Chauffe-eau électrique pour la ventilation d'alimentation et son schéma

Calcul des performances pour chauffer l'air d'un certain volume

Déterminer le débit massique de l'air chauffé

g

(kg / h) =
L
X
R
Où:

L

- quantité volumétrique d'air chauffé, m3 / heure
p
- densité de l'air à température moyenne (la somme de la température de l'air à l'entrée et à la sortie du réchauffeur est divisée par deux) - le tableau des indicateurs de densité est présenté ci-dessus, kg / m3

Déterminer la consommation de chaleur pour l'air de chauffage

Q

(W) =
g
X
c
X (
t
con -
t
début)

Où:

g

- débit massique d'air, kg / h s - capacité thermique spécifique de l'air, J / (kg • K), (l'indicateur est tiré de la température de l'air entrant du tableau)
t
start - température de l'air à l'entrée de l'échangeur de chaleur, ° С
t
con est la température de l'air chauffé à la sortie de l'échangeur de chaleur, ° С

Exemple de calcul de ventilation par extraction

Avant le commencement calcul de la ventilation par extraction il est nécessaire d'étudier le SN et P (Système de Normes et Règles) du dispositif des systèmes de ventilation. Selon SN et P, la quantité d'air requise pour une personne dépend de son activité.

Faible activité - 20 mètres cubes / heure. Moyenne - 40 m3 / h. Haut - 60 m3 / h. Ensuite, nous prenons en compte le nombre de personnes et le volume de la pièce.

De plus, il est nécessaire de connaître la multiplicité - un échange d'air complet en une heure. Pour la chambre à coucher, il est égal à un, pour les pièces ménagères - 2, pour les cuisines, les salles de bains et les buanderies - 3.

Pour exemple - calcul de la ventilation par extraction chambres 20 m²

Disons que deux personnes vivent dans la maison, alors:

V (volume) de la pièce est égal à: SxH, où H est la hauteur de la pièce (standard 2,5 mètres).

V = S x H = 20 x 2,5 = 50 mètres cubes.

En outre V x 2 (multiplicité) = 100 mètres cubes / h. D'une autre manière - 40 km / h. (activité moyenne) x 2 (personne) = 80 mètres cubes / heure. Nous choisissons une valeur plus grande - 100 mb / h.

De la même manière, nous calculons les performances de la ventilation par aspiration de toute la maison.

Calcul de la section frontale de l'appareil nécessaire au passage du flux d'air

Après avoir décidé de la puissance thermique nécessaire pour chauffer le volume requis, nous trouvons la section frontale pour le passage de l'air.

Section frontale - section intérieure de travail avec tubes de transfert de chaleur, à travers lesquels les flux d'air froid forcé passent directement.

F

(m2) =
g
/
v
Où:

g

- consommation massique d'air, kg / h
v
- vitesse massique de l'air - pour les aérothermes à ailettes, elle est comprise entre 3 et 5 (kg / m.kv • s). Valeurs admissibles - jusqu'à 7 - 8 kg / m.kv • s

Avantages et inconvénients des chauffe-eau

Un chauffe-eau pour la ventilation d'alimentation présente des inconvénients importants qui limitent son utilisation dans les locaux résidentiels:

• grandes dimensions;
• la complexité du raccordement à un système d'alimentation en eau chaude commun;
• la nécessité d'un contrôle strict de la température du liquide de refroidissement dans le système d'alimentation en eau.

Cependant, afin de créer une température confortable dans les grandes pièces (halls de production, serres, centres commerciaux), l'utilisation de ces unités de chauffage est la plus pratique, la plus efficace et la plus économique.

Le chauffe-eau ne charge pas le réseau électrique, sa panne ne provoquera pas d'incendie - ces facteurs rendent l'utilisation de l'équipement sûre.

Calcul des valeurs de vitesse de masse

Trouvez la vitesse de masse réelle de l'aérotherme

V

(kg / m.kv • s) =
g
/
F
Où:

g

- consommation massique d'air, kg / h
F
- la surface de la section frontale réelle prise en compte, sq.

Opinion d'expert

Important!

Vous ne pouvez pas gérer les calculs vous-même? Envoyez-nous les paramètres existants de votre pièce et les exigences pour le radiateur. Nous vous aiderons dans le calcul. Vous pouvez également examiner les questions existantes des utilisateurs sur ce sujet.

