Расчет мощности калорифера
Определимся с исходными данными, которые понадобятся, чтобы правильно подобрать мощность нагревателя для вентиляции:
- Объём воздуха, который будет перегоняться за час (м 3 /ч), т.е. производительность всей системы – L.
- Температура за окном. – t ул.
- Температура, до которой нужно довести нагрев воздуха – t кон.
- Табличные данные (плотность воздуха определённой температуры, теплоёмкость воздуха определённой температуры).
Инструкция для расчета с примером
Шаг 1
. Расход воздуха по массе (G в кг/ч).
Формула: G = LxP
- L – расход воздуха по объёму (м 3 /ч)
- P – плотность воздуха по среднему.
Пример:
С улицы поступает воздух -5° С, а на выходе нужна t +21°С.
Сумма температур (-5) + 21 = 16
Среднее значение 16:2 = 8.
По таблице определяется плотность этого воздуха: P = 1,26.
|
Плотность воздуха в зависимости от температуры кг/м3 |
||||||||||||||||||||||||||
| -50 | -45 | -40 | -35 | -30 | -25 | -20 | -15 | 10- | -5 | +5 | +10 | +15 | +20 | +25 | +30 | +35 | +40 | +45 | +50 | +60 | +65 | +70 | +75 | +80 | +85 | |
| 1,58 | 1,55 | 1,51 | 1,48 | 1,45 | 1,42 | 1,39 | 1,37 | 1,34 | 1,32 | 1,29 | 1,27 | 1,25 | 1,23 | 1,20 | 1,18 | 1,16 | 1,15 | 1,13 | 1,11 | 1,09 | 1,06 | 1,04 | 1,03 | 1,01 | 1,0 | 0,99 |
Если производительность вентиляции 1500 м 3 /ч, то расчёты будут следующие:
G = 1500 х 1,26 = 1890 кг/ч.
Шаг 2.
Расход теплоты (Q в Вт).
Формула: Q = GxС x (t кон – t ул)
- G – расход воздуха по массе;
- С – удельная теплоёмкость входящего с улицы воздуха (табличный показатель);
- t кон – температура до которой нужно прогреть поток;
- t ул – температура входящего с улицы потока.
Пример:
По таблице определяем С для воздуха, температурой -5° С. Это 1006.
|
Теплоемкость воздуха в зависимости от температуры, Дж/(кг*К) |
||||||||||||||||||||||||||
| -50 | -45 | -40 | -35 | -30 | -25 | -20 | -15 | 10- | -5 | +5 | +10 | +15 | +20 | +25 | +30 | +35 | +40 | +45 | +50 | +60 | +65 | +70 | +75 | +80 | +85 | |
| 1013 | 1012 | 1011 | 1010 | 1010 | 1009 | 1008 | 1007 | 1007 | 1006 | 1005 | 1005 | 1005 | 1005 | 1005 | 1005 | 1005 | 1005 | 1005 | 1005 | 1005 | 1005 | 1006 | 1006 | 1007 | 1007 | 1008 |
Подставляем данные в формулу:
Q = (1890/3600*) х 1006 х (21 – (-5)) = 13731,9** Вт
*3600 – это час, переведённый в секунды.
**Получившиеся данные округляются в большую сторону.
Результат: для нагрева воздуха от -5 до 21 °С в системе производительностью 1500м 3 , требуется калорифер мощностью 14 кВт
Существуют онлайн калькуляторы, где введя производительность и температуры можно получить примерный показатель мощности.
Лучше предусмотреть запас мощности (на 5-15 %), поскольку производительность оборудования со временем часто снижается.
Вычисление поверхности нагрева
S = 1,2 Q: (k (t жид. – t возд.)
Где:
- 1,2 – коэффициент остывания;
- Q – расход теплоты, который мы уже вычислили ранее;
- k – коэффициент теплоотдачи;
- t жид. – средний показатель температуры теплоносителя в трубах;
- t возд – средняя температура потока, поступающего с улицы.
K (теплоотдача) – это табличный показатель.
Средние температуры вычисляются путём нахождения суммы поступающей и желаемой температуры, которую нужно разделить на 2.
Получившийся результат округляется в большую сторону.
Знание площади поверхности нагревателя для вентиляции может понадобиться при подборе нужного оборудования, а также для закупки нужного количества материалов при самостоятельном изготовлении элементов системы.
Особенности расчета паровых калориферов
Как уже говорилось, калориферы используются одинаковые для водяного отопления и для применения пара. Расчёты осуществляются по тем же формулам, только расход теплоносителя вычисляется по формуле:
G = Q: m
- Q – расход теплоты;
- m– показатель теплоты, выделяемой при конденсации пара.
А скорость движения пара по трубам не берётся в расчёт.
