BEREGNING AF ELEKTRISK VARME INSTALLATION
1.1 Termisk beregning af varmeelementer
Opgaven med termisk beregning af blokken af varmeelementer omfatter bestemmelse af antallet af varmeelementer i blokken og den faktiske temperatur på overfladen af varmeelementet. Resultaterne af den termiske beregning bruges til at forfine blokkens designparametre.
Opgaven for beregningen er angivet i bilag 1.
Effekten af et varmeelement bestemmes ud fra varmerens effekt
Til
Antallet af varmeelementer z tages som et multiplum af 3, og effekten af et varmeelement bør ikke overstige 3 ... 4 kW. Varmeelementet vælges i henhold til pasdata (bilag 1).
Ved design skelnes blokke med en korridor og et forskudt layout af varmeelementer (figur 1.1).
-
en) b) a - korridor layout; b - skak layout. Figur 1.1 - Layoutdiagrammer af blokken af varmeelementer
For den første række af varmeapparater i den samlede varmeblok skal følgende betingelse være opfyldt:
O
hvor tn1 - faktisk gennemsnitlig overfladetemperatur for varmeapparaterne i den første række, oC; Pm1 er den samlede effekt af varmelegemerne i den første række, W; ons— gennemsnitlig varmeoverførselskoefficient, W/(m2оС); FT1 - det samlede areal af den varmeafgivende overflade af varmeapparaterne i den første række, m2; tv - temperatur på luftstrømmen efter varmelegemet, °C.
Den samlede effekt og det samlede areal af varmeapparaterne bestemmes ud fra parametrene for de valgte varmeelementer i henhold til formlerne
, , (1.3)
hvor k - antallet af varmeelementer i træk, stk. PT, FT - henholdsvis effekt, W og overfladeareal, m2, af et varmelegeme.
Overfladeareal af ribbet varmeelement
, (1.4)
hvor d er diameteren af varmeelementet, m; l-en – aktiv længde af varmeelementet, m; hR er højden af ribben, m; -en - finnehøjde, m
For bundter af tværstrømlinede rør bør man tage højde for den gennemsnitlige varmeoverførselskoefficient ons, da betingelserne for varmeoverførsel ved separate rækker af varmelegemer er forskellige og bestemmes af luftstrømmens turbulens. Varmeoverførslen af den første og anden række af rør er mindre end den for den tredje række. Hvis varmeoverførslen af den tredje række af varmeelementer tages som enhed, vil varmeoverførslen af den første række være omkring 0,6, den anden - omkring 0,7 i forskudte bundter og omkring 0,9 - i in-line fra varmeoverførslen af tredje række. For alle rækker efter tredje række kan varmeoverførselskoefficienten betragtes som uændret og lig med varmeoverførslen af tredje række.
Varmelegemets varmeoverførselskoefficient bestemmes af det empiriske udtryk
hvor Nu – Nusselt-kriterium, - koefficient for luftens varmeledningsevne,
= Od
Nusselt-kriteriet for specifikke varmeoverførselsforhold er beregnet ud fra udtrykkene
til in-line rørbundter
ved Re 1103
ved Re > 1103
for forskudte rørbundter:
for Re 1103, (1,8)
ved Re > 1103
hvor Re er Reynolds-kriteriet.
Reynolds-kriteriet karakteriserer luftstrømmen omkring varmeelementerne og er lig med
, (1.10)
hvor — luftstrømningshastighed, m/s; — koefficient for lufts kinematiske viskositet = 18,510-6 m2/s.
For at sikre en effektiv termisk belastning af varmeelementer, der ikke fører til overophedning af varmelegemerne, er det nødvendigt at sikre luftstrøm i varmevekslingszonen med en hastighed på mindst 6 m/s. Under hensyntagen til stigningen i den aerodynamiske modstand af luftkanalstrukturen og varmeblokken med en stigning i luftstrømningshastigheden, bør sidstnævnte begrænses til 15 m/s.
Gennemsnitlig varmeoverførselskoefficient
til in-line bundter
, (1.11)
til skakbjælker
hvor n er antallet af rækker af rør i bundtet af varmeblokken.
