Расчет калорифера как сделать расчет мощности агрегата

РАСЧЕТ ЭЛЕКТРОКАЛОРИФЕРНОЙ УСТАНОВКИ

1.1 Тепловой расчет нагревательных элементов

В задачу теплового расчета блока нагревательного элемента входит определение количества нагревательных элементов в блоке и фактической температуры поверхности нагревательного элемента. Результаты теплового расчета используются для уточнения конструктивных параметров блока.

Расчетное задание приведено в Приложении 1.

Мощность ТЭНа определяется исходя из мощности ТЭНа

для

Количество нагревательных элементов z принимается кратным 3, а мощность одного нагревательного элемента не должна превышать 3… 4 кВт. Нагревательный элемент выбирается исходя из паспортных данных (приложение 1).

По конструкции бывают блоки с коридором и шахматными нагревательными элементами (рисунок 1.1).

а)

б)

а – планировка коридора; б – расстановка шахмат.

Рисунок 1.1 – Принципиальные схемы блока сопротивлений

Для первого ряда ТЭНов собранного теплового агрегата должно выполняться следующее условие:

ой

где tн1 – фактическая средняя температура поверхности нагревателей первого ряда, ° С; Pm1 – суммарная мощность нагревателей первого ряда, Вт; ср – средний коэффициент теплоотдачи, Вт / (м2оС); Fт1 – общая площадь теплообменной поверхности подогревателей первого ряда, м2; tв – температура воздушного потока после нагревателя, оС.

Суммарная мощность и общая площадь нагревателей определяется параметрами нагревательных элементов, выбранных по формулам

,, (1.3)

где k – количество ТЭНов в ряду, шт; Pт, Fт – мощность, Вт и площадь, м2, нагревательного элемента соответственно.

Ребристая поверхность нагревательного элемента

, (1.4)

где d – диаметр нагревательного элемента, м; lа – активная длина нагревательного элемента, м; hр – высота выступа, м; а – ступенька оребренная, м.

Для поперечных аэродинамических пучков труб необходимо учитывать средний коэффициент теплоотдачи av, поскольку условия теплообмена отдельными рядами нагревателей различны и определяются турбулентностью воздушного потока. Теплоотдача первого и второго ряда труб ниже, чем в третьем ряду. Если принять за единицу теплоотдачу третьего ряда ТЭНов, то теплоотдача первого ряда будет около 0,6, второго – около 0,7 в шахматном порядке и около 0,9 – в коридоре за счет теплоотдачи нагревательных элементов третий ряд. Для всех рядов после третьего ряда коэффициент теплоотдачи можно считать неизменным и равным теплоотдаче третьего ряда.

Коэффициент теплопередачи нагревательного элемента определяется эмпирическим выражением

где Nu – критерий Нуссельта, – коэффициент теплопроводности воздуха,

= od

Критерий Нуссельта для удельных условий теплообмена рассчитывается из выражений

для пучков труб в линию

для Re  1103

для Re> 1103

для шахматных пучков труб:

для Re  1103, (1.8)

для Re> 1103

где Re – критерий Рейнольдса.

Критерий Рейнольдса характеризует режим обтекания нагревательных элементов воздуха и равен

, (1.10)

где – скорость воздушного потока, м / с;  – кинематический коэффициент вязкости воздуха,  = 18,510-6 м2 / с.

Для обеспечения эффективной тепловой нагрузки нагревательных элементов, не приводящей к перегреву нагревателей, необходимо обеспечить поток воздуха в зоне теплообмена со скоростью не менее 6 м / с. Учитывая увеличение аэродинамического сопротивления конструкции воздушного канала и нагревательного блока с увеличением скорости воздушного потока, последнее следует ограничить до 15 м / с.

Средний коэффициент теплообмена

для балок коридора

, (1.11)

для шахматных балок

где n – количество рядов трубок в пучке нагревательного блока.

