Výpočet ohrievača ako vypočítať výkon zariadenia na ohrev vzduchu na vykurovanie

VÝPOČET INŠTALÁCIE ELEKTRICKÉHO VYKUROVANIA

1.1 Tepelný výpočet vykurovacích telies

Úloha tepelného výpočtu bloku vykurovacích telies zahŕňa určenie počtu vykurovacích telies v bloku a skutočnej teploty povrchu vykurovacieho telesa. Výsledky tepelného výpočtu slúžia na spresnenie konštrukčných parametrov bloku.

Úloha na výpočet je uvedená v prílohe 1.

Výkon jedného vykurovacieho telesa je určený na základe výkonu ohrievača

_Komu

Počet vykurovacích prvkov z sa berie ako násobok 3 a výkon jedného vykurovacieho prvku by nemal presiahnuť 3 ... 4 kW. Vykurovacie teleso sa volí podľa pasových údajov (príloha 1).

Podľa návrhu sa bloky vyznačujú chodbou a stupňovitým rozložením vykurovacích telies (obrázok 1.1).

a - usporiadanie chodby; b - šachové rozloženie.

Obrázok 1.1 - Schémy usporiadania bloku vykurovacích telies

Pre prvý rad ohrievačov zmontovaného vykurovacieho bloku musí byť splnená nasledujúca podmienka:

kde t_n1 je skutočná priemerná povrchová teplota ohrievačov prvého radu, °C; P_m1 je celkový výkon ohrievačov prvého radu, W; _St— priemerný koeficient prestupu tepla, W/(m2оС); F_T1 - celková plocha povrchu uvoľňujúceho teplo ohrievačov prvého radu, m2; t_v - teplota prúdu vzduchu za ohrievačom, °C.

Celkový výkon a celková plocha ohrievačov sa určuje z parametrov vybraných vykurovacích telies podľa vzorcov
, , (1.3)

kde k - počet vykurovacích telies v rade, ks; P_T, F_T - výkon, W a plocha, m2, jedného vykurovacieho telesa.

Povrchová plocha rebrovaného vykurovacieho telesa
, (1.4)

kde d je priemer vykurovacieho telesa, m; l_a – aktívna dĺžka vykurovacieho telesa, m; h_R je výška rebra, m; a - stúpanie plutiev, m

Pre zväzky rúr s priečnym prúdením treba brať do úvahy priemerný koeficient prestupu tepla _St, pretože podmienky prenosu tepla samostatnými radmi ohrievačov sú rôzne a sú určené turbulenciou prúdenia vzduchu. Prenos tepla prvého a druhého radu rúrok je menší ako prenos tepla tretieho radu. Ak sa prenos tepla tretieho radu vykurovacích telies považuje za jednotný, potom prenos tepla prvého radu bude asi 0,6, druhý - asi 0,7 v striedavých zväzkoch a asi 0,9 - v rade od prenosu tepla. tretieho radu. Pre všetky riadky po treťom rade možno koeficient prestupu tepla považovať za nezmenený a rovný prestupu tepla tretieho radu.

Súčiniteľ prestupu tepla vykurovacieho telesa je určený empirickým vyjadrením

kde Nu – Nusseltove kritérium,  - súčiniteľ tepelnej vodivosti vzduchu,

 = Od

Nusseltovo kritérium pre špecifické podmienky prenosu tepla sa vypočíta z výrazov

pre in-line zväzky rúrok

pri Re 1103

pri Re > 1103

pre odstupňované zväzky rúrok:

pre Re  1103, (1.8)

pri Re > 1103

kde Re je Reynoldsovo kritérium.

Reynoldsovo kritérium charakterizuje prúdenie vzduchu okolo vykurovacích telies a je rovné
, (1.10)

kde  — rýchlosť prúdenia vzduchu, m/s;  — koeficient kinematickej viskozity vzduchu,  = 18,510-6 m2/s.

Aby sa zabezpečilo efektívne tepelné zaťaženie vykurovacích telies, ktoré nevedie k prehrievaniu ohrievačov, je potrebné zabezpečiť prúdenie vzduchu v teplovýmennej zóne rýchlosťou minimálne 6 m/s. Ak vezmeme do úvahy zvýšenie aerodynamického odporu konštrukcie vzduchového potrubia a vykurovacieho bloku so zvýšením rýchlosti prúdenia vzduchu, táto by mala byť obmedzená na 15 m/s.

