Sildītāja aprēķins, kā aprēķināt ierīces jaudu gaisa sildīšanai apkurei

ELEKTRISKĀS APKURES IEKĀRTAS APRĒĶINS

1.1 Sildelementu termiskais aprēķins

Sildelementu bloka termiskā aprēķina uzdevums ietver sildelementu skaita noteikšanu blokā un sildelementa virsmas faktisko temperatūru. Termiskā aprēķina rezultāti tiek izmantoti bloka projektēšanas parametru precizēšanai.

Aprēķina uzdevums dots 1. pielikumā.

Viena sildelementa jaudu nosaka, pamatojoties uz sildītāja jaudu

_Uz

Sildelementu skaits z tiek pieņemts kā reizināts ar 3, un viena sildelementa jauda nedrīkst pārsniegt 3 ... 4 kW. Sildelementu izvēlas pēc pases datiem (1.pielikums).

Pēc konstrukcijas bloki izceļas ar koridoru un sildelementu izkārtojumu pakāpeniski (1.1. attēls).

a)	b)
a - koridora plānojums; b - šaha izkārtojums. 1.1. attēls - sildelementu bloka izkārtojuma shēmas

Samontētā apkures bloka pirmajai sildītāju rindai ir jāievēro šāds nosacījums:

O

kur t_n1 ir pirmās rindas sildītāju faktiskā vidējā virsmas temperatūra, °C; P_m1 ir pirmās rindas sildītāju kopējā jauda, ​​W; _Trešd— vidējais siltuma pārneses koeficients, W/(m2оС); F_T1 - pirmās rindas sildītāju siltuma izdalošās virsmas kopējā platība, m2; t_v - gaisa plūsmas temperatūra pēc sildītāja, °C.

Sildītāju kopējo jaudu un kopējo laukumu nosaka pēc izvēlēto sildelementu parametriem pēc formulām
, , (1.3)

kur k - sildelementu skaits rindā, gab; P_T, F_T - attiecīgi viena sildelementa jauda, ​​W un virsmas laukums, m2.

Rievotā sildelementa virsmas laukums
, (1.4)

kur d ir sildelementa diametrs, m; l_a – sildelementa aktīvais garums, m; h_R ir ribas augstums, m; a - spuru piķis, m

Šķērsvirziena cauruļu saišķiem jāņem vērā vidējais siltuma pārneses koeficients _Trešd, jo nosacījumi siltuma pārnesei ar atsevišķām sildītāju rindām ir atšķirīgi un tos nosaka gaisa plūsmas turbulence. Pirmās un otrās cauruļu rindas siltuma pārnese ir mazāka nekā trešās rindas. Ja trešās sildelementu rindas siltuma pārnesi ņem par vienotību, tad pirmās rindas siltuma pārnese būs aptuveni 0,6, otrā - apmēram 0,7 sadalītos saišķos un apmēram 0,9 - vienā līnijā no siltuma pārneses. trešās rindas. Visām rindām pēc trešās rindas siltuma pārneses koeficientu var uzskatīt par nemainīgu un vienādu ar trešās rindas siltuma pārnesi.

Sildīšanas elementa siltuma pārneses koeficientu nosaka empīriskā izteiksme

kur Nu – Nuselta kritērijs,  - gaisa siltumvadītspējas koeficients,

 = Od

No izteiksmēm tiek aprēķināts Nusselt kritērijs konkrētiem siltuma pārneses apstākļiem

in-line cauruļu saišķiem

pie Re  1103

pie Re > 1103

sadalītiem cauruļu saišķiem:

par Re  1103, (1,8)

pie Re > 1103

kur Re ir Reinoldsa kritērijs.

Reinoldsa kritērijs raksturo gaisa plūsmu ap sildelementiem un ir vienāds ar
, (1.10)

kur  — gaisa plūsmas ātrums, m/s;  — gaisa kinemātiskās viskozitātes koeficients,  = 18,510-6 m2/s.

