CALCUL DE L'INSTALLATION DE CHAUFFAGE ELECTRIQUE
1.1 Calcul thermique des éléments chauffants
La tâche de calcul thermique du bloc d'éléments chauffants comprend la détermination du nombre d'éléments chauffants dans le bloc et la température réelle de la surface de l'élément chauffant. Les résultats du calcul thermique sont utilisés pour affiner les paramètres de conception du bloc.
La tâche de calcul est donnée en annexe 1.
La puissance d'un élément chauffant est déterminée en fonction de la puissance de l'élément chauffant
À
Le nombre d'éléments chauffants z est considéré comme un multiple de 3 et la puissance d'un élément chauffant ne doit pas dépasser 3 ... 4 kW. L'élément chauffant est sélectionné en fonction des données du passeport (annexe 1).
De par leur conception, les blocs se distinguent par un couloir et une disposition échelonnée des éléments chauffants (figure 1.1).
-
une) b) a - disposition des couloirs ; b - mise en page d'échecs. Figure 1.1 - Schémas d'implantation du bloc d'éléments chauffants
Pour la première rangée de radiateurs du bloc chauffant assemblé, la condition suivante doit être remplie :
O
où tn1 - température de surface moyenne réelle des radiateurs de la première rangée, oC ; Pm1 est la puissance totale des radiateurs de la première rangée, W ; mer— coefficient moyen de transfert de chaleur, W/(m2оС) ; FJ1 - surface totale de la surface de dégagement de chaleur des radiateurs de la première rangée, m2; tv - température du flux d'air après le réchauffeur, °C.
La puissance totale et la surface totale des radiateurs sont déterminées à partir des paramètres des éléments chauffants sélectionnés selon les formules
, , (1.3)
où k - le nombre d'éléments chauffants à la suite, pcs ; PJ, FJ - respectivement, la puissance, W, et la surface, m2, d'un élément chauffant.
Surface de l'élément chauffant nervuré
, (1.4)
où ré est le diamètre de l'élément chauffant, m; jeune – longueur active de l'élément chauffant, m; hR est la hauteur de la nervure, m; une - pas d'aileron, m
Pour les faisceaux de tubes profilés transversalement, il convient de prendre en compte le coefficient de transfert de chaleur moyen mer, car les conditions de transfert de chaleur par des rangées séparées de radiateurs sont différentes et sont déterminées par la turbulence du flux d'air. Le transfert de chaleur des première et deuxième rangées de tubes est inférieur à celui de la troisième rangée. Si le transfert de chaleur de la troisième rangée d'éléments chauffants est pris comme unité, le transfert de chaleur de la première rangée sera d'environ 0,6, le second - environ 0,7 en faisceaux décalés et environ 0,9 - en ligne à partir du transfert de chaleur de la troisième rangée. Pour toutes les rangées après la troisième rangée, le coefficient de transfert de chaleur peut être considéré comme inchangé et égal au transfert de chaleur de la troisième rangée.
Le coefficient de transfert de chaleur de l'élément chauffant est déterminé par l'expression empirique
où Nu – Critère de Nusselt, - coefficient de conductivité thermique de l'air,
= Oré
Le critère de Nusselt pour des conditions de transfert de chaleur spécifiques est calculé à partir des expressions
pour faisceaux de tubes en ligne
à Re 1103
à Re > 1103
pour les faisceaux de tubes en quinconce :
pour Re 1103, (1.8)
à Re > 1103
où Re est le critère de Reynolds.
Le critère de Reynolds caractérise le flux d'air autour des éléments chauffants et est égal à
, (1.10)
où — vitesse du flux d'air, m/s ; — coefficient de viscosité cinématique de l'air, = 18,510-6 m2/s.
Afin d'assurer une charge thermique efficace des éléments chauffants qui n'entraîne pas une surchauffe des éléments chauffants, il est nécessaire d'assurer un débit d'air dans la zone d'échange thermique à une vitesse d'au moins 6 m/s. Compte tenu de l'augmentation de la résistance aérodynamique de la structure des conduits d'air et du bloc chauffant avec une augmentation de la vitesse d'écoulement de l'air, cette dernière doit être limitée à 15 m/s.
Coefficient de transfert de chaleur moyen
pour les faisceaux en ligne
, (1.11)
pour les poutres d'échecs
où n est le nombre de rangées de tuyaux dans le faisceau du bloc de chauffage.
