Beräkning av värmaren hur man beräknar effekten av enheten för uppvärmning av luft för uppvärmning

BERÄKNING AV INSTALLATION AV ELVÄRME

1.1 Termisk beräkning av värmeelement

Uppgiften med termisk beräkning av blocket av värmeelement inkluderar att bestämma antalet värmeelement i blocket och den faktiska temperaturen på värmeelementets yta. Resultaten av den termiska beräkningen används för att förfina blockets designparametrar.

Uppgiften för beräkningen finns i bilaga 1.

Effekten hos ett värmeelement bestäms baserat på värmarens effekt

_Till

Antalet värmeelement z tas som en multipel av 3, och effekten av ett värmeelement bör inte överstiga 3 ... 4 kW. Värmeelementet väljs enligt passdata (bilaga 1).

Genom design särskiljs block med en korridor och en förskjuten layout av värmeelement (Figur 1.1).

a)	b)
a - korridorlayout; b - schacklayout. Figur 1.1 - Layoutdiagram av blocket av värmeelement

För den första raden av värmare i det monterade värmeblocket måste följande villkor vara uppfyllt:

O

var t_n1 är den faktiska genomsnittliga yttemperaturen för värmarna i den första raden, °C; P_m1 är den totala effekten för värmarna i den första raden, W; _ons— Genomsnittlig värmeöverföringskoefficient, W/(m2оС); F_T1 - total yta av den värmeavgivande ytan på värmarna i den första raden, m2; t_v - temperatur på luftflödet efter värmaren, °C.

Den totala effekten och den totala ytan av värmarna bestäms från parametrarna för de valda värmeelementen enligt formlerna
, , (1.3)

var k - antalet värmeelement i rad, st; P_T, F_T - respektive effekt, W, och ytarea, m2, på ett värmeelement.

Ytarea på räfflade värmeelement
, (1.4)

var d är värmeelementets diameter, m; l_a – aktiv längd på värmeelementet, m; h_R är höjden på revbenet, m; a - fenstigning, m

För buntar av tvärgående strömlinjeformade rör bör man ta hänsyn till den genomsnittliga värmeöverföringskoefficienten _ons, eftersom villkoren för värmeöverföring av separata rader av värmare är olika och bestäms av turbulensen i luftflödet. Värmeöverföringen för de första och andra raden av rör är mindre än den för den tredje raden. Om värmeöverföringen av den tredje raden av värmeelement tas som enhet, kommer värmeöverföringen av den första raden att vara cirka 0,6, den andra - cirka 0,7 i sicksackade buntar och cirka 0,9 - i in-line från värmeöverföringen av tredje raden. För alla rader efter den tredje raden kan värmeöverföringskoefficienten anses vara oförändrad och lika med värmeöverföringen för den tredje raden.

Värmeöverföringskoefficienten för värmeelementet bestäms av det empiriska uttrycket

var Nu – Nusselt-kriterium,  - koefficient för luftens värmeledningsförmåga,

 = Od

Nusselt-kriteriet för specifika värmeöverföringsförhållanden beräknas utifrån uttrycken

för in-line rörbuntar

vid Re  1103

vid Re > 1103

för förskjutna rörbuntar:

för Re  1103, (1,8)

vid Re > 1103

där Re är Reynolds-kriteriet.

Reynoldskriteriet kännetecknar luftflödet runt värmeelementen och är lika med
, (1.10)

var  — Luftflödeshastighet, m/s;  — luftens kinematiska viskositetskoefficient,  = 18,510-6 m2/s.

För att säkerställa en effektiv termisk belastning av värmeelement som inte leder till överhettning av värmarna, är det nödvändigt att säkerställa luftflödet i värmeväxlingszonen med en hastighet av minst 6 m/s. Med hänsyn till ökningen av det aerodynamiska motståndet hos luftkanalstrukturen och värmeblocket med en ökning av luftflödeshastigheten, bör den senare begränsas till 15 m/s.

Genomsnittlig värmeöverföringskoefficient

för in-line-buntar
, (1.11)

för schackbalkar

var n är antalet rader av rör i värmeblockets bunt.

