Escalfador elèctric per a la ventilació del subministrament i el seu esquema

Càlcul del rendiment per escalfar aire d’un volum determinat

Determineu el cabal massiu de l’aire escalfat

G

(kg / h) =
L
x
R
On:

L

- quantitat volumètrica d’aire escalfat, m3 / hora
pàg
- densitat de l’aire a temperatura mitjana (la suma de la temperatura de l’aire a l’entrada i sortida de l’escalfador es divideix per dos) - La taula d’indicadors de densitat es presenta més amunt, kg / m3

Determineu el consum de calor per escalfar l’aire

Q

(W) =
G
x
c
x (
t
amb -
t
inici)

On:

G

- Cabal d’aire massiu, kg / h s - capacitat calorífica específica de l’aire, J / (kg • K), (l’indicador es pren de la temperatura de l’aire entrant de la taula)
t
arrencada: temperatura de l’aire a l’entrada de l’intercanviador de calor, ° С
t
con és la temperatura de l’aire escalfat a la sortida de l’intercanviador de calor, ° С

Exemple de càlcul de ventilació d’escapament

Abans del començament càlcul de ventilació d’escapament cal estudiar el SN i P (Sistema de Normes i Regles) del dispositiu de sistemes de ventilació. Segons SN i P, la quantitat d'aire necessària per a una persona depèn de la seva activitat.

Activitat baixa: 20 metres cúbics / hora. Mitjana: 40 m3 / h. Alt - 60 m3 / h. A continuació, tenim en compte el nombre de persones i el volum de la sala.

A més, és necessari conèixer la multiplicitat: un intercanvi complet d’aire en una hora. Per al dormitori, és igual a un, per a les habitacions de la llar - 2, per a cuines, banys i safareigs - 3.

Per a exemple: càlcul de la ventilació d’escapament habitacions 20 m2

Diguem que dues persones viuen a la casa, doncs:

V (volum) de la sala és igual a: SxH, on H és l’alçada de la sala (2,5 metres estàndard).

V = S x H = 20 x 2,5 = 50 metres cúbics.

Més V x 2 (multiplicitat) = 100 metres cúbics / h. D’una altra manera: 40 km / h. (activitat mitjana) x 2 (persona) = 80 metres cúbics / hora. Triem un valor més gran: 100 mb / h.

De la mateixa manera, calculem el rendiment de la ventilació d’escapament de tota la casa.

Càlcul de la secció frontal del dispositiu necessària per al pas del flux d’aire

Un cop decidida la potència tèrmica necessària per escalfar el volum requerit, trobem la secció frontal per al pas d’aire.

Secció frontal - Secció interior de treball amb tubs de transferència de calor, per on passen directament els fluxos de l’aire fred forçat.

f

(m²) =
G
/
v
On:

G

- consum massiu d’aire, kg / h
v
- Velocitat de la massa d’aire: per als escalfadors d’aire amb aletes es pren entre 3 i 5 (kg / m.kv • s). Valors permesos: fins a 7 - 8 kg / m.kv • s

Avantatges i desavantatges dels escalfadors d’aigua

Un escalfador d’aigua per a la ventilació del subministrament té desavantatges importants que limiten el seu ús en locals residencials:

• grans dimensions;
• la complexitat de la connexió a un sistema comú de subministrament d’aigua calenta calenta;
• la necessitat d’un control estricte de la temperatura del refrigerant del sistema d’abastiment d’aigua.

No obstant això, per crear una temperatura confortable en sales grans (naus de producció, hivernacles, centres comercials), l’ús d’aquestes unitats de calefacció és el més convenient, eficient i econòmic.

L'escalfador d'aigua no carrega la xarxa elèctrica, la seva avaria no provocarà un incendi; aquests factors fan que l'ús de l'equip sigui segur.

Càlcul de valors de velocitat de massa

Trobeu la velocitat de massa real per a l'escalfador d'aire

V

(kg / m.kv • s) =
G
/
f
On:

G

- consum massiu d’aire, kg / h
f
- l'àrea de la secció frontal real tinguda en compte, sq.

Opinió dels experts

Important!

