Расчет количества тепла на нагрев воздуха

Расчет мощности водяного калорифера приточной вентиляции онлайн

Расчет мощности калорифера вентиляции

Расход приточного воздуха:

Температура наружного воздуха (см. СНиП):

Температура воздуха после калорифера:

Мощность калорифера = кВт *

  • * Расчет расхода тепла калорифером или его мощность в кВт осуществляется онлайн калькулятором по формуле:
  • Q = L * p * c * (tн — tп)
  • где:
  • L — расход воздуха — производительность приточной, либо приточно-вытяжной вентиляционной установки, м 3 /ч
  • p — плотность в-ха — для расчетов принимается плотность при температуре +15С на уровне моря = 1,23 кг/м 3
  • c — удельная теплоемкость в-ха, 1 кДж/(кг∙°С)
  • tн — температура наружного в-ха — т-ра наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92. Берется из СП 131.13330.2018 Строительная климатология, Таблица 3.1, графа 5.
  • tп — т-ра приточного в-ха после нагревателя системы вентиляции.

Температура воздуха после калорифера

Расход приточного воздуха:

Температура наружного воздуха (см. СНиП):

Температура после нагревателя = °С *

  • * Если требуется рассчитать онлайн, до скольки градусов калорифер нагреет воздух в системе вентиляции, то калькулятор делает это так:
  • tп = Q / (L * p * c) + tн

Расход воды (теплоносителя)

Мощность калорифера (ранее вы расчитали = кВт:)

Температура воды на входе:

Температура воды на выходе:

Расход воды = кг/ч = м 3 /ч *

  • * Онлайн расчет расхода теплоносителя (воды) делается калькулятором по формуле:
  • G = 3600 * Q / (Св * (Tвх — Tвых))
  • где:
  • Св — удельная массовая теплоемкость воды, 4,19 кДж/(кг∙°С)
  • Tвх — т-ра греющей воды на входе, °С
  • Tвых — т-ра обратной воды на входе, °С

Скорость воздуха в сечении водяного калорифера

Скорость воздуха = м/с *

  • * Значение скорости в-ха в прямоугольном сечении водяного нагревателя и других элементов вентиляции рекомендиется расчитывать в диапазоне 2,5-3,0 м/с . Если она будет выше, то это приведет к увеличнию аэродинамического сопротивления и снижению эффективности работы калорифера.
  • Формула для онлайн расчета скорости на калькуляторе выглядит так:
  • V = L *1000 / (3,6 * Ш * В)
  • где:
  • L — расход в-ха приточной установки, м 3 /ч
  • Ш — ширина сечения кал-ра, мм
  • В — высота сечения кал-ра, мм

Диаметр труб для подключения калорифера

Расход воды (ранее вы расчитали = кг/ч):

Скорость воды в трубе = м/с *

  • * Диаметр труб, соединяющих водяной калорифер с источником тепла (котлом или центральным теплоснабжением) подбирается по скорости теплоносителя. Согласно рекомендации СНиП 2.04.05-91 (Отопление, вентиляция и кондиционирование), эта скорость, должна быть в диапазоне от 0,25 до 1,5 м/с . Если она больше, то в трубах может возникать шум, а если меньше — воздушные пробки.
  • Формула для расчета скорости воды в м 3 /с на онлайн калькуляторе:
  • где:
  • v = G * 4 / (3,6 * 3,14 * d^2)
  • G — расход теплоносителя, м 3 /ч
  • d — диаметр трубы, мм

Наша компания производит широкий спектр оборудования для вентиляции и кондиционирования.

Служба логистики опертивно доставит оборудование до вашего объекта, склада или до терминала транспортной компании.

Cпециалисы монтажного отдела сделают монтаж и пуско-наладку системы вентиляции и кондиционирования «под ключ»

Cпециалисы сервисного отдела осуществляют плановое обслуживание оборудования, а также его гарантийный и постгарантийный ремонт

Обратившись к нам, Вы будете закреплены за одним менеджером, который будет сопровождать Вас на всех этапах работы.

В этом месяце на ряд продукции проходит сезонная акция. Цены снижены. Товары в наличии на складе.

Расчет количества тепла на нагрев воздуха

Группа: Участники форума
Сообщений: 59
Регистрация: 29.4.2005
Пользователь №: 722

Нормативная формула для расчета тепла на нагрев воздуха в системах вентиляции.

