CALCULUL INSTALATIEI DE INCALZIRE ELECTRICA
1.1 Calculul termic al elementelor de încălzire
Sarcina de calcul termic al blocului de elemente de încălzire include determinarea numărului de elemente de încălzire din bloc și a temperaturii reale a suprafeței elementului de încălzire. Rezultatele calculului termic sunt folosite pentru a rafina parametrii de proiectare ai blocului.
Sarcina pentru calcul este prezentată în Anexa 1.
Puterea unui element de încălzire este determinată în funcție de puterea încălzitorului
La
Numărul de elemente de încălzire z este luat ca multiplu de 3, iar puterea unui element de încălzire nu trebuie să depășească 3 ... 4 kW. Elementul de încălzire este selectat în funcție de datele pașaportului (Anexa 1).
Prin proiectare, blocurile se disting cu un coridor și o dispunere eșalonată a elementelor de încălzire (Figura 1.1).
-
A) b) a - dispunerea coridorului; b - aspectul de șah. Figura 1.1 - Diagrame de aranjare a blocului de elemente de încălzire
Pentru primul rând de încălzitoare ale blocului de încălzire asamblat, trebuie îndeplinită următoarea condiție:
O
Unde tn1 este temperatura medie reală a suprafeței încălzitoarelor din primul rând, °C; Pm1 este puterea totală a încălzitoarelor din primul rând, W; mier— coeficientul mediu de transfer termic, W/(m2оС); FT1 - suprafața totală a suprafeței de eliberare a căldurii a încălzitoarelor din primul rând, m2; tv - temperatura fluxului de aer după încălzitor, °C.
Puterea totală și aria totală a încălzitoarelor sunt determinate din parametrii elementelor de încălzire selectate conform formulelor
, , (1.3)
Unde k - numărul de elemente de încălzire pe rând, buc; PT, FT - respectiv puterea, W, și suprafața, m2, a unui element de încălzire.
Suprafața elementului de încălzire cu nervuri
, (1.4)
Unde d este diametrul elementului de încălzire, m; lA – lungimea activă a elementului de încălzire, m; hR este înălțimea coastei, m; A - pasul aripioarelor, m
Pentru mănunchiuri de țevi raționalizate transversal, ar trebui să se țină cont de coeficientul mediu de transfer termic mier, deoarece condițiile pentru transferul de căldură prin rânduri separate de încălzitoare sunt diferite și sunt determinate de turbulența fluxului de aer. Transferul de căldură al primului și al doilea rând de tuburi este mai mic decât cel al celui de-al treilea rând. Dacă transferul de căldură al celui de-al treilea rând de elemente de încălzire este luat ca unitate, atunci transferul de căldură al primului rând va fi de aproximativ 0,6, al doilea - aproximativ 0,7 în mănunchiuri eșalonate și aproximativ 0,9 - în linie din transferul de căldură. al treilea rând. Pentru toate rândurile de după al treilea rând, coeficientul de transfer de căldură poate fi considerat neschimbat și egal cu transferul de căldură al celui de al treilea rând.
Coeficientul de transfer de căldură al elementului de încălzire este determinat de expresia empirică
Unde Nu – criteriul Nusselt, - coeficientul de conductivitate termică a aerului,
= Od
Criteriul Nusselt pentru condiții specifice de transfer de căldură este calculat din expresii
pentru fascicule de tuburi în linie
la Re 1103
la Re > 1103
pentru fascicule de tuburi eșalonate:
pentru Re 1103, (1.8)
la Re > 1103
unde Re este criteriul Reynolds.
Criteriul Reynolds caracterizează fluxul de aer în jurul elementelor de încălzire și este egal cu
, (1.10)
Unde — viteza fluxului de aer, m/s; — coeficientul de vâscozitate cinematică a aerului; = 18,510-6 m2/s.
Pentru a asigura o sarcină termică eficientă a elementelor de încălzire care să nu conducă la supraîncălzirea încălzitoarelor, este necesar să se asigure un flux de aer în zona de schimb de căldură cu o viteză de cel puțin 6 m/s. Ținând cont de creșterea rezistenței aerodinamice a structurii conductei de aer și a blocului de încălzire cu o creștere a vitezei fluxului de aer, acesta din urmă trebuie limitat la 15 m/s.
