حساب تركيب التدفئة الكهربائية
1.1 الحساب الحراري لعناصر التسخين
تتضمن مهمة الحساب الحراري لكتلة عناصر التسخين تحديد عدد عناصر التسخين في الكتلة ودرجة الحرارة الفعلية لسطح عنصر التسخين. تُستخدم نتائج الحساب الحراري لتحسين معلمات تصميم الكتلة.
مهمة الحساب واردة في الملحق 1.
يتم تحديد قوة عنصر تسخين واحد بناءً على قوة السخان
ل
يتم أخذ عدد عناصر التسخين z كمضاعفات 3 ، ويجب ألا تتجاوز قوة عنصر تسخين واحد 3 ... 4 كيلو واط. يتم اختيار عنصر التسخين وفقًا لبيانات جواز السفر (الملحق 1).
حسب التصميم ، تتميز الكتل بممر وتصميم متدرج لعناصر التسخين (الشكل 1.1).
-
أ) ب) أ - تخطيط الممر. ب - تخطيط الشطرنج. الشكل 1.1 - مخططات تخطيط كتلة عناصر التسخين
بالنسبة للصف الأول من سخانات كتلة التسخين المجمعة ، يجب استيفاء الشرط التالي:
ا
أين رن1 هو متوسط درجة حرارة السطح الفعلية لسخانات الصف الأول ، درجة مئوية ؛ صم1 هي الطاقة الإجمالية لسخانات الصف الأول ، W ؛ تزوج- متوسط معامل انتقال الحرارة W / (m2оС) ؛ Fتي1 - المساحة الإجمالية لسطح إطلاق الحرارة لسخانات الصف الأول ، م 2 ؛ رالخامس - درجة حرارة تدفق الهواء بعد السخان ، درجة مئوية.
يتم تحديد إجمالي الطاقة والمساحة الإجمالية للسخانات من معلمات عناصر التسخين المختارة وفقًا للصيغ
, , (1.3)
أين ك - عدد عناصر التسخين على التوالي ، أجهزة الكمبيوتر ؛ صتي، Fتي - على التوالي ، الطاقة ، W ، ومساحة السطح ، م 2 ، لعنصر تسخين واحد.
مساحة سطح عنصر التسخين المضلع
, (1.4)
أين د هو قطر عنصر التسخين ، م ؛ لأ - الطول النشط لعنصر التسخين ، م ؛ حص هو ارتفاع الضلع م ؛ أ - زعنفة الملعب ، م
بالنسبة لحزم الأنابيب المبسطة بشكل عرضي ، ينبغي للمرء أن يأخذ في الاعتبار متوسط معامل نقل الحرارةتزوج، لأن شروط نقل الحرارة بواسطة صفوف منفصلة من السخانات مختلفة ويتم تحديدها من خلال اضطراب تدفق الهواء. نقل الحرارة للصف الأول والثاني من الأنابيب أقل من انتقال الحرارة في الصف الثالث. إذا تم أخذ نقل الحرارة للصف الثالث من عناصر التسخين كوحدة واحدة ، فسيكون نقل الحرارة للصف الأول حوالي 0.6 ، والثاني - حوالي 0.7 في حزم متداخلة وحوالي 0.9 - في الخط من انتقال الحرارة من الصف الثالث. بالنسبة لجميع الصفوف بعد الصف الثالث ، يمكن اعتبار معامل انتقال الحرارة دون تغيير ويساوي انتقال الحرارة للصف الثالث.
يتم تحديد معامل انتقال الحرارة لعنصر التسخين بالتعبير التجريبي
أين نو - معيار نسلت ، - معامل التوصيل الحراري للهواء ،
= اد
يتم حساب معيار نسلت لظروف نقل حرارة معينة من التعبيرات
لحزم الأنبوب المضمنة
في Re 1103
في Re> 1103
لحزم الأنابيب المتداخلة:
لـ Re 1103 ، (1.8)
في Re> 1103
حيث Re هو معيار رينولدز.
يميز معيار رينولدز تدفق الهواء حول عناصر التسخين ويساوي
, (1.10)
أين - سرعة تدفق الهواء ، م / ث ؛ - معامل اللزوجة الحركية للهواء ، = 18.510-6 م 2 / ث.
من أجل ضمان الحمل الحراري الفعال لعناصر التسخين التي لا تؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة السخانات ، من الضروري ضمان تدفق الهواء في منطقة التبادل الحراري بسرعة لا تقل عن 6 م / ث. مع الأخذ في الاعتبار الزيادة في المقاومة الديناميكية الهوائية لهيكل مجرى الهواء وكتلة التسخين مع زيادة سرعة تدفق الهواء ، يجب أن يقتصر الأخير على 15 م / ث.
متوسط معامل انتقال الحرارة
للحزم المضمنة
, (1.11)
لعوارض الشطرنج
أين ن هو عدد صفوف الأنابيب في حزمة كتلة التسخين.
درجة حرارة تدفق الهواء بعد السخان
, (1.13)
أين صل - الطاقة الإجمالية لعناصر التسخين للسخان ، كيلوواط ؛ - كثافة الهواء ، كجم / م 3 ؛ معالخامس هي السعة الحرارية المحددة للهواء ، معالخامس= 1 كيلو جول / (كجمоС) ؛ لف - سعة سخان الهواء م 3 / ث.
إذا لم يتم استيفاء الشرط (1.2) ، اختر عنصر تسخين آخر أو قم بتغيير سرعة الهواء المأخوذة في الحساب ، تخطيط كتلة التسخين.
الجدول 1.1 - قيم المعامل ج البيانات الأوليةشارك الموضوع مع أصدقائك:
التكنولوجيا الكهربائية
حساب تركيب التدفئة الكهربائية
|
2
الشكل 1.1 - مخططات تخطيط كتلة عناصر التسخين
1.1 الحساب الحراري لعناصر التسخين
|
| أ) | ب) |
|
أ - تخطيط الممر. ب - تخطيط الشطرنج.
الشكل 1.1 - مخططات تخطيط كتلة عناصر التسخين |
بالنسبة للصف الأول من سخانات كتلة التسخين المجمعة ، يجب استيفاء الشرط التالي:
оС ، (1.2)
أين رن1 هو متوسط درجة حرارة السطح الفعلية لسخانات الصف الأول ، درجة مئوية ؛ صم1 هي الطاقة الإجمالية لسخانات الصف الأول ، W ؛ تزوج- متوسط معامل انتقال الحرارة W / (m2оС) ؛ Fتي1 - المساحة الإجمالية لسطح إطلاق الحرارة لسخانات الصف الأول ، م 2 ؛ رالخامس - درجة حرارة تدفق الهواء بعد السخان ، درجة مئوية.
يتم تحديد إجمالي الطاقة والمساحة الإجمالية للسخانات من معلمات عناصر التسخين المختارة وفقًا للصيغ
, , (1.3)
أين ك - عدد عناصر التسخين على التوالي ، أجهزة الكمبيوتر ؛ صتي، Fتي - على التوالي ، الطاقة ، W ، ومساحة السطح ، م 2 ، لعنصر تسخين واحد.
مساحة سطح عنصر التسخين المضلع
, (1.4)
أين د هو قطر عنصر التسخين ، م ؛ لأ - الطول النشط لعنصر التسخين ، م ؛ حص هو ارتفاع الضلع م ؛ أ - زعنفة الملعب ، م
بالنسبة لحزم الأنابيب المبسطة بشكل عرضي ، ينبغي للمرء أن يأخذ في الاعتبار متوسط معامل نقل الحرارةتزوج، لأن شروط نقل الحرارة بواسطة صفوف منفصلة من السخانات مختلفة ويتم تحديدها من خلال اضطراب تدفق الهواء. نقل الحرارة للصف الأول والثاني من الأنابيب أقل من انتقال الحرارة في الصف الثالث. إذا تم أخذ نقل الحرارة للصف الثالث من عناصر التسخين كوحدة واحدة ، فسيكون نقل الحرارة للصف الأول حوالي 0.6 ، والثاني - حوالي 0.7 في حزم متداخلة وحوالي 0.9 - في الخط من انتقال الحرارة من الصف الثالث. بالنسبة لجميع الصفوف بعد الصف الثالث ، يمكن اعتبار معامل انتقال الحرارة دون تغيير ويساوي انتقال الحرارة للصف الثالث.
يتم تحديد معامل انتقال الحرارة لعنصر التسخين بالتعبير التجريبي
, (1.5)
أين نو - معيار نسلت ، - معامل التوصيل الحراري للهواء ،
= 0.027 واط / (moC) ؛ د - قطر عنصر التسخين ، م.
يتم حساب معيار نسلت لظروف نقل حرارة معينة من التعبيرات
لحزم الأنبوب المضمنة
في Re 1103
, (1.6)
في Re> 1103
, (1.7)
لحزم الأنابيب المتداخلة:
لـ Re 1103 ، (1.8)
في Re> 1103
, (1.9)
حيث Re هو معيار رينولدز.
يميز معيار رينولدز تدفق الهواء حول عناصر التسخين ويساوي
, (1.10)
أين - سرعة تدفق الهواء ، م / ث ؛ - معامل اللزوجة الحركية للهواء ، = 18.510-6 م 2 / ث.
من أجل ضمان الحمل الحراري الفعال لعناصر التسخين التي لا تؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة السخانات ، من الضروري ضمان تدفق الهواء في منطقة التبادل الحراري بسرعة لا تقل عن 6 م / ث. مع الأخذ في الاعتبار الزيادة في المقاومة الديناميكية الهوائية لهيكل مجرى الهواء وكتلة التسخين مع زيادة سرعة تدفق الهواء ، يجب أن يقتصر الأخير على 15 م / ث.
متوسط معامل انتقال الحرارة
للحزم المضمنة
, (1.11)
لعوارض الشطرنج
, (1.12)
أين ن هو عدد صفوف الأنابيب في حزمة كتلة التسخين.
درجة حرارة تدفق الهواء بعد السخان
, (1.13)
أين صل - الطاقة الإجمالية لعناصر التسخين للسخان ، كيلوواط ؛ - كثافة الهواء ، كجم / م 3 ؛ معالخامس هي السعة الحرارية المحددة للهواء ، معالخامس= 1 كيلو جول / (كجمоС) ؛ لف - سعة سخان الهواء م 3 / ث.
إذا لم يتم استيفاء الشرط (1.2) ، اختر عنصر تسخين آخر أو قم بتغيير سرعة الهواء المأخوذة في الحساب ، تخطيط كتلة التسخين.
الجدول 1.1 - قيم المعامل ج البيانات الأوليةشارك الموضوع مع أصدقائك:
2
كيفية حساب سخان التهوية
في مناخنا ، خلال موسم البرد ، من المهم للغاية تسخين الهواء الذي يدخل المنزل من الخارج من خلال التهوية. إذا لم يكن هناك حرارة زائدة في الغرفة أثناء التهوية ، فيجب تسخين الهواء الداخل إلى نفس درجة الحرارة السائدة داخل الغرفة.
في هذه الحالة ، يقوم نظام التدفئة بتعويض فقد الحرارة عبر السياج. ولكن في الحالة التي يتم فيها الجمع بين التدفئة ونوع الإمداد من التهوية ، يجب أن يكون هواء الإمداد أكثر دفئًا من الهواء داخل الغرفة. ولكن إذا كانت هناك حرارة زائدة في الغرفة ، فيجب أن تكون درجة حرارة الهواء الداخل أقل من درجة حرارة الهواء بالداخل. سيضمن ذلك استيعاب تلك الفوائض الحرارية.
من المهم هنا أن نقول إن درجة حرارة الهواء الداخل للغرفة تعتمد بشكل مباشر على طريقة إمدادها. ويجب تحديدها بعد حساب نفاثات الإمداد ، اعتمادًا على ظروف المعلمات الطبيعية لبيئة الهواء
ولهذا السبب ، من المهم حساب قوة السخان بشكل صحيح ، والذي ينظم درجة حرارة هواء الإمداد.