Сталкивался с многими формулами для расчета тепла на нагрев в системах вентиляции, но все равно осталось несколько вопросов.

Есть гостированная или прописанная в СНиПе формула для посчета, именно нагрева воздуха в системах вентиляции, не ее упрощения или оптимизации.
Если не сложно подскажите со ссылкой на норматив.

Группа: Участники форума
Сообщений: 98
Регистрация: 26.5.2008
Из: Алма-Ата
Пользователь №: 19095

Группа: Участники форума
Сообщений: 117
Регистрация: 3.12.2007
Из: Санкт-Петербург
Пользователь №: 13433

Группа: Модераторы
Сообщений: 8127
Регистрация: 28.10.2006
Из: Москва
Пользователь №: 4501

Группа: Участники форума
Сообщений: 59
Регистрация: 29.4.2005
Пользователь №: 722

Это упрощенная формула, которой пользуются многие, но очень примерна.
Я хотел бы найти формулу в законе «сниповскую» или со ссылкой на пособие, в край справочник проектировщика.

Группа: Участники форума
Сообщений: 59
Регистрация: 29.4.2005
Пользователь №: 722

Конечно, понятно, что это закон!
Но допустим в СНиПах бывают допущения и трактовки, допустим проходит минорной нотой, что мы принимаем плотность воздуха равной 1,2 (справедливо для воздуха вышедшего после калорифера с температурой 1,2).
Да и допустим некоторые варианты подсчета раскрывает СНиП, который естественно берет данные из физ законов, есть определенные упрощенные формулы определение компенсации влагоизбытков, расходы воздуха и т.д.

Но что-то после упорного поиска я не нашел однозначной формулы для определение необходимой тепловой мощности на нагрев для калориферов..

Группа: Участники форума
Сообщений: 98
Регистрация: 26.5.2008
Из: Алма-Ата
Пользователь №: 19095

Да, правда забыл.

Сообщение отредактировал ARGO — 12.11.2008, 16:53

Группа: Участники форума
Сообщений: 22
Регистрация: 31.1.2008
Пользователь №: 15030

Группа: Участники форума
Сообщений: 40
Регистрация: 5.5.2008
Пользователь №: 18387

Группа: Участники форума
Сообщений: 59
Регистрация: 29.4.2005
Пользователь №: 722

А так почему то кажется более справдливой формула:
Q=(353/(273,15+Т2))*G*0.24*(t2-t1)*1.163/1000 — ответ получаем в киловатах

Вот он ключ сомнений, формула практически похожа на предидущую предложенную, но почему-то кто-то использует температуру (с моей точки зрения некорректно вместо энтальпий температуру), а кто-то энтальпии

Вот и хочу придти к железобетонному и однозначному варианту.

Группа: Участники форума
Сообщений: 98
Регистрация: 26.5.2008
Из: Алма-Ата
Пользователь №: 19095

Группа: Модераторы
Сообщений: 8127
Регистрация: 28.10.2006
Из: Москва
Пользователь №: 4501

Вот конкретный пример, как достаточно простую формулу можно завести за корягу.
353/(273+20)=1,2 кг/м3 — плотность воздуха при Т=20* С
G — количество воздуха в кг/ч
с=0,24 ккал/ч кг *С, переводим коэффициентом 1,163 в размерность кДж/кг *С
1000- переводим сразу Вт в кВт

И эта формула не верна. Множим на плотность, если расход нагреваемого воздуха в м3/ч.

Группа: Участники форума
Сообщений: 59
Регистрация: 29.4.2005
Пользователь №: 722

Вот конкретный пример, как достаточно простую формулу можно завести за корягу.
353/(273+20)=1,2 кг/м3 — плотность воздуха при Т=20* С
G — количество воздуха в кг/ч
с=0,24 ккал/ч кг *С, переводим коэффициентом 1,163 в размерность кДж/кг *С
1000- переводим сразу Вт в кВт

И эта формула не верна. Множим на плотность, если расход нагреваемого воздуха в м3/ч.

Коряга то коряга, но зато она универсальна, она справедлива для температуры воздуха произвольной.

А в чем неверность формулы?

