Izračun grijača kako izračunati snagu uređaja za grijanje zraka za grijanje

PRORAČUN INSTALACIJE ELEKTRIČNOG GRIJANJA

1.1 Toplinski proračun grijaćih elemenata

Zadatak toplinskog proračuna bloka grijaćih elemenata uključuje određivanje broja grijaćih elemenata u bloku i stvarne temperature površine grijaćeg elementa. Rezultati toplinskog proračuna koriste se za pročišćavanje projektnih parametara bloka.

Zadatak za izračun dat je u Dodatku 1.

Snaga jednog grijaćeg elementa određuje se na temelju snage grijača

_Do

Broj grijaćih elemenata z uzima se kao višekratnik od 3, a snaga jednog grijaćeg elementa ne smije biti veća od 3 ... 4 kW. Grijaći element odabire se prema podacima putovnice (Dodatak 1).

Po dizajnu, blokovi se razlikuju s hodnikom i raspoređenim rasporedom grijaćih elemenata (slika 1.1).

a)	b)
a - raspored hodnika; b - raspored šaha. Slika 1.1 - Dijagrami rasporeda bloka grijaćih elemenata

Za prvi red grijača sklopljenog grijaćeg bloka mora biti ispunjen sljedeći uvjet:

O

gdje t_n1 - stvarna prosječna temperatura površine grijača prvog reda, oC; P_m1 je ukupna snaga grijača prvog reda, W; _{oženiti se}— prosječni koeficijent prijenosa topline, W/(m2oS); F_T1 - ukupna površina toplinske površine grijača prvog reda, m2; t_v - temperatura strujanja zraka nakon grijača, °C.

Ukupna snaga i ukupna površina grijača određuju se iz parametara odabranih grijaćih elemenata prema formulama
, , (1.3)

gdje k - broj grijaćih elemenata u nizu, kom; P_T, F_T - snaga, W, odnosno površina, m2, jednog grijaćeg elementa.

Površina rebrastog grijaćeg elementa
, (1.4)

gdje d je promjer grijaćeg elementa, m; l_a – aktivna duljina grijaćeg elementa, m; h_R je visina rebra, m; a - nagib peraja, m

Za snopove poprečno strujnih cijevi treba uzeti u obzir prosječni koeficijent prolaza topline _{oženiti se}, budući da su uvjeti za prijenos topline odvojenim redovima grijača različiti i određeni su turbulentnošću strujanja zraka. Prijenos topline prvog i drugog reda cijevi manji je od prijenosa topline trećeg reda. Ako se prijenos topline trećeg reda grijaćih elemenata uzme kao jedinica, tada će prijenos topline prvog reda biti oko 0,6, drugog - oko 0,7 u raspoređenim snopovima i oko 0,9 - u liniji od prijenosa topline trećeg reda. Za sve redove nakon trećeg reda, koeficijent prijenosa topline može se smatrati nepromijenjenim i jednak prijenosu topline trećeg reda.

Koeficijent prijenosa topline grijaćeg elementa određen je empirijskim izrazom

gdje Nu – Nusseltov kriterij,  - koeficijent toplinske vodljivosti zraka,

 = Od

Nusseltov kriterij za specifične uvjete prijenosa topline izračunava se iz izraza

za linijske snopove cijevi

na Re  1103

na Re > 1103

za raspoređene snopove cijevi:

za Re  1103, (1.8)

na Re > 1103

gdje je Re Reynoldsov kriterij.

Reynoldsov kriterij karakterizira strujanje zraka oko grijaćih elemenata i jednak je
, (1.10)

gdje  — brzina strujanja zraka, m/s;  — koeficijent kinematičke viskoznosti zraka,  = 18,510-6 m2/s.

Kako bi se osiguralo učinkovito toplinsko opterećenje grijaćih elemenata koje ne dovodi do pregrijavanja grijača, potrebno je osigurati strujanje zraka u zoni izmjene topline brzinom od najmanje 6 m/s. Uzimajući u obzir povećanje aerodinamičkog otpora strukture zračnog kanala i grijaćeg bloka s povećanjem brzine strujanja zraka, potonje treba ograničiti na 15 m/s.

Prosječni koeficijent prijenosa topline

za in-line snopove
, (1.11)

za šahovske grede

gdje n je broj redova cijevi u snopu grijaćeg bloka.

