A fűtőelem kiszámítása, hogyan kell kiszámítani a fűtési levegő fűtésére szolgáló készülék teljesítményét

ELEKTROMOS FŰTÉS SZÁMÍTÁSA

1.1 Fűtőelemek hő számítása

A fűtőelemblokk hőszámításának feladata a blokkban lévő fűtőelemek számának és a fűtőelem felületének aktuális hőmérsékletének meghatározása. A termikus számítás eredményeit a blokk tervezési paramétereinek finomítására használjuk fel.

A számítás feladatát az 1. számú melléklet tartalmazza.

Egy fűtőelem teljesítményét a fűtőelem teljesítménye alapján határozzák meg

_{Nak nek}

A z fűtőelemek számát 3 többszörösének veszik, és egy fűtőelem teljesítménye nem haladhatja meg a 3 ... 4 kW-ot. A fűtőelem kiválasztása az útlevéladatok alapján történik (1. melléklet).

Tervezés szerint a blokkokat folyosóval és a fűtőelemek lépcsőzetes elrendezésével különböztetik meg (1.1. ábra).

a)	b)
a - folyosó elrendezése; b - sakk elrendezés. 1.1 ábra - A fűtőelemek blokkjának elrendezési diagramjai

Az összeszerelt fűtőblokk első fűtősorához a következő feltételnek kell teljesülnie:

O

ahol t_n1 - az első sor fűtőtesteinek tényleges átlagos felületi hőmérséklete, oC; P_m1 az első sor fűtőelemeinek összteljesítménye, W; _Házasodik— átlagos hőátbocsátási tényező, W/(m2оС); F_T1 - az első sor fűtőtesteinek hőleadó felületének teljes területe, m2; t_v - a fűtőelem utáni légáram hőmérséklete, °C.

A fűtőtestek teljes teljesítményét és teljes területét a kiválasztott fűtőelemek paraméterei alapján határozzák meg a képletek szerint
, , (1.3)

ahol k - a fűtőelemek száma egy sorban, db; P_T, F_T - egy fűtőelem teljesítménye, W és felülete, m2.

A bordázott fűtőelem felülete
, (1.4)

ahol d a fűtőelem átmérője, m; l_a – a fűtőelem aktív hossza, m; h_R a borda magassága, m; a - uszony emelkedés, m

A keresztirányban áramvonalas csövek kötegeinél figyelembe kell venni az átlagos hőátbocsátási tényezőt _Házasodik, mivel a különálló fűtőtestsorok hőátadásának feltételei eltérőek, és a légáramlás turbulenciája határozza meg. Az első és második csősor hőátadása kisebb, mint a harmadik soré. Ha a harmadik fűtőelemsor hőátadását egységnek vesszük, akkor az első sor hőátadása körülbelül 0,6, a második - körülbelül 0,7 lépcsőzetes kötegekben és körülbelül 0,9 - a hőátadásból származó soron belül. a harmadik sorból. A harmadik sor utáni összes sor esetében a hőátbocsátási tényező változatlannak tekinthető, és megegyezik a harmadik sor hőátadásával.

A fűtőelem hőátbocsátási tényezőjét az empirikus kifejezés határozza meg

ahol Nu – Nusselt-kritérium,  - a levegő hővezető képességének együtthatója,

 = Od

A fajlagos hőátadási feltételek Nusselt-kritériumát a kifejezésekből számítjuk ki

soros csőkötegekhez

a Re  1103

Re > 1103-nál

lépcsőzetes csőkötegek esetén:

Re  1103, (1,8) esetén

Re > 1103-nál

ahol Re a Reynolds-kritérium.

A Reynolds-kritérium a fűtőelemek körüli légáramlást jellemzi, és egyenlő
, (1.10)

ahol  — levegő áramlási sebessége, m/s;  — a levegő kinematikai viszkozitásának együtthatója,  = 18,510-6 m2/s.

A fűtőelemek hatékony hőterhelésének biztosítása érdekében, amely nem vezet a fűtőtestek túlmelegedéséhez, a hőcserélő zónában legalább 6 m/s sebességű légáramlást kell biztosítani. Figyelembe véve a légcsatorna szerkezet és a fűtőblokk aerodinamikai ellenállásának növekedését a légáramlási sebesség növekedésével, ez utóbbit 15 m/s-ra kell korlátozni.

Átlagos hőátbocsátási tényező

soron belüli kötegekhez
, (1.11)

sakk gerendákhoz

ahol n a fűtőblokk kötegében lévő csősorok száma.

A fűtőelem utáni légáram hőmérséklete
, (1.13)

ahol P_{Nak nek} - a fűtőelem fűtőelemeinek összteljesítménye, kW;  — levegő sűrűsége, kg/m3; Val vel_v a levegő fajlagos hőkapacitása, Val vel_v= 1 kJ/(kgоС); Lv – légfűtő teljesítmény, m3/s.

