Пн-пт: с 10 до 18
E-mail для связи
Пн-пт: с 10 до 18
Температуру воздушного потока, поступающего в здание, регулируют с помощью калорифера. Он представляет собой теплообменник, процесс передачи тепла в котором происходит за счет вещества, пропускаемого по трубкам. Чтобы поток воздуха имел нужную температуру, необходимо рассчитать мощность и подобрать устройство. Их различают по типу теплоносителя на паровой, водяной и электрический калорифер для приточной вентиляции. Такое устройство играет важнейшую роль в системе вентилирования помещений.
Водяной калорифер для приточной вентиляции может использоваться прямоугольного или круглого сечения, и устанавливается в вентиляционном канале. Этот элемент системы вентилирования способен выполнять несколько функций:
Устройства прямого назначения бывают двух видов: двухрядные и трехрядные. Теплоноситель в них имеет температурный показатель не выше 90°С. Воздушный поток, поступающий в водяной калорифер для приточной вентиляции, должен быть очищен от твердых частиц, от клейких и волокнистых веществ.
Такой теплообменник легко купить, он не требует частого обслуживания и достаточно надежен в эксплуатации, однако полностью зависим от системы автоматики. Это связано с тем, что автоматика должна контролировать температурные показатели обратно подаваемой в нагреватель воды, и если этот показатель достигает уровня, ниже установленного значения, сигнализировать о необходимости регулировки или отключения устройства. Когда система автоматики дает сбой или в ней вовсе не предусмотрена функция защиты от размораживания, теплообменник выходит из строя.
Преимуществом такого аппарата является простота монтажа и невысокая цена. С его помощью вы можете сэкономить на электроэнергии, поскольку водяной калорифер для приточной вентиляции подключают к отоплению и расход электричества для его работы минимален.
Для правильной работы всей системы вентилирования помещений требуется подобрать калорифер нужной мощности, иначе система будет постоянно давать сбой либо не станет работать вовсе.
Чтобы провести вычисления, нужны следующие данные:
1. Количество нагреваемого вещества (масса или объем), величина, необходимая для вычисления объемного (м³/ч) или массового (кг/ч) расхода.
2. Температура поступающего воздушного потока, она же температура окружающей среды.
3. Конечная температура нагретых воздушных масс до подачи в помещение.
4. Уровень нагрева в теплообменнике.
Рассчитывая водяной калорифер для приточной вентиляции, нужно определить его мощность и нагреваемую площадь.
Площадь сечения устройства по фронту
Афр = L*ρ/ 3600*(ϑρ), где:
L – объемный расход поступающего воздушного потока, измеряемый в м³/ч;
ρ – его плотность, единица измерения которой кг/м³;
ϑρ (кг/(с*м²)) – величина массовой скорости воздуха в конкретном сечении.
Этот показатель определяют для того, чтобы знать размер теплообменника и выбрать из предлагаемого размерного ряда ближайший больший. Если же величина оказалась слишком большая, то монтируют параллельно несколько аппаратов, в сумме дающих нужное значение.
ϑρ высчитывают, зная фактическое значение Афр выбранного устройства (или устройств):
ϑρ = L*ρ/ 3600*Афр факт
Количество тепловой энергии Q для подогрева воздушной массы
Q = 0.278*G*c*(tп – tн),
здесь Q измеряется в Вт;
а G (кг/ч) – величина массового расхода подогреваемого воздушного потока;
с (равная 1,005 кДж/кг°С) – удельная теплоемкость, справочное значение;
tп – температурный показатель поступающих извне воздушных масс (°С);
tн – наружная температура (°С).
В связи с тем, что вентилятор в системе монтируется перед теплообменником, величина G определяется, учитывая плотность наружного воздушного потока - ρн.
G = L*ρн
Полученная величина Q дает возможность рассчитать количество теплоносителя требуемого нагреваемому веществу, проходящему сквозь водяной калорифер для приточной вентиляции:
Gw = Q / (cw*(tг – tо)),
обозначение cw – теплоемкость используемой жидкости (справочная величина), измеряется в кДж/кг°С;
tг – уровень нагрева носителя тепла на подаче (°С);
tо – температура жидкости в обратной трубе (°С).
Все температурные показатели измеряются в реальных условиях. В случае подачи воды из котельной или от центральной теплосети, для вычислений нужны их данные о теплоносителе.
Получив расход жидкости, рассчитывают скорость ее движения в змеевике теплообменника:
v = Gw/ (3600*ρw*Amp), в этой формуле:
Amp – величина площади расчетного сечения змеевика устройства (м²);
ρw – величина плотности жидкости в системе при среднем температурном показателе в теплообменнике, который определяют следующим способом: (tг + tо) / 2
Вычисленная скорость, будет верна как для одного прибора, так и последовательного подключения теплообменников. Если рассматривается вариант, когда калориферы для приточной вентиляции подключены параллельным образом, то сечение змеевика увеличится больше, чем в два раза, что снизит скорость течения воды. Производительность не вырастет в этих условиях, а произойдет понижение температуры в обратной трубе. Чтобы величина гидравлического сопротивления устройства не было слишком высока, скорость движения воды должна быть меньше значения 0,2 м/с.
Сначала вычисляют площадь теплообменной поверхности устройства:
Аmp = 1.2*Q / (K*(tср. т – tср. в.)), в которой:
К (Вт/(м*°С)) – является коэффициентом теплоотдачи, величину которого находят в справочной таблице по рассчитанной скорости воды в установке и массовой скорости течения воздушного потока;
tср. т – найденное среднее значение температуры теплообменной жидкости;
tср. в. – такой же показатель для воздуха;
1.2 – , учитывающий остывание воздуха в трубопроводах, коэффициент.
Средние температуры можно вычислить по формуле, предложенной выше.
Qф = К*(tср. т – tср. в.)*A, где
А – это фронтальная площадь сечения рассматриваемого прибора, выбранного согласно первоначальным расчетам.
Рекомендуют прибавлять от 12% до 15% к запасу производительности прибора, но не более, так как увеличение расширения поверхности нагрева приводит к ее быстрому охлаждению, а в холодный период года это станет причиной размораживания. Этот совет объясняется тем, что:
1. Фактические величины коэффициента теплоотдачи не соответствуют табличным значениям и являются в большинстве случаев ниже указанных;
2. С увеличением продолжительности работы, приточная установка с водяным калорифером теряет производительность тепла, так как со временем змеевик в нем засоряется.
Если же изготовитель дал гарантию на точность, то принимают запас мощности до 5%. Это меры предосторожности, чтобы уберечь водяной калорифер для приточной вентиляции от размораживания.
Приточная установка с водяным калорифером может работать только при правильной конструкции узлов обвязки. Так называют специальный каркас из арматуры для регулирования подачи нагретой воды. Эта обвязка прибора может иметь циркуляционный насос, который служит для поддержания уровня производительности. Некоторые водяные калориферы конструируют с уже встроенным обводным сапуном, который служит для защиты от разморозки.
Для водяного калорифера существует два метода:
Монтирование узлов обвязки необходимо, потому что это позволяет контролировать производительность калорифера и предотвращает его промерзание.