Температура воздушного потока после нагревателя

, (1.13)

где Pk – общая мощность нагревательных элементов нагревателя, кВт; – плотность воздуха, кг / м3; sv – удельная теплоемкость воздуха, sv = 1 кДж / (кгоС); Lw – производительность воздухонагревателя, м3 / с.

Если условие (1.2) не выполняется, выберите другой нагревательный элемент или измените расчетную скорость воздуха, компоновку нагревательного блока.

Таблица 1.1 – Значения коэффициентов

Электротехнология

РАСЧЕТ ЭЛЕКТРОКАЛОРИФЕРНОЙ УСТАНОВКИ

страница 2/8
Дата 19.03.2018
Измерение 368Кб.
Имя файла Электротехнология.doc
Образовательный институт Ижевская государственная сельскохозяйственная академия

  2            

Рисунок 1.1 – Принципиальные схемы блока сопротивлений

1.1 Тепловой расчет нагревательных элементов

В качестве нагревательных элементов в электронагревателях используются трубчатые электронагреватели (ТЭНы), собранные в единую конструктивную единицу.

В задачу теплового расчета блока нагревательного элемента входит определение количества нагревательных элементов в блоке и фактической температуры поверхности нагревательного элемента. Результаты теплового расчета используются для уточнения конструктивных параметров блока.

Расчетное задание приведено в Приложении 1.

Мощность ТЭНа определяется исходя из мощности ТЭНа

Pc и количество нагревательных элементов z, установленных в нагревателе.

… (1.1)

Количество нагревательных элементов z принимается кратным 3, а мощность одного нагревательного элемента не должна превышать 3… 4 кВт. Нагревательный элемент выбирается исходя из паспортных данных (приложение 1).

По конструкции бывают блоки с коридором и шахматными нагревательными элементами (рисунок 1.1).

а)

б)

а – планировка коридора; б – расстановка шахмат.

Рисунок 1.1 – Принципиальные схемы блока сопротивлений

Для первого ряда ТЭНов собранного теплового агрегата должно выполняться следующее условие:

о, (1.2)

где tн1 – фактическая средняя температура поверхности нагревателей первого ряда, ° С; Pm1 – суммарная мощность нагревателей первого ряда, Вт; ср – средний коэффициент теплоотдачи, Вт / (м2оС); Fт1 – общая площадь теплообменной поверхности подогревателей первого ряда, м2; tв – температура воздушного потока после нагревателя, оС.

Суммарная мощность и общая площадь нагревателей определяется параметрами нагревательных элементов, выбранных по формулам

,, (1.3)

где k – количество ТЭНов в ряду, шт; Pт, Fт – мощность, Вт и площадь, м2, нагревательного элемента соответственно.

Ребристая поверхность нагревательного элемента

, (1.4)

где d – диаметр нагревательного элемента, м; lа – активная длина нагревательного элемента, м; hр – высота выступа, м; а – ступенька оребренная, м.

Для поперечных аэродинамических пучков труб необходимо учитывать средний коэффициент теплоотдачи av, поскольку условия теплообмена отдельными рядами нагревателей различны и определяются турбулентностью воздушного потока. Теплоотдача первого и второго ряда труб ниже, чем в третьем ряду. Если принять за единицу теплоотдачу третьего ряда ТЭНов, то теплоотдача первого ряда будет около 0,6, второго – около 0,7 в шахматном порядке и около 0,9 – в коридоре за счет теплоотдачи нагревательных элементов третий ряд. Для всех рядов после третьего ряда коэффициент теплоотдачи можно считать неизменным и равным теплоотдаче третьего ряда.

Коэффициент теплопередачи нагревательного элемента определяется эмпирическим выражением

, (1.5)

где Nu – критерий Нуссельта, – коэффициент теплопроводности воздуха,

 = 0,027 Вт / (мoC); d – диаметр нагревательного элемента, м.

Критерий Нуссельта для удельных условий теплообмена рассчитывается из выражений

для пучков труб в линию

для Re  1103

, (1.6)

для Re> 1103

, (1.7)

для шахматных пучков труб:

для Re  1103, (1.8)

для Re> 1103

, (1.9)

где Re – критерий Рейнольдса.

