Расчет воздушного сопротивления
10. Расчет аэродинамического сопротивления. Величину потерь по воздуху можно узнать двумя способами. Первый — подсчитать по формуле, используя коэффициент и значения степеней подобранного калорифера. Второй — путем подбора — по таблице, используя данные при разной массовой скорости воздуха. Посмотреть таблицы с данными аэродинамических сопротивлений паровых калориферов КПСк.
| Расчетные значения для подсчета аэродинамического сопротивления | ||||||||
| КПСк2 (двухрядный) | B | r | КПСк3 (трехрядный) | B | r | КПСк4 (четырехрядный) | B | r |
| 4.23 | 1.832 | 6.05 | 1.832 | 8.63 | 1.833 |
ΔPa (Па) = B • Vr V — действительная массовая скорость воздуха, кг/м²•с; B, r — значение модуля и степеней из таблицы.
Пример расчета и подбора калорифера КПСк. Шаг-10
Подобрать подходящий калорифер КПСк для нагрева 6500 м³/час от температуры -28°С до +29°С. Теплоноситель — сухой насыщенный пар давлением 0.1 МПа. 10. Задача — выяснить аэродинамическое сопротивление подобранных калориферов при работе с заданными условиями. ΔPa (Па) = 4.23 • 4.011.832 = 53.8 Па — для калорифера КСк 2-11 ΔPa (Па) = 6.05 • 4.011.832 = 77.02 Па — для калорифера КСк 3-11 ΔPa (Па) = 8.63 • 4.011.833 = 110.03 Па — для калорифера КСк 4-11 4.01 — действительная массовая скорость воздуха в фронтальном сечении, кг/м²•с; 4.23, 1.832 (6.05, 1.832; 8.63, 1.833) — значение модуля и степени из таблицы в зависимости от рядности парового воздухонагревателя.
При установке паровых калориферов последовательно по ходу движения воздуха, полученное значение аэродинамического сопротивления умножаем на количество рядов теплообменников.
Калориферы водяные для приточной вентиляции
Основная область использования калориферов — здания или помещения, в которых по разным причинам не имеется возможности установить радиаторы. Например, при больших объемах помещений радиаторы попросту не справятся напротив, будет наиболее эффективным. Наиболее рациональным расположением водяных калориферов является приточная вентиляционная линия, поскольку нагревать выводимый поток нецелесообразно.
Кроме отопления, активно применяется подогрев приточной струи, используемый для сохранения уже имеющегося тепла в помещении. Если производится транспортировка свежей струи по продолжительной линии воздуховодов, то на них без подогрева воздуха будет накапливаться конденсат, что создаст массу проблем эксплуатационного характера. Для решения всех этих вопросов применяются водяные воздухонагреватели.
Воздухонагреватель водяной: принцип работы и конструкция
Наиболее распространенным типом являются. Они пришли на смену пластинчатым конструкциям, менее удачным в обслуживании и требующим периодического обслуживания в довольно трудоемкой форме.
Смотреть корзину В корзину / Детали
8 100 ₽ОтложитьОтложить Сравнить
Смотреть корзину Детали
Смотреть корзину Детали
Смотреть корзину В корзину / Детали
Нагреватель
Основной элемент нагревателя — стальная трубка, на внешнюю поверхность которой нанесено алюминиевое оребрение. Эти ребра служат теплоотдающей поверхностью, площадь которой в сумме получается достаточно большой. При этом, полный наружный диаметр трубок (вместе с оребрением) составляет 37 мм, а сама трубка — 16 мм, поэтому глубина ребер относительно невелика и не вызывает опасности заполнения грязью, пылью или иными посторонними материалами, снижающими теплоотдачу. Расстояние между ребрами составляет 2,8 мм, что позволяет сохранять тепло даже при интенсивном обдуве, делая работу устройства высокоэффективной.
Трубки
Трубки установлены в плоскую прямоугольную раму в 2, 3 или 4 ряда. Расстояние между осями трубок способствует максимальной теплоотдаче от их поверхности. Подача воздушного потока производится при помощи осевого или радиального вентилятора, это зависит от места установки прибора и специфики его работы.
Установка
Для установки калорифера корпус (рамка) имеет несколько продолговатых монтажных отверстий на фланцевых креплениях. С их помощью приборы могут устанавливаться в систему воздушных каналов, в проемы или иные опорные конструкции. Иногда применяется отдельная установка, когда прибор обслуживает помещение определенного размера и не встроен в общую систему обогрева или вентиляции.