Types d'aérothermes

Comme mentionné précédemment, les aérothermes sont divisés selon le principe de fonctionnement et chaque type a ses propres avantages et inconvénients:

Schéma de raccordement de la résistance électrique.

1. Les radiateurs électriques sont faciles à installer et suffisamment simples à utiliser lorsqu'ils sont utilisés dans un système de ventilation pour chauffer l'air qui passe. Cependant, la plupart des radiateurs électriques ont une capacité limitée, de sorte que l'utilisation d'un radiateur électrique est acceptable dans les types de ventilation qui ne sont pas conçus pour un débit d'air supérieur à 4500 m3 / h. De plus, les radiateurs électriques présentent un autre inconvénient important: des coûts de fonctionnement élevés, en particulier lors de l'utilisation d'un radiateur électrique par temps froid hivernal. En fonction de la puissance du radiateur électrique, des modifications du câblage électrique peuvent être nécessaires: si des radiateurs d'une puissance allant jusqu'à 5 kW peuvent être connectés à la fois aux réseaux monophasés (220 V) et triphasés (380 V), alors le raccordement d'un radiateur électrique d'une puissance supérieure à 5 kW n'est possible qu'à un réseau électrique triphasé;
2. Les chauffe-eau utilisent de l'eau chaude pour chauffer l'air qui les traverse, ils doivent donc être connectés à un système de chauffage autonome (chaudière à gaz ou électrique dans une maison privée) ou central (pour les immeubles de bureaux ou les entreprises). Les chauffe-eau sont beaucoup plus puissants que leurs homologues électriques et peuvent être utilisés dans les systèmes de ventilation avec un débit de 1 000 à 16 000 mètres cubes d'air par heure. Les inconvénients de ce type de radiateurs incluent le fait qu'ils sont plus difficiles à installer et à utiliser. De plus, les chauffe-eau sont exposés au risque de dégivrage, par conséquent, ils ne peuvent pas être laissés sans un approvisionnement constant en eau chaude pendant l'hiver.
3. Les chauffages à vapeur sont les types de chauffe-air les plus courants. Leur popularité dépend directement de leurs qualités utiles et de leurs caractéristiques techniques. Un aérotherme à vapeur réchauffe rapidement l'air de la pièce et, si nous le comparons à d'autres types de radiateurs à air, il est le leader dans cet indicateur. Cependant, les réchauffeurs d'air à vapeur souffrent des inconvénients des systèmes d'eau similaires. Ils doivent toujours être alimentés en vapeur chaude, car leur travail en dépend. De plus, les appareils de chauffage à vapeur n'ont pas une valeur de puissance de chauffage constante, ils dépendent de la température et de la pression de la vapeur d'eau. Cependant, ces inconvénients sont plus qu'un chevauchement avec les avantages de ce type de radiateurs: comme ils fonctionnent à partir de générateurs de vapeur, ils sont assez économiques pour divers types d'entreprises; leur fonctionnement ne nécessite pas de coûts énergétiques importants, les radiateurs à vapeur sont assez fiables et durables.

Calcul de la performance thermique de l'aérotherme

Calcul de la puissance calorifique réelle:

q

(W) =
K
X
F
X ((
t
en +
t
sortie) / 2 - (
t
commencer +
t
con) / 2))

ou, si la tête de température est calculée, alors:

q

(W) =
K
X
F
X
température moyenne de la tête
Où:

K

- coefficient de transfert de chaleur, W / (m.kv • ° C)
F
- surface de chauffe du radiateur sélectionné (prise en fonction du tableau de sélection), sq.
t
in - température de l'eau à l'entrée de l'échangeur de chaleur, ° С
t
out - température de l'eau à la sortie de l'échangeur de chaleur, ° С
t
start - température de l'air à l'entrée de l'échangeur de chaleur, ° С
t
con est la température de l'air chauffé à la sortie de l'échangeur de chaleur, ° С

Classification des aérothermes

Les appareils de chauffage sont inclus dans la conception du système de chauffage pour chauffer l'air.Il existe les groupes suivants de ces appareils selon le type de liquide de refroidissement utilisé: eau, électricité, vapeur, feu.

Il est judicieux d'utiliser des appareils électriques pour des pièces d'une superficie maximale de 100 m². Pour les bâtiments de grande superficie, un choix plus rationnel serait les chauffe-eau, qui ne fonctionnent qu'avec une source de chaleur.

Les plus populaires sont les chauffe-eau et la vapeur. La première et la deuxième surface de forme sont divisées en 2 sous-espèces: nervurée et tube lisse. Les éléments chauffants à ailettes dans la géométrie des nervures sont enroulés en plaque et en spirale.

Les performances des appareils de chauffage fonctionnant sur un caloporteur tel que la vapeur sont contrôlées au moyen de vannes spéciales installées sur le tuyau d'entrée.

De par leur conception, ces dispositifs peuvent être à un seul passage, lorsque le liquide de refroidissement qu'ils contiennent se déplace à travers les tubes, adhérant à une direction constante, et à plusieurs passes, dans les couvercles desquels se trouvent des cloisons, ce qui entraîne le sens du mouvement du liquide de refroidissement change constamment.

4 modèles de chauffe-eau et de vapeur sont en vente, différant par la surface de chauffe:

• CM - le plus petit avec une rangée de tuyaux;
• M - petit avec deux rangées de tuyaux;
• AVEC - moyen avec des tuyaux sur 3 rangées;
• B - grand, avec 4 rangées de tuyaux.

Les chauffe-eau en fonctionnement résistent à de grandes fluctuations de température - 70-110⁰. Pour un bon fonctionnement de ce type de chauffe-eau, l'eau qui circule dans le système doit être chauffée à un maximum de 180 °. Pendant la saison chaude, l'aérotherme peut agir comme un ventilateur.

Galerie d'images

Photo de

Chauffe-eau dans la zone de production

Chauffe-vapeur sur terrasse vitrée

Aérotherme électrique compact

Modèle enroulé en spirale de vapeur

Calcul du rideau d'air de mélange

Éléments structurels des rideaux d'air

Les rideaux à ailettes, en règle générale, sont conçus avec une évacuation d'air bidirectionnelle et sont composés de deux unités indépendantes, constituées de ventilateurs radiaux ou axiaux, de réchauffeurs d'air si le rideau est à air thermique et de boîtes de distribution d'air, qui sont installées de chaque côté de l'ouverture à ouvrir.

Les boîtes de distribution d'air du rideau sont situées à l'intérieur de l'ouverture à une distance ne dépassant pas 0,1 (où Fпр est la zone de l'ouverture ouverte équipée du rideau). En l'absence d'espace pour l'installation de boîtes directement au niveau des ouvertures, des rideaux avec des buses de sortie d'air prolongées sont utilisés. Le flux d'air du rideau doit être dirigé à un angle de 300 par rapport au plan de l'ouverture. La hauteur de la sortie d'air est prise égale à la hauteur de l'ouverture ouverte. La conception des boîtiers de distribution d'air doit garantir le mouvement horizontal du flux d'air du rideau d'air et le rapport entre la vitesse minimale de sortie d'air et la hauteur maximale de la fente d'au moins 0,7. En règle générale, l'air est aspiré dans le rideau à ailettes au niveau du tuyau d'aspiration du ventilateur. Lors de l'installation du ventilateur au sol, il est recommandé de prélever de l'air de la zone supérieure de la pièce si la température de l'air dans la zone supérieure est de 50 ° C ou plus supérieure à la température de la zone de travail.

La sortie d'air des rideaux d'air-thermique du type à mélange doit être prévue des deux côtés à proximité immédiate des portes en cours d'ouverture, de sorte que les flux d'air du rideau ne soient pas interrompus par les portes qui s'ouvrent. La conception des sorties d'air doit assurer la direction horizontale du flux d'air du rideau. La hauteur des sorties d'air est prise de 0,1 à 1,6 m du sol, la largeur est déterminée par calcul. La prise d'air pour le rideau, en règle générale, s'effectue sous le plafond du hall. L'entrée d'air de l'extérieur est fournie lors de la combinaison d'un rideau thermique avec une ventilation par soufflage.Il est recommandé de fournir de l'air: avec prise d'air de la pièce - dans le vestibule, avec prise d'air de l'extérieur - dans le hall.