Lai nodrošinātu efektīvu sildelementu termisko slodzi, kas neizraisītu sildītāju pārkaršanu, nepieciešams nodrošināt gaisa plūsmu siltuma apmaiņas zonā ar ātrumu vismaz 6 m/s. Ņemot vērā gaisa vadu konstrukcijas un apkures bloka aerodinamiskās pretestības pieaugumu, palielinoties gaisa plūsmas ātrumam, pēdējais jāierobežo līdz 15 m/s.

Vidējais siltuma pārneses koeficients

in-line komplektiem
, (1.11)

šaha sijām

kur n ir cauruļu rindu skaits apkures bloka saišķī.

Gaisa plūsmas temperatūra pēc sildītāja ir vienāda ar
, (1.13)

kur P_Uz - sildītāja sildelementu kopējā jauda, ​​kW;  — gaisa blīvums, kg/m3; Ar_v ir gaisa īpatnējā siltumietilpība, Ar_v= 1 kJ/(kgоС); Lv – gaisa sildītāja jauda, ​​m3/s.

Ja nosacījums (1.2) nav izpildīts, izvēlieties citu sildelementu vai mainiet aprēķinā ņemto gaisa ātrumu, sildīšanas bloka izkārtojumu.

1.1. tabula - koeficienta c vērtības Sākotnējie datiKopīgojiet ar saviem draugiem:

Elektrotehnika

ELEKTRISKĀS APKURES IEKĀRTAS APRĒĶINS

lappuse 2/8 datums 19.03.2018 Izmērs 368 Kb. Faila nosaukums Elektrotehnoloģijas.doc izglītības iestāde Iževskas Valsts lauksaimniecības akadēmija