Temperaturen på luftflödet efter värmaren är lika med
, (1.13)

var P_Till - den totala effekten av värmarens värmeelement, kW;  — luftdensitet, kg/m3; Med_v är luftens specifika värmekapacitet, Med_v= 1 kJ/(kgоС); Lv – luftvärmarens kapacitet, m3/s.

Om villkor (1.2) inte är uppfyllt, välj ett annat värmeelement eller ändra lufthastigheten som tas i beräkningen, värmeblockets layout.

Tabell 1.1 - värden för koefficienten c Initiala dataDela med dina vänner:

Elektrisk teknik

BERÄKNING AV INSTALLATION AV ELVÄRME

sida 2/8 datum 19.03.2018 Storleken 368 Kb. Filnamn Elektroteknik.doc läroanstalt Izhevsk State Agricultural Academy

  2            

Figur 1.1 - Layoutdiagram av blocket av värmeelement

1.1 Termisk beräkning av värmeelement Som värmeelement i elektriska värmare används rörformade elektriska värmare (TEH), monterade i en enda strukturell enhet. Uppgiften med termisk beräkning av blocket av värmeelement inkluderar att bestämma antalet värmeelement i blocket och den faktiska temperaturen på värmeelementets yta. Resultaten av den termiska beräkningen används för att förfina blockets designparametrar. Uppgiften för beräkningen finns i bilaga 1. Effekten hos ett värmeelement bestäms baserat på värmarens effekt PTill och antalet värmeelement z installerade i värmaren. . (1.1) Antalet värmeelement z tas som en multipel av 3, och effekten av ett värmeelement bör inte överstiga 3 ... 4 kW. Värmeelementet väljs enligt passdata (bilaga 1). Genom design särskiljs block med en korridor och en förskjuten layout av värmeelement (Figur 1.1). a) b) a - korridorlayout; b - schacklayout. Figur 1.1 - Layoutdiagram av blocket av värmeelement För den första raden av värmare i det monterade värmeblocket måste följande villkor vara uppfyllt: оС, (1,2) var tn1 - faktisk genomsnittlig yttemperatur för värmarna i den första raden, oC; Pm1 är den totala effekten för värmarna i den första raden, W; ons— Genomsnittlig värmeöverföringskoefficient, W/(m2оС); FT1 - total yta av den värmeavgivande ytan på värmarna i den första raden, m2; tv - temperatur på luftflödet efter värmaren, °C. Den totala effekten och den totala ytan av värmarna bestäms från parametrarna för de valda värmeelementen enligt formlerna , , (1.3) var k - antalet värmeelement i rad, st; PT, FT - respektive effekt, W, och ytarea, m2, på ett värmeelement. Ytarea på räfflade värmeelement , (1.4) var d är värmeelementets diameter, m; la – aktiv längd på värmeelementet, m; hR är höjden på revbenet, m; a - fenstigning, m För buntar av tvärgående strömlinjeformade rör bör man ta hänsyn till den genomsnittliga värmeöverföringskoefficienten ons, eftersom villkoren för värmeöverföring av separata rader av värmare är olika och bestäms av turbulensen i luftflödet. Värmeöverföringen för de första och andra raden av rör är mindre än den för den tredje raden. Om värmeöverföringen av den tredje raden av värmeelement tas som enhet, kommer värmeöverföringen av den första raden att vara cirka 0,6, den andra - cirka 0,7 i sicksackade buntar och cirka 0,9 - i in-line från värmeöverföringen av tredje raden. För alla rader efter den tredje raden kan värmeöverföringskoefficienten anses vara oförändrad och lika med värmeöverföringen för den tredje raden. Värmeöverföringskoefficienten för värmeelementet bestäms av det empiriska uttrycket , (1.5) var Nu – Nusselt-kriterium,  - koefficient för luftens värmeledningsförmåga,  = 0,027 W/(moC); d – värmeelementets diameter, m. Nusselt-kriteriet för specifika värmeöverföringsförhållanden beräknas utifrån uttrycken för in-line rörbuntar vid Re  1103 , (1.6) vid Re > 1103 , (1.7) för förskjutna rörbuntar: för Re  1103, (1,8) vid Re > 1103 , (1.9) där Re är Reynolds-kriteriet. Reynoldskriteriet kännetecknar luftflödet runt värmeelementen och är lika med , (1.10) var  — Luftflödeshastighet, m/s;  — luftens kinematiska viskositetskoefficient,  = 18,510-6 m2/s. För att säkerställa en effektiv termisk belastning av värmeelement som inte leder till överhettning av värmarna, är det nödvändigt att säkerställa luftflödet i värmeväxlingszonen med en hastighet av minst 6 m/s. Med hänsyn till ökningen av det aerodynamiska motståndet hos luftkanalstrukturen och värmeblocket med en ökning av luftflödeshastigheten, bör den senare begränsas till 15 m/s. Genomsnittlig värmeöverföringskoefficient för in-line-buntar , (1.11) för schackbalkar , (1.12) var n är antalet rader av rör i värmeblockets bunt. Temperaturen på luftflödet efter värmaren är , (1.13) var PTill - den totala effekten av värmarens värmeelement, kW;  — luftdensitet, kg/m3; Medv är luftens specifika värmekapacitet, Medv= 1 kJ/(kgоС); Lv – luftvärmarens kapacitet, m3/s. Om villkor (1.2) inte är uppfyllt, välj ett annat värmeelement eller ändra lufthastigheten som tas i beräkningen, värmeblockets layout. Tabell 1.1 - värden för koefficienten c Initiala dataDela med dina vänner:

  2            

Hur man beräknar ventilationsvärmaren

I vårt klimat, under den kalla årstiden, är det oerhört viktigt att värma upp luften som kommer in i huset utifrån genom ventilation. Om det inte finns någon överskottsvärme i rummet under ventilationen måste den inkommande luften värmas upp till samma temperatur som råder inne i rummet.

I detta fall kompenserar värmesystemet för värmeförlusten genom stängslet. Men i en situation där uppvärmning kombineras med en tilluftstyp av ventilation måste tilluften vara varmare än luften inne i rummet. Men om det finns överskottsvärme i rummet, bör den inkommande luften ha en lägre temperatur än luften inuti. Detta kommer att säkerställa assimileringen av dessa värmeöverskott.

Här är det viktigt att säga att temperaturen på luften som kommer in i rummet direkt beror på metoden för dess tillförsel. Och det bör bestämmas efter beräkning av tillförselstrålarna, beroende på förhållandena för de normaliserade parametrarna för luftmiljön

Det är av denna anledning som det är viktigt att korrekt beräkna värmarens effekt, som reglerar tilluftstemperaturen.

Vilka typer av ventilationsvärmare finns det?

Först och främst är det viktigt att bestämma vilken typ av en sådan värmare. När du väljer en värmare måste du ta hänsyn till sådana nyanser som dess kraft, klimatet i området, enhetens prestanda, dimensionerna på rummet där den ska installeras

Så enligt dessa parametrar kan du välja mellan följande typer av värmare:

• tillhandahålla ventilation elektrisk värmare;
• varmvattenberedare.

Om vi ​​pratar om sådana elektriska enheter är det värt att betona att deras design är baserad på bearbetning av el till värme. Detta säkerställs genom att värma en spiral av tråd eller en metalltråd. Därmed går värmen till luftströmmen. Sådana värmare är lätta att installera, och de finns också tillgängliga. Men samtidigt förbrukar de mycket el. Det är av denna anledning som denna luftvärmare bäst används tillsammans med en värmeväxlare. Tack vare detta kan nivån på elförbrukningen minskas med ett helt kvartal.

Samtidigt är sådana vattenanordningar för ventilation mycket dyrare, men de använder inte så mycket energi och kommer därför att kosta dig mindre. Dessutom kan den även användas i stora rum, eftersom de har en hög prestandanivå. Bland nackdelarna med en varmvattenberedare är att den kan frysa vid mycket låga temperaturer.

Hur räknar man rätt?

En av nyanserna för att välja typ av värmare är dess beräkning. Och för att korrekt bestämma kraften hos en sådan enhet är det inte alls nödvändigt att utföra några komplexa beräkningar eller manipulationer.