La température du flux d'air après le réchauffeur est
, (1.13)
où PÀ - la puissance totale des éléments chauffants de l'appareil de chauffage, kW ; — masse volumique de l'air, kg/m3 ; Avecv est la capacité calorifique spécifique de l'air, Avecv= 1 kJ/(kgоС); Niv – capacité du réchauffeur d'air, m3/s.
Si la condition (1.2) n'est pas remplie, choisir un autre élément chauffant ou modifier la vitesse de l'air prise dans le calcul, la disposition du bloc chauffant.
Tableau 1.1 - valeursdu coefficient c Données initialesPartage avec tes amis:
Technologie électrique
CALCUL DE L'INSTALLATION DE CHAUFFAGE ELECTRIQUE
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Figure 1.1 - Schémas d'implantation du bloc d'éléments chauffants
1.1 Calcul thermique des éléments chauffants
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| une) | b) |
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a - disposition des couloirs ; b - mise en page d'échecs.
Figure 1.1 - Schémas d'implantation du bloc d'éléments chauffants |
Pour la première rangée de radiateurs du bloc chauffant assemblé, la condition suivante doit être remplie :
оС, (1.2)
où tn1 - température de surface moyenne réelle des radiateurs de la première rangée, oC ; Pm1 est la puissance totale des radiateurs de la première rangée, W ; mer— coefficient moyen de transfert de chaleur, W/(m2оС) ; FJ1 - surface totale de la surface de dégagement de chaleur des radiateurs de la première rangée, m2; tv - température du flux d'air après le réchauffeur, °C.
La puissance totale et la surface totale des radiateurs sont déterminées à partir des paramètres des éléments chauffants sélectionnés selon les formules
, , (1.3)
où k - le nombre d'éléments chauffants à la suite, pcs ; PJ, FJ - respectivement, la puissance, W, et la surface, m2, d'un élément chauffant.
Surface de l'élément chauffant nervuré
, (1.4)
où ré est le diamètre de l'élément chauffant, m; jeune – longueur active de l'élément chauffant, m; hR est la hauteur de la nervure, m; une - pas d'aileron, m
Pour les faisceaux de tubes profilés transversalement, il convient de prendre en compte le coefficient de transfert de chaleur moyen mer, car les conditions de transfert de chaleur par des rangées séparées de radiateurs sont différentes et sont déterminées par la turbulence du flux d'air. Le transfert de chaleur des première et deuxième rangées de tubes est inférieur à celui de la troisième rangée. Si le transfert de chaleur de la troisième rangée d'éléments chauffants est pris comme unité, le transfert de chaleur de la première rangée sera d'environ 0,6, le second - environ 0,7 en faisceaux décalés et environ 0,9 - en ligne à partir du transfert de chaleur de la troisième rangée. Pour toutes les rangées après la troisième rangée, le coefficient de transfert de chaleur peut être considéré comme inchangé et égal au transfert de chaleur de la troisième rangée.
Le coefficient de transfert de chaleur de l'élément chauffant est déterminé par l'expression empirique
, (1.5)
où Nu – Critère de Nusselt, - coefficient de conductivité thermique de l'air,
= 0,027 W/(moC) ; ré – diamètre de l'élément chauffant, m.
Le critère de Nusselt pour des conditions de transfert de chaleur spécifiques est calculé à partir des expressions
pour faisceaux de tubes en ligne
à Re 1103
, (1.6)
à Re > 1103
, (1.7)
pour les faisceaux de tubes en quinconce :
pour Re 1103, (1.8)
à Re > 1103
, (1.9)
où Re est le critère de Reynolds.
Le critère de Reynolds caractérise le flux d'air autour des éléments chauffants et est égal à
, (1.10)
où — vitesse du flux d'air, m/s ; — coefficient de viscosité cinématique de l'air, = 18,510-6 m2/s.
Afin d'assurer une charge thermique efficace des éléments chauffants qui n'entraîne pas une surchauffe des éléments chauffants, il est nécessaire d'assurer un débit d'air dans la zone d'échange thermique à une vitesse d'au moins 6 m/s. Compte tenu de l'augmentation de la résistance aérodynamique de la structure des conduits d'air et du bloc chauffant avec une augmentation de la vitesse d'écoulement de l'air, cette dernière doit être limitée à 15 m/s.