Priemerný koeficient prestupu tepla

pre in-line balíky
, (1.11)

pre šachové trámy

kde n je počet radov rúrok vo zväzku vykurovacieho bloku.

Teplota prúdu vzduchu za ohrievačom sa rovná
, (1.13)

kde P_Komu - celkový výkon vykurovacích telies ohrievača, kW;  — hustota vzduchu, kg/m3; S_v je merná tepelná kapacita vzduchu, S_v= 1 kJ/(kgоС); Lv – výkon ohrievača vzduchu, m3/s.

Ak nie je splnená podmienka (1.2), zvoľte iné vykurovacie teleso alebo zmeňte rýchlosť vzduchu prevzatú vo výpočte, rozmiestnenie vykurovacieho bloku.

Tabuľka 1.1 - hodnoty koeficientu c Počiatočné údajeZdieľajte so svojimi priateľmi:

Elektrotechnika

VÝPOČET INŠTALÁCIE ELEKTRICKÉHO VYKUROVANIA

stránku	2/8
dátum	19.03.2018
Veľkosť	368 kb.
Názov súboru	Elektrotechnológia.doc
vzdelávacia inštitúcia	Štátna poľnohospodárska akadémia v Iževsku

Obrázok 1.1 - Schémy usporiadania bloku vykurovacích telies

1.1 Tepelný výpočet vykurovacích telies

Ako vykurovacie telesá v elektrických ohrievačoch sa používajú rúrkové elektrické ohrievače (TEH), namontované v jednej konštrukčnej jednotke.

Úloha na výpočet je uvedená v prílohe 1.

Výkon jedného vykurovacieho telesa je určený na základe výkonu ohrievača

P_Komu a počet vykurovacích telies z inštalovaných v ohrievači.
. (1.1)

Počet vykurovacích prvkov z sa berie ako násobok 3 a výkon jedného vykurovacieho prvku by nemal presiahnuť 3 ... 4 kW. Vykurovacie teleso sa volí podľa pasových údajov (príloha 1).

Podľa návrhu sa bloky vyznačujú chodbou a stupňovitým rozložením vykurovacích telies (obrázok 1.1).

a - usporiadanie chodby; b - šachové rozloženie.

Obrázok 1.1 - Schémy usporiadania bloku vykurovacích telies

Pre prvý rad ohrievačov zmontovaného vykurovacieho bloku musí byť splnená nasledujúca podmienka:

оС, (1.2)

Celkový výkon a celková plocha ohrievačov sa určuje z parametrov vybraných vykurovacích telies podľa vzorcov
, , (1.3)

kde k - počet vykurovacích telies v rade, ks; P_T, F_T - výkon, W a plocha, m2, jedného vykurovacieho telesa.

Povrchová plocha rebrovaného vykurovacieho telesa
, (1.4)

kde d je priemer vykurovacieho telesa, m; l_a – aktívna dĺžka vykurovacieho telesa, m; h_R je výška rebra, m; a - stúpanie plutiev, m

Súčiniteľ prestupu tepla vykurovacieho telesa je určený empirickým vyjadrením

, (1.5)

kde Nu – Nusseltove kritérium,  - súčiniteľ tepelnej vodivosti vzduchu,

 = 0,027 W/(moC); d – priemer vykurovacieho telesa, m.

Nusseltovo kritérium pre špecifické podmienky prenosu tepla sa vypočíta z výrazov

pre in-line zväzky rúrok

pri Re 1103

, (1.6)

pri Re > 1103

, (1.7)

pre odstupňované zväzky rúrok:

pre Re  1103, (1.8)

pri Re > 1103

, (1.9)

kde Re je Reynoldsovo kritérium.

Reynoldsovo kritérium charakterizuje prúdenie vzduchu okolo vykurovacích telies a je rovné
, (1.10)

kde  — rýchlosť prúdenia vzduchu, m/s;  — koeficient kinematickej viskozity vzduchu,  = 18,510-6 m2/s.

