Scaldabagno

Calcolo delle prestazioni per il riscaldamento dell'aria di un determinato volume

Determinare la portata massica dell'aria riscaldata

(kg / h) =
L
X
R
Dove:

- quantità volumetrica di aria riscaldata, m3 / ora
p
- densità dell'aria a temperatura media (la somma della temperatura dell'aria all'ingresso e all'uscita del riscaldatore è divisa per due) - la tabella degli indicatori di densità è presentata sopra, kg / m3

Determina il consumo di calore per il riscaldamento dell'aria

(W) =
G
X
c
X (
t
con -
t
inizio)

Dove:

- portata massica, kg / h s - capacità termica specifica dell'aria, J / (kg • K), (l'indicatore è ricavato dalla temperatura dell'aria in ingresso dalla tabella)
t
inizio - temperatura dell'aria all'ingresso dello scambiatore di calore, ° С
t
con è la temperatura dell'aria riscaldata all'uscita dello scambiatore di calore, ° С

Esempio di calcolo della ventilazione di scarico

Prima dell'inizio calcolo della ventilazione di scarico è necessario studiare il SN e P (Sistema di norme e regole) del dispositivo dei sistemi di ventilazione. Secondo SN e P, la quantità di aria necessaria per una persona dipende dalla sua attività.

Bassa attività - 20 metri cubi / ora. Media - 40 m3 / h. Alto - 60 m3 / h. Successivamente, prendiamo in considerazione il numero di persone e il volume della stanza.

Inoltre, è necessario conoscere la molteplicità: uno scambio completo d'aria entro un'ora. Per la camera da letto, è uguale a uno, per le stanze domestiche - 2, per le cucine, i bagni e i ripostigli - 3.

Per esempio - calcolo della ventilazione di scarico camere 20 mq

Supponiamo che due persone vivano nella casa, quindi:

V (volume) della stanza è uguale a: SxH, dove H è l'altezza della stanza (standard 2,5 metri).
V = S x H = 20 x 2,5 = 50 metri cubi.
Ulteriore V x 2 (molteplicità) = 100 metri cubi / h. In un altro modo - 40 km / h. (attività media) x 2 (persona) = 80 metri cubi / ora. Scegliamo un valore maggiore: 100 mb / h.

Allo stesso modo, calcoliamo le prestazioni della ventilazione di scarico dell'intera casa.

Calcolo della sezione frontale del dispositivo necessaria per il passaggio del flusso d'aria

Decisa la potenza termica richiesta per riscaldare il volume richiesto, troviamo la sezione frontale per il passaggio dell'aria.

Sezione frontale - sezione interna di lavoro con tubi termovettori, attraverso i quali passano direttamente i flussi d'aria fredda forzata.

(mq) =
G
/
v
Dove:

- consumo d'aria di massa, kg / h
v
- velocità della massa d'aria - per i generatori ad aria alettata è compresa tra 3 e 5 (kg / m.kv • s). Valori ammessi - fino a 7 - 8 kg / m.kv • s

Vantaggi e svantaggi degli scaldacqua

Uno scaldabagno per la ventilazione di alimentazione presenta svantaggi significativi che ne limitano l'uso in locali residenziali:

grandi dimensioni;
la complessità del collegamento a un sistema comune di fornitura di acqua calda;
la necessità di un controllo rigoroso della temperatura del liquido di raffreddamento nel sistema di approvvigionamento idrico.

Tuttavia, per creare una temperatura confortevole in ambienti di grandi dimensioni (capannoni di produzione, serre, centri commerciali), l'uso di tali unità di riscaldamento è il più conveniente, efficiente ed economico.

Lo scaldabagno non carica la rete elettrica, il suo guasto non provocherà un incendio: questi fattori rendono sicuro l'uso dell'attrezzatura.

Calcolo dei valori di velocità di massa

Trova la velocità di massa effettiva per il riscaldatore ad aria

(kg / m.kv • s) =
G
/
f
Dove:

- consumo d'aria di massa, kg / h
f
- l'area della sezione frontale effettiva presa in considerazione, mq.

Opinione di un esperto

Importante!

Non riesci a gestire i calcoli da solo? Inviaci i parametri esistenti della tua stanza e i requisiti per la stufa. Ti aiuteremo con il calcolo. In alternativa, guarda le domande esistenti degli utenti su questo argomento.

