Jak obliczyć moc urządzenia do ogrzewania powietrza?

Grzałka zapewnia i utrzymuje żądaną temperaturę w pomieszczeniu. Jest instalowany w systemie wentylacji nawiewnej, klimatyzacji i ogrzewania, jest w stanie ogrzewać duże powierzchnie, ponieważ charakteryzuje się dużą mocą i wydajnością. Aby urządzenie działało poprawnie, przed zakupem należy obliczyć moc grzałki.

Klasyfikacja nagrzewnicy powietrza

Urządzenia działają na różnych źródłach energii i są klasyfikowane według rodzaju chłodziwa. Szeroko stosowane są trzy typy:

• woda;
• parowy;
• elektryczny.

Te pierwsze same nie ogrzewają powietrza, a jedynie przekazują ciepło do strumienia powietrza, ponieważ do nagrzewnicy dostarczany jest nośnik ciepła. Urządzenia elektryczne nie wykorzystują chłodziwa, ogrzewają powietrze dzięki energii elektrycznej. Głównymi elementami takich urządzeń są elementy grzejne.

Wodny

Podgrzewacze wody to opcja budżetowa. Ich cena i koszty utrzymania są niskie. Konieczne jest doprowadzenie do urządzenia systemu zaopatrzenia w wodę, dlatego instalacja wymaga pewnych umiejętności. Nie będziesz w stanie szybko przenieść go w inne miejsce. Czynnik grzewczy (woda lub glikol etylenowy) może pochodzić z instalacji grzewczej, ciepłej wody lub kotła. Aby wyregulować temperaturę powietrza, należy wziąć pod uwagę moc, poziom nagrzania chłodziwa i masę powietrza. Sterowany termostatem.

Podczas instalowania podgrzewaczy wody i pary nie wolno używać rur polimerowych i metalowo-plastikowych, ponieważ ulegną one stopieniu. Zalecane są rury ze stali ocynkowanej.

Oprócz tego, że jest ekonomiczne, urządzenie wodne jest inne:

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

Wadą jest ograniczenie minimalnej temperatury i zawartości pyłu na wlocie.

Wskazane jest zainstalowanie urządzenia wodnego w przestronnych pomieszczeniach przemysłowych, magazynach, placówkach gastronomicznych, domkach z dobrą wentylacją. Szybko nagrzewa duże ilości powietrza.

Parowy

Oprócz chłodziwa podgrzewacze parowe praktycznie nie różnią się od podgrzewaczy wody. Nieznaczną różnicą jest grubość ścianki rurki 2 mm w porównaniu z 1,5 mm. Konieczność dodatkowego wzmocnienia wiąże się z wysokim ciśnieniem w układzie parowym. Waha się od 0,5 do 1,2 Pa. Wykorzystują stal węglową i stal nierdzewną.

Nagrzewnice parowe są również instalowane w fabrykach oraz takich, w których podczas procesu produkcyjnego powstaje para. Maksymalna temperatura pary to 180°C.

Elektryczny

Grzałka elektryczna nie wymaga podłączenia do linii z chłodziwem, ma niewielkie wymiary i wagę, dzięki czemu jest łatwiejsza w montażu.

Zalety urządzeń elektrycznych:

• Łatwość użycia;
• Mobilność;
• ścisłość.

Niedogodności:

• zasilany energią elektryczną;
• osusz powietrze.

Wysokie koszty energii powodują, że ciągłe użytkowanie tego typu urządzeń jest nieopłacalne. Są mniej wydajne niż urządzenia parowe i wodne, dlatego nie nadają się do ogrzewania pomieszczeń o powierzchni powyżej 100 m2, ale są optymalne do ogrzewania mieszkań.Urządzenia elektryczne zużywają trzy razy więcej energii niż podgrzewacze wody, ale ich wydajność jest niższa. Często są używane jako tymczasowe grzejniki.

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

Aby oszczędzać energię, należy zainstalować rekuperator.

Zalety i wady

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

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

Wśród niedociągnięć odnotowano:

• stosować w pomieszczeniach o dodatniej temperaturze powietrza;
• niemożność wykorzystania do ogrzewania mieszkań;
• wymagany jest sprzęt do trakcji powietrznej;
• jeśli dopływ chłodziwa zostanie przerwany, system przestanie działać.

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

Projektowanie grzejników różnych typów

Grzejnik to wymiennik ciepła, który przenosi energię nośnika ciepła do strumienia ogrzewania powietrza i działa na zasadzie suszarki do włosów. Jego konstrukcja obejmuje zdejmowane osłony boczne i elementy rozpraszające ciepło. Mogą być połączone w jedną lub więcej linii. Wbudowany wentylator zapewnia ciąg powietrza, a masa powietrza dostaje się do pomieszczenia przez szczeliny między elementami. Kiedy przepływa przez nie powietrze z zewnątrz, przekazywane jest do niego ciepło. Nagrzewnica jest montowana w kanale wentylacyjnym, dlatego urządzenie musi odpowiadać wielkością i kształtem szybowi.