Группа: Модераторы
Сообщений: 8127
Регистрация: 28.10.2006
Из: Москва
Пользователь №: 4501

Пользуюсь всю жизнь формулой из учебника для вузов «Отопление и вентиляция» под ред. Богословского В.Н.
Q=0,278 с G (tк-tн)
где Q — в Вт
с — в кДж/ кг *С
G — в кг/ч

Неверно лишний раз на плотность умножать. G=L х 1,2

Сообщение отредактировал EJIEHA — 12.11.2008, 17:39

Читайте также  Термоусадочная трубка что это такое?

Группа: Участники форума
Сообщений: 151
Регистрация: 8.12.2007
Из: Карелия
Пользователь №: 13614

Уважаемый Rahap! Действительно, в литературе можно увидеть различные варианты формулы определения количества тепла на нагрев воздуха. Но все они есть суть одна и та же, просто выраженные разными величинами и в различных единицах измерения.
Кому с какими удобнее работать. Для тех, кто рассматривает процессы изменения состояния воздуха по I-d диаграмме, взаимосвязь энтальпии и температуры воздуха не удивительны.
Если Вам требуется самому убедиться или кому-то показать формулу, уже приведенную выше, можно обратиться к справочнику проектировщика. Уж этот-то источник мало, кто отвергнет )))
я пользуюсь Q = L*(t1-t2)/3. Фактически та же формула, что и у EJIEHA

Сообщение отредактировал Ленточка — 12.11.2008, 17:45

Как рассчитать мощность прибора для нагрева воздуха

Калорифер обеспечивает и поддерживает желаемый температурный режим в помещении. Он устанавливается в систему приточной вентиляции, кондиционирования и отопления, способен обогревать значительные площади, поскольку отличается большой мощностью и производительностью. Чтобы прибор функционировал корректно, необходимо выполнить расчет мощности калорифера до его приобретения.

  1. Классификация калориферов
  2. Водяные
  3. Паровые
  4. Электрические
  5. Достоинства и недостатки
  6. Конструкция калориферов разных видов
  7. Водяные и паровые калориферы
  8. Расчет мощности калорифера
  9. Водяной прибор
  10. Паровой калорифер
  11. Электрический калорифер

Классификация калориферов

Калофиреры отличаются по способу нагрева теплоносителя

Устройства работают от разных источников энергии и классифицируются по виду теплоносителя. Широко используются три типа:

  • водяные;
  • паровые;
  • электрические.

Первые сами не нагревают воздух, а только осуществляют передачу тепла воздушному потоку, поскольку к калориферу подводят теплоноситель. Электрические приборы не используют теплоноситель, нагревают воздух благодаря электроэнергии. Главные элементы в таких устройствах – ТЭНы.

Водяные

Водяной калорифер с обвязкой из металлических труб и насосом

Водяные калориферы – бюджетный вариант. Их цена и расходы на обслуживание невелики. Нужно подвести к прибору систему водоснабжения, поэтому монтаж требует определенных навыков. Быстро перенести его на другое место не получится. Теплоноситель (вода или этиленгликоль) может поступать от системы отопления, ГВС или котла. Чтобы отрегулировать температуру воздуха, необходимо учесть мощность, уровень нагрева теплоносителя и воздушной массы. Управление осуществляется с помощью термостата.

При монтаже водяных и паровых калориферов нельзя использовать полимерные и металлопластиковые трубы, поскольку они расплавятся. Рекомендуются стальные оцинкованные трубопроводы.

Помимо экономичности, водяной прибор отличается:

  • удобством эксплуатации;
  • высокой эффективностью;
  • безопасностью;
  • простым принципом действия.

Недостаток – ограничения по минимальной температуре и запыленности входного потока.

Целесообразно устанавливать водяное устройство в просторных производственных помещениях, складах, заведениях общественного питания, коттеджах с хорошей вентиляцией. Оно быстро прогревает большие объемы воздуха.

Паровые

Кроме теплоносителя, паровые калориферы практически ничем не отличаются от водяных. Несущественная разница – 2-миллиметровая толщина стенок трубок против 1,5-миллиметровой. Необходимость дополнительного усиления связана с большим давлением в системе, работающей на пару. Оно варьируется от 0,5 до 1,2 Па. Используют углеродистую и нержавеющую сталь.