Temperaturen på luftstrømmen efter varmeren er
, (1.13)
hvor PTil - den samlede effekt af varmelegemets varmeelementer, kW; — luftdensitet, kg/m3; Medv er luftens specifikke varmekapacitet, Medv= 1 kJ/(kgоС); Lv – luftvarmerkapacitet, m3/s.
Hvis betingelse (1.2) ikke er opfyldt, skal du vælge et andet varmeelement eller ændre lufthastigheden taget i beregningen, layoutet af varmeblokken.
Tabel 1.1 - værdier af koefficienten c Indledende dataDel med dine venner:
Elektrisk teknologi
BEREGNING AF ELEKTRISK VARME INSTALLATION
|
2
Figur 1.1 - Layoutdiagrammer af blokken af varmeelementer
1.1 Termisk beregning af varmeelementer
|
| en) | b) |
|
a - korridor layout; b - skak layout.
Figur 1.1 - Layoutdiagrammer af blokken af varmeelementer |
For den første række af varmeapparater i den samlede varmeblok skal følgende betingelse være opfyldt:
оС, (1,2)
hvor tn1 - faktisk gennemsnitlig overfladetemperatur for varmeapparaterne i den første række, oC; Pm1 er den samlede effekt af varmelegemerne i den første række, W; ons— gennemsnitlig varmeoverførselskoefficient, W/(m2оС); FT1 - det samlede areal af den varmeafgivende overflade af varmeapparaterne i den første række, m2; tv - temperatur på luftstrømmen efter varmelegemet, °C.
Den samlede effekt og det samlede areal af varmeapparaterne bestemmes ud fra parametrene for de valgte varmeelementer i henhold til formlerne
, , (1.3)
hvor k - antallet af varmeelementer i træk, stk. PT, FT - henholdsvis effekt, W og overfladeareal, m2, af et varmelegeme.
Overfladeareal af ribbet varmeelement
, (1.4)
hvor d er diameteren af varmeelementet, m; l-en – aktiv længde af varmeelementet, m; hR er højden af ribben, m; -en - finnehøjde, m
For bundter af tværstrømlinede rør bør man tage højde for den gennemsnitlige varmeoverførselskoefficient ons, da betingelserne for varmeoverførsel ved separate rækker af varmelegemer er forskellige og bestemmes af luftstrømmens turbulens. Varmeoverførslen af den første og anden række af rør er mindre end den for den tredje række. Hvis varmeoverførslen af den tredje række af varmeelementer tages som enhed, vil varmeoverførslen af den første række være omkring 0,6, den anden - omkring 0,7 i forskudte bundter og omkring 0,9 - i in-line fra varmeoverførslen af tredje række. For alle rækker efter tredje række kan varmeoverførselskoefficienten betragtes som uændret og lig med varmeoverførslen af tredje række.
Varmelegemets varmeoverførselskoefficient bestemmes af det empiriske udtryk
, (1.5)
hvor Nu – Nusselt-kriterium, - koefficient for luftens varmeledningsevne,
= 0,027 W/(moC); d – varmelegemets diameter, m.
Nusselt-kriteriet for specifikke varmeoverførselsforhold er beregnet ud fra udtrykkene
til in-line rørbundter
ved Re 1103
, (1.6)
ved Re > 1103
, (1.7)
for forskudte rørbundter:
for Re 1103, (1,8)
ved Re > 1103
, (1.9)
hvor Re er Reynolds-kriteriet.
Reynolds-kriteriet karakteriserer luftstrømmen omkring varmeelementerne og er lig med
, (1.10)
hvor — luftstrømningshastighed, m/s; — koefficient for lufts kinematiske viskositet = 18,510-6 m2/s.
For at sikre en effektiv termisk belastning af varmeelementer, der ikke fører til overophedning af varmelegemerne, er det nødvendigt at sikre luftstrøm i varmevekslingszonen med en hastighed på mindst 6 m/s. Under hensyntagen til stigningen i den aerodynamiske modstand af luftkanalstrukturen og varmeblokken med en stigning i luftstrømningshastigheden, bør sidstnævnte begrænses til 15 m/s.