Расчет требуемой мощности конвектора
Для подробного подсчета тепловой мощности применяются профессиональные методики. Они основаны на расчете количества тепловых потерь через ограждающие конструкции и соответственной компенсации их тепловой мощностью отопления. Методики реализуются как вручную, так и в программном формате.
Для расчета тепловой мощности конвекторов также применяется методика укрупненного расчета (при нежелании обращаться к проектировщикам). Мощность конвекторов можно посчитать по размеру отапливаемой площади и объему помещения.
Обобщенный норматив на отопление встроенного помещения с одной наружной стеной, высотой потолка до 2,7 метра и одинарным остеклением окна составляет 100 Вт теплоты на один квадратный метр отапливаемой площади.
В случае углового расположения помещения и наличия двух наружных стен применяется поправочный коэффициент 1.1, увеличивающий расчетную тепловую мощность на 10%. При высококачественной тепловой изоляции, тройного оконного остекления расчетную мощность умножают на коэффициент 0,8.
Таким образом, расчет тепловой мощности конвектора вычисляется по площади помещения – для отопления помещения площадью 20 кв.м со стандартными показателями тепловых потерь потребуется прибор с мощностью не менее 2,0 кВт. При угловом расположении этого помещения мощность составит величину от 2,2 кВт. В качественно утепленной комнате равной площади можно установить конвектор мощностью около 1,6 – 1,7 кВт. Эти расчеты верны для помещений с высотой потолка до 2,7 метра.
В помещения с большей высотой потолка применяется способ расчета по объему. Вычисляется объем помещения (произведение площади на высоту помещения), расчетная величина умножается на коэффициент 0,04. При перемножении получают тепловую мощность отопления.
Использование конвекторов в больших помещениях
По этому методу помещение площадью 20 кв.м и высотой 2,7 метра требует 2,16 кВт теплоты на отопление, то же помещение с высотой потолка в три метра – 2,4 кВт. При больших объемах помещений и значительной высоте потолка расчетная мощность по площади может увеличиваться до 30%.
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.
Водяной калорифер: принцип действия и предназначение
Водяные калориферы используют для подогрева воздуха в различных помещениях, где отсутствует централизованное отопление. Также они предназначены для систем вентиляции или кондиционирования. Этот вид калориферов является климатическим оборудованием, служащим как теплоутилизатор, наполненный промежуточным теплоносителем. Теплоноситель в данном оборудовании – это подогретая или горячая вода.
Калорифер паровой от водяного отличается тем, что в качестве теплоносителя в приборе служит сухой насыщенный пар. Это более усовершенствованные модели обогревателей, поэтому цена калорифера такого класса на порядок выше.
Принцип действия калорифера отопления: синие стрелки — холодный воздух, красные стрелки — тёплый воздух
Воздухонагреватель водяной: особенности конструкции и функционирования устройства
Водяной обогреватель имеет очень высокий уровень производительности. Это возможно, благодаря широкому температурному диапазону, колеблющемуся от 70 до 110°С. Перепад температур создает сам калорифер. Конструкция прибора представляет собой трубчатый корпус из металла, покрытый реберными пластинами.
Наиболее распространенным видом воздухонагревателей считается водяной калорифер с перпендикулярным потоком. Его используют в разных вентиляционных устройствах. При этом вода движется противоположно потоку воздуха, в прямоугольном направлении. В результате вода поднимается по каналам снизу-вверх, пузырьки воздуха поступают вверх устройства, а оттуда выводятся через специальные воздухоотводы.
В любом водном калорифере в обязательном порядке должен быть установлен узел обвязки, представляющий собой специальный компонент устройства, отвечающий за подведение к теплообменнику горячей воды.
Конструкция водяного калорифера включает такие обязательные детали:
- насос для циркуляции теплоносителя;
- трехходовой клапан;
- арматура конструкции;
- блок управления;
- узел для обвязки, контролирующий производительность калорифера и препятствующий его заморозке.
