Υπολογισμός του θερμαντήρα πώς να υπολογίσετε την ισχύ της συσκευής για θέρμανση αέρα για θέρμανση

ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΘΕΡΜΑΝΣΗΣ

1.1 Θερμικός υπολογισμός θερμαντικών στοιχείων

Η εργασία του θερμικού υπολογισμού του μπλοκ θερμαντικών στοιχείων περιλαμβάνει τον προσδιορισμό του αριθμού των θερμαντικών στοιχείων στο μπλοκ και της πραγματικής θερμοκρασίας της επιφάνειας του στοιχείου θέρμανσης. Τα αποτελέσματα του θερμικού υπολογισμού χρησιμοποιούνται για τη βελτίωση των παραμέτρων σχεδιασμού του μπλοκ.

Η εργασία για τον υπολογισμό δίνεται στο Παράρτημα 1.

Η ισχύς ενός στοιχείου θέρμανσης προσδιορίζεται με βάση την ισχύ του θερμαντήρα

_{Προς το}

Ο αριθμός των θερμαντικών στοιχείων z λαμβάνεται ως πολλαπλάσιο του 3 και η ισχύς ενός στοιχείου θέρμανσης δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 3 ... 4 kW. Το στοιχείο θέρμανσης επιλέγεται σύμφωνα με τα δεδομένα διαβατηρίου (Παράρτημα 1).

Σχεδιαστικά, τα μπλοκ διακρίνονται με διάδρομο και κλιμακωτή διάταξη στοιχείων θέρμανσης (Εικόνα 1.1).

ένα)

σι)

α - διάταξη διαδρόμου. β - διάταξη σκακιού.

Σχήμα 1.1 - Διαγράμματα διάταξης του μπλοκ των θερμαντικών στοιχείων

Για την πρώτη σειρά θερμαντικών σωμάτων του συναρμολογημένου μπλοκ θέρμανσης, πρέπει να πληρούνται οι ακόλουθες προϋποθέσεις:

που t_n1 - πραγματική μέση θερμοκρασία επιφάνειας των θερμαντήρων της πρώτης σειράς, oC. Π_Μ1 είναι η συνολική ισχύς των θερμαντήρων της πρώτης σειράς, W; _{Νυμφεύω}— μέσος συντελεστής μεταφοράς θερμότητας, W/(m2оС); φά_Τ1 - συνολική επιφάνεια της επιφάνειας απελευθέρωσης θερμότητας των θερμαντήρων της πρώτης σειράς, m2. t_v - θερμοκρασία ροής αέρα μετά τη θέρμανση, °C.

Η συνολική ισχύς και η συνολική επιφάνεια των θερμαντήρων καθορίζονται από τις παραμέτρους των επιλεγμένων θερμαντικών στοιχείων σύμφωνα με τους τύπους
, , (1.3)

που κ - ο αριθμός των θερμαντικών στοιχείων στη σειρά, τεμ. Π_Τ, Φ_Τ - αντίστοιχα, ισχύς, W και επιφάνεια, m2, ενός θερμαντικού στοιχείου.

Επιφάνεια ραβδωτού θερμαντικού στοιχείου
, (1.4)

που ρε είναι η διάμετρος του θερμαντικού στοιχείου, m; μεγάλο_ένα – ενεργό μήκος του θερμαντικού στοιχείου, m; η_R είναι το ύψος της πλευράς, m; ένα - βήμα πτερυγίου, m

