Tính toán máy sưởi cách tính công suất của thiết bị sưởi không khí để sưởi ấm

TÍNH TOÁN LẮP ĐẶT NHIỆT ĐIỆN

1.1 Tính toán nhiệt của các phần tử gia nhiệt

Nhiệm vụ tính toán nhiệt của khối phần tử gia nhiệt bao gồm xác định số lượng phần tử đốt nóng trong khối và nhiệt độ thực tế của bề mặt khối phần tử gia nhiệt. Kết quả của tính toán nhiệt được sử dụng để tinh chỉnh các thông số thiết kế của khối.

Nhiệm vụ tính toán được nêu trong Phụ lục 1.

Công suất của một bộ phận làm nóng được xác định dựa trên công suất của bộ sưởi

_Đến

Số phần tử sưởi ấm z được lấy là bội số của 3 và công suất của một phần tử sưởi ấm không được vượt quá 3 ... 4 kW. Bộ phận làm nóng được chọn theo dữ liệu hộ chiếu (Phụ lục 1).

Theo thiết kế, các khối được phân biệt với một hành lang và cách bố trí so le của các bộ phận sưởi ấm (Hình 1.1).

Một)

a - cách bố trí hành lang; b - bố cục cờ vua.

Hình 1.1 - Sơ đồ bố trí khối các phần tử gia nhiệt

Đối với hàng lò sưởi đầu tiên của khối sưởi đã lắp ráp, điều kiện sau phải được đáp ứng:

ở đâu t_n1 là nhiệt độ bề mặt trung bình thực tế của các lò sưởi của hàng đầu tiên, ° C; P_m1 là tổng công suất của các lò sưởi của hàng đầu tiên, W; _{Thứ Tư}- hệ số truyền nhiệt trung bình, W / (m2оС); F_T1 - tổng diện tích bề mặt tỏa nhiệt của các lò sưởi của hàng thứ nhất, m2; t_v - nhiệt độ của luồng không khí sau bộ gia nhiệt, ° C.

Tổng công suất và tổng diện tích của các lò sưởi được xác định từ các thông số của các bộ phận sưởi ấm đã chọn theo công thức
, , (1.3)

ở đâu k - số phần tử gia nhiệt trong một hàng, chiếc; P_T, F_T - tương ứng, công suất, W, và diện tích bề mặt, m2, của một phần tử gia nhiệt.

Diện tích bề mặt của phần tử gia nhiệt có gân
, (1.4)

ở đâu d là đường kính của bộ phận đốt nóng, m; l_Một - chiều dài hoạt động của phần tử gia nhiệt, m; h_R là chiều cao của sườn, m; Một - sân vây, m

Đối với các bó ống được sắp xếp hợp lý theo chiều ngang, người ta nên tính đến hệ số truyền nhiệt trung bình _{Thứ Tư}, vì các điều kiện truyền nhiệt của các dãy lò sưởi riêng biệt là khác nhau và được xác định bởi sự hỗn loạn của dòng không khí. Sự truyền nhiệt của hàng ống thứ nhất và hàng thứ hai ít hơn của hàng ống thứ ba. Nếu sự truyền nhiệt của hàng thứ ba của các phần tử đốt nóng được coi là thống nhất, thì truyền nhiệt của hàng thứ nhất sẽ là khoảng 0,6, thứ hai - khoảng 0,7 theo các bó so le và khoảng 0,9 - theo dòng trong từ quá trình truyền nhiệt. của hàng thứ ba. Đối với tất cả các hàng sau hàng thứ ba, hệ số truyền nhiệt có thể coi là không đổi và bằng hệ số truyền nhiệt của hàng thứ ba.

Hệ số truyền nhiệt của phần tử gia nhiệt được xác định bằng biểu thức kinh nghiệm

ở đâu Nu - Tiêu chí Nusselt,  - hệ số dẫn nhiệt của không khí,

 = Od

Tiêu chí Nusselt cho các điều kiện truyền nhiệt cụ thể được tính toán từ các biểu thức

cho các gói ống nội tuyến

tại Re  1103

tại Re> 1103

đối với các bó ống so le:

cho Re  1103, (1,8)

tại Re> 1103

trong đó Re là tiêu chí Reynolds.

Tiêu chí Reynolds đặc trưng cho luồng không khí xung quanh các bộ phận làm nóng và bằng
, (1.10)

ở đâu  - vận tốc dòng khí, m / s;  - hệ số nhớt động học của không khí,  = 18,510-6 m2 / s.

Để đảm bảo tải nhiệt hiệu quả của các bộ phận gia nhiệt không dẫn đến hiện tượng quá nhiệt của bộ gia nhiệt, cần đảm bảo luồng không khí trong vùng trao đổi nhiệt với tốc độ ít nhất là 6 m / s. Có tính đến sự gia tăng sức cản khí động học của kết cấu ống dẫn khí và khối gia nhiệt với sự gia tăng vận tốc dòng khí, nên giới hạn tốc độ dòng khí sau là 15 m / s.

