Beregning av varmeren hvordan beregne kraften til enheten for oppvarming av luft for oppvarming

BEREGNING AV ELEKTRISK OPPVARMING INSTALLASJON

1.1 Termisk beregning av varmeelementer

Oppgaven med termisk beregning av blokken av varmeelementer inkluderer å bestemme antall varmeelementer i blokken og den faktiske temperaturen på overflaten til varmeelementet. Resultatene av den termiske beregningen brukes til å avgrense designparametrene til blokken.

Oppgaven for beregningen er gitt i vedlegg 1.

Effekten til ett varmeelement bestemmes basert på kraften til varmeren

_Til

Antall varmeelementer z tas som et multiplum av 3, og effekten til ett varmeelement bør ikke overstige 3 ... 4 kW. Varmeelementet velges i henhold til passdata (vedlegg 1).

Ved design utmerker blokker seg med en korridor og en forskjøvet utforming av varmeelementer (figur 1.1).

en)

a - korridoroppsett; b - sjakklayout.

Figur 1.1 - Layoutdiagrammer av blokken av varmeelementer

For den første raden med varmeovner i den sammensatte varmeblokken, må følgende betingelse være oppfylt:

hvor t_n1 er den faktiske gjennomsnittlige overflatetemperaturen til varmeovnene i den første raden, °C; P_m1 er den totale effekten til varmeovnene i den første raden, W; _ons— gjennomsnittlig varmeoverføringskoeffisient, W/(m2оС); F_T1 - totalt areal på den varmeavgivende overflaten til varmeovnene i den første raden, m2; t_v - temperatur på luftstrømmen etter varmeren, °C.

Den totale effekten og det totale arealet til varmeovnene bestemmes fra parametrene til de valgte varmeelementene i henhold til formlene
, , (1.3)

hvor k - antall varmeelementer på rad, stk; P_T, F_T - henholdsvis effekt, W, og overflateareal, m2, til ett varmeelement.

Overflate på ribbet varmeelement
, (1.4)

hvor d er diameteren til varmeelementet, m; l_en – aktiv lengde på varmeelementet, m; h_R er høyden på ribben, m; en - finnehøyde, m

For bunter av tverrstrømlinjeformede rør bør man ta hensyn til gjennomsnittlig varmeoverføringskoeffisient _ons, siden betingelsene for varmeoverføring ved separate rader med varmeovner er forskjellige og bestemmes av turbulensen i luftstrømmen. Varmeoverføringen til den første og andre raden med rør er mindre enn den til den tredje raden. Hvis varmeoverføringen til den tredje raden med varmeelementer tas som enhet, vil varmeoverføringen til den første raden være omtrent 0,6, den andre - omtrent 0,7 i forskjøvede bunter og omtrent 0,9 - i in-line fra varmeoverføringen av tredje rad. For alle rader etter tredje rad kan varmeoverføringskoeffisienten anses som uendret og lik varmeoverføringen til tredje rad.

Varmeoverføringskoeffisienten til varmeelementet bestemmes av det empiriske uttrykket

hvor Nu – Nusselt-kriterium,  - koeffisient for varmeledningsevne til luft,

 = Od

Nusselt-kriteriet for spesifikke varmeoverføringsforhold er beregnet fra uttrykkene

for in-line rørbunter

ved Re  1103

ved Re > 1103

for forskjøvede rørbunter:

for Re  1103, (1,8)

ved Re > 1103

hvor Re er Reynolds-kriteriet.

Reynolds-kriteriet karakteriserer luftstrømmen rundt varmeelementene og er lik
, (1.10)

hvor  — luftstrømhastighet, m/s;  — koeffisient for kinematisk viskositet til luft,  = 18,510-6 m2/s.