Temperatura strujanja zraka nakon grijača je
, (1.13)

gdje P_Do - ukupna snaga grijaćih elemenata grijača, kW;  — gustoća zraka, kg/m3; S_v je specifični toplinski kapacitet zraka, S_v= 1 kJ/(kgoS); Lv – kapacitet grijača zraka, m3/s.

Ako uvjet (1.2) nije ispunjen, odaberite drugi grijaći element ili promijenite brzinu zraka uzetu u proračunu, raspored grijaćeg bloka.

Tablica 1.1 - vrijednosti koeficijenta c Početni podaciPodijelite sa svojim prijateljima:

Električna tehnologija

PRORAČUN INSTALACIJE ELEKTRIČNOG GRIJANJA

stranica 2/8 datum 19.03.2018 Veličina 368 Kb. Naziv datoteke Elektrotehnologija.doc obrazovna ustanova Državna poljoprivredna akademija Iževsk

  2            

Slika 1.1 - Dijagrami rasporeda bloka grijaćih elemenata

1.1 Toplinski proračun grijaćih elemenata Kao grijaći elementi u električnim grijačima koriste se cijevni električni grijači (TEH), montirani u jednu strukturnu jedinicu. Zadatak toplinskog proračuna bloka grijaćih elemenata uključuje određivanje broja grijaćih elemenata u bloku i stvarne temperature površine grijaćeg elementa. Rezultati toplinskog proračuna koriste se za pročišćavanje projektnih parametara bloka. Zadatak za izračun dat je u Dodatku 1. Snaga jednog grijaćeg elementa određuje se na temelju snage grijača PDo te broj grijaćih elemenata z ugrađenih u grijač. . (1.1) Broj grijaćih elemenata z uzima se kao višekratnik od 3, a snaga jednog grijaćeg elementa ne smije biti veća od 3 ... 4 kW. Grijaći element odabire se prema podacima putovnice (Dodatak 1). Po dizajnu, blokovi se razlikuju s hodnikom i raspoređenim rasporedom grijaćih elemenata (slika 1.1). a) b) a - raspored hodnika; b - raspored šaha. Slika 1.1 - Dijagrami rasporeda bloka grijaćih elemenata Za prvi red grijača sklopljenog grijaćeg bloka mora biti ispunjen sljedeći uvjet: oS, (1.2) gdje tn1 - stvarna prosječna temperatura površine grijača prvog reda, oC; Pm1 je ukupna snaga grijača prvog reda, W; oženiti se— prosječni koeficijent prijenosa topline, W/(m2oS); FT1 - ukupna površina toplinske površine grijača prvog reda, m2; tv - temperatura strujanja zraka nakon grijača, °C. Ukupna snaga i ukupna površina grijača određuju se iz parametara odabranih grijaćih elemenata prema formulama , , (1.3) gdje k - broj grijaćih elemenata u nizu, kom; PT, FT - snaga, W, odnosno površina, m2, jednog grijaćeg elementa. Površina rebrastog grijaćeg elementa , (1.4) gdje d je promjer grijaćeg elementa, m; la – aktivna duljina grijaćeg elementa, m; hR je visina rebra, m; a - nagib peraja, m Za snopove poprečno strujnih cijevi treba uzeti u obzir prosječni koeficijent prolaza topline oženiti se, budući da su uvjeti za prijenos topline odvojenim redovima grijača različiti i određeni su turbulentnošću strujanja zraka. Prijenos topline prvog i drugog reda cijevi manji je od prijenosa topline trećeg reda. Ako se prijenos topline trećeg reda grijaćih elemenata uzme kao jedinica, tada će prijenos topline prvog reda biti oko 0,6, drugog - oko 0,7 u raspoređenim snopovima i oko 0,9 - u liniji od prijenosa topline trećeg reda. Za sve redove nakon trećeg reda, koeficijent prijenosa topline može se smatrati nepromijenjenim i jednak prijenosu topline trećeg reda. Koeficijent prijenosa topline grijaćeg elementa određen je empirijskim izrazom , (1.5) gdje Nu – Nusseltov kriterij,  - koeficijent toplinske vodljivosti zraka,  = 0,027 W/(moC); d – promjer grijaćeg elementa, m. Nusseltov kriterij za specifične uvjete prijenosa topline izračunava se iz izraza za linijske snopove cijevi na Re  1103 , (1.6) na Re > 1103 , (1.7) za raspoređene snopove cijevi: za Re  1103, (1.8) na Re > 1103 , (1.9) gdje je Re Reynoldsov kriterij. Reynoldsov kriterij karakterizira strujanje zraka oko grijaćih elemenata i jednak je , (1.10) gdje  — brzina strujanja zraka, m/s;  — koeficijent kinematičke viskoznosti zraka,  = 18,510-6 m2/s. Kako bi se osiguralo učinkovito toplinsko opterećenje grijaćih elemenata koje ne dovodi do pregrijavanja grijača, potrebno je osigurati strujanje zraka u zoni izmjene topline brzinom od najmanje 6 m/s. Uzimajući u obzir povećanje aerodinamičkog otpora strukture zračnog kanala i grijaćeg bloka s povećanjem brzine strujanja zraka, potonje treba ograničiti na 15 m/s. Prosječni koeficijent prijenosa topline za in-line snopove , (1.11) za šahovske grede , (1.12) gdje n je broj redova cijevi u snopu grijaćeg bloka. Temperatura strujanja zraka nakon grijača je , (1.13) gdje PDo - ukupna snaga grijaćih elemenata grijača, kW;  — gustoća zraka, kg/m3; Sv je specifični toplinski kapacitet zraka, Sv= 1 kJ/(kgoS); Lv – kapacitet grijača zraka, m3/s. Ako uvjet (1.2) nije ispunjen, odaberite drugi grijaći element ili promijenite brzinu zraka uzetu u proračunu, raspored grijaćeg bloka. Tablica 1.1 - vrijednosti koeficijenta c Početni podaciPodijelite sa svojim prijateljima:

  2            

Kako izračunati ventilacijski grijač

U našem podneblju, tijekom hladne sezone, iznimno je važno zagrijati zrak koji dolazi u kuću izvana kroz ventilaciju. Ako tijekom ventilacije u prostoriji nema viška topline, tada se ulazni zrak mora zagrijati na istu temperaturu koja prevladava unutar prostorije.

U tom slučaju sustav grijanja kompenzira gubitak topline kroz ogradu. Ali u situaciji kada se grijanje kombinira s dovodnom ventilacijom, dovodni zrak mora biti topliji od zraka unutar prostorije. Ali ako u prostoriji postoji višak topline, tada bi ulazni zrak trebao imati nižu temperaturu od zraka unutra. To će osigurati asimilaciju tih viškova topline.

Ovdje je važno reći da temperatura zraka koji ulazi u prostoriju izravno ovisi o načinu njegove opskrbe. A treba ga odrediti nakon izračuna dovodnih mlaznica, ovisno o uvjetima normaliziranih parametara zračnog okoliša

Zbog toga je važno pravilno izračunati snagu grijača, koji regulira temperaturu dovodnog zraka.

Koje vrste ventilacijskih grijača postoje?

Prije svega, važno je odlučiti o vrsti takvog grijača. Prilikom odabira grijača morate uzeti u obzir takve nijanse kao što su njegova snaga, klima područja, performanse uređaja, dimenzije prostorije u kojoj bi trebao biti instaliran.

Dakle, prema ovim parametrima možete birati između sljedećih vrsta grijača:

• dovodna ventilacija električni grijač;
• bojler.

Ako govorimo o takvim električnim uređajima, vrijedi naglasiti da se njihov dizajn temelji na preradi električne energije u toplinu. To se osigurava zagrijavanjem spirale žice ili metalne niti. Tako toplina odlazi u struju zraka. Takvi grijači se lako postavljaju, a također su dostupni. Ali u isto vrijeme troše puno električne energije. Iz tog razloga je ovaj grijač zraka najbolje koristiti zajedno s izmjenjivačem topline. Zahvaljujući tome, razina potrošnje električne energije može se smanjiti za cijelu četvrtinu.

Istodobno, takvi uređaji za vodu za ventilaciju puno su skuplji, ali ne troše toliko energije i stoga će vas koštati manje. Osim toga, može se koristiti čak i u velikim sobama, jer imaju visoku razinu performansi. Među nedostacima bojlera je to što se može smrznuti na vrlo niskim temperaturama.

Kako pravilno izračunati?

Jedna od nijansi odabira vrste grijača je njegov izračun. A kako bi se ispravno odredila snaga takvog uređaja, uopće nije potrebno provoditi složene izračune ili manipulacije.