Coefficient de transfert de chaleur moyen
pour les faisceaux en ligne
, (1.11)
pour les poutres d'échecs
, (1.12)
où n est le nombre de rangées de tuyaux dans le faisceau du bloc de chauffage.
La température du flux d'air après le réchauffeur est
, (1.13)
où PÀ - la puissance totale des éléments chauffants de l'appareil de chauffage, kW ; — masse volumique de l'air, kg/m3 ; Avecv est la capacité calorifique spécifique de l'air, Avecv= 1 kJ/(kgоС); Niv – capacité du réchauffeur d'air, m3/s.
Si la condition (1.2) n'est pas remplie, choisir un autre élément chauffant ou modifier la vitesse de l'air prise dans le calcul, la disposition du bloc chauffant.
Tableau 1.1 - valeursdu coefficient c Données initialesPartage avec tes amis:
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Comment calculer le chauffage de ventilation
Dans notre climat, pendant la saison froide, il est extrêmement important de chauffer l'air qui entre dans la maison de l'extérieur par la ventilation. S'il n'y a pas de chaleur excessive dans la pièce pendant la ventilation, l'air entrant doit être chauffé à la même température que celle qui règne à l'intérieur de la pièce.
Dans ce cas, le système de chauffage compense la perte de chaleur à travers la clôture. Mais dans une situation où le chauffage est combiné à une ventilation de type soufflage, l'air soufflé doit être plus chaud que l'air à l'intérieur de la pièce. Mais s'il y a un excès de chaleur dans la pièce, l'air entrant doit avoir une température inférieure à celle de l'air à l'intérieur. Cela assurera l'assimilation de ces excédents de chaleur.
Ici, il est important de dire que la température de l'air entrant dans la pièce dépend directement de la méthode d'approvisionnement. Et il doit être déterminé après le calcul des jets d'alimentation, en fonction des conditions des paramètres normalisés de l'environnement aérien
C'est pour cette raison qu'il est important de calculer correctement la puissance du réchauffeur, qui régule la température de l'air soufflé.
Quels types d'aérothermes existe-t-il ?
Tout d'abord, il est important de décider du type d'un tel appareil de chauffage. Lors du choix d'un appareil de chauffage, vous devez prendre en compte des nuances telles que sa puissance, le climat de la zone, les performances de l'appareil, les dimensions de la pièce dans laquelle il doit être installé
Ainsi selon ces paramètres, vous pouvez choisir entre les types de radiateurs suivants :
- alimentation ventilation chauffage électrique ;
- chauffe-eau.
Si nous parlons de tels appareils électriques, il convient de souligner que leur conception est basée sur la transformation de l'électricité en chaleur. Ceci est assuré en chauffant une spirale de fil ou un fil métallique. Ainsi, la chaleur va au flux d'air. Ces appareils de chauffage sont faciles à installer et sont également disponibles. Mais en même temps, ils consomment beaucoup d'électricité. C'est pour cette raison que cet aérotherme est mieux utilisé avec un échangeur de chaleur. Grâce à cela, le niveau de consommation d'électricité peut être réduit d'un quart entier.
Dans le même temps, ces appareils à eau pour la ventilation sont beaucoup plus chers, mais ils ne consomment pas autant d'énergie et, par conséquent, vous coûteront moins cher. De plus, il peut même être utilisé dans de grandes pièces, car elles ont un haut niveau de performance. L'un des inconvénients d'un chauffe-eau est qu'il peut geler à très basse température.
Comment calculer correctement ?
L'une des nuances du choix du type d'appareil de chauffage est son calcul. Et pour déterminer correctement la puissance d'un tel appareil, il n'est pas du tout nécessaire d'effectuer des calculs ou des manipulations complexes.
Il est important de calculer simplement la température de l'air à l'entrée et à la sortie
Dans une situation où l'air extérieur est tombé au minimum pendant une courte période, vous ne pouvez pas prendre en compte la valeur de température maximale et vous pouvez ensuite prendre en compte une valeur de puissance inférieure d'un tel appareil
Lors du calcul de la puissance de l'aérotherme, des données d'échange d'air supplémentaires doivent également être prises en compte. Cet indicateur peut être déterminé en tenant compte des performances de ventilation. Ensuite, ces deux paramètres doivent être multipliés par la capacité calorifique de l'air et divisés par mille. La somme de la puissance de l'appareil de chauffage doit correspondre à la somme de la tension secteur.