  2            

1.1. attēls - sildelementu bloka izkārtojuma shēmas

1.1 Sildelementu termiskais aprēķins Kā sildelementi elektriskajos sildītājos tiek izmantoti cauruļveida elektriskie sildītāji (TEH), kas montēti vienā konstrukcijas vienībā. Sildelementu bloka termiskā aprēķina uzdevums ietver sildelementu skaita noteikšanu blokā un sildelementa virsmas faktisko temperatūru. Termiskā aprēķina rezultāti tiek izmantoti bloka projektēšanas parametru precizēšanai. Aprēķina uzdevums dots 1. pielikumā. Viena sildelementa jaudu nosaka, pamatojoties uz sildītāja jaudu PUz un sildītājā uzstādīto sildelementu skaits z. . (1.1) Sildelementu skaits z tiek pieņemts kā reizināts ar 3, un viena sildelementa jauda nedrīkst pārsniegt 3 ... 4 kW. Sildelementu izvēlas pēc pases datiem (1.pielikums). Pēc konstrukcijas bloki izceļas ar koridoru un sildelementu izkārtojumu pakāpeniski (1.1. attēls). a) b) a - koridora plānojums; b - šaha izkārtojums. 1.1. attēls - sildelementu bloka izkārtojuma shēmas Samontētā apkures bloka pirmajai sildītāju rindai ir jāievēro šāds nosacījums: оС, (1.2) kur tn1 ir pirmās rindas sildītāju faktiskā vidējā virsmas temperatūra, °C; Pm1 ir pirmās rindas sildītāju kopējā jauda, ​​W; Trešd— vidējais siltuma pārneses koeficients, W/(m2оС); FT1 - pirmās rindas sildītāju siltuma izdalošās virsmas kopējā platība, m2; tv - gaisa plūsmas temperatūra pēc sildītāja, °C. Sildītāju kopējo jaudu un kopējo laukumu nosaka pēc izvēlēto sildelementu parametriem pēc formulām , , (1.3) kur k - sildelementu skaits rindā, gab; PT, FT - attiecīgi viena sildelementa jauda, ​​W un virsmas laukums, m2. Rievotā sildelementa virsmas laukums , (1.4) kur d ir sildelementa diametrs, m; la – sildelementa aktīvais garums, m; hR ir ribas augstums, m; a - spuru piķis, m Šķērsvirziena cauruļu saišķiem jāņem vērā vidējais siltuma pārneses koeficients Trešd, jo nosacījumi siltuma pārnesei ar atsevišķām sildītāju rindām ir atšķirīgi un tos nosaka gaisa plūsmas turbulence. Pirmās un otrās cauruļu rindas siltuma pārnese ir mazāka nekā trešās rindas. Ja trešās sildelementu rindas siltuma pārnesi ņem par vienotību, tad pirmās rindas siltuma pārnese būs aptuveni 0,6, otrā - apmēram 0,7 sadalītos saišķos un apmēram 0,9 - vienā līnijā no siltuma pārneses. trešās rindas. Visām rindām pēc trešās rindas siltuma pārneses koeficientu var uzskatīt par nemainīgu un vienādu ar trešās rindas siltuma pārnesi. Sildīšanas elementa siltuma pārneses koeficientu nosaka empīriskā izteiksme , (1.5) kur Nu – Nuselta kritērijs,  - gaisa siltumvadītspējas koeficients,  = 0,027 W/(moC); d – sildelementa diametrs, m. No izteiksmēm tiek aprēķināts Nusselt kritērijs konkrētiem siltuma pārneses apstākļiem in-line cauruļu saišķiem pie Re  1103 , (1.6) pie Re > 1103 , (1.7) sadalītiem cauruļu saišķiem: par Re  1103, (1,8) pie Re > 1103 , (1.9) kur Re ir Reinoldsa kritērijs. Reinoldsa kritērijs raksturo gaisa plūsmu ap sildelementiem un ir vienāds ar , (1.10) kur  — gaisa plūsmas ātrums, m/s;  — gaisa kinemātiskās viskozitātes koeficients,  = 18,510-6 m2/s. Lai nodrošinātu efektīvu sildelementu termisko slodzi, kas neizraisītu sildītāju pārkaršanu, nepieciešams nodrošināt gaisa plūsmu siltuma apmaiņas zonā ar ātrumu vismaz 6 m/s. Ņemot vērā gaisa vadu konstrukcijas un apkures bloka aerodinamiskās pretestības pieaugumu, palielinoties gaisa plūsmas ātrumam, pēdējais jāierobežo līdz 15 m/s. Vidējais siltuma pārneses koeficients in-line komplektiem , (1.11) šaha sijām , (1.12) kur n ir cauruļu rindu skaits apkures bloka saišķī. Gaisa plūsmas temperatūra pēc sildītāja ir vienāda ar , (1.13) kur PUz - sildītāja sildelementu kopējā jauda, ​​kW;  — gaisa blīvums, kg/m3; Arv ir gaisa īpatnējā siltumietilpība, Arv= 1 kJ/(kgоС); Lv – gaisa sildītāja jauda, ​​m3/s. Ja nosacījums (1.2) nav izpildīts, izvēlieties citu sildelementu vai mainiet aprēķinā ņemto gaisa ātrumu, sildīšanas bloka izkārtojumu. 1.1. tabula - koeficienta c vērtības Sākotnējie datiKopīgojiet ar saviem draugiem:

  2            

Kā aprēķināt ventilācijas sildītāju

Mūsu klimatiskajos apstākļos aukstajā sezonā ārkārtīgi svarīgi ir sildīt gaisu, kas mājā ienāk no ārpuses caur ventilāciju. Ja vēdināšanas laikā telpā nav liekā siltuma, tad ienākošais gaiss jāuzsilda līdz tādai pašai temperatūrai, kāda valda telpā.

Šajā gadījumā apkures sistēma kompensē siltuma zudumus caur žogu. Bet situācijā, kad apkure tiek apvienota ar pieplūdes veida ventilāciju, pieplūdes gaisam jābūt siltākam par gaisu telpā. Bet, ja telpā ir pārmērīgs siltums, tad ienākošā gaisa temperatūrai jābūt zemākai nekā gaisam iekšpusē. Tas nodrošinās šo siltuma pārpalikumu asimilāciju.