Coeficientul mediu de transfer termic
pentru pachete în linie
, (1.11)
pentru grinzi de șah
Unde n este numărul de rânduri de țevi din mănunchiul blocului de încălzire.
Temperatura fluxului de aer după încălzitor este egală cu
, (1.13)
Unde PLa - puterea totală a elementelor de încălzire ale încălzitorului, kW; — densitatea aerului, kg/m3; Cuv este capacitatea termică specifică a aerului, Cuv= 1 kJ/(kgоС); Lv – capacitate aerotermă, m3/s.
Dacă condiția (1.2) nu este îndeplinită, alegeți un alt element de încălzire sau modificați viteza aerului luată în calcul, structura blocului de încălzire.
Tabelul 1.1 - valorile coeficientului c Date inițialeImparte cu prietenii tai:
Tehnologia electrică
CALCULUL INSTALATIEI DE INCALZIRE ELECTRICA
|
2
Figura 1.1 - Diagrame de aranjare a blocului de elemente de încălzire
1.1 Calculul termic al elementelor de încălzire
|
| A) | b) |
|
a - dispunerea coridorului; b - aspectul de șah.
Figura 1.1 - Diagrame de aranjare a blocului de elemente de încălzire |
Pentru primul rând de încălzitoare ale blocului de încălzire asamblat, trebuie îndeplinită următoarea condiție:
оС, (1,2)
Unde tn1 este temperatura medie reală a suprafeței încălzitoarelor din primul rând, °C; Pm1 este puterea totală a încălzitoarelor din primul rând, W; mier— coeficientul mediu de transfer termic, W/(m2оС); FT1 - suprafața totală a suprafeței de eliberare a căldurii a încălzitoarelor din primul rând, m2; tv - temperatura fluxului de aer după încălzitor, °C.
Puterea totală și aria totală a încălzitoarelor sunt determinate din parametrii elementelor de încălzire selectate conform formulelor
, , (1.3)
Unde k - numărul de elemente de încălzire pe rând, buc; PT, FT - respectiv puterea, W, și suprafața, m2, a unui element de încălzire.
Suprafața elementului de încălzire cu nervuri
, (1.4)
Unde d este diametrul elementului de încălzire, m; lA – lungimea activă a elementului de încălzire, m; hR este înălțimea coastei, m; A - pasul aripioarelor, m
Pentru mănunchiuri de țevi raționalizate transversal, ar trebui să se țină cont de coeficientul mediu de transfer termic mier, deoarece condițiile pentru transferul de căldură prin rânduri separate de încălzitoare sunt diferite și sunt determinate de turbulența fluxului de aer. Transferul de căldură al primului și al doilea rând de tuburi este mai mic decât cel al celui de-al treilea rând. Dacă transferul de căldură al celui de-al treilea rând de elemente de încălzire este luat ca unitate, atunci transferul de căldură al primului rând va fi de aproximativ 0,6, al doilea - aproximativ 0,7 în mănunchiuri eșalonate și aproximativ 0,9 - în linie din transferul de căldură. al treilea rând. Pentru toate rândurile de după al treilea rând, coeficientul de transfer de căldură poate fi considerat neschimbat și egal cu transferul de căldură al celui de al treilea rând.
Coeficientul de transfer de căldură al elementului de încălzire este determinat de expresia empirică
, (1.5)
Unde Nu – criteriul Nusselt, - coeficientul de conductivitate termică a aerului,
= 0,027 W/(moC); d – diametrul elementului de încălzire, m.
Criteriul Nusselt pentru condiții specifice de transfer de căldură este calculat din expresii
pentru fascicule de tuburi în linie
la Re 1103
, (1.6)
la Re > 1103
, (1.7)
pentru fascicule de tuburi eșalonate:
pentru Re 1103, (1.8)
la Re > 1103
, (1.9)
unde Re este criteriul Reynolds.
Criteriul Reynolds caracterizează fluxul de aer în jurul elementelor de încălzire și este egal cu
, (1.10)
Unde — viteza fluxului de aer, m/s; — coeficientul de vâscozitate cinematică a aerului; = 18,510-6 m2/s.
Pentru a asigura o sarcină termică eficientă a elementelor de încălzire care să nu conducă la supraîncălzirea încălzitoarelor, este necesar să se asigure un flux de aer în zona de schimb de căldură cu o viteză de cel puțin 6 m/s. Ținând cont de creșterea rezistenței aerodinamice a structurii conductei de aer și a blocului de încălzire cu o creștere a vitezei fluxului de aer, acesta din urmă trebuie limitat la 15 m/s.
Coeficientul mediu de transfer termic
pentru pachete în linie
, (1.11)
pentru grinzi de șah
, (1.12)
Unde n este numărul de rânduri de țevi din mănunchiul blocului de încălzire.
Temperatura fluxului de aer după încălzitor este egală cu
, (1.13)
Unde PLa - puterea totală a elementelor de încălzire ale încălzitorului, kW; — densitatea aerului, kg/m3; Cuv este capacitatea termică specifică a aerului, Cuv= 1 kJ/(kgоС); Lv – capacitate aerotermă, m3/s.
Dacă condiția (1.2) nu este îndeplinită, alegeți un alt element de încălzire sau modificați viteza aerului luată în calcul, structura blocului de încălzire.
Tabelul 1.1 - valorile coeficientului c Date inițialeImparte cu prietenii tai:
2
Cum se calculează încălzitorul de ventilație
In clima noastra, in sezonul rece, este extrem de important sa incalzim aerul care intra in casa din exterior prin ventilatie. Dacă nu există exces de căldură în încăpere în timpul ventilației, atunci aerul de intrare trebuie încălzit la aceeași temperatură care predomină în interiorul încăperii.
În acest caz, sistemul de încălzire compensează pierderea de căldură prin gard. Dar într-o situație în care încălzirea este combinată cu un tip de ventilație de alimentare, aerul de alimentare trebuie să fie mai cald decât aerul din interiorul încăperii. Dar dacă există exces de căldură în cameră, atunci aerul care intră ar trebui să aibă o temperatură mai scăzută decât aerul din interior. Acest lucru va asigura asimilarea acelor surplus de căldură.
Aici este important să spunem că temperatura aerului care intră în cameră depinde direct de metoda de alimentare a acestuia. Și ar trebui determinat după calcularea jeturilor de alimentare, în funcție de condițiile parametrilor normalizați ai mediului aerian
Din acest motiv este important să se calculeze corect puterea încălzitorului, care reglează temperatura aerului de alimentare.
Ce tipuri de încălzitoare de ventilație există?
În primul rând, este important să decideți asupra tipului unui astfel de încălzitor. Atunci când alegeți un încălzitor, trebuie să țineți cont de nuanțe precum puterea acestuia, clima zonei, performanța dispozitivului, dimensiunile încăperii în care ar trebui să fie instalat.
Deci, în funcție de acești parametri, puteți alege dintre următoarele tipuri de încălzitoare:
- alimentare cu ventilație încălzitor electric;
- încălzitor de apă.
Dacă vorbim despre astfel de dispozitive electrice, merită subliniat faptul că proiectarea lor se bazează pe procesarea electricității în căldură. Acest lucru este asigurat prin încălzirea unei spirale de sârmă sau a unui fir metalic. Astfel, căldura merge în fluxul de aer. Astfel de încălzitoare sunt ușor de instalat și sunt, de asemenea, disponibile. Dar, în același timp, consumă multă energie electrică. Din acest motiv, acest încălzitor de aer este cel mai bine utilizat împreună cu un schimbător de căldură. Datorită acestui fapt, nivelul consumului de energie electrică poate fi redus cu un sfert întreg.
În același timp, astfel de dispozitive de apă pentru ventilație sunt mult mai scumpe, dar nu folosesc atât de multă energie și, prin urmare, vă vor costa mai puțin. În plus, poate fi folosit chiar și în încăperi mari, acestea având un nivel ridicat de performanță. Printre dezavantajele unui încălzitor de apă este că poate îngheța la temperaturi foarte scăzute.
Cum se calculează corect?
Una dintre nuanțele alegerii tipului de încălzitor este calculul acestuia. Și pentru a determina corect puterea unui astfel de dispozitiv, nu este deloc necesar să efectuați calcule sau manipulări complexe.
Este important să calculați pur și simplu temperatura aerului la intrare și la ieșire
Într-o situație în care aerul exterior a scăzut la marcajul minim pentru o perioadă scurtă de timp, nu puteți lua în considerare valoarea maximă a temperaturii și apoi puteți lua în considerare o valoare mai mică a puterii unui astfel de dispozitiv.