Για δέσμες εγκάρσια εξορθολογισμένων σωλήνων, θα πρέπει να ληφθεί υπόψη ο μέσος συντελεστής μεταφοράς θερμότητας _{Νυμφεύω}, δεδομένου ότι οι συνθήκες μεταφοράς θερμότητας από ξεχωριστές σειρές θερμαντήρων είναι διαφορετικές και καθορίζονται από τον στροβιλισμό της ροής του αέρα. Η μεταφορά θερμότητας της πρώτης και της δεύτερης σειράς σωλήνων είναι μικρότερη από αυτή της τρίτης σειράς. Εάν η μεταφορά θερμότητας της τρίτης σειράς θερμαντικών στοιχείων ληφθεί ως μονάδα, τότε η μεταφορά θερμότητας της πρώτης σειράς θα είναι περίπου 0,6, η δεύτερη - περίπου 0,7 σε κλιμακωτές δέσμες και περίπου 0,9 - στη σειρά από τη μεταφορά θερμότητας της τρίτης σειράς. Για όλες τις σειρές μετά την τρίτη σειρά, ο συντελεστής μεταφοράς θερμότητας μπορεί να θεωρηθεί αμετάβλητος και ίσος με τη μεταφορά θερμότητας της τρίτης σειράς.

Ο συντελεστής μεταφοράς θερμότητας του θερμαντικού στοιχείου καθορίζεται από την εμπειρική έκφραση

που Αρ – Κριτήριο Nusselt,  - συντελεστής θερμικής αγωγιμότητας του αέρα,

 = Ορε

Το κριτήριο Nusselt για συγκεκριμένες συνθήκες μεταφοράς θερμότητας υπολογίζεται από τις εκφράσεις

για δέσμες σωλήνων σε σειρά

στο Re  1103

στο Re > 1103

για κλιμακωτές δέσμες σωλήνων:

για Re  1103, (1.8)

στο Re > 1103

όπου Re είναι το κριτήριο Reynolds.

Το κριτήριο Reynolds χαρακτηρίζει τη ροή αέρα γύρω από τα θερμαντικά στοιχεία και ισούται με
, (1.10)

που  — ταχύτητα ροής αέρα, m/s.  — συντελεστής κινηματικού ιξώδους αέρα,  = 18,510-6 m2/s.

Προκειμένου να διασφαλιστεί ένα αποτελεσματικό θερμικό φορτίο των θερμαντικών στοιχείων που δεν οδηγεί σε υπερθέρμανση των θερμαντήρων, είναι απαραίτητο να διασφαλιστεί η ροή αέρα στη ζώνη ανταλλαγής θερμότητας με ταχύτητα τουλάχιστον 6 m/s. Λαμβάνοντας υπόψη την αύξηση της αεροδυναμικής αντίστασης της δομής του αεραγωγού και του μπλοκ θέρμανσης με αύξηση της ταχύτητας ροής αέρα, η τελευταία θα πρέπει να περιοριστεί στα 15 m/s.

Μέσος συντελεστής μεταφοράς θερμότητας

για πακέτα σε σειρά
, (1.11)

για δοκάρια σκακιού

που n είναι ο αριθμός των σειρών σωλήνων στη δέσμη του θερμαντικού μπλοκ.

Η θερμοκρασία της ροής του αέρα μετά τον θερμαντήρα είναι
, (1.13)

που Π_{Προς το} - η συνολική ισχύς των θερμαντικών στοιχείων του θερμαντήρα, kW.  — πυκνότητα αέρα, kg/m3. Με_v είναι η ειδική θερμοχωρητικότητα του αέρα, Με_v= 1 kJ/(kgоС); Lv – χωρητικότητα θερμοσίφωνα, m3/s.

Εάν δεν πληρούται η προϋπόθεση (1.2), επιλέξτε άλλο θερμαντικό στοιχείο ή αλλάξτε την ταχύτητα του αέρα που λαμβάνεται στον υπολογισμό, τη διάταξη του θερμαντικού μπλοκ.

Πίνακας 1.1 - τιμές του συντελεστή c Αρχικά δεδομέναΜοιράσου το με τους φίλους σου:

Ηλεκτρική τεχνολογία

ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΘΕΡΜΑΝΣΗΣ

σελίδα	2/8
ημερομηνία	19.03.2018
Το μέγεθος	368 Kb.
Ονομα αρχείου	Ηλεκτροτεχνολογία.doc
εκπαιδευτικό ίδρυμα	Κρατική Γεωργική Ακαδημία Izhevsk

Σχήμα 1.1 - Διαγράμματα διάταξης του μπλοκ των θερμαντικών στοιχείων

1.1 Θερμικός υπολογισμός θερμαντικών στοιχείων

Ως θερμαντικά στοιχεία σε ηλεκτρικές θερμάστρες χρησιμοποιούνται σωληνοειδείς ηλεκτρικοί θερμαντήρες (TEH), τοποθετημένοι σε μια ενιαία δομική μονάδα.