Šeit ir svarīgi teikt, ka telpā ieplūstošā gaisa temperatūra ir tieši atkarīga no tā padeves metodes. Un tas jānosaka pēc pieplūdes strūklu aprēķināšanas atkarībā no gaisa vides normalizēto parametru apstākļiem

Tieši šī iemesla dēļ ir svarīgi pareizi aprēķināt sildītāja jaudu, kas regulē pieplūdes gaisa temperatūru.

Kādi ventilācijas sildītāju veidi pastāv?

Pirmkārt, ir svarīgi izlemt par šāda sildītāja veidu. Izvēloties sildītāju, jāņem vērā tādas nianses kā tā jauda, ​​teritorijas klimats, ierīces veiktspēja, telpas izmēri, kurā tas jāuzstāda.

Tātad saskaņā ar šiem parametriem jūs varat izvēlēties kādu no šādiem sildītāju veidiem:

• pieplūdes ventilācijas elektriskais sildītājs;
• ūdens sildītājs.

Ja mēs runājam par šādām elektroierīcēm, ir vērts uzsvērt, ka to konstrukcija ir balstīta uz elektrības pārstrādi siltumā. To nodrošina stieples spirāles vai metāla vītnes karsēšana. Tādējādi siltums nonāk gaisa plūsmā. Šādus sildītājus ir viegli uzstādīt, un tie ir arī pieejami. Bet tajā pašā laikā viņi patērē daudz elektrības. Šī iemesla dēļ šo gaisa sildītāju vislabāk izmantot kopā ar siltummaini. Pateicoties tam, elektroenerģijas patēriņa līmeni var samazināt par veselu ceturksni.

Tajā pašā laikā šādas ūdens iekārtas ventilācijai ir daudz dārgākas, taču tās nepatērē tik daudz enerģijas un līdz ar to jums izmaksās lētāk. Turklāt to var izmantot pat lielās telpās, jo tām ir augsts veiktspējas līmenis. Viens no ūdens sildītāja trūkumiem ir tas, ka tas var sasalt ļoti zemā temperatūrā.

Kā pareizi aprēķināt?

Viena no sildītāja veida izvēles niansēm ir tā aprēķins. Un, lai pareizi noteiktu šādas ierīces jaudu, nemaz nav nepieciešams veikt sarežģītus aprēķinus vai manipulācijas.

Ir svarīgi vienkārši aprēķināt gaisa temperatūru pie ieplūdes un izplūdes

Situācijā, kad āra gaiss uz īsu brīdi ir nokrities līdz minimālajai atzīmei, var neņemt vērā maksimālās temperatūras vērtību un tad var rēķināties ar šādas ierīces zemāku jaudas vērtību.

Aprēķinot ventilācijas sildītāja jaudu, jāņem vērā arī papildu gaisa apmaiņas dati. Šo rādītāju var noteikt, ņemot vērā ventilācijas veiktspēju. Tad šie divi parametri jāreizina ar gaisa siltumietilpību un jādala ar tūkstoti. Sildītāja jaudas summai jāatbilst tīkla sprieguma summai.

Tiešsaistes kalkulators sildītāja jaudas aprēķināšanai

Ventilācijas efektīva darbība ir atkarīga no pareiza aprēķina un aprīkojuma izvēles, jo šie divi punkti ir savstarpēji saistīti. Lai vienkāršotu šo procedūru, mēs esam jums sagatavojuši tiešsaistes kalkulatoru sildītāja jaudas aprēķināšanai.

Sildītāja jaudas izvēle nav iespējama, nenosakot ventilatora veidu, un iekšējās gaisa temperatūras aprēķināšana ir bezjēdzīga, neizvēloties sildītāju, siltummaini un gaisa kondicionētāju. Kanāla parametru noteikšana nav iespējama bez aerodinamisko raksturlielumu aprēķināšanas. Ventilācijas sildītāja jaudas aprēķins tiek veikts pēc standarta gaisa temperatūras parametriem, un kļūdas projektēšanas stadijā izraisa izmaksu pieaugumu, kā arī nespēju uzturēt mikroklimatu vajadzīgajā līmenī.

