Мощность электрического калорифера квт

Эффективная работа вентиляции зависит от правильного расчёта и подбора оборудования. Мы подготовили онлайн калькулятор расчета мощности калорифера.

Онлайн-расчет мощности водяного калорифера

Расход тепла водяным калорифером на подогрев приточного воздуха. В поля калькулятора вносятся показатели: объем нагнетаемого вентилятором холодного воздуха, температура входящего в калорифер воздуха, необходимая температура на выходе из калорифера. По результатам онлайн-расчета показывается требуемая мощность водяного калорифера для соблюдения заданных условий.

1 поле. Объем проходящего через калорифер приточного воздуха, м³/ч
2 поле. Температура воздуха на входе в водяной калорифер, °С
3 поле. Необходимая температура воздуха на выходе из калорифера, °С
4 поле (результат). Требуемая тепловая мощность водяного калорифера, кВт

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		м3/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.

Расчет производительности для нагрева воздуха определенного объема

Определяем массовый расход нагреваемого воздуха

G (кг/ч) = L х р

где:

L — объемное количество нагреваемого воздуха, м.куб/час
p — плотность воздуха при средней температуре (сумму температуры воздуха на входе и выходе из калорифера разделить на два) — таблица показателей плотности представлена выше, кг/м.куб

Определяем расход теплоты для нагревания воздуха

Q (Вт) = G х c х (t кон — t нач)

где:

G — массовый расход воздуха, кг/час с — удельная теплоемкость воздуха, Дж/(кг•K), (показатель берется по температуре входящего воздуха из таблицы)
t нач — температура воздуха на входе в теплообменник, °С
t кон — температура нагретого воздуха на выходе из теплообменника, °С

Мощность водяного калорифера: расчет с помощью online калькулятора

Воздушно-водяное отопление способно в короткий срок обогреть помещения даже с большой площадью. Размещение калорифера зависит от конфигурации и типа вентиляции. Тепловой аппарат может быть подвешен под самый потолок или размещён прямо на стене. Горячий поток, соответственно, будет направлен, вертикально или горизонтально.

Воздухонагреватели водяного типа, обычно, подключаются к отопительным магистралям. Однако есть модели, подключаемые к паровым и другим трубопроводам.

Воздушное отопление с помощью водяных калориферов — это один из самых безопасных и экономичных способов. От стандартных систем подобное оборудование отличается быстрым и эффективным прогревом помещения.

Наша программа позволяет рассчитать мощность водяного калорифера быстро и правильно.

Вычисление фронтального сечения устройства, требующегося для прохода воздушного потока

Определившись с необходимой тепловой мощностью для обогрева требуемого объема, находим фронтальное сечение для прохода воздуха.

Фронтальное сечение — рабочее внутреннее сечение с теплоотдающими трубками, через которое непосредственно проходят потоки нагнетаемого холодного воздуха.

f (м.кв) = G / v

где:

G — массовый расход воздуха, кг/час
v — массовая скорость воздуха — для оребренных калориферов принимается в диапазоне 3 — 5 (кг/м.кв•с). Допустимые значения — до 7 — 8 кг/м.кв•с

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.

Онлайн-подбор водяного калорифера

Онлайн-подбор водяного калорифера по объему нагреваемого воздуха и тепловой мощности. Ниже выложена таблица с номенклатурой водяных биметаллических оребренных калориферов производства ЗАО Т.С.Т., по которой подбирается подходящий для ваших данных водовоздушный воздухонагреватель. Изначально ориентируясь на показатели производительности по воздуху в час, можно выбрать водяной калорифер приточной установки для наиболее распространенных тепловых режимов. Кликнув мышкой по названию воздухоподогревателя, Вы перейдете на страницу с подробными теплотехническими параметрами и рабочими расчетами на разные температурные режимы данного водяного калорифера.

Теплый период года — ТП.

1. При кондиционировании воздуха в тёплый период года — ТП изначально принимаются оптимальные параметры внутреннего воздуха в рабочей зоне помещения:

tВ = 20 ÷ 22ºC; φВ = 40 ÷ 65%.

2. Границы оптимальных параметров при кондиционировании наносят на J-d диаграмму (см. рисунок 1).

3. Для достижения оптимальных параметров внутреннего воздуха в рабочей зоне помещения в тёплый период года — ТП требуется охлаждение наружного приточного воздуха.

4. При наличии тепловых избытков в помещении в тёплый период года — ТП, а также учитывая, что приточный воздух охлаждается, целесообразно выбрать из зоны оптимальных параметров наибольшую температуру

tВ = 22ºC

и наибольшую относительную влажность внутреннего воздуха в рабочей зоне помещения

φВ = 65%.