Priemerný koeficient prestupu tepla

pre in-line balíky
, (1.11)

pre šachové trámy

, (1.12)

kde n je počet radov rúrok vo zväzku vykurovacieho bloku.

Teplota prúdu vzduchu za ohrievačom sa rovná
, (1.13)

Ak nie je splnená podmienka (1.2), zvoľte iné vykurovacie teleso alebo zmeňte rýchlosť vzduchu prevzatú vo výpočte, rozmiestnenie vykurovacieho bloku.

Tabuľka 1.1 - hodnoty koeficientu c Počiatočné údajeZdieľajte so svojimi priateľmi:

Ako vypočítať ventilačný ohrievač

V našej klíme je v chladnom období mimoriadne dôležité ohrievať vzduch, ktorý sa do domu dostáva zvonka ventiláciou. Ak počas vetrania nie je v miestnosti prebytočné teplo, potom sa musí vstupný vzduch zohriať na rovnakú teplotu, aká je vo vnútri miestnosti.

V tomto prípade vykurovací systém kompenzuje tepelné straty cez plot. Ale v situácii, keď je vykurovanie kombinované s prívodným typom vetrania, prívodný vzduch musí byť teplejší ako vzduch v miestnosti. Ale ak je v miestnosti prebytočné teplo, potom by mal mať prichádzajúci vzduch nižšiu teplotu ako vzduch vo vnútri. Tým sa zabezpečí asimilácia týchto prebytkov tepla.

Tu je dôležité povedať, že teplota vzduchu vstupujúceho do miestnosti priamo závisí od spôsobu jeho prívodu. A malo by sa určiť po výpočte prívodných prúdov v závislosti od podmienok normalizovaných parametrov vzdušného prostredia

Z tohto dôvodu je dôležité správne vypočítať výkon ohrievača, ktorý reguluje teplotu privádzaného vzduchu.

Aké typy ventilačných ohrievačov existujú?

V prvom rade je dôležité rozhodnúť o type takéhoto ohrievača. Pri výbere ohrievača musíte brať do úvahy také nuansy, ako je jeho výkon, klíma v oblasti, výkon zariadenia, rozmery miestnosti, v ktorej by mal byť inštalovaný.

Takže podľa týchto parametrov si môžete vybrať medzi nasledujúcimi typmi ohrievačov:

prívod ventilačného elektrického ohrievača;
ohrievač vody.

Ak hovoríme o takýchto elektrických zariadeniach, stojí za to zdôrazniť, že ich dizajn je založený na spracovaní elektriky na teplo. To je zabezpečené nahrievaním špirály drôtu alebo kovového vlákna. Teplo teda ide do prúdu vzduchu. Takéto ohrievače sa ľahko inštalujú a sú tiež k dispozícii. Zároveň však spotrebúvajú veľa elektriny. Z tohto dôvodu sa tento ohrievač vzduchu najlepšie používa spolu s výmenníkom tepla. Vďaka tomu možno znížiť úroveň spotreby elektriny o celú štvrtinu.

Takéto vodné zariadenia na vetranie sú zároveň oveľa drahšie, ale nespotrebúvajú toľko energie, a preto vás budú stáť menej. Okrem toho sa dá použiť aj vo veľkých miestnostiach, pretože majú vysoký výkon. Medzi nevýhody ohrievača vody patrí, že môže zamrznúť pri veľmi nízkych teplotách.

Ako správne vypočítať?

Jednou z nuancií výberu typu ohrievača je jeho výpočet. A aby bolo možné správne určiť výkon takéhoto zariadenia, nie je vôbec potrebné vykonávať žiadne zložité výpočty alebo manipulácie.

Je dôležité jednoducho vypočítať teplotu vzduchu na vstupe a výstupe

V situácii, keď vonkajší vzduch krátkodobo klesne na minimálnu značku, nemôžete vziať do úvahy maximálnu hodnotu teploty a potom môžete vziať do úvahy nižšiu hodnotu výkonu takéhoto zariadenia

Pri výpočte výkonu ohrievača vetrania je potrebné vziať do úvahy aj ďalšie údaje o výmene vzduchu. Tento indikátor je možné určiť s prihliadnutím na výkon ventilácie. Potom treba tieto dva parametre vynásobiť tepelnou kapacitou vzduchu a vydeliť tisíckou. Súčet výkonu ohrievača musí zodpovedať súčtu sieťového napätia.