Паровые калориферы также устанавливают на предприятиях, причем таких, где пар образуется в процессе производства. Максимальная температура пара – 180°C.

Электрические

Для мощных электрических калориферов необходима трехфазная сеть

К электрическому калориферу не нужно подводить магистраль с теплоносителем, он имеет небольшие габариты и вес, поэтому более простой в монтаже.

Преимущества электрических устройств:

  • удобство использования;
  • мобильность;
  • компактность.
  • работают на электричестве;
  • сушат воздух.

Высокие расходы на электроэнергию делают постоянное использование приборов такого типа невыгодным. Они менее мощные, чем паровые и водяные приборы, поэтому для отопления помещений площадью более 100 м2 не подходят, но оптимальны для обогрева квартир. Электрические приборы используют в три раза больше энергии по сравнению с водяными калориферами, но производительность у них ниже. Зачастую они применяются в качестве временных обогревателей.

Для регулировки температуры воздушной массы на выходе необходимо лишь установить термодатчик.

Чтобы сэкономить электроэнергию, следует выполнить монтаж рекуператора.

Достоинства и недостатки

При всем удобстве калориферы потребляют большое количество электроэнергии

Водяные и паровые калориферы, предназначенные для отопления производственных помещений, крайне выгодны, поскольку не требуют дополнительных вложений. Финансовые средства затрачиваются только на приобретение устройства. Их достоинства:

  • быстрое достижение желаемой температуры воздуха;
  • простой монтаж;
  • безопасность;
  • надежность;
  • возможность регулировки уровня обогрева.

Из недостатков отмечаются:

  • использование в помещениях с плюсовой температурой воздуха;
  • невозможность применения для обогрева квартир;
  • требуется оборудование для обеспечения воздушной тяги;
  • если прекращается подача теплоносителя, система перестает работать.

Последний пункт справедлив и для электрокалориферов, только касается перебоев с подачей электроэнергии.

Конструкция калориферов разных видов

Калорифер – это теплообменник, передающий энергию теплоносителя воздушному обогревающему потоку и работающий по принципу фена. Его конструкция включает съемные боковые щитки и теплоотдающие элементы. Они могут быть соединены в одну или несколько линий. Встроенный вентилятор обеспечивает воздушную тягу, и воздушная масса поступает в помещение через зазоры, которые есть между элементами. Когда воздух с улицы проходит сквозь них, ему передается тепло. Калорифер устанавливают в вентиляционный канал, поэтому прибор должен соответствовать шахте по размеру и форме.

Водяные и паровые калориферы

Виды теплообменников в калориферах

Водяные и паровые калориферы могут быть двух видов: ребристыми и гладкотрубными. Первые в свою очередь делятся еще на два типа: пластинчатые и спирально-навивные. Конструкция бывает одноходовой или многоходовой. В многоходовых устройствах имеются перегородки, благодаря которым направление потока меняется. Трубки располагаются в 1-4 ряда.

Калорифер, работающий на воде, состоит из металлической, чаще прямоугольной рамы, внутри которой размещены ряды трубок и вентилятор. Подключение выполняется к котлу или ЦСО с помощью выходных патрубков. Вентилятор располагается с внутренней стороны, он нагнетает воздух в теплообменник. Для управления мощностью и выходной температурой воздуха используются 2-х или 3-ходовые вентили. Приборы устанавливают на потолок или на стену.

Существует три разновидности водяных и паровых калориферов.

Гладкотрубные. Конструкция состоит из полых трубок (диаметр от 2 до 3,2 см), расположенных с небольшими промежутками (порядка 0,5 см). Они могут быть изготовлены из стали, меди, алюминия. Концы трубок сообщаются с коллектором. Во входные отверстия поступает нагретый теплоноситель, на выход – конденсат или остывшая вода. Гладкотрубные модели отличаются меньшей производительностью по сравнению с остальными.

  • минимальная температура входного потока – –20°C;
  • требования к чистоте воздуха – не более 0,5 мг/м3 по показателю запыленности.

Ребристые. За счет ребристых элементов увеличивается площадь теплоотдачи, поэтому при прочих равных условиях ребристые калориферы более производительные, чем гладкотрубные. Пластинчатые модели отличаются тем, что на трубки насаживаются пластины, еще больше увеличивающие площадь поверхности теплоотдачи. В навивных наматывается стальная гофрированная лента.