No podeu gestionar els càlculs vosaltres mateixos? Envieu-nos els paràmetres existents de la vostra habitació i els requisits per a l’escalfador. L’ajudarem en el càlcul. Com a alternativa, mireu les preguntes existents dels usuaris sobre aquest tema.

Tipus d’escalfadors d’aire

Com s'ha esmentat anteriorment, els escalfadors d'aire es divideixen segons el principi de funcionament i cada tipus té els seus propis avantatges i desavantatges:

Esquema de connexió de l’escalfador elèctric.

1. Els escalfadors elèctrics són fàcils d’instal·lar i són prou senzills de funcionar quan s’utilitzen en un sistema de ventilació per escalfar l’aire que passa. No obstant això, la majoria dels escalfadors elèctrics tenen una capacitat limitada, de manera que l’ús d’un escalfador elèctric és acceptable en aquells tipus de ventilació que no estiguin dissenyats per a un flux d’aire superior a 4500 m3 / h. A més, els escalfadors elèctrics presenten un altre inconvenient important: els alts costos d’explotació, especialment quan s’utilitza un escalfador elèctric durant el clima fred d’hivern. En funció de la potència de l’escalfador elèctric, poden ser necessaris canvis en el cablejat elèctric: si es poden connectar escalfadors amb una potència de fins a 5 kW a xarxes monofàsiques (220 V) i trifàsiques (380 V), llavors es pot connectar un escalfador elèctric amb una potència superior a 5 kW a una xarxa elèctrica trifàsica;
2. Els escalfadors d’aigua fan servir aigua calenta per escalfar l’aire que hi passa, per tant, han d’estar connectats a un sistema de calefacció autònom (caldera de gas o elèctrica en una casa particular) o central (per a edificis d’oficines o empreses). Els escalfadors d’aigua són molt més potents que els seus equips elèctrics i es poden utilitzar en sistemes de ventilació amb un rendiment d’1.000 a 16.000 metres cúbics d’aire per hora. Els desavantatges d’aquest tipus d’escalfadors inclouen el fet que són més difícils d’instal·lar i operar. A més, els escalfadors d’aigua calenta estan subjectes al risc de descongelar, per tant, no es poden deixar sense un subministrament constant d’aigua tèbia durant l’hivern.
3. Els escalfadors de vapor són els tipus d’escalfadors d’aire més habituals. La seva popularitat depèn directament de les seves qualitats útils i característiques tècniques. Un escalfador d’aire de vapor escalfa ràpidament l’aire de l’habitació i, si el comparem amb altres tipus d’escalfadors d’aire, és el líder d’aquest indicador. No obstant això, els escalfadors d'aire de vapor pateixen els desavantatges de sistemes d'aigua similars. Sempre s’han de subministrar amb vapor calent, ja que en depèn el treball. A més, els escalfadors de vapor no tenen un valor de potència de calefacció constant, depenen de la temperatura i la pressió del vapor d’aigua. Tanmateix, aquests desavantatges són més que superposats als avantatges d’aquest tipus d’escalfadors: atès que funcionen a partir de generadors de vapor, són força econòmics per a diversos tipus d’empreses; el seu funcionament no requereix grans costos energètics, els escalfadors de vapor són bastant fiables i duradors.

Càlcul del rendiment tèrmic de l’escalfador d’aire

Càlcul de la producció de calor real:

q

(W) =
K
x
F
x ((
t
a +
t
fora) / 2 - (
t
inici +
t
amb) / 2))

o, si es calcula el cap de temperatura, llavors:

q

(W) =
K
x
F
x
temperatura mitjana del cap
On:

K

- coeficient de transferència de calor, W / (m.kv • ° C)
F
- superfície de calefacció de l’escalfador seleccionat (presa segons la taula de selecció), sq.
t
temperatura de l'aigua a l'entrada de l'intercanviador de calor, ° С
t
out - temperatura de l'aigua a la sortida de l'intercanviador de calor, ° С
t
arrencada: temperatura de l’aire a l’entrada de l’intercanviador de calor, ° С
t
con és la temperatura de l’aire escalfat a la sortida de l’intercanviador de calor, ° С

Classificació dels escalfadors d’aire

Els escalfadors s’inclouen en el disseny del sistema de calefacció per escalfar l’aire.Hi ha els següents grups d’aquests dispositius segons el tipus de refrigerant utilitzat: aigua, electricitat, vapor, foc.