Получим на J-d диаграмме точку внутреннего воздуха — (•) В.

5. Составляем тепловой баланс помещения по тёплому периоду года — ТП:

• по явному теплу ∑QТПЯ
• по полному теплу ∑QТПП

6. Рассчитываем поступления влаги в помещение

∑W

7. Определяем тепловую напряженность помещения по формуле:

где: V — объем помещения, м3.

8. Исходя из величины теплового напряжения, находим градиент нарастания температуры по высоте помещения.

Градиент температуры воздуха по высоте помещений общественных и гражданских зданий.

Тепловая напряженность помещения QЯ/Vпом.	grad t, °C
кДж/м3	Вт/м3
Более 80	Более 23	0,8 ÷ 1,5
40 ÷ 80	10 ÷ 23	0,3 ÷ 1,2
Менее 40	Менее 10	0 ÷ 0,5

и рассчитываем температуру удаляемого воздуха

tY = tB + grad t(H — hр.з.), ºС

где: Н — высота помещения, м; hр.з. — высота рабочей зоны, м.

9. Для ассимиляции температуру приточного воздуха — tП принимаем на 4 ÷ 5ºС ниже температуры внутреннего воздуха — tВ, в рабочей зоне помещения.

10. Определяем численное значение величины тепло-влажностного отношения

11. На J-d диаграмме точку 0,0 °С шкалы температур соединяем прямой линией с численным значением тепло-влажностного отношения (для нашего примера численное значение величины тепло-влажностного отношения принимаем 3 800).

12. На J-d диаграмме проводим изотерму приточного — tП, с численным значением

tП = tВ — 5, °С.

13. На J-d диаграмме проводим изотерму уходящего воздуха с численным значением уходящего воздуха — tУ, найденным в пункте 8.

14. Через точку внутреннего воздуха — (•) В, проводим линию, которая параллельна линии тепло-влажностного отношения.

15. Пересечение этой линии, которая будет называться — лучом процесса

с изотермами приточного и уходящего воздуха — tП и tУ определит на J-d диаграмме точку приточного воздуха — (•) П и точку уходящего воздуха — (•) У.

16. Определяем воздухообмен по полному теплу

и воздухообмен на ассимиляцию избытков влаги

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.

Обзор современных моделей

Для облегчения выбора и составления представления об водяных калориферах разных производителей будут описаны особенности и характеристики нескольких моделей:

1. Завод ЗАО Т.С.Т выпускает нагревательные приспособления для приточной вентиляции – КСК-3. Модель укомплектована алюминиевыми нагревательными элементами. Ее корпус выполнен из углеродистой стали. Данные агрегаты работают с теплоносителем в следующем температурном диапазоне: от +70 градусов (выход)до +150°С (вход). Минимальная температура воздуха в подающем воздуховоде составляет -20 градусов. Максимальная температура теплоносителя + 190 градусов. Рабочее давление в районе 1,2 МПа. Рабочий ресурс, заявленный производителем, составляет 13,2 тысячи часов, а срок службы – 11 лет.
2. Тепловые вентиляторы Volcano mini отличаются компактными размерами и практичностью. Их выпускает одноименная польская компания. Для смены направления потока воздуха есть специальные жалюзи. Мощность – 3-20 кВт, производительность составляет 2 тысячи кубометров в час. Агрегат имеет двухрядный теплообменник с классом защиты ІР 44. Предельное рабочее давление – не более 1,6 МПа, а максимальная температура теплового носителя +120 градусов. Объем теплообменника составляет 1,12 л. Подходит для подогрева воздуха в производственных и бытовых помещениях.
3. Итальянские водяные нагреватели Galletti AREO работаю на обогрев и охлаждение воздушных масс. Они укомплектованы теплообменником, состоящим из медно-алюминиевых трубок, вентилятором и дренажным лотком. Мощность находится в пределах 8-130 кВт. При работе в режиме охлаждения этот показатель равен 3-40 кВт. Рабочее давление – 10 бар. Температура теплоносителя +7…+95°С. Агрегат нагревает воздух до +40 градусов или охлаждает до +10°С. Класс защиты – ІР 55. Предусмотрена защита электродвигателя.

Также на торговом рынке промышленного нагревательного оборудования представлены модели следующих брендов: Тепломаш, Fraccaro, 2VV,Yahtec, Kroll, Tecnoclima, Pakole, Remko, Инновент, Zilon.