Биметаллические с оребрением. Наибольшей эффективности удается достичь за счет использования двух металлов: меди и алюминия. Из меди изготавливают коллекторы и патрубки, а оребрение – из алюминия. Причем выполняется оребрение особого вида – спирально-накатное.

В электрических приборах нагрев воздуха осуществляется за счет его контакта с раскаленными пластинами или спиралями. Нагревательные элементы изготавливают из тугоплавких металлов.

Расчет мощности калорифера

Для правильного расчета калорифера необходимо определиться с исходными данными: производительностью, плотностью воздуха, уличной и желаемой температурой в помещении. Последние показатели чрезвычайно важны, поскольку от них зависит количество тепла, затрачиваемого на нагрев 1 м3 воздуха. Часть данных можно узнать из специальных таблиц.

Читайте также  Течет туалетный бачок что делать?

Водяной прибор

Расчет мощности исходя из уличных температур

Чтобы рассчитать площадь сечения водяного калорифера, применяют формулу Аф= L×ρул/3600 (ϑρ). Используются значения:

  • L – производительность, которая выражается в м3/ч или кг/ч;
  • pул – плотность воздуха на улице по таблице;
  • ϑρ – массовая скорость воздуха в сечении.

Получив результат, подбирают для системы вентиляции один калорифер стандартного размера или несколько приборов так, чтобы площадь или сумма площадей были равны или чуть больше расчетного значения.

Массовый расход воздуха в кг/ч вычисляют по формуле G=L×pср:

  • pср– плотность воздуха при средней температуре.
  • tул – уличная температура воздуха в самую холодную пятидневку года;
  • tкон – желаемая температура в помещении.

Потом для среднего показателя определяют плотность по таблице.

Вычисляют расход тепла для прогрева воздуха по формуле: Q (Вт) = G×c×(tкон–tул)

Для примера будут рассчитаны данные, если известно:

  • L – 10000 м3/ч (производительность указывается в документации);
  • tкон – 21°C;
  • tул – –25°C.

Плотность воздуха при этой температуре – 1,303.

Массовый расход воздушной массы равен G=10000 м3/ч×1,303 кг/м3=13030кг/ч

Отсюда Q=13030/3600×1011×(21-(-25))=168325 Вт.

К этой величине необходимо добавить 10-15% для запаса мощности.

Паровой калорифер

Мощность парового калорифера определяют тем же способом, только для расчета G используют формулу G=Q/r. r – удельная теплота, образующаяся при конденсации пара в кДж/кг.

Электрический калорифер

Формула расчета мощности калорифера

Для электрических приборов большую часть необходимых данных обычно указывает изготовитель, что значительно упрощает расчет нагрева воздуха и выбор калорифера. Несмотря на относительно низкую тепловую мощность, электрокалориферная система потребляет много электроэнергии, поэтому ее зачастую приходится подключать отдельным кабелем к щитку. Калориферы мощностью более 7 кВт запитывают от сети 380 В.

Потребляемый ток рассчитывают по формуле I=P/U, где P – мощность, а U – напряжение. Значение U зависит от особенностей подключения. Если подключение однофазное, U=220В, если трехфазное, U=660В.

Температуру нагрева рассчитывают по формуле T=2,98×P/L, где L – как и в других расчетах, производительность системы.

Для обогрева помещений малой площади рекомендуется приобретать электрический калорифер, он более удобный и не требует сложной установки. Если же площадь обогрева более 100 м2, выгоднее пользоваться водяным или паровым устройством. В любом случае, чтобы выполнить подбор калорифера правильно, необходимо произвести предварительные расчеты.

Расчет калорифера для нагрева воздуха на ID-диаграмме онлайн

Нагрев воздуха относится к числу простейших процессов, которые могут быть проиллюстрированы на ID-диаграмме влажного воздуха. Его легко рассчитать, причем сделать это можно двумя способами – как с использованием температур, так и с использованием энтальпий начальной и конечной точек.