És lògic utilitzar electrodomèstics per a habitacions amb una superfície no superior a 100 m². Per als edificis amb grans superfícies, una opció més racional seria la dels escalfadors d’aigua, que només funcionen amb una font de calor.

Els més populars són els escalfadors de vapor i aigua. Tant la primera com la segona superfície de forma es divideixen en 2 subespècies: de canalé i de tub llis. Els escalfadors amb aletes de la geometria de les costelles són bobinats en placa i en espiral.

El rendiment dels escalfadors que funcionen en un transportador de calor com el vapor es controla mitjançant vàlvules especials instal·lades a la canonada d’entrada.

Per disseny, aquests dispositius poden ser de pas únic, quan el refrigerant es mou a través dels tubs, adherint-se a una direcció constant, i de pas múltiple, a les cobertes dels quals hi ha envans, com a conseqüència del qual la direcció del moviment del refrigerant canvia constantment.

Hi ha a la venda 4 models d’escalfadors d’aigua i vapor, que difereixen en la superfície de calefacció:

• CM - el més petit amb una fila de canonades;
• M - petit amb dues fileres de canonades;
• AMB - mitjà amb canonades en 3 files;
• B - gran, amb 4 fileres de canonades.

Els escalfadors d’aigua durant el funcionament suporten grans fluctuacions de temperatura: 70-110⁰. Per a un bon funcionament d’aquest tipus d’escalfadors, cal escalfar l’aigua que circula al sistema fins a un màxim de 180 of. A la temporada càlida, l’escalfador d’aire pot actuar com un ventilador.

Galeria d'imatges

Foto de

Escalfador d'aigua a la zona de producció

Escalfador de vapor en una terrassa vidrada

Escalfador d'aire elèctric compacte

Model de ferida en espiral de vapor

Càlcul de la cortina d’aire de mescla

Elements estructurals de les cortines d’aire

Les cortines de paleta, per regla general, estan dissenyades amb descàrrega d’aire bidireccional i es componen de dues unitats independents, formades per ventiladors radials o axials, escalfadors d’aire si la cortina és tèrmica i caixes de distribució d’aire, que s’instal·len a cada costat de l'obertura que s'ha d'obrir.

Les caixes de distribució d'aire de la cortina es troben a l'interior de l'obertura a una distància no superior a 0,1 (on Fпр és la zona de l'obertura oberta equipada amb la cortina). En absència d’espai per a la instal·lació de caixes directament a les obertures, s’utilitzen cortines amb brocs de sortida d’aire allargats. El flux d’aire de la cortina s’ha de dirigir amb un angle de 300 respecte al pla de l’obertura. L'altura de la sortida d'aire es pren igual a l'alçada de l'obertura oberta. El disseny de les caixes de distribució d’aire ha d’assegurar el moviment horitzontal del flux d’aire de la cortina d’aire i la relació de la velocitat mínima de sortida d’aire amb l’alçada màxima de la ranura com a mínim 0,7. Com a regla general, l’aire s’admet a la cortina tipus paletes al nivell del tub d’aspiració del ventilador. En instal·lar el ventilador a terra, es recomana prendre aire de la zona superior de l'habitació si la temperatura de l'aire a la zona superior és 50C o superior a la temperatura de la zona de treball.

La sortida d’aire de les cortines aire-tèrmiques tipus mescla s’ha de proporcionar a banda i banda a la rodalia immediata de les portes que s’obren, de manera que el flux d’aire de la cortina no quedi interromput per les portes obertes. El disseny de les sortides d’aire ha de garantir la direcció horitzontal del flux d’aire de la cortina. L'alçada de les sortides d'aire es pren de 0,1 a 1,6 m del terra, l'amplada es determina mitjançant càlcul. La presa d’aire per a la cortina, per regla general, es fa sota el sostre del vestíbul. L’entrada d’aire des de l’exterior es proporciona quan es combina una cortina aire-tèrmica amb ventilació de subministrament.Es recomana subministrar aire: amb entrada d'aire des de l'habitació - al vestíbul, amb entrada d'aire des de l'exterior - al vestíbul.