Sildītājs (profesionālāk saukts par kanālu sildītāju) ir daudzpusīga ierīce, ko izmanto iekštelpu ventilācijas sistēmās, lai pārnestu siltumenerģiju no sildelementiem uz gaisu, kas iet caur dobu cauruļu sistēmu.

Kanālu sildītāji atšķiras pēc enerģijas pārvades veida un ir sadalīti:

1. Ūdens - enerģija tiek pārraidīta pa caurulēm ar karstu ūdeni, tvaiku.
2. Elektriskie - sildelementi, kas saņem enerģiju no centrālā elektroapgādes tīkla.

Ir arī tādi sildītāji, kas darbojas pēc rekuperācijas principa: tā ir telpas siltuma izmantošana, nododot to pieplūdes gaisam. Atgūšana tiek veikta bez saskares ar divām gaisa vidēm.

Elektriskais sildītājs

Pamats ir sildelements, kas izgatavots no stieples vai spirālēm, caur to iet elektriskā strāva. Starp spirālēm tiek izvadīts aukstais āra gaiss, tas tiek uzkarsēts un ievadīts telpā.

Elektriskais sildītājs ir piemērots mazjaudas ventilācijas sistēmu apkalpošanai, jo tā darbībai nav nepieciešams īpašs aprēķins, jo visus nepieciešamos parametrus norāda ražotājs.

Šīs ierīces galvenais trūkums ir inerce starp sildīšanas pavedieniem, kas izraisa pastāvīgu pārkaršanu un līdz ar to ierīces atteici. Problēma tiek atrisināta, uzstādot papildu kompensatorus.

Ūdens sildītājs

Ūdens sildītāja pamatā ir sildelements, kas izgatavots no dobām metāla caurulēm, caur kurām tiek izvadīts karsts ūdens vai tvaiks. Ārējais gaiss ieplūst no pretējās puses. Vienkārši sakot, gaiss pārvietojas no augšas uz leju, un ūdens virzās no apakšas uz augšu. Tādējādi skābekļa burbuļi tiek noņemti caur īpašiem vārstiem.

Ūdens kanālu sildītāju izmanto lielākajā daļā lielu un vidēju ventilācijas sistēmu. To veicina iekārtu augstā produktivitāte, uzticamība un apkope.

Papildus sildelementam sistēmā ietilpst: (nodrošina dzesēšanas šķidruma padevi siltummainim), sūkni, tiešos un pretvārstus, slēgvārstus un automātisko vadības bloku. Klimatiskajās zonās, kur minimālā temperatūra ziemā nokrītas zem nulles, ir paredzēta sistēma, kas novērš darba cauruļu aizsalšanu.

Jaudas aprēķins

Gaisa tilpums, kas iet caur ierīci laika vienībā. To mēra attiecīgi kg / h vai m3 / h Aprēķina metode sastāv no aparāta izvēles ar tādiem parametriem, lai izplūdes gaisa temperatūra atbilstu standarta vērtībām, un jaudas rezerve ļauj nepārtraukti darboties pie maksimālās slodzes, bet gaisa apmaiņa likme un likme necieš. Projektētājs sāk aprēķināt jaudu tikai pēc visu sākotnējo datu saņemšanas:

• Padeves temperatūras. Tiek ņemta minimālā vērtība ziemas periodam.
• Nepieciešama pēc normām vai klienta individuālajām vēlmēm izplūdes gaisa temperatūra.
• Vidējā gaisa plūsma m³/h..

Vai jums ir kādi jautājumi? Zvaniet pa tālruni: +7 (953) 098-28-01

Iespējams, jūs interesē arī ventilācijas ierīkošana.