Hệ số truyền nhiệt trung bình

cho các gói nội tuyến
, (1.11)

cho chùm cờ

ở đâu n là số hàng ống trong bó của khối gia nhiệt.

Nhiệt độ của dòng khí sau lò sưởi là
, (1.13)

ở đâu P_Đến - tổng công suất của các phần tử gia nhiệt của lò sưởi, kW;  - mật độ không khí, kg / m3; Với_v là nhiệt dung riêng của không khí, Với_v= 1 kJ / (kgоС); Lv - công suất máy sưởi không khí, m3 / s.

Nếu điều kiện (1.2) không được đáp ứng, chọn bộ phận gia nhiệt khác hoặc thay đổi vận tốc không khí đã thực hiện trong tính toán, cách bố trí khối gia nhiệt.

Bảng 1.1 - các giá trị của hệ số c Dữ liệu ban đầuChia sẻ với bạn bè của bạn:

Công nghệ điện tử

TÍNH TOÁN LẮP ĐẶT NHIỆT ĐIỆN

trang	2/8
ngày	19.03.2018
Kích cỡ	368 Kb.
Tên tệp	Electrotechnology.doc
cơ sở giáo dục	Học viện Nông nghiệp Bang Izhevsk

Hình 1.1 - Sơ đồ bố trí khối các phần tử gia nhiệt

1.1 Tính toán nhiệt của các phần tử gia nhiệt

Khi các bộ phận làm nóng trong máy sưởi điện, máy sưởi điện hình ống (TEH) được sử dụng, được gắn trong một đơn vị cấu trúc duy nhất.

Nhiệm vụ tính toán được nêu trong Phụ lục 1.

Công suất của một bộ phận làm nóng được xác định dựa trên công suất của bộ sưởi

P_Đến và số phần tử gia nhiệt z được lắp đặt trong lò sưởi.
. (1.1)

Theo thiết kế, các khối được phân biệt với một hành lang và cách bố trí so le của các bộ phận sưởi ấm (Hình 1.1).

Một)

a - cách bố trí hành lang; b - bố cục cờ vua.

Hình 1.1 - Sơ đồ bố trí khối các phần tử gia nhiệt

Đối với hàng lò sưởi đầu tiên của khối sưởi đã lắp ráp, điều kiện sau phải được đáp ứng:

оС, (1,2)

ở đâu t_n1 - nhiệt độ bề mặt trung bình thực tế của các bộ gia nhiệt của hàng đầu tiên, oC; P_m1 là tổng công suất của các lò sưởi của hàng đầu tiên, W; _{Thứ Tư}- hệ số truyền nhiệt trung bình, W / (m2оС); F_T1 - tổng diện tích bề mặt tỏa nhiệt của các lò sưởi của hàng thứ nhất, m2; t_v - nhiệt độ của luồng không khí sau bộ gia nhiệt, ° C.

Tổng công suất và tổng diện tích của các lò sưởi được xác định từ các thông số của các bộ phận sưởi ấm đã chọn theo công thức
, , (1.3)

ở đâu k - số phần tử gia nhiệt trong một hàng, chiếc; P_T, F_T - tương ứng, công suất, W, và diện tích bề mặt, m2, của một phần tử gia nhiệt.

Diện tích bề mặt của phần tử gia nhiệt có gân
, (1.4)

ở đâu d là đường kính của bộ phận đốt nóng, m; l_Một - chiều dài hoạt động của phần tử gia nhiệt, m; h_R là chiều cao của sườn, m; Một - sân vây, m

Hệ số truyền nhiệt của phần tử gia nhiệt được xác định bằng biểu thức kinh nghiệm

, (1.5)

ở đâu Nu - Tiêu chí Nusselt,  - hệ số dẫn nhiệt của không khí,

 = 0,027 W / (moC); d - đường kính của phần tử gia nhiệt, m.

Tiêu chí Nusselt cho các điều kiện truyền nhiệt cụ thể được tính toán từ các biểu thức

cho các gói ống nội tuyến

tại Re  1103

, (1.6)

tại Re> 1103

, (1.7)

đối với các bó ống so le:

cho Re  1103, (1,8)

tại Re> 1103

, (1.9)

trong đó Re là tiêu chí Reynolds.

Tiêu chí Reynolds đặc trưng cho luồng không khí xung quanh các bộ phận làm nóng và bằng
, (1.10)

ở đâu  - vận tốc dòng khí, m / s;  - hệ số nhớt động học của không khí,  = 18,510-6 m2 / s.