Критерий Рейнольдса характеризует режим обтекания нагревательных элементов воздуха и равен

, (1.10)

где – скорость воздушного потока, м / с;  – кинематический коэффициент вязкости воздуха,  = 18,510-6 м2 / с.

Для обеспечения эффективной тепловой нагрузки нагревательных элементов, не приводящей к перегреву нагревателей, необходимо обеспечить поток воздуха в зоне теплообмена со скоростью не менее 6 м / с. Учитывая увеличение аэродинамического сопротивления конструкции воздушного канала и нагревательного блока с увеличением скорости воздушного потока, последнее следует ограничить до 15 м / с.

Средний коэффициент теплообмена

для балок коридора

, (1.11)

для шахматных балок

, (1.12)

где n – количество рядов трубок в пучке нагревательного блока.

Температура воздушного потока после нагревателя

, (1.13)

где Pk – общая мощность нагревательных элементов нагревателя, кВт; – плотность воздуха, кг / м3; sv – удельная теплоемкость воздуха, sv = 1 кДж / (кгоС); Lw – производительность воздухонагревателя, м3 / с.

Если условие (1.2) не выполняется, выберите другой нагревательный элемент или измените расчетную скорость воздуха, компоновку нагревательного блока.

Таблица 1.1 – Значения коэффициентов

2            

Как делать расчет калорифера вентиляции

В нашем климате, в холодное время года, крайне важно обогревать воздух, поступающий в дом снаружи, через вентиляцию. Если во время вентиляции в помещении нет избыточного тепла, приточный воздух необходимо нагреть до той же температуры, которая преобладает внутри помещения

В этом случае система отопления компенсирует потери тепла через забор. Но в ситуации, когда отопление совмещено с приточной вентиляцией, приточный воздух должен быть теплее воздуха в помещении. Но если в помещении имеется избыток тепла, приточный воздух должен иметь более низкую температуру, чем воздух внутри. Это обеспечит усвоение того самого излишка тепла.

здесь важно сказать, что температура поступающего в комнату воздуха напрямую зависит от того, как он подается. И это следует определять после расчета подающих жиклеров в зависимости от условий нормируемых параметров воздушной среды

именно по этой причине важно правильно рассчитать мощность воздухонагревателя, регулирующего температуру приточного воздуха.

Какие бывают вентиляционные обогреватели?

В первую очередь важно определиться с типом такого утеплителя. При выборе обогревателя необходимо учитывать такие нюансы, как его мощность, климат помещения, производительность устройства, размер помещения, в котором он должен быть установлен

Итак, исходя из этих параметров, можно выбрать обогреватели следующих типов:

  • электрокалорифер для приточной вентиляции;
  • водонагреватель.

Если говорить о таких электрических устройствах, стоит подчеркнуть, что их конструкция основана на преобразовании электроэнергии в тепло. Это обеспечивается нагревом катушки с проволокой или металлической проволоки. Таким образом, тепло передается воздушному потоку. Эти обогреватели просты в установке и доступны по цене. Но при этом потребляют много электроэнергии. Именно по этой причине этот воздухонагреватель лучше всего использовать вместе с рекуператором. Благодаря этому уровень затрат на электроэнергию можно снизить до четверти.

Кроме того, такие устройства для вентиляции воды намного дороже, но они не потребляют столько энергии и, следовательно, обойдутся вам дешевле. Более того, его также можно использовать в больших средах, поскольку они имеют высокий уровень производительности. Одним из недостатков водонагревателя является то, что он может замерзать при очень низких температурах.

Как правильно осуществлять расчет?

Одним из нюансов выбора типа утеплителя является его расчет. И чтобы правильно определить мощность такого устройства вовсе не обязательно производить сложные расчеты или манипуляции

важно просто рассчитать температуру воздуха на входе и выходе

В ситуации, когда уровень наружного воздуха упал до минимума на короткое время, можно игнорировать максимальное значение температуры и, таким образом, принять во внимание более низкое значение мощности такого устройства

При расчете мощности вентиляционного обогревателя также необходимо учитывать дополнительные данные по воздухообмену. Этот показатель можно определить с учетом производительности вентиляции. Итак, эти два параметра нужно умножить на теплоемкость воздуха и разделить на тысячу. Сумма мощности нагревателя должна соответствовать сумме напряжения сети.