Определение запаса устройства по тепловой мощности

Определяем запас тепловой производительности:

((q — Q) / Q) х 100

где:

q — фактическая тепловая мощность подобранных калориферов, Вт
Q — расчетная тепловая мощность, Вт

Дополнительная литература

1. «Применение I-d диаграммы для расчетов» справочника «Внутренние санитарно-технические устройства. Часть 3. Вентиляция и кондиционирование воздуха. Книга 1.» М.: «Стройиздат», 1991 г. Воздухоподготовка.
2. Под ред. И.Г.Староверова, Ю.И. Шиллера, Н.Н.Павлова и др. «Справочник проектировщика» Изд. 4-е, Москва, Стройиздат, 1990г.
3. Ананьев В.А., Балуева Л.Н., Гальперин А.Д., Городов А.К., Еремин М.Ю., Звягинцева С.М., Мурашко В.П.,Седых И.В. «Системы вентиляции и кондиционирования. Теория и практика.» Москва, Евроклимат, 2000г.
4. Беккер А. (перевод с немецкого Казанцевой Л.Н. под редакцией Резникова Г.В.) «Системы вентиляции» Москва, Евроклимат, 2005г.
5. Бурцев С.И., Цветков Ю.Н. «Влажный воздух. Состав и свойства. Учебное пособие.» Санкт-Петербург, 1998г.
6. Технические каталоги Flaktwoods

Расчет электрического калорифера.

Расчёт электрического
калорифера сводится к расчету одного
ТЭНа и определению количества ТЭНов.
Основными достоинствами ТЭНов являются:

— возможность
эксплуатации при непосредственном
контакте с нагреваемыми средами, которые
могут быть газообразными и жидкими, при
давлении 106
Па, а так же твёрдыми;

— надёжность при
вибрациях и значительных ударных
нагрузках;

— разнообразная
конфигурация.

Суммарная мощность
ТЭН Рсум,
кВт:

По характеристике
нагреваемой среды подбирается вид
ТЭНа.

Таблица 2.
Характеристика ТЭНа

Удельная мощность, Вт/см2, не более	Нагреваемая среда	Обозначение нагреваемой среды	Характер нагрева	Материал
5,5	Воздух и прочие газы и газовые смеси	О	Нагрев в среде с движущимся со скоростью не менее 6 м/с воздухом до температуры на оболочке 450 °С	Углеродистая сталь

Пользуясь данными
каталога , подбирается ТЭН, соответствующий
требованиям условий эксплуатации
(среда, мощность, напряжение), имеющий
наиболее приемлемую форму и размеры.

Таблица 3. Параметры
ТЭНа.

Индекс завода-изготовителя	Номер по каталогу 12.15.04-77	Номер по каталогу 12.15.04-75	Условное обозначение	Номинальная мощность одного элемента, кВт	Номинальный ток, А	Номинальное сопротивление, Ом
Ми	201	472	ТЭН-44А13/0,4О110	0,4	3,64	30,22

Удельная поверхностная мощность	Размеры, мм	Активная длина,мм
габаритные	установочные
А	Б	В	Г	Д
2,72	490	—	—	—	—	360

Lr	R	Резьба на контактном стержне	Крепёжная арматура	Масса, кг	Номер рисунка
360	—	М4	—	0,32	3

Необходимое
количество ТЭНов:

,

где р – номинальная
мощность одного элемента, кВт.

.

Располагаются
ТЭНы в 4 ряда по 3 ТЭНа в каждом.

Наружный диаметр
калорифера D=100
мм,

Длина калорифера
L=490
мм.

Площадь живого
сечения для прохода воздуха Fжив,
м2:

,

где d=13
мм – диаметр ТЭНа;

1. Скорость движения
воздуха в калорифере:

,

где V
– объёмный расход воздуха, м3/с:

,

где

— плотность воздуха при температуре
воздуха Т:

T
– средняя температура воздуха в
калорифере;

;

;

Если установить
3 поперечные перегородки, то скорость
воздуха увеличиться в 4 раза:
.

2. Коэффициент
теплоотдачи α:

,

где λ
– коэффициент
теплопроводности воздуха при средней
температуре:

	50	61,15	100
	0,279	x	0,0326

;

Nu
– критерий Нуссельта:

,

где
=1
– коэффициент, учитывающий влияние
угла атаки (φ=90°).

Re
– критерий Рейнольдса:

,

где μвозд
– вязкость воздуха при t
= 61,15°С:

;

;

3. Количество
теплоты, передаваемое калорифером
воздуху:

,

где F
– площадь поверхности теплообмена, м2:

,

где

— активная длина ТЭНа.