Hệ số truyền nhiệt trung bình

cho các gói nội tuyến
, (1.11)

cho chùm cờ

, (1.12)

ở đâu n là số hàng ống trong bó của khối gia nhiệt.

Nhiệt độ của dòng khí sau lò sưởi là
, (1.13)

Bảng 1.1 - các giá trị của hệ số c Dữ liệu ban đầuChia sẻ với bạn bè của bạn:

Cách tính toán lò sưởi thông gió

Ở khí hậu nước ta, trong mùa lạnh, việc sưởi ấm không khí từ bên ngoài vào nhà thông qua hệ thống thông gió là vô cùng quan trọng. Nếu không có nhiệt dư thừa trong phòng trong quá trình thông gió, thì không khí đi vào phải được làm nóng đến cùng nhiệt độ thịnh hành bên trong phòng.

Trong trường hợp này, hệ thống sưởi sẽ bù lại lượng nhiệt mất qua hàng rào. Nhưng trong một tình huống mà hệ thống sưởi được kết hợp với một loại thông gió cung cấp, không khí cung cấp phải ấm hơn không khí bên trong phòng. Nhưng nếu có nhiệt thừa trong phòng, thì không khí đi vào phải có nhiệt độ thấp hơn không khí bên trong. Điều này sẽ đảm bảo sự đồng hóa của những thặng dư nhiệt đó.

Ở đây, điều quan trọng cần nói là nhiệt độ của không khí đi vào phòng trực tiếp phụ thuộc vào phương thức cung cấp của nó. Và nó cần được xác định sau khi tính toán các tia cung cấp, tùy thuộc vào điều kiện của các thông số chuẩn hóa của môi trường không khí

Vì lý do này, điều quan trọng là phải tính toán chính xác công suất của lò sưởi, điều chỉnh nhiệt độ không khí cung cấp.

Có những loại máy sưởi thông gió nào?

Trước hết, điều quan trọng là phải quyết định loại lò sưởi như vậy. Khi chọn máy sưởi, bạn cần tính đến các sắc thái như công suất của nó, khí hậu của khu vực, hiệu suất của thiết bị, kích thước của căn phòng mà nó sẽ được lắp đặt.

Vì vậy, theo các thông số này, bạn có thể chọn giữa các loại máy sưởi sau:

cung cấp hệ thống sưởi điện thông gió;
máy đun nước.

Nếu chúng ta nói về các thiết bị điện như vậy, cần nhấn mạnh rằng thiết kế của chúng dựa trên quá trình xử lý điện năng thành nhiệt. Điều này được đảm bảo bằng cách đốt nóng một vòng xoắn của dây hoặc một sợi kim loại. Do đó, nhiệt lượng đi vào dòng không khí. Những lò sưởi như vậy rất dễ cài đặt và chúng cũng có sẵn. Nhưng đồng thời, chúng tiêu tốn rất nhiều điện năng. Đó là lý do mà máy sưởi không khí này được sử dụng tốt nhất cùng với bộ trao đổi nhiệt. Nhờ đó, mức độ tiêu thụ điện có thể giảm được cả một phần tư.

Đồng thời, các thiết bị nước như vậy để thông gió đắt hơn nhiều, nhưng chúng không sử dụng nhiều năng lượng và do đó, bạn sẽ tốn ít chi phí hơn. Ngoài ra, nó thậm chí có thể được sử dụng trong các phòng lớn, vì chúng có mức hiệu suất cao. Một trong những nhược điểm của máy nước nóng là nó có thể đóng băng ở nhiệt độ rất thấp.

Làm thế nào để tính toán một cách chính xác?

Một trong những sắc thái của việc chọn loại lò sưởi là tính toán của nó. Và để xác định chính xác sức mạnh của một thiết bị như vậy, không nhất thiết phải thực hiện bất kỳ phép tính hoặc thao tác phức tạp nào.

Điều quan trọng là chỉ cần tính toán nhiệt độ không khí tại đầu vào và đầu ra

Trong tình huống không khí bên ngoài giảm xuống mức tối thiểu trong một thời gian ngắn, bạn không thể tính đến giá trị nhiệt độ tối đa và khi đó bạn có thể tính đến giá trị công suất thấp hơn của thiết bị đó.

Khi tính toán công suất của lò sưởi thông gió, cũng phải tính đến dữ liệu trao đổi không khí bổ sung. Chỉ số này có thể được xác định bằng cách tính đến hiệu suất thông gió. Khi đó hai thông số này phải nhân với nhiệt dung của không khí rồi chia cho một phần nghìn. Tổng công suất của lò sưởi phải tương ứng với tổng điện áp nguồn.

Máy tính trực tuyến để tính toán công suất của lò sưởi

Hoạt động hiệu quả của hệ thống thông gió phụ thuộc vào việc tính toán và lựa chọn thiết bị chính xác, vì hai điểm này được kết nối với nhau. Để đơn giản hóa quy trình này, chúng tôi đã chuẩn bị cho bạn một máy tính trực tuyến để tính toán công suất của lò sưởi.