Расчет нагревателя воздуха онлайн с помощью ID-диаграммы

Настройка ID-диаграммы по умолчанию
Минимальная температура °С
Максимальная температура °С
Минимальное влагосодержание г/кг
Максимальное влагосодержание г/кг
Расчет нагревателя по ID-диаграмме
Расход воздуха м 3 /ч
Параметр Точка 1 Точка 2
Температура °С
Влажность %
Влагосодержание г/кг
Энтальпия кДж/кг
Парц.давление кПа
Точка росы °С
Мощность нагревателя кВт

Для расчета нагревателя воздуха с помощью нашей программы нужно указать параметры начальной точки, какой-либо из параметров конечной точки и расход воздуха.

Для конечной точки можно задать не только температуру. Можно указать, например, влажность или энтальпию. Таким образом, можно найти такую мощность нагревателя, чтобы относительная влажность воздуха на выходе составила, например, 20% или 10%.

Более того, можно указать мощность нагревателя, и тогда программа определит температуру, до которой нагреется воздух! Это удобно на действующих объектах, где уже установлено некоторое оборудование и известен расход воздуха. Поставляя данные по температуре воздуха на входе можно быстро определить температуру воздуха на выходе из нагревателя.

Как выглядит процесс нагрева на ID-диаграмме

Процесс нагрева влажного воздуха на ID-диаграмме изображается в виде вертикальной линии, направленной вверх.

Почему это так? Дело в том, что в нагрев воздуха:

  • не предполагает добавление или изъятие влаги из воздуха. Влагосодержание воздуха остаётся постоянным, поэтому линия процесса вертикальна
  • сопровождается увеличением температуры, поэтому линия направлена снизу вверх.

Формулы для расчета воздухонагревателя

Расчет нагревателя воздуха (калорифера) для систем вентиляции можно двумя способами: с использованием температур или с использованием энтальпий.

Формула мощности нагревателя, если известны начальная и конечная температуры:

N [Вт] = 0,338 · G [м 3 /ч] · (t2 t1), где

  • 0,338 – коэффициент, который учитывает плотность воздуха, его теплоемкость и другие величины;
  • G – расход воздуха, выраженный в м 3 /ч;
  • t1, t2 – начальная и конечная температуры воздуха, °С.

Формула мощности нагревателя, если известны начальная и конечная энтальпии:

N [Вт] = G [м 3 ] · (i2 – i1) / 3, где

  • 3 – коэффициент, который учитывает плотность воздуха и перевод часов в секунды и другие величины;
  • G – расход воздуха, выраженный в м 3 /ч;
  • i1, i2 – начальная и конечная энтальпии воздуха, кДж/кг.

Зависит ли порядок расчета от вида нагревателя

Как известно, в системах вентиляции и кондиционирования наибольшее распространение получили два вида воздухонагревателей – электрический и водяной. Первые обычно используются на малых объектах, вторые – на крупных.

Алгоритм расчета мощности электрического и водяного нагревателя ни чем не отличается. А вот при подборе могут возникнуть некоторые сложности, так как электрический нагреватель подбирается проще: нужно знать только мощность нагрева и фазность электросети.

Для подбора водяного нагревателя нужно знать температурный режим теплоносителя и выбрать структуру теплообменника. Обычно данных из каталога производителей достаточно для подбора, но в нестандартных ситуациях следует воспользоваться вендорскими программами подбора.

Особенности расчета и проектирования воздухонагревателей

Важной особенностью расчета воздухонагревателей является тот факт, что их можно рассчитывать как по температуре, так и по энтальпии. Это существенно упрощает ситуацию и позволяет избежать ряда ошибок, как это бывает в случае с воздухоохладителями.

Общее требование к расчету всех элементов СКВ – соблюдать размерности! В знакомых всем ещё со школьной программы формуле Q=c·m·ΔT используются килограммы. В наших формулах указаны кубометры, часы, килоДжоули и другие единицы, при этом даны переводные коэффициенты. При использовании других единиц важно о необходимости их перевода к тем, что указаны в формулах.

При проектировании воздухонагревателей следует помнить о том, что его следует устанавливать до фильтра и нагревателя. Его габариты больше сечения воздуховода, а, значит, воздуховод не получится прижать к потолку. Наконец, следует предусматривать сервисные люки для доступа к оборудованию в процессе эксплуатации.