Tipi di riscaldatori d'aria

Come accennato in precedenza, i riscaldatori d'aria sono suddivisi in base al principio di funzionamento e ogni tipo ha i suoi vantaggi e svantaggi:

Schema di collegamento del riscaldatore elettrico.

I riscaldatori elettrici sono facili da installare e abbastanza semplici da funzionare se utilizzati in un sistema di ventilazione per riscaldare l'aria che passa. Tuttavia, la maggior parte dei riscaldatori elettrici ha una capacità limitata, quindi l'uso di un riscaldatore elettrico è accettabile in quei tipi di ventilazione che non sono progettati per un flusso d'aria superiore a 4500 m3 / h. Inoltre, i riscaldatori elettrici presentano un altro svantaggio significativo: costi operativi elevati, soprattutto quando si utilizza un riscaldatore elettrico durante il freddo invernale. A seconda della potenza del riscaldatore elettrico, possono essere necessarie modifiche al cablaggio elettrico: se i riscaldatori con una potenza fino a 5 kW possono essere collegati a reti sia monofase (220 V) che trifase (380 V), quindi il collegamento di un riscaldatore elettrico con una potenza superiore a 5 kW è possibile solo a una rete elettrica trifase;
Gli scaldacqua utilizzano l'acqua calda per riscaldare l'aria che li attraversa, pertanto devono essere collegati ad un impianto di riscaldamento autonomo (caldaia a gas o elettrica in una casa privata) o centralizzato (per uffici o imprese). Gli scaldacqua sono molto più potenti delle loro controparti elettriche e possono essere utilizzati in sistemi di ventilazione con una portata da 1.000 a 16.000 metri cubi di aria all'ora. Gli svantaggi di questo tipo di riscaldatori includono il fatto che sono più difficili da installare e da utilizzare. Inoltre, gli scaldacqua sono soggetti al rischio di sbrinamento, quindi non possono essere lasciati senza una fornitura costante di acqua calda durante l'inverno.
I riscaldatori a vapore sono i tipi più comuni di riscaldatori ad aria. La loro popolarità dipende direttamente dalle loro qualità utili e caratteristiche tecniche. Un riscaldatore ad aria a vapore riscalda rapidamente l'aria nella stanza e, se lo confrontiamo con altri tipi di riscaldatori ad aria, è il leader in questo indicatore. Tuttavia, i riscaldatori d'aria a vapore soffrono degli svantaggi di sistemi ad acqua simili. Devono sempre essere alimentati con vapore caldo, poiché da esso dipende il loro lavoro. Inoltre, i riscaldatori a vapore non hanno un valore di potenza di riscaldamento costante, dipendono dalla temperatura e dalla pressione del vapore acqueo. Tuttavia, tali svantaggi sono più che sovrapponibili ai vantaggi di questo tipo di riscaldatori: poiché funzionano da generatori di vapore, sono abbastanza economici per vari tipi di imprese; il loro funzionamento non richiede grandi costi energetici, i riscaldatori a vapore sono abbastanza affidabili e durevoli.

Calcolo delle prestazioni termiche della batteria di riscaldamento

Calcolo della potenza termica effettiva:

(W) =
K
X
F
X ((
t
in +
t
fuori) / 2 - (
t
start +
t
con) / 2))

oppure, se viene calcolata la prevalenza di temperatura, allora:

(W) =
K
X
F
X
prevalenza a temperatura media
Dove:

- coefficiente di scambio termico, W / (m.kv • ° C)
F
- superficie riscaldante del riscaldatore selezionato (presa secondo la tabella di selezione), mq.
t
in - temperatura dell'acqua all'ingresso dello scambiatore di calore, ° С
t
out - temperatura dell'acqua all'uscita dello scambiatore di calore, ° С
t
inizio - temperatura dell'aria all'ingresso dello scambiatore di calore, ° С
t
con è la temperatura dell'aria riscaldata all'uscita dello scambiatore di calore, ° С

Classificazione del riscaldatore d'aria

I riscaldatori sono inclusi nella progettazione del sistema di riscaldamento per riscaldare l'aria.Esistono i seguenti gruppi di questi dispositivi in base al tipo di refrigerante utilizzato: acqua, elettrico, vapore, fuoco.