Схема строения электрического калорифера
Калорифер водяной для приточной вентиляции: принцип работы и сфера использования
Калорифер электрический для приточной вентиляции используют для подогрева или, наоборот, для охлаждения воздуха, который поступает с улицы. Устанавливают такие приборы в середине канала вентиляции. Агрегат создает благотворный микроклимат, независимо от времени года. Канальные калориферы используют в помещениях с разной площадью. Работа калорифера для приточной вентиляции будет особенно эффективна в просторных цехах, теплицах, складских помещениях, которые оборудованы соответствующей вентиляционной системой.
Приточная установка с водяным калорифером считается самым эффективным способом отопления или охлаждения в помещениях с большой площадью. Наиболее актуальна их эксплуатация зимой, когда воздух, который поступает сквозь вентиляционную приточную систему, требует подогрева.
Агрегаты устанавливают в середине канала вентиляции, имеющий круглое или прямоугольное сечение. Воздух, поступающий с улицы, пропускается сквозь систему фильтрации и попадает в калорифер для приточной вентиляции, где происходит его нагрев за счет тепла, который отдает водяная отопительная система, поступающая к теплообменнику через канал воздухонагревателя.
Схема установки калориферов в приточную вентиляцию
Приточные установки с электрическим калорифером также обеспечивают поступление в помещение свежего, чистого, прохладного воздуха. При этом через вентиляционную систему выходят отработанные массы. Как в промышленности, так и в быту более востребованы приточные установки с электрокалорифером, работающие от сети.
Газовая пушка
Мощность газовых пушек колеблется в пределах от нескольких киловатт, до полутысячи. Чтобы выбрать нужную для вашего помещения, можете воспользоваться ранее приведенной формулой.
Электроэнергия здесь хоть и нужна, но ее расход минимален. Напряжение требуется для поджига и работы вентилятора.
Газ в таких устройствах сгорает практически полностью. При подключении не к баллонам, а к газовой магистрали, такая пушка становится стационарным источником тепла. Данные модели применяются на промышленных предприятиях и в сельском хозяйстве.
Например, они лучше остальных подходят для теплиц.
Для частного использования (в гараже, в строящемся доме), подходит и баллонный газ – бутан или пропан. Из стационарного, обогреватель становится мобильным.
Чтобы уменьшить расход газа и само пламя, многие меняют заводскую лягушку, идущую в комплекте, на регулируемый редуктор.
Преимущества газовых моделей:
самое равномерное распределение тепла
воздух нагревается газовой горелкой
есть пьезоподжиг
расход эл.энергии не более 0,5квт/ч
Однако не забывайте, что при работе в замкнутых пространствах (особенно небольшой гараж или домик), требуется обязательно обеспечить приток свежего воздуха. Хотя бы периодически открывайте-закрывайте двери.
Запах газа все равно будет ощущаться и вы это почувствуете по легкому головокружению.
Поэтому такие модели на небольших площадях, используют только для быстрого первоначального прогрева, а затем переходят на что-то другое.
Вдыхание паров от этой пушки в течение нескольких часов не остается бесследным. Увидели желтые языки пламени на газовой горелке – бойтесь выделения угарного газа.
Все пламя голубоватого цвета – выделяется только углекислый газ СО2.
При эксплуатации газового обогревателя не забывайте про такой эффект как конденсат. Если вы зашли в гараж, где была температура -10С, а через 15 минут нагнали туда жару до +20С, образование капелек влаги неминуемое явление.
При сжигании примерно 2-х литров газа, выделяется около 1 литра воды в виде водяного пара.
Влага конечно постепенно уходит, но сразу же включать в работу “мокрое” оборудование после такого прогрева, не рекомендуется. Дождитесь пока оно просушится.
Если есть в помещении какие-либо электронные устройства и инструменты, лучше вообще их накрывать полиэтиленом.
При прогреве зданий и гаражей с очень низких температур от -20С и далее, можете столкнуться с еще одной проблемой. Вентилятор на таком морозе будет плохо набирать обороты.
В этот период не стоит сразу же подавать газ. Как только лопасти раскрутятся, тогда и включайте подачу.
Еще бывает так, что замерзает термореле и пушка отказывается работать. В этом случае “кулибины” сначала заводят генератор 220В, и от его выхлопа отогревают реле. После чего запускается сама пушка.
Калькулятор расчета необходимой мощности электрообогревателя
Опубликовал(а): Евгений Афанасьев Обновлено: 26.11.2019 Электрический обогрев помещений всегда может прийти на помощь основной системе отопления, заменить ее в осенний или весенний период межсезонья, а в особых случаях – даже стать основным источником тепла в зимнюю пору. Все зависит от того, какой тепловой мощностью обладают приобретаемые электрические нагреватели.