Calculatrice en ligne pour calculer la puissance de l'appareil de chauffage
Le fonctionnement efficace de la ventilation dépend du calcul et de la sélection corrects de l'équipement, car ces deux points sont interconnectés. Pour simplifier cette procédure, nous avons préparé pour vous un calculateur en ligne permettant de calculer la puissance de l'appareil de chauffage.
La sélection de la puissance du chauffage est impossible sans déterminer le type de ventilateur, et le calcul de la température de l'air intérieur est inutile sans sélectionner un chauffage, un échangeur de chaleur et un climatiseur. La détermination des paramètres du conduit est impossible sans le calcul des caractéristiques aérodynamiques. Le calcul de la puissance de l'aérotherme est effectué en fonction des paramètres standard de température de l'air, et les erreurs au stade de la conception entraînent une augmentation des coûts, ainsi que l'impossibilité de maintenir le microclimat au niveau requis.
Un appareil de chauffage (appelé plus professionnellement un appareil de chauffage de conduit) est un appareil polyvalent utilisé dans les systèmes de ventilation intérieure pour transférer l'énergie thermique des éléments chauffants à l'air passant à travers un système de tubes creux.
Les chauffe-conduits diffèrent par la manière dont ils transfèrent l'énergie et sont divisés en :
- L'eau - l'énergie est transmise par des tuyaux avec de l'eau chaude, de la vapeur.
- Électrique - éléments chauffants qui reçoivent de l'énergie du réseau d'alimentation central.
Il existe également des appareils de chauffage qui fonctionnent sur le principe de la récupération : c'est l'utilisation de la chaleur de la pièce en la transférant à l'air soufflé. La récupération s'effectue sans contact des deux milieux aériens.
Chauffage électrique
La base est un élément chauffant en fil ou en spirales, un courant électrique le traverse. L'air extérieur froid passe entre les spirales, il est chauffé et introduit dans la pièce.
Le radiateur électrique convient à l'entretien des systèmes de ventilation à faible puissance, car aucun calcul spécial n'est requis pour son fonctionnement, car tous les paramètres nécessaires sont indiqués par le fabricant.
Le principal inconvénient de cette unité est l'inertie entre les filaments chauffants, elle entraîne une surchauffe constante et, par conséquent, la défaillance de l'appareil. Le problème est résolu en installant des compensateurs supplémentaires.
Chauffe-eau
La base du chauffe-eau est un élément chauffant constitué de tubes métalliques creux, traversés par de l'eau chaude ou de la vapeur. L'air extérieur entre par le côté opposé. En termes simples, l'air se déplace de haut en bas et l'eau se déplace de bas en haut. Ainsi, les bulles d'oxygène sont éliminées par des vannes spéciales.
Le chauffe-conduit d'eau est utilisé dans la plupart des systèmes de ventilation de grande et moyenne taille. Ceci est facilité par une productivité, une fiabilité et une maintenabilité élevées des équipements.
En plus de l'élément chauffant, le système comprend: (fournit une alimentation en liquide de refroidissement à l'échangeur), une pompe, des vannes directes et anti-retour, des vannes d'arrêt et une unité de contrôle automatique. Pour les zones climatiques où la température minimale en hiver est inférieure à zéro, un système est prévu pour empêcher les tubes de travail de geler.
Calcul de puissance
Volume d'air traversant l'appareil par unité de temps. Il est mesuré respectivement en kg / h ou m3 / h.La méthode de calcul consiste à sélectionner un appareil avec des paramètres tels que la température de l'air de sortie corresponde aux valeurs standard et que la réserve de marche permette un fonctionnement ininterrompu aux charges de pointe, mais l'échange d'air taux et taux ne souffrent pas. Le concepteur ne commence à calculer la puissance qu'après avoir reçu toutes les données initiales :
- Températures d'alimentation. La valeur minimale pour la période d'hiver est prise.
- Nécessaire selon les normes ou les souhaits individuels de la température de l'air de sortie du client.
- Débit d'air moyen m³/h..
Avez-vous des questions? Appel par téléphone : +7 (953) 098-28-01
Vous pouvez également être intéressé par l'installation d'une ventilation.