ما هي أنواع سخانات التهوية الموجودة؟
بادئ ذي بدء ، من المهم تحديد نوع هذا السخان. عند اختيار السخان ، يجب أن تأخذ في الاعتبار الفروق الدقيقة مثل قوتها ، ومناخ المنطقة ، وأداء الجهاز ، وأبعاد الغرفة التي يجب تثبيتها فيها.
لذلك وفقًا لهذه المعلمات ، يمكنك الاختيار من بين أنواع السخانات التالية:
- توريد سخان كهربائي للتهوية ؛
- سخان الماء.
إذا تحدثنا عن مثل هذه الأجهزة الكهربائية ، يجدر التأكيد على أن تصميمها يعتمد على معالجة الكهرباء إلى حرارة. يتم ضمان ذلك عن طريق تسخين لولب من الأسلاك أو خيط معدني. وهكذا ، فإن الحرارة تذهب إلى تيار الهواء. هذه السخانات سهلة التركيب ومتوفرة أيضًا. لكنهم في نفس الوقت يستهلكون الكثير من الكهرباء. ولهذا السبب ، من الأفضل استخدام سخان الهواء هذا مع المبادل الحراري. بفضل هذا ، من الممكن تقليل مستوى استهلاك الكهرباء بمقدار ربع كامل.
في الوقت نفسه ، تكون أجهزة التهوية المائية هذه أغلى ثمناً ، لكنها لا تستخدم الكثير من الطاقة ، وبالتالي ستكلفك أقل. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن استخدامه حتى في الغرف الكبيرة ، حيث تتمتع بمستوى عالٍ من الأداء. من بين عيوب سخان المياه أنه يمكن أن يتجمد عند درجات حرارة منخفضة للغاية.
كيف تحسب بشكل صحيح؟
أحد الفروق الدقيقة في اختيار نوع السخان هو حسابه. ومن أجل تحديد قوة مثل هذا الجهاز بشكل صحيح ، ليس من الضروري على الإطلاق إجراء أي حسابات أو معالجات معقدة.
من المهم ببساطة حساب درجة حرارة الهواء عند المدخل والمخرج
في الحالة التي يكون فيها الهواء الخارجي قد انخفض إلى الحد الأدنى لفترة قصيرة ، لا يمكنك مراعاة الحد الأقصى لقيمة درجة الحرارة ومن ثم يمكنك أن تأخذ في الاعتبار قيمة طاقة أقل لمثل هذا الجهاز
عند حساب قوة سخان التهوية ، يجب أيضًا مراعاة بيانات تبادل الهواء الإضافية. يمكن تحديد هذا المؤشر من خلال مراعاة أداء التهوية. ثم يجب ضرب هاتين المعلمتين في السعة الحرارية للهواء وقسمة ألف. يجب أن يتوافق مجموع قوة السخان مع مجموع جهد التيار الكهربائي.
آلة حاسبة على الإنترنت لحساب قوة السخان
يعتمد التشغيل الفعال للتهوية على الحساب الصحيح واختيار المعدات ، لأن هاتين النقطتين مترابطتان. لتبسيط هذا الإجراء ، أعددنا لك آلة حاسبة عبر الإنترنت لحساب قوة السخان.
من المستحيل اختيار قوة السخان دون تحديد نوع المروحة ، كما أن حساب درجة حرارة الهواء الداخلي يكون عديم الفائدة دون اختيار السخان والمبادل الحراري ومكيف الهواء. من المستحيل تحديد معلمات القناة دون حساب الخصائص الديناميكية الهوائية. يتم حساب قوة سخان التهوية وفقًا للمعايير القياسية لدرجة حرارة الهواء ، وتؤدي الأخطاء في مرحلة التصميم إلى زيادة التكاليف ، فضلاً عن عدم القدرة على الحفاظ على المناخ المحلي عند المستوى المطلوب.
