Comment calculer la puissance de l'appareil pour chauffer l'air

Le radiateur fournit et maintient les conditions de température souhaitées dans la pièce. Il est installé dans le système de ventilation, de climatisation et de chauffage d'alimentation, il est capable de chauffer de grandes surfaces, car il se caractérise par une puissance et des performances élevées. Pour que l'appareil fonctionne correctement, il est nécessaire de calculer la puissance du radiateur avant de l'acheter.

Classement des réchauffeurs d'air

Les appareils fonctionnent sur différentes sources d'énergie et sont classés selon le type de liquide de refroidissement. Trois types sont largement utilisés :

• l'eau;
• vapeur;
• électrique.

Les premiers eux-mêmes ne chauffent pas l'air, mais transfèrent uniquement de la chaleur au flux d'air, car un caloporteur est fourni à l'appareil de chauffage. Les appareils électriques n'utilisent pas de liquide de refroidissement, ils chauffent l'air grâce à l'électricité. Les éléments principaux de ces appareils sont des éléments chauffants.

Aquatique

Les chauffe-eau sont une option économique. Leur prix et leurs coûts d'entretien sont faibles. Il est nécessaire d'apporter un système d'alimentation en eau à l'appareil, l'installation nécessite donc certaines compétences. Vous ne pourrez pas le transférer rapidement vers un autre endroit. Le fluide caloporteur (eau ou éthylène glycol) peut provenir du système de chauffage, de l'alimentation en eau chaude ou d'une chaudière. Pour régler la température de l'air, il faut prendre en compte la puissance, le niveau de chauffe du liquide de refroidissement et la masse d'air. Contrôlé par un thermostat.

Lors de l'installation de chauffe-eau et de chauffe-vapeur, les tuyaux en polymère et en métal-plastique ne doivent pas être utilisés, car ils fondent. Des tuyaux en acier galvanisé sont recommandés.

En plus d'être économique, l'appareil à eau est différent :

• facilité d'utilisation;
• haute efficacité;
• Sécurité;
• principe de fonctionnement simple.

L'inconvénient est la limitation de la température minimale et de la teneur en poussière du flux d'entrée.

Il est conseillé d'installer un dispositif d'eau dans des locaux industriels spacieux, des entrepôts, des établissements de restauration, des chalets bien ventilés. Il chauffe rapidement de grands volumes d'air.

Vapeur

En plus du liquide de refroidissement, les chauffe-vapeur ne diffèrent pratiquement pas des chauffe-eau. Une différence insignifiante est l'épaisseur de paroi du tube de 2 mm contre 1,5 mm. La nécessité d'un renforcement supplémentaire est associée à la haute pression dans le système de vapeur. Elle varie de 0,5 à 1,2 Pa. Ils utilisent de l'acier au carbone et de l'acier inoxydable.

Des réchauffeurs à vapeur sont également installés dans les usines et celles où la vapeur est générée pendant le processus de production. La température maximale de la vapeur est de 180°C.

Électrique

Un radiateur électrique n'a pas besoin d'être connecté à une ligne avec un liquide de refroidissement, il a des dimensions et un poids réduits, il est donc plus facile à installer.

Les avantages des appareils électriques :

• Facilité d'utilisation;
• mobilité;
• compacité.

Désavantages:

• fonctionner à l'électricité;
• sécher l'air.

Les coûts énergétiques élevés rendent l'utilisation constante de ce type d'appareil non rentable. Ils sont moins puissants que les appareils à vapeur et à eau, ils ne conviennent donc pas pour chauffer des pièces d'une superficie supérieure à 100 m2, mais ils sont optimaux pour chauffer des appartements.Les appareils électriques consomment trois fois plus d'énergie que les chauffe-eau, mais leurs performances sont moindres. Ils sont souvent utilisés comme radiateurs temporaires.

Pour régler la température de la masse d'air en sortie, il suffit d'installer une sonde de température.

Pour économiser de l'énergie, le récupérateur doit être installé.

Avantages et inconvénients

Les chauffe-eau et vapeur conçus pour chauffer des locaux industriels sont extrêmement rentables, car ils ne nécessitent pas d'investissements supplémentaires. Les ressources financières ne sont dépensées que pour l'achat de l'appareil. Leurs avantages :

• atteinte rapide de la température de l'air souhaitée;
• installation facile;
• sécurité;
• fiabilité;
• la possibilité de régler le niveau de chauffage.

Parmi les lacunes sont notées:

• utilisation dans des pièces avec une température de l'air plus;
• impossibilité d'utiliser pour chauffer les appartements;
• un équipement de traction aérienne est requis;
• si l'alimentation en liquide de refroidissement est interrompue, le système cesse de fonctionner.

Le dernier point est également vrai pour les radiateurs électriques, uniquement pour les pannes de courant.

Conception de radiateurs de différents types

Un radiateur est un échangeur de chaleur qui transfère l'énergie caloporteuse à un flux d'air chauffant et fonctionne sur le principe d'un sèche-cheveux. Sa conception comprend des protections latérales amovibles et des éléments de dissipation thermique. Ils peuvent être connectés en une ou plusieurs lignes. Le ventilateur intégré fournit un tirage d'air et la masse d'air pénètre dans la pièce par les espaces entre les éléments. Lorsque l'air extérieur les traverse, de la chaleur lui est transférée. L'appareil de chauffage est installé dans le conduit de ventilation, l'appareil doit donc correspondre à la taille et à la forme de la gaine.

Chauffe-eau et vapeur

Les chauffe-eau et chauffe-vapeur peuvent être de deux types : tube nervuré et tube lisse. Les premiers, à leur tour, sont divisés en deux autres types: lamellaires et spiralés. La conception peut être monopasse ou multipasse. Dans les appareils à plusieurs voies, il y a des chicanes, en raison desquelles la direction du flux est modifiée. Les tubes sont disposés en 1 à 4 rangées.

Le réchauffeur, fonctionnant à l'eau, se compose d'un cadre métallique, souvent rectangulaire, à l'intérieur duquel se trouvent des rangées de tubes et un ventilateur. Le raccordement s'effectue à la chaudière ou à la centrale de chauffage par les tuyaux de refoulement. Le ventilateur est situé à l'intérieur et souffle de l'air dans l'échangeur de chaleur. Des vannes à 2 ou 3 voies sont utilisées pour contrôler la puissance et la température de l'air de sortie. Les appareils sont installés au plafond ou au mur.

Il existe trois types de chauffe-eau et de chauffe-eau.

Tuyau lisse... La structure est constituée de tubes creux (2 à 3,2 cm de diamètre) espacés à petits intervalles (environ 0,5 cm). Ils peuvent être en acier, cuivre, aluminium. Les extrémités des tubes sont en communication avec le collecteur. Le liquide de refroidissement chauffé pénètre dans les ouvertures d'entrée, le condensat ou l'eau refroidie pénètre dans la sortie. Les modèles à tube lisse sont moins efficaces que les autres.

Caractéristiques d'utilisation :

• la température minimale du flux d'entrée est de –20 ° C ;
• exigences de pureté de l'air - pas plus de 0,5 mg / m3 en termes de teneur en poussière.

Côtelé... En raison des éléments à ailettes, la zone de transfert de chaleur augmente, par conséquent, toutes choses étant égales par ailleurs, les réchauffeurs d'air à ailettes sont plus efficaces que ceux à tube lisse. Les modèles à plaques se distinguent par le fait que des plaques sont montées sur les tubes, ce qui augmente encore la surface de transfert de chaleur. Le ruban ondulé en acier est enroulé dans des enroulements.

Bimétallique avec nervures... La plus grande efficacité est obtenue grâce à l'utilisation de deux métaux : le cuivre et l'aluminium. Les collecteurs et les tuyaux sont en cuivre et les ailettes sont en aluminium. De plus, un type spécial de nervure est effectué - le laminage en spirale.