Онлайн калькулятор расчета мощности калорифера

От правильного расчета и выбора оборудования зависит эффективная работа вентиляции, так как эти две точки связаны между собой. Чтобы упростить эту процедуру, мы подготовили для вас онлайн-калькулятор расчета мощности нагревателя.

Выбор мощности нагревателя невозможен без определения типа вентилятора, а расчет температуры воздуха в помещении бесполезен без выбора нагревателя, рекуператора и кондиционера. Определение параметров воздуховода невозможно без расчета аэродинамических характеристик. Расчет мощности вентиляционного калорифера проводится по нормативным параметрам температуры воздуха, а ошибки на этапе проектирования приводят к увеличению затрат, а также невозможности поддерживать микроклимат на необходимом уровне.

Воздухонагреватель (более профессиональное название «канальный обогреватель») – это универсальное устройство, используемое в системах вентиляции помещений для передачи тепловой энергии от нагревательных элементов воздуху, проходящему через систему полых труб.

Канальные обогреватели различаются способом передачи энергии и делятся на:

  1. Вода – энергия передается по трубам с горячей водой, паром.
  2. Электроэлементы – нагревательные элементы, которые получают энергию от центральной электросети.

Также существуют обогреватели, работающие по принципу рекуперации: это рекуперация тепла из окружающей среды путем передачи его приточному воздуху. Восстановление осуществляется без контакта между двумя воздушными средствами.

Электрический калорифер

Основа – это нагревательный элемент из проволоки или спиралей, через который проходит электрический ток. Холодный уличный воздух пропускается между спиралями, нагревается и подается в помещение.

Электрокалорифер подходит для обслуживания маломощных систем вентиляции, поскольку для его работы не требуется специального расчета, так как все необходимые параметры указаны производителем.

Главный недостаток этого агрегата – инерция между греющими проводами, что приводит к постоянному перегреву и, как следствие, выходу устройства из строя. Проблема решается установкой дополнительных компенсаторов.

Водяной калорифер

Основа водонагревателя – нагревательный элемент, состоящий из полых металлических трубок, по которым пропускается горячая вода или пар. Наружный воздух поступает с противоположной стороны. Проще говоря, воздух движется сверху вниз, а вода – снизу вверх. Таким образом, пузырьки кислорода удаляются через специальные клапаны.

Водонагреватель используется в большинстве крупных и средних вентиляционных систем. Этому способствует высокая производительность, надежность и ремонтопригодность оборудования.

В состав системы, кроме ТЭНа, входят: (обеспечивает подачу теплоносителя в теплообменник), насос, прямой и обратный клапаны, запорную арматуру и блок автоматического управления. Для климатических зон, где минимальная зимняя температура опускается ниже нуля, предусмотрена система предотвращения промерзания рабочих труб.

Расчёт мощности

Объем воздуха, проходящего через аппарат за единицу времени. Измеряется соответственно кг / ч или м3 / ч. Методика расчета заключается в подборе устройства с такими параметрами, чтобы температура воздуха на выходе соответствовала нормативным значениям, а запас мощности позволял бесперебойную работу при максимальных нагрузках, но при этом не влияет на скорость и скорость воздухообмена. Расчет мощности конструктор начинает только после получения всех исходных данных:

  • Температуры доставки. Минимальное значение принято для зимнего периода.
  • Требуемая температура воздуха на выходе в соответствии с индивидуальными стандартами или пожеланиями заказчика.
  • Средний расход воздуха м³ / ч..

Остались вопросы? Звоните по телефону: +7 (953) 098-28-01

Также вас может заинтересовать установка вентиляции.

Источник – https://mr-build.ru/newteplo/rascet-kalorifera-onlajn.html
Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Все об инженерных системах
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: