Como calcular a potência do dispositivo para aquecer o ar

O aquecedor fornece e mantém as condições de temperatura desejadas na sala. Está instalado no sistema de alimentação de ventilação, ar condicionado e aquecimento, é capaz de aquecer grandes áreas, uma vez que se caracteriza pela elevada potência e rendimento. Para que o aparelho funcione corretamente, é necessário calcular a potência do aquecedor antes de adquiri-lo.

Classificação do aquecedor de ar

Os dispositivos operam com diferentes fontes de energia e são classificados de acordo com o tipo de refrigerante. Três tipos são amplamente usados:

• agua;
• vapor;
• elétrico.

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

Aquático

Aquecedores de água são uma opção econômica. Seu preço e custos de manutenção são baixos. É necessário trazer um sistema de abastecimento de água para o dispositivo, portanto a instalação requer certas habilidades. Você não poderá transferi-lo rapidamente para outro lugar. O meio de aquecimento (água ou etilenoglicol) pode vir do sistema de aquecimento, abastecimento de água quente ou caldeira. Para ajustar a temperatura do ar, é necessário levar em consideração a potência, o nível de aquecimento do refrigerante e a massa de ar. Controlado por um termostato.

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

Além de econômico, o aparelho de água é diferente:

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

A desvantagem é a limitação da temperatura mínima e do conteúdo de poeira do fluxo de entrada.

É aconselhável instalar um dispositivo de água em espaços industriais, armazéns, estabelecimentos de restauração, chalés com boa ventilação. Ele aquece rapidamente grandes volumes de ar.

Vapor

Além do refrigerante, os aquecedores a vapor praticamente não diferem dos aquecedores de água. Uma diferença insignificante é a espessura da parede do tubo de 2 mm versus 1,5 mm. A necessidade de reforço adicional está associada à alta pressão no sistema de vapor. Varia de 0,5 a 1,2 Pa. Eles usam aço carbono e aço inoxidável.

Aquecedores a vapor também são instalados nas fábricas, e aquelas onde o vapor é gerado durante o processo de produção. A temperatura máxima do vapor é 180 ° C.

Elétrico

Um aquecedor elétrico não precisa ser conectado a uma linha com refrigerante, ele tem dimensões e peso pequenos, portanto, é mais fácil de instalar.

As vantagens dos dispositivos elétricos:

• Fácil de usar;
• mobilidade;
• compacidade.

Desvantagens:

• funcionar com eletricidade;
• seque o ar.

Os altos custos de energia tornam o uso constante desse tipo de aparelho não lucrativo. São menos potentes que os aparelhos a vapor e água, pelo que não são adequados para aquecer divisões com uma área superior a 100 m2, mas são ideais para aquecer apartamentos.Os aparelhos elétricos consomem três vezes mais energia do que os aquecedores de água, mas seu desempenho é inferior. Eles são freqüentemente usados ​​como aquecedores temporários.

Para ajustar a temperatura da massa de ar na saída, basta instalar um sensor de temperatura.

Para economizar energia, o recuperador deve ser instalado.

Vantagens e desvantagens

Os aquecedores de água e vapor concebidos para aquecimento de instalações industriais são extremamente rentáveis, uma vez que não requerem investimentos adicionais. Os recursos financeiros são gastos apenas na compra do aparelho. Suas vantagens:

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

Entre as deficiências são observadas:

• uso em ambientes com temperatura de ar positiva;
• impossibilidade de uso para aquecimento de apartamentos;
• é necessário equipamento para tração aérea;
• se o fornecimento de refrigerante for interrompido, o sistema para de funcionar.

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

Projeto de aquecedores de diferentes tipos

Um aquecedor é um trocador de calor que transfere a energia do portador de calor para um fluxo de aquecimento de ar e opera com base no princípio de um secador de cabelo. Seu design inclui proteções laterais removíveis e elementos de dissipação 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 entre os elementos. Quando o ar externo passa por eles, o calor é transferido para eles. O aquecedor é instalado no duto de ventilação, portanto o dispositivo deve corresponder ao eixo em tamanho e forma.