Pour les pièces avec des industries explosives, des ventilateurs de conception à sécurité intrinsèque doivent être utilisés et la température du liquide de refroidissement des aérothermes traversés par l'air recirculé ne doit pas dépasser 80% de la température d'auto-inflammation des gaz, vapeurs ou poussières. Si l'eau chaude est utilisée comme caloporteur, sa température pour les catégories de production A, B et E en présence de poussières combustibles et explosives dans les locaux ne doit pas être supérieure à 1100 C, et en son absence, pas supérieure à 1500 C . En l'absence d'équipement anti-étincelles approprié pour le rideau dans les pièces des catégories A, B et E, il est permis de prélever de l'air extérieur ou de l'air des pièces adjacentes des catégories C, D et E, s'il n'y a pas de poussière combustible dans ce.

Les moyens d'automatisation des rideaux d'air doivent assurer: le démarrage du ventilateur lorsque l'ouverture desservie est ouverte et lorsque la température à proximité de l'ouverture fermée est inférieure à la valeur de consigne; éteindre le ventilateur après avoir fermé l'ouverture d'entretien et lorsque la température de l'air près de l'ouverture fermée est rétablie à la valeur réglée.

30.2. Calcul d'un rideau de type portail

Le débit total d'air fourni par le rideau de type porte est déterminé par la formule

, (30.1)

où est la caractéristique du rideau - le rapport du débit de l'air fourni par le rideau sur le débit d'air passant dans la pièce par l'ouverture pendant le fonctionnement du rideau; - le coefficient du débit du rideau ouverture pendant le fonctionnement du rideau (prise en fonction de et; Fпр - la zone de l'ouverture équipée du rideau, m2; - la différence des pressions d'air des deux côtés de la clôture extérieure au niveau de l'ouverture, Pa ; - densité, kg / m3, du mélange fourni par le rideau et l'air extérieur à une température tcm égale à la norme.

La différence de pression est déterminée par calcul à la suite de la résolution des équations d'équilibre de l'air en tenant compte de la pression du vent pour le mode froid de l'année.

Pour les calculs approximatifs, s'il n'y a pas de données initiales complètes, la valeur peut être prise par la formule

, (30.2)

où k1 est un facteur de correction de la pression du vent, en tenant compte du degré d'étanchéité des bâtiments;

; (30.3)

, (30.4)

où hcalc est la hauteur calculée, c'est-à-dire distance verticale du centre de l'ouverture équipée d'un rideau au niveau de pressions nulles, où les pressions de l'extérieur et de l'intérieur du bâtiment sont égales (hauteur de la zone neutre), m; - densité de l'air, kg / m3, au température de l'air extérieur (paramètres B); - le même, à hauteur moyenne des locaux, la température de l'air intérieur tv - la vitesse estimée du vent, dont la valeur est prise avec les paramètres B pour la saison froide; с - coefficient aérodynamique calculé, dont la valeur doit être prise selon SNiP 2.01.07-85.

La hauteur estimée hcalculée peut être prise approximativement;

a) pour les bâtiments sans ouvertures d'aération ni lanternes

, (30.5)

où hpr est la hauteur de l'ouverture à ouvrir;

b) pour les bâtiments dont les ouvertures d'aération sont fermées pendant la saison froide,

, (30.6)

où h1 est la distance entre le centre de l'ouverture équipée d'un rideau et le centre des ouvertures d'alimentation, m; h2 est la distance entre les centres des ouvertures d'alimentation et d'échappement, m; lp est la longueur des porches des ouvertures d'alimentation, qui sont ouverts pendant la saison chaude, m; lv - les mêmes, ouvertures d'échappement;

c) pour les bâtiments avec ouvertures d'aération ouvertes pendant la saison froide:

, (30.7)

ou

,

où hp est la distance entre le centre des ouvertures d'aération d'alimentation ouvertes et le niveau de pression zéro obtenu lors du calcul de l'aération pendant la saison froide (paramètres B), m; - les produits des débits des ouvertures, respectivement, des ouvertures d'aération d'alimentation et d'échappement et de leurs surfaces, en m2.