For å sikre en effektiv termisk belastning av varmeelementer som ikke fører til overoppheting av varmeovnene, er det nødvendig å sikre luftstrøm i varmevekslingssonen med en hastighet på minst 6 m/s. Tatt i betraktning økningen i den aerodynamiske motstanden til luftkanalstrukturen og varmeblokken med en økning i luftstrømhastigheten, bør sistnevnte begrenses til 15 m/s.

Gjennomsnittlig varmeoverføringskoeffisient

for in-line bunter
, (1.11)

for sjakkbjelker

hvor n er antall rader med rør i bunten til varmeblokken.

Temperaturen på luftstrømmen etter varmeren er
, (1.13)

hvor P_Til - den totale effekten til varmeelementene til varmeren, kW;  — lufttetthet, kg/m3; Med_v er den spesifikke varmekapasiteten til luft, Med_v= 1 kJ/(kgоС); Lv – luftvarmerkapasitet, m3/s.

Hvis betingelsen (1.2) ikke er oppfylt, velg et annet varmeelement eller endre lufthastigheten tatt i beregningen, utformingen av varmeblokken.

Tabell 1.1 - verdier av koeffisienten c Innledende dataDel med vennene dine:

Elektrisk teknologi

BEREGNING AV ELEKTRISK OPPVARMING INSTALLASJON

side	2/8
Dato	19.03.2018
Størrelsen	368 Kb.
Filnavn	Elektroteknologi.doc
utdanningsinstitusjon	Izhevsk State Agricultural Academy

Figur 1.1 - Layoutdiagrammer av blokken av varmeelementer

1.1 Termisk beregning av varmeelementer

Som varmeelementer i elektriske varmeovner brukes rørformede elektriske varmeovner (TEH), montert i en enkelt strukturell enhet.

Oppgaven for beregningen er gitt i vedlegg 1.

Effekten til ett varmeelement bestemmes basert på kraften til varmeren

P_Til og antall varmeelementer z installert i varmeren.
. (1.1)

Antall varmeelementer z tas som et multiplum av 3, og effekten til ett varmeelement bør ikke overstige 3 ... 4 kW. Varmeelementet velges i henhold til passdata (vedlegg 1).

Ved design utmerker blokker seg med en korridor og en forskjøvet utforming av varmeelementer (figur 1.1).

en)

a - korridoroppsett; b - sjakklayout.

Figur 1.1 - Layoutdiagrammer av blokken av varmeelementer

For den første raden med varmeovner i den sammensatte varmeblokken, må følgende betingelse være oppfylt:

оС, (1,2)

Den totale effekten og det totale arealet til varmeovnene bestemmes fra parametrene til de valgte varmeelementene i henhold til formlene
, , (1.3)

hvor k - antall varmeelementer på rad, stk; P_T, F_T - henholdsvis effekt, W, og overflateareal, m2, til ett varmeelement.

Overflate på ribbet varmeelement
, (1.4)

hvor d er diameteren til varmeelementet, m; l_en – aktiv lengde på varmeelementet, m; h_R er høyden på ribben, m; en - finnehøyde, m

Varmeoverføringskoeffisienten til varmeelementet bestemmes av det empiriske uttrykket

, (1.5)

hvor Nu – Nusselt-kriterium,  - koeffisient for varmeledningsevne til luft,

 = 0,027 W/(moC); d – diameter på varmeelementet, m.

Nusselt-kriteriet for spesifikke varmeoverføringsforhold er beregnet fra uttrykkene

for in-line rørbunter

ved Re  1103

, (1.6)

ved Re > 1103

, (1.7)

for forskjøvede rørbunter:

for Re  1103, (1,8)

ved Re > 1103

, (1.9)

hvor Re er Reynolds-kriteriet.

Reynolds-kriteriet karakteriserer luftstrømmen rundt varmeelementene og er lik
, (1.10)

hvor  — luftstrømhastighet, m/s;  — koeffisient for kinematisk viskositet til luft,  = 18,510-6 m2/s.