Η εργασία για τον υπολογισμό δίνεται στο Παράρτημα 1.

Η ισχύς ενός στοιχείου θέρμανσης προσδιορίζεται με βάση την ισχύ του θερμαντήρα

Π_{Προς το} και τον αριθμό των θερμαντικών στοιχείων z που είναι εγκατεστημένα στη θερμάστρα.
. (1.1)

Σχεδιαστικά, τα μπλοκ διακρίνονται με διάδρομο και κλιμακωτή διάταξη στοιχείων θέρμανσης (Εικόνα 1.1).

ένα)

σι)

α - διάταξη διαδρόμου. β - διάταξη σκακιού.

Σχήμα 1.1 - Διαγράμματα διάταξης του μπλοκ των θερμαντικών στοιχείων

оС, (1.2)

Επιφάνεια ραβδωτού θερμαντικού στοιχείου
, (1.4)

Ο συντελεστής μεταφοράς θερμότητας του θερμαντικού στοιχείου καθορίζεται από την εμπειρική έκφραση

, (1.5)

που Αρ – Κριτήριο Nusselt,  - συντελεστής θερμικής αγωγιμότητας του αέρα,

 = 0,027 W/(moC); ρε – διάμετρος του θερμαντικού στοιχείου, m.

Το κριτήριο Nusselt για συγκεκριμένες συνθήκες μεταφοράς θερμότητας υπολογίζεται από τις εκφράσεις

για δέσμες σωλήνων σε σειρά

στο Re  1103

, (1.6)

στο Re > 1103

, (1.7)

για κλιμακωτές δέσμες σωλήνων:

για Re  1103, (1.8)

στο Re > 1103

, (1.9)

όπου Re είναι το κριτήριο Reynolds.

Το κριτήριο Reynolds χαρακτηρίζει τη ροή αέρα γύρω από τα θερμαντικά στοιχεία και ισούται με
, (1.10)

που  — ταχύτητα ροής αέρα, m/s.  — συντελεστής κινηματικού ιξώδους αέρα,  = 18,510-6 m2/s.

Μέσος συντελεστής μεταφοράς θερμότητας

για πακέτα σε σειρά
, (1.11)

για δοκάρια σκακιού

, (1.12)

που n είναι ο αριθμός των σειρών σωλήνων στη δέσμη του θερμαντικού μπλοκ.

Η θερμοκρασία της ροής του αέρα μετά τον θερμαντήρα είναι
, (1.13)

Πίνακας 1.1 - τιμές του συντελεστή c Αρχικά δεδομέναΜοιράσου το με τους φίλους σου:

Πώς να υπολογίσετε τον θερμαντήρα εξαερισμού

Στο κλίμα μας, την κρύα εποχή, είναι εξαιρετικά σημαντικό να θερμαίνουμε τον αέρα που μπαίνει στο σπίτι από το εξωτερικό μέσω εξαερισμού. Εάν δεν υπάρχει υπερβολική θερμότητα στο δωμάτιο κατά τον αερισμό, τότε ο εισερχόμενος αέρας πρέπει να θερμανθεί στην ίδια θερμοκρασία που επικρατεί στο εσωτερικό του δωματίου.