En présence d'un déséquilibre et d'un excès dans la pièce de l'échappement mécanique par rapport à la valeur d'entrée, environ, il peut être déterminé par les formules suivantes:

a) lors de l'entrée d'air pour le rideau de la pièce

; (30.8)

b) lorsque l'entrée d'air pour le rideau de l'extérieur

, (30.9)

où est la somme des produits des débits des ouvertures d'alimentation ouvertes et de leurs superficies, en m2; - la somme des produits des débits d'ouvertures ouvertes simultanément équipées de rideaux, et leurs surfaces, m2.

Lors du calcul, vous devez vérifier la valeur de Gz selon la formule (30.1), et pour le débit estimé, prendre la plus grande des valeurs obtenues par la formule

(30,8) et (30,1) ou (30,9) et (30,1). La valeur ne doit pas dépasser un seul échange de 1 heure.

La température de l'air requise du rideau tg est déterminée sur la base de l'équation du bilan thermique selon la formule

, (30.10)

où est le rapport entre la chaleur perdue avec l'air sortant des ouvertures vers l'extérieur et la puissance calorifique du rideau.

Puissance thermique des rideaux chauffants à air

, (30.11)

où A = 0,28 est le coefficient: tinit est la température de l'air aspiré par le rideau, 0С.

Si, à la suite du calcul de tz, il s'avère qu'il est inférieur à tinit, des rideaux sans sections chauffantes doivent être utilisés.

30.3. Calcul du rideau d'air combiné

Pour économiser l'énergie thermique, il est conseillé d'utiliser des rideaux combinés air-thermique (KVTZ), qui fournissent une partie de l'air sans chauffage. KVTZ se compose de deux paires de boîtes de distribution d'air verticales installées à l'intérieur des locaux. La paire de contremarches extérieures, située plus près du portail, ne laisse pas tomber l'air chauffé, mais la vapeur intérieure, chauffée à 70 ° C, ce qui permet de réduire les pertes de chaleur du jet du rideau d'air.

Le calcul de KHTZ est effectué dans l'ordre suivant. Le débit d'air relatif et la surface relative des fentes dans la paire extérieure des colonnes montantes du rideau d'air sont réglés. Il est recommandé de prendre. Les valeurs sont utilisées pour déterminer les pertes de chaleur relatives avec le jet du rideau extérieur. Lorsque,. Ensuite, le débit d'air relatif à travers le rideau "interne" est calculé à l'aide de la formule

(30.12)

La surface relative des fentes de sortie d'air du "rideau intérieur" est calculée

(30.13)

La surface relative totale des fentes de sortie d'air et le débit relatif total du KVTZ sont déterminés

(30.14)

(30.15)

Sur la base des valeurs obtenues et, le débit d'air total fourni par le KHTZ est trouvé et calculé selon la formule (30.1). Après cela, le flux d'air à travers les rideaux externe et interne est déterminé, respectivement.

(30.16)

(30.17)

La puissance thermique des appareils de chauffage KVTZ est calculée par la formule (30.11) à et

30.4. Calcul de rideau de type mélange

La consommation d'air pour un rideau d'air de type mélangeur est déterminée par la formule

, (30.18)

où k est un facteur de correction pour prendre en compte le nombre de passants, le lieu d'entrée d'air pour le rideau et le type de hall; - coefficient de débit, en fonction de la conception de l'entrée; Fвх - zone d'un ouvrant ouvrable des portes d'entrée extérieures, m2. Lors de la combinaison d'un rideau thermique à air avec une ventilation d'alimentation, la valeur de Gz est prise égale au débit d'air requis pour la ventilation d'alimentation, mais pas inférieure à la valeur déterminée par la formule (30.18).

La valeur est déterminée à la suite du calcul du régime d'air du bâtiment, en tenant compte de la pression du vent. En l'absence de données initiales complètes, elle peut être calculée à l'aide de la formule (30.3), où la valeur de h calculée est calculée en tenant compte de la pression du vent en fonction du nombre d'étages du bâtiment selon les formules:

pour les bâtiments de 3 étages ou moins

(30.19)

pour les bâtiments de plus de 3 étages

(30.20)

où hl.k. - la hauteur de l'escalier par rapport au niveau de planification du sol, en m; hдв - hauteur du vantail de la porte, m; il est la hauteur totale d'un étage, m.

La puissance thermique des aérothermes du rideau thermique à air est déterminée par la formule (30.11).