Gjennomsnittlig varmeoverføringskoeffisient

for in-line bunter
, (1.11)

for sjakkbjelker

, (1.12)

hvor n er antall rader med rør i bunten til varmeblokken.

Temperaturen på luftstrømmen etter varmeren er
, (1.13)

Hvis betingelsen (1.2) ikke er oppfylt, velg et annet varmeelement eller endre lufthastigheten tatt i beregningen, utformingen av varmeblokken.

Tabell 1.1 - verdier av koeffisienten c Innledende dataDel med vennene dine:

Hvordan beregne ventilasjonsvarmeren

I vårt klima, i den kalde årstiden, er det ekstremt viktig å varme opp luften som kommer inn i huset fra utsiden gjennom ventilasjon. Hvis det ikke er overskuddsvarme i rommet under ventilasjon, må den innkommende luften varmes opp til samme temperatur som råder inne i rommet.

I dette tilfellet kompenserer varmesystemet for varmetapet gjennom gjerdet. Men i en situasjon hvor oppvarming kombineres med en tilførselstype ventilasjon, må tilluften være varmere enn luften inne i rommet. Men hvis det er overskuddsvarme i rommet, bør den innkommende luften ha lavere temperatur enn luften inne. Dette vil sikre assimilering av disse varmeoverskuddene.

Her er det viktig å si at temperaturen på luften som kommer inn i rommet direkte avhenger av tilførselsmetoden. Og det bør bestemmes etter beregning av tilførselsstrålene, avhengig av forholdene til de normaliserte parametrene til luftmiljøet

Det er av denne grunn at det er viktig å beregne kraften til varmeren, som regulerer tilluftstemperaturen, riktig.

Hvilke typer ventilasjonsovner finnes det?

Først av alt er det viktig å bestemme seg for typen av en slik varmeovn. Når du velger en varmeovn, må du ta hensyn til slike nyanser som kraften, klimaet i området, ytelsen til enheten, dimensjonene til rommet den skal installeres i.

Så i henhold til disse parametrene kan du velge mellom følgende typer varmeovner:

forsyning ventilasjon elektrisk varmeapparat;
varmtvannsbereder.

Hvis vi snakker om slike elektriske enheter, er det verdt å understreke at deres design er basert på prosessering av elektrisk til varme. Dette sikres ved å varme opp en spiral av tråd eller en metalltråd. Dermed går varmen til luftstrømmen. Slike varmeovner er enkle å installere, og de er også tilgjengelige. Men samtidig bruker de mye strøm. Det er av denne grunn at denne luftvarmeren best brukes sammen med en varmeveksler. Takket være dette er det mulig å redusere strømforbruket med et helt kvartal.

Samtidig er slike vannenheter for ventilasjon mye dyrere, men de bruker ikke så mye energi og vil derfor koste deg mindre. I tillegg kan den til og med brukes i store rom, da de har et høyt ytelsesnivå. Blant ulempene med en varmtvannsbereder er at den kan fryse ved svært lave temperaturer.

Hvordan beregne riktig?

En av nyansene ved å velge type varmeapparat er beregningen. Og for å bestemme kraften til en slik enhet riktig, er det slett ikke nødvendig å utføre komplekse beregninger eller manipulasjoner.

Det er viktig å ganske enkelt beregne lufttemperaturen ved inn- og utløp

I en situasjon der uteluften har falt til minimumsmerket i kort tid, kan du ikke ta hensyn til maksimal temperaturverdi, og da kan du ta hensyn til en lavere effektverdi for en slik enhet

Ved beregning av effekten til ventilasjonsvarmeren må det også tas hensyn til ytterligere luftutskiftningsdata. Denne indikatoren kan bestemmes ved å ta hensyn til ventilasjonsytelsen. Da må disse to parameterne multipliseres med luftens varmekapasitet og divideres med tusen. Summen av ovnens effekt må tilsvare summen av nettspenningen.