Калькулятор расчета необходимой мощности электрообогревателя
Несмотря на широкое разнообразие современных электрических обогревательных приборов – конвекторов, тепловентиляторов, масляных радиаторов, инфракрасных излучателей и т.п., параметр мощности для любого из них является определяющим. Именно он показывает тот эксплуатационный потенциал, который заложен производителем в это изделие. Значит, прежде чем отправляться в магазин за покупкой, необходимо четко представлять, с каким критерием оценки подходить к выбору той или иной модели. Поможет в этом — калькулятор расчета необходимой мощности электрообогревателя.
Критерии выбора накопительного электрического бойлера для нагрева воды
Цена бойлера для воды, а также его экономичность – это два основных критерия, на которые опираются покупатели при выборе устройства
Но на самом деле, важных аспектов несколько больше и чтобы не растеряться в широком ассортименте современного рынка, стоит обратить внимание еще на несколько аспектов
Современные модели электрических бойлеров имеют функцию регулировки температуры воды, что тем самым может сократить количество потребляемой электроэнергии
Несмотря на то что набор элементов у всех приборов одинаковый, даже очень похожие по внешним параметрам модели могут существенно отличаться друг от друга по характеристикам. Так, например, наружный корпус может быть сделан из нержавеющей или покрытой эмалью стали, в то время как для других моделей используют полимерные материалы.
Считается, что модели, сделанные из углеродистой стали или меди значительно более устойчивы и значительно превосходят пластиковые по сроку эксплуатации. Кроме того, они способны обеспечить одновременное использование нескольких точек водозабора, в отличие от пластиковых, для которых максимально допустимое количество точек водозабора – одна.
Для изготовления внутреннего бака используют такой материал, как стеклофарфор или просто нержавеющую сталь. Первый вариант отличается своей химической нейтральностью, что позволяет воде всегда оставаться очень чистой. Но такое покрытие негативно реагирует на температурные перепады и имеет свойство трескаться в процессе эксплуатации.
Выбор объема бака должен зависеть от количества необходимой горячей воды в сутки
Если же вы хотите приобрести действительно качественный бойлер с хорошим внутренним покрытием, то стоит обратить внимание на модели из нержавеющей стали с титановым напылением. Они характеризуются устойчивостью к коррозии и несмотря на довольно высокую цену, вполне оправданы, поскольку срок их службы составляет 7-10 лет
Статья по теме:
Еще один важный аспект, на который обязательно нужно обратить внимание перед тем, как купить бойлер для нагрева воды – нагревательный элемент. Самый главный враг любого ТЭНа – накипь, которая оседает на его поверхности из-за того, что вода слишком жесткая
Для продления срока службы такого устройства потребуется регулярная очистка всех элементов, которые контактируют с водой. Хотя, в качестве альтернативы можно приобрести бойлер с сухим ТЭНом. Такая конструкция предусматривает специальную защитную колбу для нагревательного элемента.
«Мокрый» и «сухой» ТЕН — один из самых важный частей бойлера, отвечающий за нагрев воды
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.
Помимо экономичности, водяной прибор отличается:
- удобством эксплуатации;
- высокой эффективностью;
- безопасностью;
- простым принципом действия.
Недостаток – ограничения по минимальной температуре и запыленности входного потока.
Паровые
Паровой калорифер
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.
Недостатки:
- 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.
Чтобы сэкономить электроэнергию, следует выполнить монтаж рекуператора.
Техническое обслуживание и ремонт калорифера вентиляции
Как и любой прибор, калорифер требует бережного отношения и определенного ухода. Если не соблюдать правил эксплуатации, то на трубах, транспортирующих теплоноситель, могут появятся трещины, что влечет за собой протекание и, в итоге, потерю тепла. В случае использования низкокачественного теплоносителя может происходить загрязнение труб теплообменника.
Если соблюдать все условия работы, то можно избежать нежелательных поломок. Тогда основной причиной профилактического обслуживания будет чистка вентиляционной системы от накипи и других отложений. Такие манипуляции необходимо производить регулярно, так как подобные препятствия понижают теплопроводность агрегата, а затраты на его функционирование, наоборот, повышаются. Чистка заключается в обычной промывке с использованием специальных средств с содержанием реагентов, которые убивают поселившиеся в системе бактерии.