Važno je jednostavno izračunati temperaturu zraka na ulazu i izlazu

U situaciji kada je vanjski zrak za kratko vrijeme pao na minimalnu oznaku, ne možete uzeti u obzir maksimalnu vrijednost temperature, a onda možete uzeti u obzir nižu vrijednost snage takvog uređaja

Prilikom izračunavanja snage ventilacijskog grijača moraju se uzeti u obzir i dodatni podaci o razmjeni zraka. Ovaj se pokazatelj može odrediti uzimajući u obzir performanse ventilacije. Zatim se ova dva parametra moraju pomnožiti s toplinskim kapacitetom zraka i podijeliti s tisuću. Zbroj snage grijača mora odgovarati zbroju mrežnog napona.

Online kalkulator za izračun snage grijača

Učinkovit rad ventilacije ovisi o ispravnom proračunu i odabiru opreme, budući da su ove dvije točke međusobno povezane. Kako bismo pojednostavili ovaj postupak, pripremili smo za vas online kalkulator za izračun snage grijača.

Odabir snage grijača je nemoguć bez određivanja vrste ventilatora, a izračun unutarnje temperature zraka je beskoristan bez odabira grijača, izmjenjivača topline i klima uređaja. Određivanje parametara kanala nemoguće je bez izračunavanja aerodinamičkih karakteristika. Proračun snage ventilacijskog grijača provodi se prema standardnim parametrima temperature zraka, a pogreške u fazi projektiranja dovode do povećanja troškova, kao i nemogućnosti održavanja mikroklime na potrebnoj razini.

Grijač (profesionalnije nazvan kanalski grijač) je svestrani uređaj koji se koristi u unutarnjim ventilacijskim sustavima za prijenos toplinske energije s grijaćih elemenata na zrak koji prolazi kroz sustav šupljih cijevi.

Kanalski grijači razlikuju se po načinu prijenosa energije i dijele se na:

1. Voda - energija se prenosi kroz cijevi s toplom vodom, parom.
2. Električni - grijaći elementi koji primaju energiju iz centralne mreže napajanja.

Postoje i grijači koji rade na principu rekuperacije: to je iskorištavanje topline iz prostorije prijenosom na dovodni zrak. Oporavak se provodi bez kontakta dvije zračne sredine.

Električni grijač

Osnova je grijaći element izrađen od žice ili spirala, kroz njega prolazi električna struja. Između spirala prolazi hladni vanjski zrak, zagrijava se i dovodi u prostoriju.

Električni grijač prikladan je za servisiranje ventilacijskih sustava male snage, jer za njegov rad nije potreban poseban izračun, jer sve potrebne parametre navodi proizvođač.

Glavni nedostatak ove jedinice je inercija između grijaćih niti, što dovodi do stalnog pregrijavanja i, kao rezultat, kvara uređaja. Problem se rješava ugradnjom dodatnih kompenzatora.

Bojler

Osnova bojlera je grijaći element izrađen od šupljih metalnih cijevi, kroz koje se propušta topla voda ili para. Vanjski zrak ulazi sa suprotne strane. Jednostavno rečeno, zrak se kreće od vrha prema dolje, a voda se kreće odozdo prema gore. Tako se mjehurići kisika uklanjaju kroz posebne ventile.

Kanalski grijač vode koristi se u većini velikih i srednjih ventilacijskih sustava. Tome doprinosi visoka produktivnost, pouzdanost i mogućnost održavanja opreme.

Osim grijaćeg elementa, sustav uključuje: (omogućuje dovod rashladne tekućine u izmjenjivač), pumpu, izravne i nepovratne ventile, zaporne ventile i automatsku upravljačku jedinicu. Za klimatske zone gdje minimalna temperatura zimi pada ispod nule, predviđen je sustav za sprječavanje smrzavanja radnih cijevi.

Proračun snage

Volumen zraka koji prolazi kroz aparat u jedinici vremena. Mjeri se u kg / h ili m3 / h. Metoda izračuna sastoji se u odabiru uređaja s takvim parametrima da temperatura izlaznog zraka odgovara standardnim vrijednostima, a rezerva snage omogućuje neprekidan rad pri vršnim opterećenjima, ali izmjena zraka stopa i stopa ne trpe. Projektant počinje izračunavati snagu tek nakon što primi sve početne podatke:

• Temperature dovoda. Uzima se minimalna vrijednost za zimsko razdoblje.
• Zahtijeva se prema normama ili individualnim željama kupca temperatura izlaznog zraka.
• Prosječni protok zraka m³/h..

Imate li kakvih pitanja? Nazovite telefonom: +7 (953) 098-28-01

Možda će vas zanimati i instalacija ventilacije.