Ha senso utilizzare apparecchi elettrici per stanze con una superficie non superiore a 100 m². Per gli edifici con grandi aree, una scelta più razionale sarebbe quella degli scaldacqua, che funzionano solo con una fonte di calore.

I più popolari sono i riscaldatori a vapore e ad acqua. Sia la prima che la seconda superficie di forma sono divise in 2 sottospecie: nervata e tubo liscio. I riscaldatori alettati nella geometria delle nervature sono a piastra e avvolti a spirale.

Le prestazioni dei riscaldatori funzionanti su un vettore di calore come il vapore sono controllate mediante apposite valvole installate sul tubo di ingresso.

In base alla progettazione, questi dispositivi possono essere a passaggio singolo, quando il refrigerante al loro interno si muove attraverso i tubi, aderendo a una direzione costante e multi-passaggio, nelle cui coperture sono presenti partizioni, a seguito delle quali la direzione del movimento del liquido di raffreddamento è in continua evoluzione.

Sono in vendita 4 modelli di scaldacqua e vapore che si differenziano per superficie riscaldante:

CM - il più piccolo con una fila di tubi;
M - piccolo con due file di tubi;
CON - medio con tubi in 3 file;
B - grande, con 4 file di tubi.

Gli scaldacqua durante il funzionamento resistono a grandi fluttuazioni di temperatura - 70-110⁰. Per un buon funzionamento di questo tipo di riscaldatore, l'acqua circolante nell'impianto deve essere riscaldata ad un massimo di 180 ° C. Nella stagione calda, il riscaldatore d'aria può fungere da ventilatore.

Galleria di immagini

Foto da

Scaldabagno nella zona di produzione

Stufa a vapore su una terrazza vetrata

Riscaldatore ad aria elettrico compatto

Modello con avvolgimento a spirale del vapore

Calcolo della cortina d'aria di miscelazione

Elementi strutturali delle barriere d'aria

Le tende a palette, di regola, sono progettate con scarico dell'aria a due vie e sono composte da due unità indipendenti, costituite da ventilatori radiali o assiali, riscaldatori d'aria se la tenda è termo-termica e scatole di distribuzione dell'aria, che vengono installate su ogni lato dell'apertura da aprire.

Le scatole di distribuzione dell'aria della tenda si trovano all'interno dell'apertura a una distanza non superiore a 0,1 (dove Fпр è l'area dell'apertura aperta dotata della tenda). In assenza di spazio per l'installazione di scatole direttamente alle aperture, vengono utilizzate tende con bocchette di uscita dell'aria estese. Il flusso d'aria della tenda dovrebbe essere diretto con un angolo di 300 rispetto al piano dell'apertura. L'altezza dell'uscita dell'aria è considerata uguale all'altezza dell'apertura aperta. Il design delle scatole di distribuzione dell'aria deve garantire il movimento orizzontale del flusso d'aria della cortina d'aria e il rapporto tra la velocità minima di uscita dell'aria e l'altezza massima della fessura di almeno 0,7. Di norma, l'aria viene aspirata nella tenda a palette a livello del tubo di aspirazione del ventilatore. Quando si installa il ventilatore sul pavimento, si consiglia di prelevare aria dalla zona superiore della stanza se la temperatura dell'aria nella zona superiore è di 50 ° C o più superiore alla temperatura nella zona di lavoro.

L'uscita dell'aria dalle cortine aria-termiche del tipo a miscelazione deve essere prevista su entrambi i lati nelle immediate vicinanze delle porte da aprire, in modo che i flussi d'aria della cortina non siano interrotti dalle porte in apertura. Il design delle prese d'aria deve garantire la direzione orizzontale del flusso d'aria a cortina. L'altezza delle prese d'aria è presa da 0,1 a 1,6 m dal pavimento, la larghezza è determinata dal calcolo. La presa d'aria per la tenda, di regola, viene effettuata sotto il soffitto della hall. L'aspirazione dell'aria dall'esterno è prevista quando si combina una cortina termica dell'aria con la ventilazione di mandata.Si consiglia di fornire aria: con presa d'aria dalla stanza - nel vestibolo, con presa d'aria dall'esterno - nell'atrio.