Σε αυτή την περίπτωση, το σύστημα θέρμανσης αντισταθμίζει την απώλεια θερμότητας μέσω του φράχτη. Αλλά σε μια κατάσταση όπου η θέρμανση συνδυάζεται με έναν τύπο εξαερισμού, ο αέρας παροχής πρέπει να είναι θερμότερος από τον αέρα μέσα στο δωμάτιο. Αλλά εάν υπάρχει υπερβολική θερμότητα στο δωμάτιο, τότε ο εισερχόμενος αέρας θα πρέπει να έχει χαμηλότερη θερμοκρασία από τον αέρα μέσα. Αυτό θα εξασφαλίσει την αφομοίωση αυτών των πλεονασμάτων θερμότητας.

Εδώ είναι σημαντικό να πούμε ότι η θερμοκρασία του αέρα που εισέρχεται στο δωμάτιο εξαρτάται άμεσα από τη μέθοδο παροχής του. Και θα πρέπει να προσδιορίζεται μετά τον υπολογισμό των πίδακες τροφοδοσίας, ανάλογα με τις συνθήκες των κανονικοποιημένων παραμέτρων του ατμοσφαιρικού περιβάλλοντος

Γι' αυτόν τον λόγο είναι σημαντικό να υπολογιστεί σωστά η ισχύς του θερμαντήρα, ο οποίος ρυθμίζει τη θερμοκρασία του αέρα παροχής.

Τι είδους θερμαντήρες εξαερισμού υπάρχουν;

Πρώτα απ 'όλα, είναι σημαντικό να αποφασίσετε για τον τύπο ενός τέτοιου θερμαντήρα. Κατά την επιλογή ενός θερμαντήρα, πρέπει να λάβετε υπόψη τέτοιες αποχρώσεις όπως η ισχύς του, το κλίμα της περιοχής, η απόδοση της συσκευής, οι διαστάσεις του δωματίου στο οποίο πρέπει να εγκατασταθεί

Έτσι, σύμφωνα με αυτές τις παραμέτρους, μπορείτε να επιλέξετε μεταξύ των παρακάτω τύπων θερμαντήρων:

παροχή αερισμού ηλεκτρική θερμάστρα?
θερμοσίφωνας.

Αν μιλάμε για τέτοιες ηλεκτρικές συσκευές, αξίζει να τονίσουμε ότι ο σχεδιασμός τους βασίζεται στην επεξεργασία των ηλεκτρικών σε θερμότητα. Αυτό εξασφαλίζεται με τη θέρμανση μιας σπείρας από σύρμα ή ένα μεταλλικό νήμα. Έτσι, η θερμότητα πηγαίνει στο ρεύμα αέρα. Τέτοιοι θερμαντήρες είναι εύκολο να εγκατασταθούν, και είναι επίσης διαθέσιμοι. Ταυτόχρονα όμως καταναλώνουν πολύ ρεύμα. Αυτός είναι ο λόγος που αυτός ο θερμαντήρας αέρα χρησιμοποιείται καλύτερα μαζί με έναν εναλλάκτη θερμότητας. Χάρη σε αυτό, το επίπεδο κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας μπορεί να μειωθεί κατά ένα ολόκληρο τέταρτο.

Ταυτόχρονα, τέτοιες συσκευές νερού για εξαερισμό είναι πολύ πιο ακριβές, αλλά δεν καταναλώνουν τόση ενέργεια και, επομένως, θα σας κοστίσουν λιγότερο. Επιπλέον, μπορεί να χρησιμοποιηθεί ακόμη και σε μεγάλα δωμάτια, καθώς έχουν υψηλό επίπεδο απόδοσης. Στα μειονεκτήματα ενός θερμοσίφωνα είναι ότι μπορεί να παγώσει σε πολύ χαμηλές θερμοκρασίες.

Πώς να υπολογίσετε σωστά;

Μία από τις αποχρώσεις της επιλογής του τύπου θερμαντήρα είναι ο υπολογισμός του. Και για να προσδιορίσετε σωστά την ισχύ μιας τέτοιας συσκευής, δεν είναι καθόλου απαραίτητο να πραγματοποιήσετε σύνθετους υπολογισμούς ή χειρισμούς.