Aquecedores de água e vapor

Os aquecedores de água e vapor podem ser de dois tipos: tubo com nervuras e tubo liso. Os primeiros, por sua vez, são divididos em mais dois tipos: lamelar e espiral. O design pode ser de passagem única ou passagem múltipla. Em dispositivos de múltiplas vias, existem defletores, devido aos quais a direção do fluxo é alterada. Os tubos estão dispostos em 1-4 filas.

O aquecedor, funcionando com água, consiste em uma estrutura de metal, geralmente retangular, dentro da qual há fileiras de tubos e um ventilador. A ligação é feita à caldeira ou central de aquecimento através dos tubos de saída. O ventilador está localizado no interior e sopra ar para o trocador de calor. Válvulas de 2 ou 3 vias são usadas para controlar a energia e a temperatura do ar de saída. Os dispositivos são instalados no teto ou na parede.

Existem três tipos de aquecedores de água e vapor.

Tubo liso... A estrutura consiste em tubos ocos (2 a 3,2 cm de diâmetro) espaçados em pequenos intervalos (cerca de 0,5 cm). Eles podem ser feitos de aço, cobre, alumínio. As extremidades dos tubos estão em comunicação com o manifold. O refrigerante aquecido entra nas aberturas de entrada, o condensado ou a água resfriada entra na saída. Modelos de tubo liso são menos eficientes do que outros.

Características de uso:

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

Estriado... Devido aos elementos aletados, a área de transferência de calor aumenta, portanto, outras coisas sendo iguais, os aquecedores de ar aletados são mais eficientes do que os de tubo liso. Os modelos de placas se diferenciam pelo fato de as placas serem montadas nos tubos, o que aumenta ainda mais a área da superfície de transferência de calor. A fita corrugada de aço é enrolada em bobinas.

Bimetálico com nervuras... A maior eficiência é alcançada com o uso de dois metais: cobre e alumínio. Os coletores e tubos são feitos de cobre e as aletas são feitas de alumínio. Além disso, um tipo especial de nervuras é executado - enrolamento em espiral.

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

Cálculo da potência do aquecedor

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

Aparelho de água

Para calcular a área da seção transversal de um aquecedor de água, use a fórmula Af = L × ρ_st/ 3600 (ϑρ)... Valores usados:

• eu - produtividade, que é expressa em m3 / h ou kg / h;
• p_st - densidade do ar externo conforme tabela;
• ϑρ É a velocidade de massa do ar na seção.

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

O fluxo de massa de ar em kg / h é calculado pela fórmula G = L × p_Casar:

• p_Casar- densidade do ar à temperatura média.

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

• t_st - temperatura do ar externo nos cinco dias mais frios do ano;
• t_vigarista - temperatura ambiente desejada.

Então, para a média, a densidade é determinada de acordo com a tabela.

Calcule o consumo de calor para aquecer o ar de acordo com a fórmula:Q (W) = G × c × (t_vigarista–T_st)

Por exemplo, os dados serão calculados se forem conhecidos:

• eu - 10.000 m3 / h (capacidade indicada na documentação);
• t_vigarista - 21 ° C;
• t_st - –25 ° C.

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

A densidade do ar nesta temperatura é 1,303.

A taxa de fluxo de massa da massa de ar é G = 10.000 m3 / h × 1.303 kg / m3 = 13030 kg / h

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

É necessário adicionar 10-15% a este valor para a reserva de energia.

Aquecedor a vapor

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

Aquecedor elétrico

Para aparelhos elétricos, a maioria dos dados necessários é geralmente indicada pelo fabricante, o que simplifica muito o cálculo do aquecimento do ar e a escolha de um aquecedor. Apesar da potência térmica relativamente baixa, o sistema de aquecimento elétrico consome muita eletricidade, por isso muitas vezes precisa ser conectado ao painel com um cabo separado. Aquecedores com uma potência de mais de 7 kW são alimentados por uma rede de 380 V.

A corrente consumida é calculada pela fórmulaI = P / UOndeP - poder e você - tensão. Valor você depende das especificações 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 divisões pequenas, recomenda-se a aquisição de um aquecedor eléctrico, é mais cómodo e não requer instalações complexas. Se a área de aquecimento for superior a 100 m2, é mais lucrativo usar um dispositivo de água ou vapor. Em qualquer caso, para selecionar corretamente o aquecedor, é necessário fazer cálculos preliminares.