Per le stanze con industrie esplosive, è necessario utilizzare ventilatori con un design a sicurezza intrinseca e la temperatura del liquido di raffreddamento per i riscaldatori d'aria attraverso cui passa l'aria di ricircolo non deve superare l'80% della temperatura di autoaccensione di gas, vapori o polvere. Se l'acqua calda viene utilizzata come vettore di calore, la sua temperatura per le categorie di produzione A, B ed E in presenza di polveri combustibili ed esplosive nei locali non deve essere superiore a 1100 C e, in sua assenza, non superiore a 1500 C . In assenza di adeguate apparecchiature antiscintilla per la tenda nei locali delle categorie A, B ed E, è consentito aspirare aria esterna o aria dai locali adiacenti delle categorie C, D ed E, se non sono presenti polveri combustibili esso.

I mezzi di automazione per barriere d'aria devono garantire: l'avviamento del ventilatore all'apertura dell'apertura servita e quando la temperatura in prossimità dell'apertura chiusa è inferiore al valore impostato; spegnendo il ventilatore dopo aver chiuso l'apertura di manutenzione e quando la temperatura dell'aria in prossimità dell'apertura chiusa viene riportata al valore impostato.

30.2. Calcolo di una tenda tipo cancello

La portata d'aria totale fornita dalla cortina a cancello è determinata dalla formula

, (30.1)

dove è la caratteristica della cortina - il rapporto tra la portata dell'aria fornita dalla cortina e la portata d'aria che passa nella stanza attraverso l'apertura durante il funzionamento della cortina; - il coefficiente della portata della cortina apertura durante il funzionamento della tenda (presa in base a e; Fпр - l'area dell'apertura attrezzata con la tenda, m2; - la differenza di pressioni d'aria da entrambi i lati della recinzione esterna a livello dell'apertura, Pa ; - densità, kg / m3, della miscela fornita dalla tenda e dell'aria esterna ad una temperatura tcm pari allo standard.

La differenza di pressione è determinata dal calcolo come risultato della risoluzione delle equazioni di bilanciamento dell'aria tenendo conto della pressione del vento per la modalità fredda dell'anno.

Per i calcoli approssimativi, se non ci sono dati iniziali completi, il valore può essere preso dalla formula

, (30.2)

dove k1 è un fattore di correzione per la pressione del vento, tenendo conto del grado di tenuta degli edifici;

; (30.3)

, (30.4)

dove hcalc è l'altezza calcolata, ad es. distanza verticale dal centro dell'apertura dotata di tenda al livello di pressioni zero, dove le pressioni dall'esterno e dall'interno dell'edificio sono uguali (altezza della zona neutra), m; - densità dell'aria, kg / m3, al temperatura aria esterna (parametri B); - la stessa, all'altezza media dei locali, la temperatura dell'aria interna tv - la velocità del vento stimata, il cui valore è preso con i parametri B per la stagione fredda; ñ - coefficiente aerodinamico calcolato, il cui valore deve essere preso secondo SNiP 2.01.07-85.

L'altezza stimata calcolata può essere presa approssimativamente;

a) per edifici senza aperture di aerazione e lanterne

, (30.5)

dove hpr è l'altezza dell'apertura da aprire;

b) per edifici con aperture di aerazione chiuse durante la stagione fredda,

, (30.6)

dove h1 è la distanza dal centro dell'apertura dotata di tenda al centro delle aperture di alimentazione, m; h2 è la distanza tra i centri delle aperture di alimentazione e di scarico, m; lp è la lunghezza dei portici delle aperture di alimentazione, che vengono aperti nella stagione calda, m; lv - lo stesso, aperture di scarico;

c) per edifici con aperture di aerazione aperte durante la stagione fredda:

, (30.7)

dove hp è la distanza dal centro delle aperture di aerazione dell'alimentazione aperta al livello di pressione zero ottenuto durante il calcolo dell'aerazione nella stagione fredda (parametri B), m; - i prodotti delle portate delle aperture, rispettivamente, le aperture di aerazione di alimentazione e di scarico e le loro aree, m2.