Det är viktigt att helt enkelt beräkna lufttemperaturen vid in- och utloppet

I en situation där uteluften har sjunkit till minimimärket under en kort tid kan du inte ta hänsyn till det maximala temperaturvärdet och då kan du ta hänsyn till ett lägre effektvärde för en sådan enhet

Vid beräkning av ventilationsvärmarens effekt måste även ytterligare luftväxlingsdata beaktas. Denna indikator kan bestämmas genom att ta hänsyn till ventilationsprestanda. Sedan måste dessa två parametrar multipliceras med luftens värmekapacitet och divideras med tusen. Summan av värmarens effekt måste motsvara summan av nätspänningen.

Online-kalkylator för beräkning av värmarens effekt

Den effektiva driften av ventilation beror på korrekt beräkning och val av utrustning, eftersom dessa två punkter är sammankopplade. För att förenkla denna procedur har vi förberett en online-kalkylator för beräkning av värmarens effekt.

Val av värmeeffekt är omöjligt utan att bestämma typen av fläkt, och beräkningen av den interna lufttemperaturen är värdelös utan att välja en värmare, värmeväxlare och luftkonditionering. Att bestämma kanalens parametrar är omöjligt utan att beräkna de aerodynamiska egenskaperna. Beräkningen av ventilationsvärmarens effekt utförs enligt standardparametrarna för lufttemperatur, och fel i designstadiet leder till en ökning av kostnaderna, såväl som oförmågan att upprätthålla mikroklimatet på den erforderliga nivån.

En värmare (mer professionellt kallad kanalvärmare) är en mångsidig enhet som används i inomhusventilationssystem för att överföra värmeenergi från värmeelement till luft som passerar genom ett system av ihåliga rör.

Kanalvärmare skiljer sig i hur de överför energi och är indelade i:

1. Vatten - energi överförs genom rör med varmt vatten, ånga.
2. El - värmeelement som tar emot energi från det centrala elnätet.

Det finns också värmare som arbetar enligt principen om återhämtning: detta är utnyttjandet av värme från rummet genom att överföra den till tilluften. Återvinningen utförs utan kontakt mellan två luftmiljöer.

Elektrisk värmare

Grunden är ett värmeelement gjord av tråd eller spiraler, en elektrisk ström passerar genom den. Kall uteluft leds mellan spiralerna, den värms upp och matas in i rummet.

Den elektriska värmaren är lämplig för service av ventilationssystem med låg effekt, eftersom ingen speciell beräkning krävs för dess drift, eftersom alla nödvändiga parametrar anges av tillverkaren.

Den största nackdelen med denna enhet är trögheten mellan värmefilamenten, det leder till konstant överhettning och, som ett resultat, fel på enheten. Problemet löses genom att installera ytterligare kompensatorer.

Varmvattenberedare

Grunden för varmvattenberedaren är ett värmeelement gjord av ihåliga metallrör, varmvatten eller ånga leds genom dem. Uteluft kommer in från motsatt sida. Enkelt uttryckt, luft rör sig från topp till botten, och vatten rör sig från botten till toppen. Således avlägsnas syrebubblor genom speciella ventiler.

Vattenkanalvärmaren används i de flesta stora och medelstora ventilationssystem. Detta underlättas av utrustningens hög produktivitet, tillförlitlighet och underhållsbarhet.

Förutom värmeelementet innehåller systemet: (ger kylvätsketillförsel till växlaren), en pump, direkt- och backventiler, avstängningsventiler och en automatisk styrenhet. För klimatzoner där minimitemperaturen på vintern faller under noll, finns ett system för att förhindra att arbetsrören fryser.

Effektberäkning

Volymen luft som passerar genom apparaten per tidsenhet. Det mäts i kg / h respektive m3 / h. Beräkningsmetoden består i att välja en apparat med sådana parametrar att utloppsluftens temperatur motsvarar standardvärdena, och effektreserven tillåter oavbruten drift vid toppbelastningar, men luftutbytet kurs och kurs lider inte. Designern börjar beräkna effekten först efter att ha mottagit alla initiala data:

• Framledningstemperaturer. Minimivärdet för vinterperioden tas.
• Krävs enligt normer eller individuella önskemål från kundens utgående lufttemperatur.
• Genomsnittligt luftflöde m³/h..

Har du några frågor? Ring per telefon: +7 (953) 098-28-01

Du kanske också är intresserad av installation av ventilation.