Είναι σημαντικό να υπολογίσετε απλώς τη θερμοκρασία του αέρα στην είσοδο και την έξοδο

Σε μια κατάσταση όπου ο εξωτερικός αέρας έχει πέσει στο ελάχιστο σημείο για σύντομο χρονικό διάστημα, δεν μπορείτε να λάβετε υπόψη τη μέγιστη τιμή θερμοκρασίας και, στη συνέχεια, μπορείτε να λάβετε υπόψη μια χαμηλότερη τιμή ισχύος μιας τέτοιας συσκευής

Κατά τον υπολογισμό της ισχύος του θερμαντήρα εξαερισμού, πρέπει επίσης να λαμβάνονται υπόψη πρόσθετα δεδομένα ανταλλαγής αέρα. Αυτός ο δείκτης μπορεί να προσδιοριστεί λαμβάνοντας υπόψη την απόδοση αερισμού. Τότε αυτές οι δύο παράμετροι πρέπει να πολλαπλασιαστούν με τη θερμοχωρητικότητα του αέρα και να διαιρεθούν με χίλια. Το άθροισμα της ισχύος του θερμαντήρα πρέπει να αντιστοιχεί στο άθροισμα της τάσης του δικτύου.

Ηλεκτρονική αριθμομηχανή για τον υπολογισμό της ισχύος του θερμαντήρα

Η αποτελεσματική λειτουργία του αερισμού εξαρτάται από τον σωστό υπολογισμό και την επιλογή του εξοπλισμού, αφού αυτά τα δύο σημεία συνδέονται μεταξύ τους. Για να απλοποιήσουμε αυτή τη διαδικασία, έχουμε ετοιμάσει για εσάς μια ηλεκτρονική αριθμομηχανή για τον υπολογισμό της ισχύος του θερμαντήρα.

Η επιλογή της ισχύος του θερμαντήρα είναι αδύνατη χωρίς τον προσδιορισμό του τύπου του ανεμιστήρα και ο υπολογισμός της εσωτερικής θερμοκρασίας του αέρα είναι άχρηστος χωρίς την επιλογή θερμαντήρα, εναλλάκτη θερμότητας και κλιματιστικού. Ο προσδιορισμός των παραμέτρων του αγωγού είναι αδύνατος χωρίς τον υπολογισμό των αεροδυναμικών χαρακτηριστικών. Ο υπολογισμός της ισχύος του θερμαντήρα εξαερισμού πραγματοποιείται σύμφωνα με τις τυπικές παραμέτρους της θερμοκρασίας του αέρα και τα σφάλματα στο στάδιο του σχεδιασμού οδηγούν σε αύξηση του κόστους, καθώς και σε αδυναμία διατήρησης του μικροκλίματος στο απαιτούμενο επίπεδο.

Ένας θερμαντήρας (πιο επαγγελματικά αποκαλούμενος θερμαντήρας αγωγών) είναι μια ευέλικτη συσκευή που χρησιμοποιείται σε συστήματα αερισμού εσωτερικών χώρων για τη μεταφορά θερμικής ενέργειας από θερμαντικά στοιχεία στον αέρα που διέρχεται από ένα σύστημα κοίλων σωλήνων.

Οι θερμαντήρες αεραγωγών διαφέρουν ως προς τον τρόπο μεταφοράς ενέργειας και χωρίζονται σε:

Νερό - η ενέργεια μεταδίδεται μέσω σωλήνων με ζεστό νερό, ατμό.
Ηλεκτρικά - θερμαντικά στοιχεία που λαμβάνουν ενέργεια από το κεντρικό δίκτυο ηλεκτροδότησης.

Υπάρχουν επίσης θερμαντήρες που λειτουργούν με βάση την αρχή της ανάκτησης: αυτή είναι η αξιοποίηση της θερμότητας από το δωμάτιο μεταφέροντάς την στον αέρα παροχής. Η ανάκτηση πραγματοποιείται χωρίς επαφή δύο περιβαλλόντων αέρα.