In presenza di uno squilibrio e di un eccesso nel locale dello scarico meccanico oltre il valore di ingresso, approssimativamente, può essere determinato dalle seguenti formule:

a) quando presa d'aria per la tenda dalla stanza

; (30.8)

b) quando presa d'aria per la tenda dall'esterno

, (30.9)

dove è la somma dei prodotti delle portate delle aperture di alimentazione aperte e delle loro aree, m2; - la somma dei prodotti delle portate di aperture aperte simultaneamente dotate di tendine e delle loro superfici, m2.

Durante il calcolo, è necessario controllare il valore di Gz secondo la formula (30.1) e per la portata stimata prendere il maggiore dei valori ottenuti dalla formula

(30.8) e (30.1) o (30.9) e (30.1). Il valore non deve superare un singolo cambio di 1 ora.

La temperatura dell'aria richiesta della tenda tg è determinata sulla base dell'equazione del bilancio termico secondo la formula

, (30.10)

dove è il rapporto tra il calore perso con l'aria che esce dalle aperture verso l'esterno e la potenza termica della tenda.

Potenza termica dei riscaldatori a cortina di riscaldamento ad aria

, (30.11)

dove A = 0,28 è il coefficiente: stagno è la temperatura dell'aria aspirata per la tenda, 0С.

Se, come risultato del calcolo di tz, risulta essere inferiore alla latta, è necessario utilizzare tende senza sezioni di riscaldamento.

30.3. Calcolo della cortina d'aria combinata

Per risparmiare energia termica, si consiglia di utilizzare barriere aria-termiche combinate (KVTZ), che forniscono parte dell'aria senza riscaldamento. KVTZ è costituito da due coppie di scatole di distribuzione dell'aria verticali installate all'interno dei locali. La coppia di alzate esterna, posta più vicino al cancello, non fa cadere l'aria riscaldata, ma il vapore interno, riscaldato a 70 ° C, che consente di ridurre le perdite di calore del getto della cortina d'aria.

Il calcolo di KHTZ viene eseguito nel seguente ordine. Vengono impostate la portata d'aria relativa e l'area relativa delle fessure nella coppia esterna dei montanti della cortina d'aria. Si consiglia di prendere. I valori vengono utilizzati per determinare le perdite di calore relative con il getto della cortina esterna. Quando,. Quindi il flusso d'aria relativo attraverso la cortina "interna" viene calcolato utilizzando la formula

(30.12)

Viene calcolata l'area relativa delle fessure di uscita dell'aria della "cortina interna"

(30.13)

Vengono determinate l'area relativa totale delle fessure di uscita dell'aria e la portata relativa totale del KVTZ

(30.14)

(30.15)

In base ai valori ottenuti e, la portata d'aria totale fornita dal KHTZ viene rilevata e calcolata secondo la formula (30.1). Successivamente, viene determinato il flusso d'aria attraverso le tende esterne e interne, rispettivamente.

(30.16)

(30.17)

La potenza termica dei riscaldatori KVTZ è calcolata dalla formula (30.11) a e

30.4. Calcolo della tenda di tipo misto

Il consumo d'aria per una barriera d'aria del tipo a miscelazione è determinato dalla formula

, (30.18)

dove k è un fattore di correzione per tenere conto del numero di persone che passano, del luogo di presa d'aria per la tenda e del tipo di ingresso; - coefficiente di flusso, a seconda del design dell'ingresso; Fвх - area di un'anta apribile di porte d'ingresso esterne, m2. Quando si combina una cortina aria-termica con la ventilazione di mandata, il valore di Gz è considerato uguale alla portata d'aria richiesta per la ventilazione di mandata, ma non inferiore al valore determinato dalla formula (30.18).

Il valore è determinato come risultato del calcolo del regime d'aria dell'edificio, tenendo conto della pressione del vento. In assenza di dati iniziali completi, può essere calcolato utilizzando la formula (30.3), dove il valore di h calcolato viene calcolato tenendo conto della pressione del vento in funzione del numero di piani dell'edificio secondo le formule:

per edifici con 3 o meno piani

(30.19)

per edifici con più di 3 piani

(30.20)

dove hl.k. - l'altezza della scala dal livello di pianificazione del terreno, m; hдв: altezza dell'anta, m; è l'altezza totale di un piano, m.

La potenza termica degli aerotermi della cortina termica è determinata dalla formula (30.11).