Nagrzewnice wodne i parowe

Nagrzewnice wodne i parowe mogą być dwojakiego rodzaju: żebrowane i gładkie. Te pierwsze z kolei dzielą się na dwa kolejne typy: płytkowe i spiralne. Projekt może być jednoprzebiegowy lub wieloprzebiegowy. W urządzeniach wielodrogowych znajdują się przegrody, dzięki którym zmienia się kierunek przepływu. Rurki są ułożone w 1-4 rzędach.

Grzejnik pracujący na wodzie składa się z metalowej, często prostokątnej ramy, wewnątrz której znajdują się rzędy rurek oraz wentylator. Podłączenie do kotła lub węzła centralnego ogrzewania wykonuje się przewodami wylotowymi. Wentylator znajduje się wewnątrz i wdmuchuje powietrze do wymiennika ciepła. Zawory 2- lub 3-drogowe służą do sterowania zasilaniem i temperaturą powietrza wylotowego. Urządzenia montuje się na suficie lub na ścianie.

Istnieją trzy rodzaje podgrzewaczy wody i pary.

Gładka rura... Konstrukcja składa się z pustych rur (o średnicy 2 do 3,2 cm) rozmieszczonych w małych odstępach (około 0,5 cm). Mogą być wykonane ze stali, miedzi, aluminium. Końce rurek są połączone z kolektorem. Podgrzany płyn chłodzący wchodzi do otworów wlotowych, kondensat lub schłodzona woda wchodzi do wylotu. Modele z gładką tubą 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.

Żebrowany... Dzięki elementom ożebrowanym zwiększa się powierzchnia wymiany ciepła, dlatego przy innych parametrach nagrzewnice żebrowe są bardziej wydajne niż nagrzewnice rurowe gładkie. Modele płytowe wyróżnia to, że na rurach montowane są płyty, które dodatkowo zwiększają powierzchnię wymiany ciepła. W uzwojeniach nawinięta jest stalowa taśma falista.

Bimetaliczny z użebrowaniem... Największą wydajność uzyskuje się dzięki zastosowaniu dwóch metali: miedzi i aluminium. Kolektory i rury wykonane są z miedzi, a lamele z aluminium. Ponadto wykonywany jest specjalny rodzaj użebrowania - zwijanie spiralne.

W urządzeniach elektrycznych powietrze jest ogrzewane przez kontakt z gorącymi płytami lub spiralami. Elementy grzejne wykonane są z metali ogniotrwałych.

Obliczanie mocy grzałki

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

Urządzenie wodne

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

• L - wydajność wyrażona w m3/h lub kg/h;
• p_st - gęstość powietrza zewnętrznego wg tabeli;
• ρ Jest masową prędkością powietrza w przekroju.

Po otrzymaniu wyniku do systemu wentylacyjnego wybiera się jedną nagrzewnicę powietrza o standardowym rozmiarze lub kilka urządzeń, aby powierzchnia lub suma obszarów była równa lub nieco większa niż obliczona wartość.

Masowy przepływ powietrza w kg/h oblicza się według wzoru G = L × p_Poślubić:

• p_Poślubić- gęstość powietrza w średniej temperaturze.

paw obliczone według wzoru (t_st+ t_kon)/2:

• t_st - temperatura powietrza na zewnątrz w najzimniejszym pięciodniowym okresie roku;
• t_kon - żądana temperatura pokojowa.

Następnie dla średniej wyznacza się gęstość zgodnie z tabelą.

Oblicz zużycie ciepła do ogrzewania powietrza według wzoru:Q (W) = G × c × (t_kon–T_st)

Na przykład dane zostaną obliczone, jeśli wiadomo:

• L - 10 000 m3/h (wydajność podana w dokumentacji);
• t_kon - 21°C;
• t_st - -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 chodu.

Podgrzewacz parowy

W ten sam sposób określa się moc nagrzewnicy parowej, tylko do obliczeń sol użyj formuły G = Q / r. r - ciepło właściwe wytwarzane podczas kondensacji pary w kJ/kg.

Grzejnik elektryczny

W przypadku urządzeń elektrycznych większość niezbędnych danych jest zwykle wskazywana przez producenta, co znacznie upraszcza obliczenia ogrzewania powietrza i wybór grzejnika. Pomimo stosunkowo niewielkiej mocy cieplnej, ogrzewanie elektryczne zużywa dużo energii elektrycznej, dlatego często trzeba ją podłączyć do panelu osobnym kablem. Grzejniki o mocy powyżej 7 kW zasilane są z sieci 380 V.

Zużyty prąd oblicza się według wzoruI = P / UgdzieP - moc, i U - napięcie. Wartość U zależy od specyfiki połączenia. Jeśli połączenie jest jednofazowe, U = 220Vjeśli trójfazowy, U = 660V.

Temperatura ogrzewania jest obliczana ze wzoruT = 2,98 × P / Lgdzie L - podobnie jak w innych obliczeniach wydajność systemu.

Do ogrzewania małych pomieszczeń zaleca się zakup grzałki elektrycznej, jest to wygodniejsze i nie wymaga skomplikowanej instalacji. Jeśli powierzchnia grzewcza jest większa niż 100 m2, bardziej opłaca się zastosować urządzenie wodne lub parowe. W każdym razie, aby prawidłowo dobrać grzejnik, konieczne jest wykonanie wstępnych obliczeń.