Online kalkulačka na výpočet výkonu ohrievača

Efektívna prevádzka vetrania závisí od správneho výpočtu a výberu zariadenia, pretože tieto dva body sú vzájomne prepojené. Pre zjednodušenie tohto postupu sme pre vás pripravili online kalkulačku na výpočet výkonu ohrievača.

Výber výkonu ohrievača nie je možný bez určenia typu ventilátora a výpočet vnútornej teploty vzduchu je zbytočný bez výberu ohrievača, výmenníka tepla a klimatizácie. Určenie parametrov potrubia nie je možné bez výpočtu aerodynamických charakteristík. Výpočet výkonu ventilačného ohrievača sa vykonáva podľa štandardných parametrov teploty vzduchu a chyby v štádiu návrhu vedú k zvýšeniu nákladov, ako aj neschopnosti udržať mikroklímu na požadovanej úrovni.

Ohrievač (odbornejšie nazývaný potrubný ohrievač) je všestranné zariadenie používané vo vnútorných vetracích systémoch na prenos tepelnej energie z vykurovacích telies do vzduchu prechádzajúceho systémom dutých rúrok.

Potrubné ohrievače sa líšia spôsobom prenosu energie a delia sa na:

Voda - energia sa prenáša potrubím s horúcou vodou, parou.
Elektrické - vykurovacie telesá, ktoré prijímajú energiu z centrálnej napájacej siete.

Existujú aj ohrievače, ktoré fungujú na princípe rekuperácie: ide o využitie tepla z miestnosti jeho odovzdaním privádzanému vzduchu. Regenerácia prebieha bez kontaktu dvoch vzduchových prostredí.

Elektrický ohrievač

Základom je vykurovacie teleso z drôtu alebo špirál, prechádza ním elektrický prúd. Medzi špirálami prechádza studený vonkajší vzduch, ktorý sa ohrieva a privádza do miestnosti.

Elektrický ohrievač je vhodný na servis ventilačných systémov s nízkym výkonom, pretože na jeho prevádzku nie je potrebný žiadny špeciálny výpočet, pretože všetky potrebné parametre sú uvedené výrobcom.

Hlavnou nevýhodou tejto jednotky je zotrvačnosť medzi vykurovacími vláknami, čo vedie k neustálemu prehrievaniu a v dôsledku toho k poruche zariadenia. Problém je vyriešený inštaláciou ďalších kompenzátorov.

Ohrievač vody

Základom ohrievača vody je vykurovacie teleso z dutých kovových rúrok, cez ne prechádza horúca voda alebo para. Vonkajší vzduch vstupuje z opačnej strany. Jednoducho povedané, vzduch sa pohybuje zhora nadol a voda sa pohybuje zdola nahor. Kyslíkové bubliny sa tak odstraňujú cez špeciálne ventily.

Ohrievač vody sa používa vo väčšine veľkých a stredne veľkých ventilačných systémov. Tomu napomáha vysoká produktivita, spoľahlivosť a udržiavateľnosť zariadenia.

Okrem vykurovacieho telesa systém obsahuje: (zabezpečuje prívod chladiacej kvapaliny do výmenníka), čerpadlo, priame a spätné ventily, uzatváracie ventily a automatickú riadiacu jednotku. Pre klimatické oblasti, kde minimálna teplota v zime klesá pod nulu, je zabezpečený systém, ktorý zabraňuje zamrznutiu pracovných rúr.

Výpočet výkonu

Objem vzduchu, ktorý prejde zariadením za jednotku času. Meria sa v kg/h, resp. sadzba a sadzba netrpia. Návrhár začne počítať výkon až po obdržaní všetkých počiatočných údajov:

Teploty na prívode. Preberá sa minimálna hodnota pre zimné obdobie.
Vyžaduje sa podľa noriem alebo individuálnych prianí zákazníka teploty výstupného vzduchu.
Priemerný prietok vzduchu m³/h..

Máte nejaké otázky? Volajte telefonicky: +7 (953) 098-28-01

Možno vás bude zaujímať aj inštalácia ventilácie.