubo liso. Los modelos de placa se distinguen por el hecho de que las placas están montadas en los tubos, lo que aumenta aún más el área de superficie de transferencia de calor. La cinta corrugada de acero se enrolla en bobinados.
Bimetálico con nervaduras... La mayor eficiencia se logra mediante el uso de dos metales: cobre y aluminio. Los cabezales y tuberías están hechos de cobre y las aletas están hechas de aluminio. Además, se realiza un tipo especial de nervadura: enrollado en espiral.
En los aparatos eléctricos, el aire se calienta debido a su contacto con placas calientes o espirales. Los elementos calefactores están hechos de metales refractarios.
Cálculo de la potencia del calentador.
Para el cálculo correcto del calentador de aire, es necesario determinar los datos iniciales: rendimiento, densidad del aire, calle y temperatura ambiente deseada. Estos últimos indicadores son extremadamente importantes, ya que de ellos depende la cantidad de calor gastado en calentar 1 m3 de aire. Algunos de los datos se pueden encontrar en tablas especiales.
Aparato de agua
Para calcular el área de la sección transversal de un calentador de agua, use la fórmula Af = L × ρS t/ 3600 (ϑρ)... Valores utilizados:
- L - productividad, que se expresa en m3 / ho kg / h;
- pagS t - densidad del aire exterior según tabla;
- ϑρ Es la velocidad másica del aire en la sección.
Una vez recibido el resultado, se selecciona un calentador de aire de tamaño estándar o varios dispositivos para el sistema de ventilación de modo que el área o la suma de las áreas sea igual o ligeramente mayor que el valor calculado.
El flujo de aire másico en kg / h se calcula mediante la fórmula G = L × pcasarse:
- pagcasarse- densidad del aire a temperatura media.
pav calculado por la fórmula (tS t+ testafa)/2:
- tS t - temperatura del aire exterior en los cinco días más fríos del año;
- testafa - temperatura ambiente deseada.
Luego, para el promedio, la densidad se determina de acuerdo con la tabla.
Calcule el consumo de calor para calentar el aire de acuerdo con la fórmula:Q (W) = G × c × (testafa–TS t)
Por ejemplo, los datos se calcularán si se conoce:
- L - 10.000 m3 / h (la capacidad se indica en la documentación);
- testafa - 21 ° C;
- tS t - –25 ° C.
pav = (- 25 ° C + 21 ° C) / 2 = –2 ° C
La densidad del aire a esta temperatura es 1,303.
El caudal másico de la masa de aire es G = 10000 m3 / h × 1,303 kg / m3 = 13030 kg / h
De aquí Q = 13030/3600 × 1011 × (21 - (- 25)) = 168325 W.
Es necesario agregar un 10-15% a este valor para la reserva de energía.
Calentador de vapor
La potencia del calentador de vapor se determina de la misma manera, solo para el cálculo. GRAMO usa la fórmula G = Q / r. r - Calor específico generado durante la condensación del vapor en kJ / kg.
Calentador eléctrico
Para los electrodomésticos, la mayoría de los datos necesarios generalmente los indica el fabricante, lo que simplifica enormemente el cálculo del calentamiento del aire y la elección de un calentador. A pesar de la potencia térmica relativamente baja, el sistema de calefacción eléctrica consume mucha electricidad, por lo que a menudo debe conectarse al panel con un cable separado. Los calentadores con una potencia de más de 7 kW se alimentan desde una red de 380 V.
La corriente consumida se calcula mediante la fórmulaI = P / UdóndePAG - poder y U - tensión. Valor U depende de los detalles de la conexión. Si la conexión es monofásica, U = 220 Vsi es trifásico, U = 660 V.
La temperatura de calentamiento se calcula mediante la fórmulaT = 2,98 × P / Ldónde L - como en otros cálculos, rendimiento del sistema.
Para calentar habitaciones pequeñas, se recomienda comprar un calentador eléctrico, es más conveniente y no requiere una instalación compleja. Si el área de calentamiento es de más de 100 m2, es más rentable utilizar un dispositivo de agua o vapor. En cualquier caso, para seleccionar correctamente el calentador, es necesario realizar cálculos preliminares.