السخان (يسمى أكثر احترافًا سخان القناة) هو جهاز متعدد الاستخدامات يستخدم في أنظمة التهوية الداخلية لنقل الطاقة الحرارية من عناصر التسخين إلى الهواء الذي يمر عبر نظام من الأنابيب المجوفة.
تختلف سخانات مجاري الهواء في طريقة نقل الطاقة وتنقسم إلى:
- الماء - تنتقل الطاقة من خلال الأنابيب بالماء الساخن والبخار.
- الكهرباء - عناصر التسخين التي تستقبل الطاقة من شبكة الإمداد بالطاقة المركزية.
هناك أيضًا دفايات تعمل على مبدأ الاستجمام: هذا هو الاستفادة من الحرارة من الغرفة عن طريق نقلها إلى هواء الإمداد. يتم الاسترداد دون ملامسة بيئتين هوائيتين.
سخان كهربائي
الأساس هو عنصر تسخين مصنوع من الأسلاك أو الحلزونات ، ويمر عبره تيار كهربائي. يتم تمرير الهواء البارد في الهواء الطلق بين الحلزونات ، ويتم تسخينه وتغذيته في الغرفة.
السخان الكهربائي مناسب لخدمة أنظمة التهوية منخفضة الطاقة ، حيث لا يتطلب الأمر حسابًا خاصًا لتشغيله ، حيث تشير الشركة المصنعة إلى جميع المعلمات الضرورية.
العيب الرئيسي لهذه الوحدة هو القصور الذاتي بين خيوط التسخين ، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة الحرارة باستمرار ، ونتيجة لذلك ، فشل الجهاز. تم حل المشكلة عن طريق تركيب معوضات إضافية.
سخان الماء
أساس سخان المياه هو عنصر تسخين مصنوع من أنابيب معدنية مجوفة ، يتم تمرير الماء الساخن أو البخار من خلالها. يدخل الهواء الخارجي من الجانب الآخر. ببساطة ، يتحرك الهواء من أعلى إلى أسفل ، ويتحرك الماء من أسفل إلى أعلى. وبالتالي ، تتم إزالة فقاعات الأكسجين من خلال صمامات خاصة.
يستخدم سخان مجاري المياه في معظم أنظمة التهوية الكبيرة والمتوسطة الحجم. يتم تسهيل ذلك من خلال الإنتاجية العالية والموثوقية وقابلية الصيانة للمعدات.
بالإضافة إلى عنصر التسخين ، يشتمل النظام على: (يوفر إمداد المبرد للمبادل) ، ومضخة ، وصمامات مباشرة وفحص ، وصمامات إيقاف ، ووحدة تحكم أوتوماتيكية. بالنسبة للمناطق المناخية حيث تنخفض درجة الحرارة الدنيا في الشتاء إلى ما دون الصفر ، يتم توفير نظام لمنع أنابيب العمل من التجمد.
حساب القوة
حجم الهواء الذي يمر عبر الجهاز لكل وحدة زمنية. يتم قياسه على التوالي بالكيلو جرام / ساعة أو م 3 / ساعة.تتكون طريقة الحساب في اختيار جهاز بمثل هذه المعلمات بحيث تتوافق درجة حرارة الهواء الخارج مع القيم القياسية ، ويسمح احتياطي الطاقة بالتشغيل غير المنقطع عند أحمال الذروة ، ولكن تبادل الهواء معدل ومعدل لا تعاني. يبدأ المصمم في حساب الطاقة فقط بعد تلقي جميع البيانات الأولية:
- درجات حرارة العرض. يتم أخذ الحد الأدنى لقيمة فترة الشتاء.
- مطلوبة وفقًا للمعايير أو الرغبات الفردية لدرجة حرارة هواء مخرج العميل.
- متوسط تدفق الهواء متر مكعب / ساعة ..
هل لديك اسئلة؟ الاتصال بالهاتف: +7 (953) 098-28-01
قد تكون مهتمًا أيضًا بتركيب التهوية.