Ha az (1.2) feltétel nem teljesül, válasszon másik fűtőelemet, vagy változtassa meg a számításban vett levegősebességet, a fűtőblokk elrendezését.

1.1. táblázat - a c együttható értékei Kiindulási adatokOszd meg a barátaiddal:

Elektromos technológia

ELEKTROMOS FŰTÉS SZÁMÍTÁSA

oldalon 2/8 dátum 19.03.2018 A méret 368 Kb. Fájl név Elektrotechnika.doc oktatási intézmény Izhevszki Állami Mezőgazdasági Akadémia

  2            

1.1 ábra - A fűtőelemek blokkjának elrendezési diagramjai

1.1 Fűtőelemek hő számítása Az elektromos fűtőtestekben fűtőelemként cső alakú elektromos fűtőtesteket (TEH) használnak, egyetlen szerkezeti egységbe szerelve. A fűtőelemblokk hőszámításának feladata a blokkban lévő fűtőelemek számának és a fűtőelem felületének aktuális hőmérsékletének meghatározása. A termikus számítás eredményeit a blokk tervezési paramétereinek finomítására használjuk fel. A számítás feladatát az 1. számú melléklet tartalmazza. Egy fűtőelem teljesítményét a fűtőelem teljesítménye alapján határozzák meg PNak nek valamint a fűtőtestbe beépített fűtőelemek száma z. . (1.1) A z fűtőelemek számát 3 többszörösének veszik, és egy fűtőelem teljesítménye nem haladhatja meg a 3 ... 4 kW-ot. A fűtőelem kiválasztása az útlevéladatok alapján történik (1. melléklet). Tervezés szerint a blokkokat folyosóval és a fűtőelemek lépcsőzetes elrendezésével különböztetik meg (1.1. ábra). a) b) a - folyosó elrendezése; b - sakk elrendezés. 1.1 ábra - A fűtőelemek blokkjának elrendezési diagramjai Az összeszerelt fűtőblokk első fűtősorához a következő feltételnek kell teljesülnie: оС, (1.2) ahol tn1 - az első sor fűtőtesteinek tényleges átlagos felületi hőmérséklete, oC; Pm1 az első sor fűtőelemeinek összteljesítménye, W; Házasodik— átlagos hőátbocsátási tényező, W/(m2оС); FT1 - az első sor fűtőtesteinek hőleadó felületének teljes területe, m2; tv - a fűtőelem utáni légáram hőmérséklete, °C. A fűtőtestek teljes teljesítményét és teljes területét a kiválasztott fűtőelemek paraméterei alapján határozzák meg a képletek szerint , , (1.3) ahol k - a fűtőelemek száma egy sorban, db; PT, FT - egy fűtőelem teljesítménye, W és felülete, m2. A bordázott fűtőelem felülete , (1.4) ahol d a fűtőelem átmérője, m; la – a fűtőelem aktív hossza, m; hR a borda magassága, m; a - uszony emelkedés, m A keresztirányban áramvonalas csövek kötegeinél figyelembe kell venni az átlagos hőátbocsátási tényezőt Házasodik, mivel a különálló fűtőtestsorok hőátadásának feltételei eltérőek, és a légáramlás turbulenciája határozza meg. Az első és második csősor hőátadása kisebb, mint a harmadik soré. Ha a harmadik fűtőelemsor hőátadását egységnek vesszük, akkor az első sor hőátadása körülbelül 0,6, a második - körülbelül 0,7 lépcsőzetes kötegekben és körülbelül 0,9 - a hőátadásból származó soron belül. a harmadik sorból. A harmadik sor utáni összes sor esetében a hőátbocsátási tényező változatlannak tekinthető, és megegyezik a harmadik sor hőátadásával. A fűtőelem hőátbocsátási tényezőjét az empirikus kifejezés határozza meg , (1.5) ahol Nu – Nusselt-kritérium,  - a levegő hővezető képességének együtthatója,  = 0,027 W/(moC); d – a fűtőelem átmérője, m. A fajlagos hőátadási feltételek Nusselt-kritériumát a kifejezésekből számítjuk ki soros csőkötegekhez a Re  1103 , (1.6) Re > 1103-nál , (1.7) lépcsőzetes csőkötegek esetén: Re  1103, (1,8) esetén Re > 1103-nál , (1.9) ahol Re a Reynolds-kritérium. A Reynolds-kritérium a fűtőelemek körüli légáramlást jellemzi, és egyenlő , (1.10) ahol  — levegő áramlási sebessége, m/s;  — a levegő kinematikai viszkozitásának együtthatója,  = 18,510-6 m2/s. A fűtőelemek hatékony hőterhelésének biztosítása érdekében, amely nem vezet a fűtőtestek túlmelegedéséhez, a hőcserélő zónában legalább 6 m/s sebességű légáramlást kell biztosítani. Figyelembe véve a légcsatorna szerkezet és a fűtőblokk aerodinamikai ellenállásának növekedését a légáramlási sebesség növekedésével, ez utóbbit 15 m/s-ra kell korlátozni. Átlagos hőátbocsátási tényező soron belüli kötegekhez , (1.11) sakk gerendákhoz , (1.12) ahol n a fűtőblokk kötegében lévő csősorok száma. A fűtőelem utáni légáram hőmérséklete , (1.13) ahol PNak nek - a fűtőelem fűtőelemeinek összteljesítménye, kW;  — levegő sűrűsége, kg/m3; Val velv a levegő fajlagos hőkapacitása, Val velv= 1 kJ/(kgоС); Lv – légfűtő teljesítmény, m3/s. Ha az (1.2) feltétel nem teljesül, válasszon másik fűtőelemet, vagy változtassa meg a számításban vett levegősebességet, a fűtőblokk elrendezését. 1.1. táblázat - a c együttható értékei Kiindulási adatokOszd meg a barátaiddal:

  2            

Hogyan kell kiszámítani a szellőző fűtést

Éghajlatunkon a hideg évszakban rendkívül fontos a házba kívülről szellőztetésen keresztül érkező levegő felmelegítése. Ha a szellőztetés során nincs túlmelegedés a helyiségben, akkor a beáramló levegőt a helyiségben uralkodó hőmérsékletre kell felmelegíteni.

Ebben az esetben a fűtési rendszer kompenzálja a kerítésen keresztüli hőveszteséget. De olyan helyzetben, amikor a fűtést befúvó típusú szellőztetéssel kombinálják, a befúvott levegőnek melegebbnek kell lennie, mint a helyiségben lévő levegőnek. De ha túlzott hő van a helyiségben, akkor a bejövő levegő hőmérséklete alacsonyabb legyen, mint a belső levegő. Ez biztosítja a hőfeleslegek asszimilációját.

Itt fontos elmondani, hogy a helyiségbe belépő levegő hőmérséklete közvetlenül függ az ellátás módjától. És azt a tápsugarak kiszámítása után kell meghatározni, a levegő környezet normalizált paramétereinek feltételeitől függően

Emiatt fontos a befújt levegő hőmérsékletét szabályozó fűtőelem teljesítményének helyes kiszámítása.

Milyen típusú szellőző fűtések léteznek?

Először is fontos eldönteni, hogy milyen típusú egy ilyen fűtőberendezés. A fűtőelem kiválasztásakor figyelembe kell vennie az olyan árnyalatokat, mint a teljesítménye, a terület klímája, a készülék teljesítménye, a helyiség mérete, amelybe fel kell szerelni.

Tehát ezen paraméterek szerint a következő típusú fűtőtestek közül választhat:

• befúvó szellőző elektromos fűtés;
• vízmelegítő.

Ha ilyen elektromos készülékekről beszélünk, érdemes hangsúlyozni, hogy tervezésük az elektromosság hővé való feldolgozásán alapul. Ezt egy huzalspirál vagy egy fémszál melegítésével biztosítják. Így a hő a légáramba kerül. Az ilyen fűtőtestek telepítése egyszerű, és beszerezhetők. De ugyanakkor sok áramot fogyasztanak. Ez az oka annak, hogy ezt a légfűtőt a legjobb hőcserélővel együtt használni. Ennek köszönhetően a villamosenergia-fogyasztás szintje egy teljes negyedével csökkenthető.

Ugyanakkor az ilyen szellőztető vízberendezések sokkal drágábbak, de nem használnak annyi energiát, és ezért kevesebbe kerülnek. Ezen kívül akár nagy helyiségekben is használható, mivel nagy teljesítményűek. A vízmelegítő hátrányai közé tartozik, hogy nagyon alacsony hőmérsékleten is megfagyhat.

Hogyan kell helyesen számolni?

A fűtőelem típusának kiválasztásának egyik árnyalata a számítás. És egy ilyen eszköz teljesítményének helyes meghatározásához egyáltalán nem szükséges bonyolult számításokat vagy manipulációkat végezni.

Fontos, hogy egyszerűen kiszámítsuk a levegő hőmérsékletét a bemeneti és kimeneti nyílásoknál

Abban a helyzetben, amikor a külső levegő rövid időre a minimum jelzés alá esett, nem lehet figyelembe venni a maximális hőmérsékleti értéket, és akkor figyelembe vehet egy ilyen készülék alacsonyabb teljesítményértékét.