Подбор калорифера методом математического расчёта

Эффективная работа вентиляции зависит от правильного расчёт и подбора оборудования, так как эти два пункта взаимосвязаны между собой. Подбор мощности невозможен без определения типа вентилятора, а расчёт температуры внутреннего воздуха бесполезен без подбора калорифера, рекуператора и кондиционера. Определение параметров воздуховода невозможно без вычисления аэродинамических характеристик. Расчёт мощности калорифера вентиляции ведётся по нормативным параметрам температуры воздуха, и ошибки на этапе проектирования приводят к увеличению затрат, а также невозможности поддержать микроклимат на требуемом уровне.

Определение

Калорифер (более профессиональное название «канальный нагреватель») – универсальный прибор, используемый во внутренних системах вентилирования для передачи тепловой энергии от нагревательных элементов к воздуху, проходящему через систему полых трубок.

Читайте также  Терммакс утеплитель что это такое?

Канальные нагреватели различаются способом передачи энергии и разделяются на:

  1. Водяные — энергия передаётся через трубы с горячей водой, паром.
  2. Электрические — тэны, получающие энергию от центральной сети электроснабжения.

Существуют также калориферы, работающие по принципу рекуперации: это утилизации тепла из помещения за счёт его передачи приточному воздуху. Рекуперации осуществляется без контакта двух воздушных сред.

Более подробная информация об устройстве и нормативных данных СНиП и ГОСТ представлена в статье «Описание калориферов и узлов обвязки приточной вентиляции».

Электрический калорифер

Основа – нагревательный элемент из проволоки или спиралей, через него проходит электрический ток. Между спиралями пропускается холодный уличный воздух, он нагревается и подаётся в помещение.

Электрокалорифер подходит для обслуживания вентсистем небольшой мощности, так как особого расчёта для его эксплуатации не требуется, поскольку все необходимые параметры указываются производителем.

Главный недостаток этого агрегата — инерция между нагревательными нитями, она приводит к постоянному перегреву, и, как следствие, выходу прибора из строя. Проблема решается установкой дополнительных компенсаторов.

Водяной калорифер

Основа водяного калорифера – нагревательный элемент из полых металлических трубок, через них пропускается горячая вода или пар. Наружный воздух поступает с противоположной стороны. Проще говоря, воздух движется сверху вниз, а вода — снизу вверх. Таким образом, пузырьки кислорода удаляются через специальные клапаны.

Водяной канальный нагреватель используется в большей части крупных и средних вентиляционных систем. Этому способствует высокая производительность, надёжность и ремонтопригодность оборудования.

Кроме нагревательного элемента в состав системы входит узел обвязки: (обеспечивает подвод теплоносителя к обменщику), насос, прямые и обратные клапаны, запорная арматура и блок для автоматического управления. Для климатических зон, где минимальная температура зимой опускается ниже нуля, предусматривается система предотвращения замерзания рабочих трубок.

Расчёт мощности

Методика вычисления заключается в подборе аппарата с такими параметрами, чтобы на выходе температура воздуха соответствовала нормативным значениям, а запас мощности позволял бесперебойно работать при пиковых нагрузках, но при этом не страдала кратность и скорость воздухообмена. Проектировщик начинает рассчитывать мощность только после получения всех исходных данных:

  • Объёма воздуха, проходящего через аппарат за единицу времени. Измеряется соответственно кг/ч или м 3 /ч.
  • Температуры приточки. Берётся минимальное значение для зимнего периода.
  • Требуемой по нормам или индивидуальным пожеланиям заказчика температуре воздуха на выходе.
  • Максимальной температуре, до которой может нагреться тепловой носитель.

Правила вычислений

Теплотехнический расчёт канального нагревателя начинается с определения двух параметров: первый — площадь поперечного сечения тепловой установки; второй – мощность, необходимая для нагрева поверхности заданного размера.

Площадь вычисляется по формуле:

Aф = Lp / 3600×(ϑρ), где

L – максимальное значение приточки для поддержки параметров вытяжки, м 3 /ч;
Р – нормативная плотность воздуха, кг/м 3 ;
Θρ – скорость движения воздуха на каждом участке, определяемая из аэродинамического расчета.

Полученное значение подставляется в таблицу, где указаны возможные варианты сечения калориферов, значения округляется в большую сторону.