Dans les appareils électriques, l'air est chauffé en raison de son contact avec des plaques chauffantes ou des spirales. Les éléments chauffants sont en métaux réfractaires.

Calcul de la puissance du radiateur

Pour le calcul correct de l'aérotherme, il est nécessaire de déterminer les données initiales : performance, densité de l'air, rue et température ambiante souhaitée. Ces derniers indicateurs sont extrêmement importants, car la quantité de chaleur dépensée pour chauffer 1 m3 d'air en dépend. Certaines données peuvent être trouvées dans des tableaux spéciaux.

Appareil à eau

Pour calculer la section transversale d'un chauffe-eau, utilisez la formule Af = L × ρ_st/ 3600 (ϑρ)... Valeurs utilisées :

• L - la productivité, qui s'exprime en m3/h ou kg/h ;
• p_st - densité de l'air extérieur selon le tableau ;
• θρ C'est la vitesse massique de l'air dans la section.

Après avoir reçu le résultat, un aérotherme de taille standard ou plusieurs appareils sont sélectionnés pour le système de ventilation de sorte que la surface ou la somme des surfaces soit égale ou légèrement supérieure à la valeur calculée.

Le débit d'air massique en kg / h est calculé par la formule G = L × p_mer:

• p_mer- densité de l'air à température moyenne.

pavé calculé par la formule (t_st+ t_{inconvénient})/2:

• t_st - température de l'air extérieur au cours de la période de cinq jours la plus froide de l'année ;
• t_{inconvénient} - température ambiante souhaitée.

Ensuite, pour la moyenne, la densité est déterminée selon le tableau.

Calculez la consommation de chaleur pour chauffer l'air selon la formule :Q (W) = G × c × (t_{inconvénient}-T_st)

Par exemple, les données seront calculées si elles sont connues :

• L - 10 000 m3/h (la capacité est indiquée dans la documentation) ;
• t_{inconvénient} - 21°C ;
• t_st - –25°C.

pav = (- 25 °C + 21 °C) / 2 = –2 °C

La densité de l'air à cette température est de 1,303.

Le débit massique de la masse d'air est G = 10000 m3 / h × 1.303 kg / m3 = 13030 kg / h

D'ici Q = 13030/3600 × 1011 × (21 - (- 25)) = 168325 W.

A cette valeur il faut ajouter 10-15% pour la réserve de marche.

Réchauffeur à vapeur

La puissance du chauffe-vapeur est déterminée de la même manière, uniquement pour le calcul g utiliser la formule G = Q/r. r - chaleur spécifique générée lors de la condensation de la vapeur en kJ/kg.

Chauffage électrique

Pour les appareils électriques, la plupart des données nécessaires sont généralement indiquées par le fabricant, ce qui simplifie grandement le calcul du chauffage de l'air et le choix d'un appareil de chauffage. Malgré la puissance thermique relativement faible, le système de chauffage électrique consomme beaucoup d'électricité, il doit donc souvent être connecté au panneau avec un câble séparé. Les radiateurs d'une puissance supérieure à 7 kW sont alimentés par un réseau 380 V.

Le courant consommé est calculé par la formuleI = P / UoùP - la puissance, et U - tensions. Valeur U dépend des spécificités de la connexion. Si la connexion est monophasée, U = 220Vsi triphasé, U = 660V.

La température de chauffage est calculée par la formuleT = 2,98 × P/Loù L - comme dans d'autres calculs, les performances du système.

Pour chauffer de petites surfaces, il est recommandé d'acheter un radiateur électrique, c'est plus pratique et ne nécessite pas d'installation complexe. Si la surface de chauffe est supérieure à 100 m2, il est plus rentable d'utiliser un appareil à eau ou à vapeur. Dans tous les cas, afin de sélectionner correctement l'appareil de chauffage, il est nécessaire de faire des calculs préliminaires.