;

— средняя разность
температур воздуха и ТЭНа, К;

450

450

ТЭН

воздух

;

;

.

Эта теплота Q
= 7,2 кВт больше, чем суммарная мощность
ТЭНов, необходимая на нагрев воздуха Р
= 4,71 кВт, поэтому можно использовать
данный калорифер.

4. Гидравлическое
сопротивление электрического калорифера
Δркал,
Па:

Гидравлическое
сопротивления электрического калорифера
рассчитывается так же, как гидравлическое
сопротивление кожухотрубчатого
теплообменника с поперечными перегородками.

,

где Eu
– критерий Эйлера:

,

где b=1
– поправочный коэффициент, зависящий
от угла атаки φ = 90°

;

m=4
– число рядов труб в пучке в направлении
движения потока;

S1=7мм
– поперечный шаг;

Расчет аэродинамического сопротивления

Расчет аэродинамического сопротивления. Величину потерь по воздуху можно рассчитать по формуле:

ΔРа (Па)=В х Vr

где:

v — действительная массовая скорость воздуха, кг/м.кв•с
B, r — значение модуля и степеней из таблицы

Контрольные вопросы

1. Из каких элементов состоит приточная система вентиляции?
2. Из каких элементов состоит вытяжная система вентиляции?
3. Из каких элементов состоит центральный кондиционер?
4. Почему в вытяжной вентиляции отсутствуют фильтр, нагреватель, охладитель?
5. Может ли шумоглушитель устанавливаться перед вентилятором? С обоих сторон от него? С какой целью?
6. Как вы думаете, в какой системе (приточной или вытяжной) должен быть установлен более мощный вентилятор при одинаковой производительности системы? Почему?

Способы обвязки калорифера

Обвязку калорифера приточной вентиляции выполняют несколькими способами. Расположение узлов напрямую связано с местом установки, техническими характеристиками и используемой схемой воздухообмена. Чаще всего применяют вариант, в котором предусмотрено смешивание удаляемого из помещения воздуха с поступающими воздушными массами. Реже используют замкнутые модели, в которых рециркуляция воздуха происходит только в пределах одного помещения без смешивания с воздушными массами, поступающими с улицы.

Если работа естественной вентиляции хорошо отлажена, то в этом случае целесообразна установка приточной модели с нагревателем водяного типа. Его подключают к отопительной системе в точке воздухозабора, чаще всего находящейся в подвальном помещении. Если есть принудительная вентиляции, то нагревательное оборудование устанавливают в любом месте.

В продаже можно найти готовые обвязочные узлы. Они отличаются вариантами исполнения.

В комплект входит:

• насосное оборудование;
• обратный клапан;
• очистительный фильтр;
• балансировочный вентиль;
• двух- или трехходовые клапанные механизмы;
• шаровые краны;
• байпасы;
• манометры.

В зависимости от условий подключения используют один из вариантов обвязки:

1. Гибкую обвязку монтируют на управляющих узлах, которые расположены недалеко от прибора. Данный вариант монтажа более простой, поскольку для сборки всех деталей используют резьбовые соединения. Благодаря этому сварочное оборудование не понадобится.
2. Жесткую обвязку применяют, если узлы управления находятся далеко от устройства. В этом случае приходится прокладывать прочные коммуникации с жесткими сварными соединениями.

Важно! Независимо от способов монтажа все устройства обвязки предназначены для регулировки и настройки работы водяного нагревателя.

5 Выбор вентиляционного электронагревателя

Многие пользователи предпочитают использовать для расчёта калорифера онлайн-калькулятор, где предусмотрены все нюансы. Но даже в такой ситуации нужно быть внимательными, так как мощность комплектующих узлов может быть слишком большой. Когда агрегат имеет показатели работоспособности 4 кВт, то питаться он может от обычной розетки. Если же мощность калорифера больше, то ему потребуется отдельный кабель, который будет вести прямо к щитку электроэнергии. Если потребитель решит приобрести агрегат с показателем 8 кВт, то для его работы понадобится питание 380 В.

Современные калориферы отличаются небольшим весом и довольно компактными габаритами, к тому же они полностью автономны. Для стабильной работы таких агрегатов вовсе не обязательно иметь централизованное горячее водоснабжение либо пар. Единственный минус — из-за небольшой мощности их просто нецелесообразно использовать на больших площадях. К вторичному недостатку можно отнести то, что они потребляют много электроэнергии.