Таблица подбора по площади сечения

Формула скорости воздушных масс, необходимая для подбора площади нагревательного элемента, следующая:

ϑρ = Lρ / 3600×Аф.факт

На следующем этапе определяется объем тепловой энергии, необходимый для прогрева приточки:

Q = 0.278×Gc× (tп – tн), где

Q – объём тепловой энергии, Вт;
G – расчётный показатель расхода воздуха, кг/ч;
с – удельная теплоёмкость, в данном случае берётся 1.005 кДж/кг °С;
tп – температура приточки, °С;
tн – температура воздуха на входе.

Расход воздуха G = Lρн. Это связанно с местом установки вентилятора. Он находится до калорифера, а, следовательно, используется нормативное значение плотности воздушных масс снаружи помещения.

Далее вычисляются затраты горячей воды на отдачу тепла холодному:

Gw = Q / cw×(tг – t0), где

cw – тепловая ёмкость воды, кДж/кг °С;
tг – температура теплоносителя (воды), 0 С;
t0 – расчётная температура воды в обратном трубопроводе, 0 С.

Теплоемкость жидкости можно узнать из справочной литературы. Параметры теплового носителя зависят от параметров среды.

Зная Gw, можно вычислить скорость движения воды по трубам:

w = Gw / 3600×ρw×Aф, где

Aф – размер сечения теплообменника, м²;
ρw – плотность воды при средней температуре теплового носителя, 0 С.

Рассчитать скорость движения теплоносителя можно по формуле, указанной выше. Она справедлива для простой системы последовательного подключения нагревательных элементов. В случае использования параллельной схемы, толщина трубопровода увеличится в два или более раз, а средняя скорость движения уменьшится.

Кроме подбора калорифера выполняется расчёт тепловых потерь по укрупнённым показателям. Основная формула:

q – тепловая характеристика объекта, Вт/(м 3 ּ о С);
V – объём объекта по внешней стороне ограждающих конструкций, м 3 ;
(tп-tн) – разность температуры основных помещений, о С.

Расчёт поверхности нагрева

Основная формула площади нагревательной поверхности канального устройства:

Amp = 1.2Q / K× (tср.т – tср.в), где

К – коэффициент передачи тепла от калорифера холодному воздуху, Вт/(м°С);
tср.т – средний показатель температуры теплового носителя, 0 С;
tср.в – средний показатель температуры приточки, 0 С;
число 1,2 – коэффициент запас. Вводится в связи с остыванием воздуховодов.

На последнем этапе определяется, сколько тепла может выдать канальный нагреватель:

Qфакт = К× (tср.т – tср.в)×Nфакт×Ak

Особенность методики для паровых нагревателей

Принцип вычислений не меняется. Отличие только в способе определения расхода теплового носителя для нагрева холодного воздуха:

r – тепловая энергия, получаемая в процессе конденсации пара.

Обвязка

Калорифер в системе вентилирования обвязывается двумя способами:

  1. Двухходовыми вентилями.
  2. Трёхходовыми вентилями.

Подбор электрического калорифера

Для установки электрокалорифера не требуется специальный расчёт расхода тепла на работу вентиляции, но необходимо знать два параметра:

  1. Расход воздуха.
  2. Температуру на выходе из системы прогрева.

Производители указывают их в техническом паспорте на устройство.

Система рекуперации

Прямой нагрев воздуха за счёт только энергии нагревательных элементов – это не самый экономичный и практичный вариант устройства отопления вентсистемы. Система рекуперации за счёт замкнутого цикла работы значительно снижает теплопотери. Её работа основана на теплоизбытках, а точнее — энергии отработанных воздушных масс.

Общая схема устройства выглядит так: приточка и вытяжка проходят через один блок, и тепловыделения от исходящих воздушных потоков частично передаются входящим. За счёт использования теплопритоков снижается нагрузка на остальные системы отопления.

Монтаж системы отопления с рекуперацией стоит дороже, чем аналогичный, но без неё. Затраты быстро окупаются в регионах, где отопление подвергается значительной тепловой нагрузке ввиду продолжительной зимы.

Подведем итоги

За помощью в подборе и расчёте канального нагревателя лучше обратиться в специализированную организацию.

Пример

Компания «Мега.ру» оказываете комплексные услуги в сфере проектирования вентиляции и других инженерных систем. Грамотные инженеры ответят на любые вопросы по телефонам, указанным на странице «Контакты». Компания работает в Москве и соседних регионах, так же практикуется удалённое выполнение заказов на всей территории РФ.