A szellőzőfűtő teljesítményének kiszámításakor további légcsere adatokat is figyelembe kell venni. Ez a mutató a szellőztetési teljesítmény figyelembevételével határozható meg. Ezután ezt a két paramétert meg kell szorozni a levegő hőkapacitásával, és el kell osztani ezerrel. A fűtőelem teljesítményének összegének meg kell egyeznie a hálózati feszültség összegével.

Online számológép a fűtőelem teljesítményének kiszámításához

A szellőztetés hatékony működése a berendezés helyes számításától és kiválasztásától függ, mivel ez a két pont összefügg. Az eljárás leegyszerűsítése érdekében elkészítettünk Önnek egy online számológépet a fűtőelem teljesítményének kiszámításához.

A fűtőteljesítmény kiválasztása nem lehetséges a ventilátor típusának meghatározása nélkül, a belső levegő hőmérsékletének kiszámítása pedig haszontalan fűtőtest, hőcserélő és klíma kiválasztása nélkül. A légcsatorna paramétereinek meghatározása lehetetlen az aerodinamikai jellemzők kiszámítása nélkül. A szellőzőfűtő teljesítményének kiszámítása a levegő hőmérsékletének szabványos paraméterei szerint történik, és a tervezési szakaszban előforduló hibák a költségek növekedéséhez, valamint a mikroklíma megfelelő szinten tartásának képtelenségéhez vezetnek.

A fűtőberendezés (szakszerűbb nevén csatornafűtő) egy sokoldalú berendezés, amelyet beltéri szellőztető rendszerekben használnak, hogy a hőenergiát a fűtőelemekből az üreges csövek rendszerén áthaladó levegőbe továbbítsák.

A légcsatorna fűtőberendezések az energiaátvitel módjában különböznek, és a következőkre oszthatók:

1. Víz - az energiát csöveken keresztül forró vízzel, gőzzel továbbítják.
2. Elektromos - fűtőelemek, amelyek energiát kapnak a központi áramellátó hálózatból.

Léteznek olyan fűtőtestek is, amelyek a rekuperáció elvén működnek: ez a helyiség hőjének hasznosítása a befúvott levegőnek való átadással. A helyreállítás két légkör érintkezése nélkül történik.

Hősugárzó

Az alap egy huzalból vagy spirálokból készült fűtőelem, amelyen elektromos áram halad át. A hideg külső levegőt a spirálok között vezetik át, felmelegítik és bevezetik a helyiségbe.

Az elektromos fűtőberendezés kis teljesítményű szellőztető rendszerek szervizelésére alkalmas, mivel a működéséhez nincs szükség külön számításra, mivel az összes szükséges paramétert a gyártó jelzi.

Ennek az egységnek a fő hátránya a fűtőszálak közötti tehetetlenség, amely állandó túlmelegedéshez, és ennek következtében a készülék meghibásodásához vezet. A probléma további kompenzátorok telepítésével megoldható.

Vízmelegítő

A vízmelegítő alapja egy üreges fémcsövekből készült fűtőelem, amelyen forró vizet vagy gőzt vezetnek át. A külső levegő az ellenkező oldalról jut be. Egyszerűen fogalmazva, a levegő fentről lefelé, a víz pedig alulról felfelé halad. Így az oxigénbuborékokat speciális szelepeken keresztül távolítják el.

A vízcsatornás fűtőberendezést a legtöbb nagy és közepes méretű szellőzőrendszerben használják. Ezt elősegíti a berendezések magas termelékenysége, megbízhatósága és karbantarthatósága.

A fűtőelemen kívül a rendszer a következőket tartalmazza: (hűtőfolyadék-ellátást biztosít a hőcserélő számára), szivattyút, direkt- és visszacsapó szelepeket, elzárószelepeket és automatikus vezérlőegységet. Azokban az éghajlati övezetekben, ahol a téli minimumhőmérséklet nulla alá esik, a munkacsövek befagyását megakadályozó rendszert biztosítanak.

Teljesítmény számítás

A készüléken időegység alatt áthaladó levegő mennyisége. Mérése kg / h vagy m3 / h A számítási módszer abból áll, hogy olyan készüléket kell kiválasztani, amelynek paraméterei a kilépő levegő hőmérséklete megfelelnek a szabványos értékeknek, és a teljesítménytartalék lehetővé teszi a megszakítás nélküli működést csúcsterheléseknél, de a levegőcserét árfolyam és árfolyam nem szenved. A tervező csak az összes kezdeti adat kézhezvétele után kezdi meg a teljesítmény kiszámítását:

• Ellátási hőmérsékletek. A téli időszak minimális értékét veszik figyelembe.
• A kilépő levegő hőmérséklete a vevő normái vagy egyéni kívánsága szerint szükséges.
• Átlagos légáramlás m³/h..

Van kérdésed? Hívjon telefonon: +7 (953) 098-28-01

Érdekelheti a szellőzés beszerelése is.