Gennemsnitlig varmeoverførselskoefficient
til in-line bundter
, (1.11)
til skakbjælker
, (1.12)
hvor n er antallet af rækker af rør i bundtet af varmeblokken.
Temperaturen på luftstrømmen efter varmeren er
, (1.13)
hvor PTil - den samlede effekt af varmelegemets varmeelementer, kW; — luftdensitet, kg/m3; Medv er luftens specifikke varmekapacitet, Medv= 1 kJ/(kgоС); Lv – luftvarmerkapacitet, m3/s.
Hvis betingelse (1.2) ikke er opfyldt, skal du vælge et andet varmeelement eller ændre lufthastigheden taget i beregningen, layoutet af varmeblokken.
Tabel 1.1 - værdier af koefficienten c Indledende dataDel med dine venner:
2
Sådan beregnes ventilationsvarmeren
I vores klima er det i den kolde årstid ekstremt vigtigt at opvarme den luft, der kommer ind i huset udefra, gennem ventilation. Hvis der ikke er overskudsvarme i rummet under ventilation, så skal den indgående luft opvarmes til samme temperatur, som råder inde i rummet.
I dette tilfælde kompenserer varmesystemet for varmetabet gennem hegnet. Men i en situation, hvor opvarmning kombineres med en indblæsningstype af ventilation, skal indblæsningsluften være varmere end luften inde i rummet. Men hvis der er overskudsvarme i rummet, så skal den indkommende luft have en lavere temperatur end luften indeni. Dette vil sikre assimileringen af disse varmeoverskud.
Her er det vigtigt at sige, at temperaturen på luften, der kommer ind i rummet, afhænger direkte af metoden til dens tilførsel. Og det skal bestemmes efter beregning af forsyningsdyserne, afhængigt af betingelserne for de normaliserede parametre i luftmiljøet
Det er af denne grund, at det er vigtigt at beregne effekten af varmelegemet, som regulerer indblæsningslufttemperaturen, korrekt.
Hvilke typer ventilationsvarmere findes der?
Først og fremmest er det vigtigt at beslutte sig for typen af en sådan varmeovn. Når du vælger en varmelegeme, skal du tage højde for sådanne nuancer som dens kraft, klimaet i området, enhedens ydeevne, dimensionerne af det rum, hvor det skal installeres
Så ifølge disse parametre kan du vælge mellem følgende typer varmeapparater:
- forsyning ventilation elektrisk varmelegeme;
- vandvarmer.
Hvis vi taler om sådanne elektriske enheder, er det værd at understrege, at deres design er baseret på forarbejdning af elektrisk til varme. Dette sikres ved at opvarme en spiral af tråd eller et metaltråd. Dermed går varmen til luftstrømmen. Sådanne varmelegemer er nemme at installere, og de er også tilgængelige. Men samtidig bruger de meget strøm. Det er derfor, at denne luftvarmer bedst bruges sammen med en varmeveksler. Takket være dette kan niveauet af elforbrug reduceres med en hel fjerdedel.
Samtidig er sådanne vandanordninger til ventilation meget dyrere, men de bruger ikke så meget energi og vil derfor koste dig mindre. Derudover kan den endda bruges i store rum, da de har en høj ydeevne. Blandt ulemperne ved en vandvarmer er, at den kan fryse ved meget lave temperaturer.
Hvordan beregner man korrekt?
En af nuancerne ved at vælge typen af varmelegeme er dens beregning. Og for korrekt at bestemme kraften af en sådan enhed, er det slet ikke nødvendigt at udføre komplekse beregninger eller manipulationer.
Det er vigtigt blot at beregne lufttemperaturen ved ind- og udløb
I en situation, hvor udeluften er faldet til minimumsmærket i kort tid, kan du ikke tage højde for den maksimale temperaturværdi, og så kan du tage højde for en lavere effektværdi for en sådan enhed
Ved beregning af ventilationsvarmerens effekt skal der også tages højde for yderligere luftudskiftningsdata. Denne indikator kan bestemmes ved at tage højde for ventilationsydelsen. Så skal disse to parametre ganges med luftens varmekapacitet og divideres med tusind. Summen af varmelegemets effekt skal svare til summen af netspændingen.