Online kalkulator for å beregne kraften til varmeren

Effektiv drift av ventilasjon avhenger av riktig beregning og valg av utstyr, siden disse to punktene er sammenkoblet. For å forenkle denne prosedyren har vi utarbeidet en online kalkulator for å beregne kraften til varmeren.

Valg av varmeeffekt er umulig uten å bestemme typen vifte, og beregningen av den indre lufttemperaturen er ubrukelig uten å velge en varmeveksler, varmeveksler og klimaanlegg. Å bestemme parametrene til kanalen er umulig uten å beregne de aerodynamiske egenskapene. Beregningen av kraften til ventilasjonsvarmeren utføres i henhold til standardparametrene for lufttemperatur, og feil på designstadiet fører til en økning i kostnadene, samt manglende evne til å opprettholde mikroklimaet på det nødvendige nivået.

En varmeovn (mer profesjonelt kalt en kanalvarmer) er en allsidig enhet som brukes i innendørs ventilasjonssystemer for å overføre varmeenergi fra varmeelementer til luft som passerer gjennom et system med hule rør.

Kanalvarmere er forskjellige i måten de overfører energi på og er delt inn i:

Vann - energi overføres gjennom rør med varmt vann, damp.
Elektrisk - varmeelementer som mottar energi fra det sentrale strømforsyningsnettet.

Det er også varmeovner som fungerer etter prinsippet om rekreasjon: dette er utnyttelsen av varme fra rommet ved å overføre den til tilluften. Gjenvinning utføres uten kontakt mellom to luftmiljøer.

Elektrisk varmer

Grunnlaget er et varmeelement laget av ledning eller spiraler, en elektrisk strøm passerer gjennom det. Kald uteluft føres mellom spiralene, den varmes opp og føres inn i rommet.

Den elektriske varmeren er egnet for å betjene ventilasjonssystemer med lav effekt, siden ingen spesiell beregning er nødvendig for driften, siden alle nødvendige parametere er angitt av produsenten.

Den største ulempen med denne enheten er tregheten mellom varmefilamentene, det fører til konstant overoppheting, og som et resultat av feilen i enheten. Problemet løses ved å installere ekstra kompensatorer.

Varmtvannsbereder

Grunnlaget for varmtvannsberederen er et varmeelement laget av hule metallrør, varmt vann eller damp føres gjennom dem. Uteluft kommer inn fra motsatt side. Enkelt sagt, luft beveger seg fra topp til bunn, og vann beveger seg fra bunn til topp. Dermed fjernes oksygenbobler gjennom spesielle ventiler.

Vannkanalvarmeren brukes i de fleste store og mellomstore ventilasjonsanlegg. Dette tilrettelegges av høy produktivitet, pålitelighet og vedlikehold av utstyr.

I tillegg til varmeelementet inkluderer systemet: (gir kjølevæsketilførsel til veksleren), en pumpe, direkte- og tilbakeslagsventiler, stengeventiler og en automatisk kontrollenhet. For klimasoner der minimumstemperaturen om vinteren faller under null, er det gitt et system for å forhindre at arbeidsrørene fryser.

Effektberegning

Volumet av luft som passerer gjennom apparatet per tidsenhet. Det måles henholdsvis i kg / t eller m3 / t. Beregningsmetoden består i å velge et apparat med slike parametere at utløpsluftens temperatur tilsvarer standardverdiene, og kraftreserven tillater uavbrutt drift ved toppbelastninger, men luftutvekslingen rate og rate lider ikke. Designeren begynner å beregne kraften først etter å ha mottatt alle de første dataene:

Tilførselstemperaturer. Minimumsverdien for vinterperioden er tatt.
Påkrevd i henhold til normer eller individuelle ønsker til kundens utløpslufttemperatur.
Gjennomsnittlig luftmengde m³/t..

Har du noen spørsmål? Ring på telefon: +7 (953) 098-28-01

Du kan også være interessert i installasjon av ventilasjon.