Việc lựa chọn công suất máy sưởi là không thể nếu không xác định loại quạt và việc tính toán nhiệt độ không khí bên trong là vô ích nếu không chọn máy sưởi, bộ trao đổi nhiệt và điều hòa không khí. Việc xác định các thông số của ống dẫn là không thể nếu không tính toán các đặc tính khí động học. Việc tính toán công suất của lò sưởi thông gió được thực hiện theo các thông số tiêu chuẩn về nhiệt độ không khí, và sai sót ở giai đoạn thiết kế dẫn đến tăng chi phí, cũng như không thể duy trì vi khí hậu ở mức cần thiết.

Lò sưởi (gọi chuyên nghiệp hơn là lò sưởi ống gió) là một thiết bị đa năng được sử dụng trong hệ thống thông gió trong nhà để truyền nhiệt năng từ các bộ phận làm nóng sang không khí đi qua một hệ thống ống rỗng.

Máy sưởi ống dẫn khác nhau về cách chúng truyền năng lượng và được chia thành:

Nước - năng lượng được truyền qua đường ống với nước nóng, hơi nước.
Các phần tử điện - sưởi nhận năng lượng từ mạng cung cấp điện trung tâm.

Ngoài ra còn có máy sưởi hoạt động trên nguyên tắc thu hồi nhiệt: đây là việc sử dụng nhiệt từ phòng bằng cách chuyển nó đến không khí cấp. Quá trình phục hồi được thực hiện mà không cần sự tiếp xúc của hai môi trường không khí.

Máy sưởi điện

Cơ sở là một bộ phận làm nóng được làm bằng dây hoặc xoắn ốc, một dòng điện đi qua nó. Không khí lạnh ngoài trời được đi qua giữa các vòng xoắn ốc, nó được làm nóng và cấp vào phòng.

Lò sưởi điện thích hợp để bảo dưỡng các hệ thống thông gió công suất thấp, vì không cần tính toán đặc biệt cho hoạt động của nó, vì tất cả các thông số cần thiết đã được nhà sản xuất chỉ ra.

Nhược điểm chính của thiết bị này là quán tính giữa các sợi đốt nóng, nó dẫn đến tình trạng quá nhiệt liên tục và kết quả là thiết bị bị hỏng. Vấn đề được giải quyết bằng cách lắp đặt thêm bộ bù.

Máy đun nước

Cơ sở của máy nước nóng là một bộ phận làm nóng được làm bằng các ống kim loại rỗng, nước nóng hoặc hơi nước được truyền qua chúng. Không khí bên ngoài đi vào từ phía đối diện. Nói một cách đơn giản, không khí di chuyển từ trên xuống dưới và nước chuyển từ dưới lên trên. Do đó, bọt khí oxy được loại bỏ thông qua các van đặc biệt.

Máy sưởi ống nước được sử dụng trong hầu hết các hệ thống thông gió cỡ lớn và vừa. Điều này được tạo thuận lợi bởi năng suất cao, độ tin cậy và khả năng bảo trì của thiết bị.

Ngoài bộ phận làm nóng, hệ thống bao gồm: (cung cấp nguồn cung cấp chất làm mát cho bộ trao đổi), một máy bơm, các van kiểm tra và trực tiếp, van đóng ngắt và một bộ điều khiển tự động. Đối với các vùng khí hậu nơi nhiệt độ tối thiểu vào mùa đông xuống dưới 0, một hệ thống được cung cấp để ngăn các ống làm việc không bị đóng băng.

Tính toán công suất

Thể tích không khí đi qua thiết bị trên một đơn vị thời gian. Nó được đo tương ứng bằng kg / h hoặc m3 / h. Phương pháp tính toán bao gồm việc chọn một thiết bị có các thông số sao cho nhiệt độ không khí đầu ra tương ứng với các giá trị tiêu chuẩn và dự trữ năng lượng cho phép hoạt động không bị gián đoạn ở tải cao nhất, nhưng không khí trao đổi tỷ lệ và tỷ lệ không bị ảnh hưởng. Người thiết kế chỉ bắt đầu tính toán công suất sau khi nhận được tất cả dữ liệu ban đầu:

Nhiệt độ cung cấp. Giá trị tối thiểu cho khoảng thời gian mùa đông được lấy.
Yêu cầu theo định mức hoặc mong muốn riêng của nhiệt độ không khí đầu ra của khách hàng.
Lưu lượng gió trung bình m³ / h ..

Bạn có câu hỏi nào không? Gọi qua số điện thoại: +7 (953) 098-28-01

Bạn cũng có thể quan tâm đến việc lắp đặt hệ thống thông gió.