Online lommeregner til beregning af varmerens effekt
Den effektive drift af ventilation afhænger af den korrekte beregning og valg af udstyr, da disse to punkter er forbundet med hinanden. For at forenkle denne procedure har vi forberedt en online-beregner til dig til beregning af varmerens effekt.
Valg af varmelegeme er umuligt uden at bestemme typen af ventilator, og beregningen af den interne lufttemperatur er ubrugelig uden at vælge en varmeveksler, varmeveksler og klimaanlæg. Det er umuligt at bestemme kanalens parametre uden at beregne de aerodynamiske egenskaber. Beregningen af ventilationsvarmerens effekt udføres i henhold til standardparametrene for lufttemperatur, og fejl på designstadiet fører til en stigning i omkostningerne samt manglende evne til at opretholde mikroklimaet på det krævede niveau.
En varmelegeme (mere professionelt kaldet en kanalvarmer) er en alsidig enhed, der bruges i indendørs ventilationssystemer til at overføre varmeenergi fra varmeelementer til luft, der passerer gennem et system af hule rør.
Kanalvarmere adskiller sig i den måde, de overfører energi på og er opdelt i:
- Vand - energi overføres gennem rør med varmt vand, damp.
- El - varmeelementer, der modtager energi fra det centrale strømforsyningsnetværk.
Der er også varmeapparater, der arbejder efter genvindingsprincippet: dette er udnyttelsen af varme fra rummet ved at overføre den til indblæsningsluften. Genvinding udføres uden kontakt mellem to luftmiljøer.
Elvarmer
Grundlaget er et varmeelement lavet af tråd eller spiraler, en elektrisk strøm passerer gennem det. Kold udeluft ledes mellem spiralerne, den opvarmes og føres ind i rummet.
Den elektriske varmeovn er egnet til servicering af laveffektventilationssystemer, da der ikke kræves nogen speciel beregning for dens drift, da alle de nødvendige parametre er angivet af producenten.
Den største ulempe ved denne enhed er inertien mellem varmefilamenterne, det fører til konstant overophedning og som følge heraf svigt af enheden. Problemet løses ved at installere yderligere kompensatorer.
Vandvarmer
Grundlaget for vandvarmeren er et varmeelement lavet af hule metalrør, varmt vand eller damp ledes gennem dem. Udefra kommer luft ind fra den modsatte side. Kort sagt, luft bevæger sig fra top til bund, og vand bevæger sig fra bund til top. Således fjernes iltbobler gennem specielle ventiler.
Vandkanalvarmeren anvendes i de fleste store og mellemstore ventilationsanlæg. Dette lettes af høj produktivitet, pålidelighed og vedligeholdelse af udstyret.
Ud over varmeelementet omfatter systemet: (giver kølevæskeforsyning til veksleren), en pumpe, direkte- og kontraventiler, afspærringsventiler og en automatisk styreenhed. For klimazoner, hvor minimumstemperaturen om vinteren falder til under nul, er der tilvejebragt et system til at forhindre, at arbejdsrørene fryser.
Effektberegning
Mængden af luft, der passerer gennem apparatet pr. tidsenhed. Det måles henholdsvis i kg / h eller m3 / h. Beregningsmetoden består i at vælge et apparat med sådanne parametre, at udgangslufttemperaturen svarer til standardværdierne, og strømreserven tillader uafbrudt drift ved spidsbelastninger, men luftskiftet sats og sats lider ikke. Designeren begynder først at beregne effekten efter at have modtaget alle de indledende data:
- Fremløbstemperaturer. Minimumsværdien for vinterperioden er taget.
- Påkrævet i henhold til normer eller individuelle ønsker fra kundens udgangslufttemperatur.
- Gennemsnitlig luftmængde m³/h..
Har du nogen spørgsmål? Ring på telefon: +7 (953) 098-28-01
Du kan også være interesseret i installation af ventilation.