Per a les habitacions amb indústries explosives, s’han d’utilitzar ventiladors amb un disseny intrínsecament segur i la temperatura del refrigerant per als escalfadors d’aire per on passa l’aire recirculat no ha de superar el 80% de la temperatura d’autoignició de gasos, vapors o pols. Si s’utilitza aigua calenta com a transportador de calor, la seva temperatura per a les categories de producció A, B i E en presència de pols combustible i explosiva als locals no ha de ser superior a 1100 C i, en la seva absència, no superior a 1500 C En absència d’equips adequats a prova d’espurna per a la cortina en habitacions amb categories A, B i E, es pot prendre aire exterior o aire de sales adjacents de categories C, D i E, si no hi ha pols combustible això.

Els mitjans d'automatització de les cortines d'aire han de garantir: arrencar el ventilador quan s'obre l'obertura de servei i quan la temperatura prop de l'obertura tancada és inferior al valor establert; apagueu el ventilador després de tancar l’obertura de servei i quan la temperatura de l’aire propera a l’obertura tancada es restaura al valor establert.

30.2. Càlcul d'una cortina tipus porta

El cabal total d’aire subministrat per la cortina tipus porta es determina per la fórmula

, (30.1)

on és la característica de la cortina: la proporció del cabal d’aire subministrat per la cortina i el cabal d’aire que passa a l’habitació a través de l’obertura durant el funcionament de la cortina; - el coeficient del cabal del obertura durant el funcionament de la cortina (presa segons i; Fпр - l'àrea de l'obertura equipada amb la cortina, m2; - la diferència de pressions d'aire dels dos costats de la tanca exterior al nivell de l'obertura, Pa ; - densitat, kg / m3, de la mescla subministrada per la cortina i l'aire exterior a una temperatura tcm igual a l'estàndard.

La diferència de pressió es determina mitjançant un càlcul com a resultat de la resolució de les equacions dels equilibris aeris, tenint en compte la pressió del vent per al mode fred de l'any.

Per als càlculs aproximats, si no hi ha dades inicials completes, es pot prendre el valor mitjançant la fórmula

, (30.2)

on k1 és un factor de correcció de la pressió del vent, tenint en compte el grau d’estanquitat dels edificis;

; (30.3)

, (30.4)

on hcalc és l’alçada calculada, és a dir, distància vertical des del centre de l’obertura equipada amb una cortina fins al nivell de zero pressions, on les pressions des de l’exterior i l’interior de l’edifici són iguals (alçada de la zona neutra), m; - densitat de l’aire, kg / m3, a la temperatura de l'aire exterior (paràmetres B); - el mateix, a l'altura mitjana del local, la temperatura interna de l'aire tv; - la velocitat del vent estimada, el valor del qual es pren amb els paràmetres B per al període fred de l'any; с - coeficient aerodinàmic calculat, el valor del qual s'hauria de prendre d'acord amb SNiP 2.01.07-85.

L'alçada estimada es pot prendre aproximadament;

a) per a edificis sense obertures d’aeració i fanals

, (30.5)

on hpr és l'altura de l'obertura que s'ha d'obrir;

b) per a edificis amb obertures d’aireig tancades durant la temporada de fred,

, (30.6)

on h1 és la distància des del centre de l'obertura equipada amb una cortina fins al centre de les obertures de subministrament, m; h2 és la distància entre els centres de subministrament i les obertures d’escapament, m; lp és la longitud dels porxos de les obertures de subministrament, que s’obren en temporada càlida, m; lv - el mateix, obertures d'escapament;

c) per a edificis amb obertures d’aireig obertes durant la temporada de fred:

, (30.7)

o bé

,

on hp és la distància des del centre de les obertures d’aireig de subministrament obert fins al nivell de pressió zero obtingut en calcular l’aeració a la temporada de fred (paràmetres B), m; - els productes dels cabals de les obertures, respectivament, de les obertures d’aireig de subministrament i d’escapament i les seves àrees, m2.