Если же теплообменник все-таки был поврежден, то необходимо обратится за помощью к специалистам, которые выполнят профессиональный ремонт оборудования. Работники найдут место течи, проведут пайку труб и, если нужно, заменят пластины и уплотнители.
Следует отметить, что несвоевременная чистка вентиляционной системы создает пожароопасность, причиной возникновения которой служат скопления пыли и грязи в каналах.
Для надлежащей работы калорифера, необходимо регулярно проводить его чистку
Калориферы справедливо считаются одним из наиболее популярных приборов отопительного оборудования. Выбирая обогреватель ли воздухообменник, следует учитывать ряд параметров, в частности, вид теплообменника, мощность устройства, давление, температурные показатели внутри теплоносителя, а также на входе и на выходе. В учет следует также брать площадь помещения, подлежащее обогреву.
Принцип работы водяного калорифера
Приспособления для системы вентиляции, которые работают с использованием воды, устанавливают только в случае наличия отрегулированной и налаженной работы системы теплообеспечения или ГВС. Агрегат может подогревать воздушные массы до температуры +70…+100°С. Нагретый воздух используют в качестве источника дополнительного тепла на больших площадях – спортзалах, складах, супермаркетах, павильонах, производственных помещениях и теплицах.
Принцип работы приточной вентиляции с водяным калорифером похож на работу аналогичного бытового прибора для обогрева помещения, только вместо электрической спирали в качестве теплообменника выступает змеевик из металлических трубок, в которых циркулирует теплоноситель.
При этом сам процесс подогрева воздушных масс выглядит следующим образом:
- горячая жидкость из отопительной системы или сетей ГВС, подогретая до 80-180 градусов, идет в трубчатый теплообменник, который изготовлен из меди, стали, биметалла или алюминия;
- теплоноситель нагревает трубки, а они в свою очередь отдают тепловую энергию воздушным массам, проходящим через теплообменник;
- для равномерного распределения нагретого воздуха по помещению в приборе стоит вентилятор (он же отвечает за обратную подачу воздушных масс в калорифер).
Если все уже надоело и не знаете во что, еще поиграть, то можно попробовать скачать игровые автоматы 1xBet и насладиться новыми впечатлениями с популярной БК.
Благодаря использованию уже нагретого воздуха из отопительной системы агрегат экономит средства. Водяной нагреватель для вентиляционных сетей можно назвать прибором, который объединяет в себе качества конвектора, вентилятора и теплообменника.
Нагреватели для вентиляционных сетей работают только с воздухом, степень запыленности которого не превышает 0,5 мг/м³, а минимальная температура не ниже -20°С. Прибор монтируют внутри вентиляционной шахты и подбирают по ее параметрам (сечение и форма). Иногда для достижения нужной температуры воздуха последовательно устанавливают несколько менее мощных устройств, если одну конструкцию подходящей производительности не получится встроить в воздуховод.
Преимущества и недостатки
Целесообразно использование водяных нагревателей на производственных предприятиях, имеющих собственные коммуникации теплоснабжения. В этом случае агрегат будет максимально рентабельным.
К преимуществам устройств для подогрева воздуха причисляют следующее:
- По сложности и трудоемкости монтаж водяного теплообменника можно сравнить с прокладкой труб отопления. Иными словами, проблем с установкой не возникнет.
- Нагретые воздушные массы быстро отапливают даже помещение значительной площади.
- Отсутствие сложных механических и электрических узлов обеспечивает безопасную работу.
- Направлением потоков теплого воздуха можно управлять.
- Во время работы нет повышенных нагрузок на электросеть, а поломка не спровоцирует возгорание. К слову, агрегат очень редко выходит из строя, потому что не имеет быстроизнашивающихся деталей.
- Благодаря использованию горячей жидкости из тепловой сети техника не требует регулярных финансовых вложений.
Главный недостаток связан с тем, что калорифер нельзя использовать в бытовых целях в многоквартирных домах. Но в качестве альтернативы применяют аналогичные электрические устройства. Техника имеет внушительные размеры и требует контроля над температурой теплоносителя в тепловой сети, к которой она подключена. Подобное вентиляционное оборудование разрешено устанавливать только в местах, где температура окружающего воздуха не опускается ниже нуля градусов.