Ηλεκτρική θερμάστρα

Η βάση είναι ένα στοιχείο θέρμανσης από σύρμα ή σπείρες, ένα ηλεκτρικό ρεύμα περνά μέσα από αυτό. Ο κρύος εξωτερικός αέρας περνά ανάμεσα στις σπείρες, θερμαίνεται και τροφοδοτείται στο δωμάτιο.

Ο ηλεκτρικός θερμαντήρας είναι κατάλληλος για τη συντήρηση συστημάτων εξαερισμού χαμηλής ισχύος, καθώς δεν απαιτείται ειδικός υπολογισμός για τη λειτουργία του, καθώς όλες οι απαραίτητες παράμετροι υποδεικνύονται από τον κατασκευαστή.

Το κύριο μειονέκτημα αυτής της μονάδας είναι η αδράνεια μεταξύ των νημάτων θέρμανσης, οδηγεί σε συνεχή υπερθέρμανση και, ως αποτέλεσμα, αστοχία της συσκευής. Το πρόβλημα επιλύεται με την εγκατάσταση πρόσθετων αντισταθμιστών.

Θερμοσίφωνας

Η βάση του θερμοσίφωνα είναι ένα θερμαντικό στοιχείο κατασκευασμένο από κοίλους μεταλλικούς σωλήνες, μέσω αυτών περνά ζεστό νερό ή ατμός. Ο εξωτερικός αέρας εισέρχεται από την αντίθετη πλευρά. Με απλά λόγια, ο αέρας κινείται από πάνω προς τα κάτω και το νερό από κάτω προς τα πάνω. Έτσι, οι φυσαλίδες οξυγόνου αφαιρούνται μέσω ειδικών βαλβίδων.

Ο θερμοσίφωνας νερού χρησιμοποιείται στα περισσότερα μεγάλα και μεσαίου μεγέθους συστήματα αερισμού. Αυτό διευκολύνεται από την υψηλή παραγωγικότητα, την αξιοπιστία και τη δυνατότητα συντήρησης του εξοπλισμού.

Εκτός από το στοιχείο θέρμανσης, το σύστημα περιλαμβάνει: (παρέχει τροφοδοσία ψυκτικού στον εναλλάκτη), αντλία, βαλβίδες άμεσης και αντεπιστροφής, βαλβίδες διακοπής λειτουργίας και μονάδα αυτόματου ελέγχου. Για κλιματικές ζώνες όπου η ελάχιστη θερμοκρασία το χειμώνα πέφτει κάτω από το μηδέν, παρέχεται ένα σύστημα για την αποφυγή παγώματος των σωλήνων εργασίας.

Υπολογισμός ισχύος

Ο όγκος του αέρα που διέρχεται από τη συσκευή ανά μονάδα χρόνου. Μετράται αντίστοιχα σε kg / h ή m3 / h. Η μέθοδος υπολογισμού συνίσταται στην επιλογή μιας συσκευής με τέτοιες παραμέτρους ώστε η θερμοκρασία του αέρα εξόδου να αντιστοιχεί στις τυπικές τιμές και το απόθεμα ισχύος να επιτρέπει την αδιάλειπτη λειτουργία σε φορτία αιχμής, αλλά η ανταλλαγή αέρα ποσοστό και ποσοστό δεν υποφέρουν. Ο σχεδιαστής αρχίζει να υπολογίζει την ισχύ μόνο αφού λάβει όλα τα αρχικά δεδομένα:

Θερμοκρασίες τροφοδοσίας. Λαμβάνεται η ελάχιστη τιμή για τη χειμερινή περίοδο.
Απαιτείται σύμφωνα με τα πρότυπα ή τις ατομικές επιθυμίες της θερμοκρασίας αέρα εξόδου του πελάτη.
Μέση ροή αέρα m³/h..

Έχετε ερωτήσεις; Καλέστε στο τηλέφωνο: +7 (953) 098-28-01

Μπορεί επίσης να σας ενδιαφέρει η εγκατάσταση εξαερισμού.