En presència d’un desequilibri i excés a la sala d’escapament mecànic sobre el valor d’entrada, aproximadament, es pot determinar mitjançant les fórmules següents:

a) quan s’admet aire de la cortina des de l’habitació

; (30.8)

b) quan s’admet aire per la cortina des de l’exterior

, (30.9)

on és la suma dels productes dels cabals de les obertures de subministrament obert i les seves àrees, m2; - la suma dels productes dels cabals d’obertures obertes simultàniament equipades amb cortines i les seves superfícies, m2.

En calcular, hauríeu de comprovar el valor de Gz segons la fórmula (30.1) i, per al cabal estimat, agafeu el major dels valors obtinguts per la fórmula

(30.8) i (30.1) o (30.9) i (30.1). El valor no pot excedir un sol canvi d’1 hora.

La temperatura de l'aire requerida de la cortina tg es determina sobre la base de l'equació del balanç de calor segons la fórmula

, (30.10)

on és la proporció de la calor perduda amb l'aire que surt per les obertures cap a l'exterior i la producció de calor de la cortina.

Potència tèrmica dels escalfadors de cortines d'escalfament d'aire

, (30.11)

on А = 0,28 - coeficient: tinit - temperatura de l'aire pres per a la cortina, 0С.

Si, com a resultat del càlcul, tz resulta ser inferior a tinit, s’han d’utilitzar cortines sense seccions calefactores.

30.3. Càlcul combinat de cortines d’aire

Per estalviar energia tèrmica, s’aconsella utilitzar cortines aire-tèrmiques combinades (KVTZ), que subministren part de l’aire sense calefacció. KVTZ consta de dos parells de caixes de distribució d'aire verticals instal·lades a l'interior del local. El parell exterior d’elevadors, situat més a prop de la porta, no deixa caure aire escalfat, sinó el vapor interior, escalfat a 70 ° C, que permet reduir les pèrdues de calor del raig de la cortina d’aire.

El càlcul de KHTZ es realitza en l'ordre següent. Es fixa el cabal d’aire relatiu i l’àrea relativa de les ranures del parell exterior dels elevadors de cortines d’aire. Es recomana prendre. Els valors s’utilitzen per determinar les pèrdues de calor relatives amb el raig de la cortina exterior. Quan,. A continuació, el flux d’aire relatiu a través de la cortina "interna" es calcula mitjançant la fórmula

(30.12)

Es calcula l'àrea relativa de les ranures de sortida d'aire de la "cortina interior"

(30.13)

Es determina l’àrea relativa total de les ranures de sortida d’aire i el cabal relatiu total del KVTZ

(30.14)

(30.15)

Basant-se en els valors obtinguts i, el flux d’aire total subministrat pel KHTZ es troba i es calcula segons la fórmula (30.1). Després d'això, es determina el flux d'aire a través de les cortines exterior i interior, respectivament.

(30.16)

(30.17)

La potència tèrmica dels escalfadors KVTZ es calcula mitjançant la fórmula (30.11) a i

30.4. Càlcul de cortines tipus mescla

El consum d’aire per a una cortina d’aire de tipus mesclador està determinat per la fórmula

, (30.18)

on k és un factor de correcció per tenir en compte el nombre de persones que hi passen, el lloc d’entrada d’aire de la cortina i el tipus de vestíbul; - coeficient de cabal, segons el disseny de l'entrada; Fвх: àrea d'una faixa oberta de portes d'entrada exteriors, m2. Quan es combina una cortina aire-tèrmica amb ventilació de subministrament, el valor de Gz es pren igual al flux d’aire necessari per a la ventilació de subministrament, però no inferior al valor determinat per la fórmula (30.18).

El valor es determina com a resultat del càlcul del règim d’aire de l’edifici, tenint en compte la pressió del vent. A falta de dades inicials completes, es pot calcular mitjançant la fórmula (30.3), on es calcula el valor de hcalculat tenint en compte la pressió del vent en funció del nombre de plantes de l’edifici segons les fórmules:

per a edificis de 3 o menys plantes

(30.19)

per a edificis de més de 3 plantes

(30.20)

on hl.k. - l'alçada de l'escala des del nivell de planejament del terra, m; hдв - alçada del full de la porta, m; és l'alçada total d'un pis, m.

La potència tèrmica dels escalfadors d’aire de la cortina aire-tèrmica es determina mitjançant la fórmula (30.11).