Atunci când se calculează puterea încălzitorului de ventilație, trebuie luate în considerare și date suplimentare despre schimbul de aer. Acest indicator poate fi determinat ținând cont de performanța ventilației. Apoi acești doi parametri trebuie înmulțiți cu capacitatea termică a aerului și împărțiți la o mie. Suma puterii încălzitorului trebuie să corespundă cu suma tensiunii de la rețea.
Calculator online pentru calcularea puterii încălzitorului
Funcționarea eficientă a ventilației depinde de calculul și selecția corectă a echipamentului, deoarece aceste două puncte sunt interconectate. Pentru a simplifica această procedură, ți-am pregătit un calculator online pentru calcularea puterii încălzitorului.
Selectarea puterii încălzitorului este imposibilă fără determinarea tipului de ventilator, iar calculul temperaturii interne a aerului este inutil fără selectarea unui încălzitor, schimbător de căldură și aer condiționat. Determinarea parametrilor conductei este imposibilă fără calcularea caracteristicilor aerodinamice. Calculul puterii încălzitorului de ventilație se efectuează în funcție de parametrii standard de temperatură a aerului, iar erorile din etapa de proiectare duc la creșterea costurilor, precum și la incapacitatea de a menține microclimatul la nivelul necesar.
Un încălzitor (numit mai profesional încălzitor de conducte) este un dispozitiv versatil utilizat în sistemele de ventilație interioare pentru a transfera energia termică de la elementele de încălzire în aerul care trece printr-un sistem de tuburi goale.
Încălzitoarele cu conducte diferă în modul în care transferă energie și sunt împărțite în:
- Apa - energia se transmite prin conducte cu apa calda, abur.
- Electrice - elemente de încălzire care primesc energie din rețeaua centrală de alimentare cu energie electrică.
Există, de asemenea, încălzitoare care funcționează pe principiul recuperării: aceasta este utilizarea căldurii din cameră prin transferarea acesteia în aerul de alimentare. Recuperarea se realizează fără contactul a două medii de aer.
Incalzitor electric
Baza este un element de încălzire din sârmă sau spirale, un curent electric trece prin el. Aerul rece din exterior trece printre spirale, este încălzit și introdus în cameră.
Încălzitorul electric este potrivit pentru întreținerea sistemelor de ventilație cu putere redusă, deoarece nu este necesar un calcul special pentru funcționarea sa, deoarece toți parametrii necesari sunt indicați de producător.
Principalul dezavantaj al acestei unități este inerția dintre filamentele de încălzire, duce la supraîncălzire constantă și, ca urmare, la defecțiunea dispozitivului. Problema este rezolvată prin instalarea unor compensatoare suplimentare.
Încălzitor de apă
Baza încălzitorului de apă este un element de încălzire din tuburi metalice goale, prin ele trece apă fierbinte sau abur. Aerul exterior intră din partea opusă. Pur și simplu, aerul se mișcă de sus în jos, iar apa se mișcă de jos în sus. Astfel, bulele de oxigen sunt îndepărtate prin supape speciale.
Încălzitorul cu conducte de apă este utilizat în majoritatea sistemelor de ventilație mari și mijlocii. Acest lucru este facilitat de productivitatea ridicată, fiabilitatea și mentenabilitatea echipamentelor.
Pe lângă elementul de încălzire, sistemul include: (oferă o alimentare cu lichid de răcire schimbătorului), o pompă, supape directe și de reținere, supape de închidere și o unitate de control automată. Pentru zonele climatice în care temperatura minimă iarna scade sub zero, este prevăzut un sistem pentru a preveni înghețarea tuburilor de lucru.
Calculul puterii
Volumul de aer care trece prin aparat pe unitatea de timp. Se măsoară respectiv în kg/h sau m3/h. Metoda de calcul constă în selectarea unui aparat cu asemenea parametri încât temperatura aerului de evacuare să corespundă valorilor standard, iar rezerva de putere să permită funcționarea neîntreruptă la sarcini de vârf, dar schimbul de aer. rata și rata nu suferă. Proiectantul începe să calculeze puterea numai după ce a primit toate datele inițiale:
- Temperaturile de alimentare. Se ia valoarea minimă pentru perioada de iarnă.
- Necesar conform normelor sau dorințelor individuale ale clientului, temperatura aerului la ieșire.
- Debit mediu de aer m³/h..
Aveti vreo intrebare? Sunați la telefon: +7 (953) 098-28-01
Ați putea fi interesat și de instalarea ventilației.