Габаритно-присоединительные размеры паровых калориферов КПСк
| Габаритные размеры, мм | КП3-1 | КП3-2 | КП3-3 | КП3-4 | КП3-5 | КП3-6 | КП3-7 | КП3-8 | КП3-9 | КП3-10 | КП3-11 | КП3-12 |
| КП4-1 | КП4-2 | КП4-3 | КП4-4 | КП4-5 | КП4-6 | КП4-7 | КП4-8 | КП4-9 | КП4-10 | КП4-11 | КП4-12 | |
| А | 250 | 250 | 250 | 250 | 250 | 375 | 375 | 375 | 375 | 375 | 875 | 1375 |
| А1±3 | 426 | 426 | 426 | 426 | 426 | 551 | 551 | 551 | 551 | 551 | 1050 | 1551 |
| А2 | 450 | 450 | 450 | 450 | 450 | 575 | 575 | 575 | 575 | 575 | 1075 | 1575 |
| А3 | 82,5 | 82,5 | 82,5 | 82,5 | 82,5 | 82,5 | 82,5 | 82,5 | 82,5 | 82,5 | 290 | 415 |
| А4 | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | 495 | 745 |
| B | 500 | 625 | 750 | 875 | 1125 | 500 | 625 | 750 | 875 | 1125 | 1625 | 1625 |
| B1±3 | 578 | 703 | 828 | 953 | 1203 | 578 | 703 | 828 | 953 | 1203 | 1703 | 1703 |
| B2 | 602 | 727 | 852 | 977 | 1227 | 602 | 727 | 852 | 977 | 1227 | 1727 | 1727 |
| L | 700 | 825 | 950 | 1075 | 1325 | 700 | 825 | 950 | 1510 | 1325 | 1825 | 1825 |
| Dу | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 | 65 | 80 |
| n | 4 | 5 | 6 | 7 | 9 | 4 | 5 | 6 | 7 | 9 | 13 | 13 |
| n2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 7 | 11 |
| V m3 | 0,057 | 0,067 | 0,077 | 0,122 | 0,107 | 0,072 | 0,8 | 0,093 | 0,106 | 0,132 | 0,343 | 0,503 |
Телефон многоканальный
Подбор и расчет мощности калорифера зависит от условий эксплуатации и задач
Схема работы парового калорифера.
Если нагреватель планируется использовать в производственных помещениях, где уже установлены парогенерирующие системы, то подбор одной из моделей парового калорифера практически безальтернативен. На таких предприятиях уже есть сеть паропроводов, непрерывно подающих горячий пар на различные нужды, соответственно, есть возможность и для подключения калорифера к данной сети
Однако стоит обратить внимание на то, что все обогреваемые помещения должны быть оборудованы не только приточной вентиляцией, но и вытяжной, чтобы не допустить дисбаланса температур, который может привести к негативным последствиям как для техники и самого помещения, так и для работающих тут людей
Если в помещениях нет постоянной сети паропроводов и нет возможности для установки парогенератора, то оптимальным выбором будет использование электронагревателя. Кроме того, какой-либо вид электронагревателя лучше выбирать и для тех помещений, где установлена достаточно слабая вентиляция (офисные здания или частные дома). Электрические нагреватели не нуждаются в дополнительных сложных инженерных коммуникациях. Для электронагревателя достаточно наличия электрического тока, что применимо практически к любому помещению, где живут или работают люди. Все электрические калориферы оборудованы трубчатыми электронагревателями, что увеличивает теплообмен с окружающим воздухом в вентиляции. Главное, чтобы характеристики подводящих электрических кабелей соответствовали мощности ТЭНов.
Схема устройства водяного калорифера.
Использование водяных калориферов оправдано в том случае, если у вас есть некоторое количество источников нагрева воды. Одним из оптимальных вариантов использования водяного оборудования является применение их в качестве теплоутилизаторов, то есть устройств, которые отбирают тепловую мощность у теплоносителей. При эксплуатации таких систем следует соблюдать технику безопасности и следить за их исправностью и герметичностью, так как температура воды в них может достигать 180°С, что чревато термическими травмами. Несомненным преимуществом водяных воздухонагревателей является то, что они могут быть подключены к системе отопления.
Система рекуперации
Прямой нагрев воздуха за счёт только энергии нагревательных элементов – это не самый экономичный и практичный вариант устройства отопления вентсистемы. Система рекуперации за счёт замкнутого цикла работы значительно снижает теплопотери. Её работа основана на теплоизбытках, а точнее — энергии отработанных воздушных масс.
Общая схема устройства выглядит так: приточка и вытяжка проходят через один блок, и тепловыделения от исходящих воздушных потоков частично передаются входящим. За счёт использования теплопритоков снижается нагрузка на остальные системы отопления.
Монтаж системы отопления с рекуперацией стоит дороже, чем аналогичный, но без неё. Затраты быстро окупаются в регионах, где отопление подвергается значительной тепловой нагрузке ввиду продолжительной зимы.
Калорифер на отработанном масле и газовый обогреватель: варианты для гаража
В обогреве гаражей довольно часто используют самодельные агрегаты, работающие на отработанном масле. Такой прибор дает двойную экономию – служит утилизатором отработанного масла, а также не требует покупки дорогостоящего оборудования для обогрева.
Калорифер — распространённый вариант для обогрева гаража.
При помощи такого калорифера можно обогревать помещения площадью свыше 300 кубометров при условии, что хозяин также позаботился об утеплении. Если же утеплитель слабый, то нормальную температуру для жизнедеятельности можно поддерживать в помещении объемом до 200 кубометров. Расход потребляемого масла при этом равен показателю в 300 мл в час.
Калорифер дополнительно можно оборудовать автоматикой и специальными термодатчиками – для определения наличия пламени и температурного показателя. Обязательно в конструкции наличие маслонасоса, а также вентиляторов для наддува и обдува теплообменника. Сами вентиляторы калорифера тоже оборудуют автоматикой. Это простое термореле, которое срабатывает при разогреве прибора и при его остывании. Маслонасос, работая в автоматическом режиме, по капле подает отработанное масло в перолизную чашку. Можно выбрать нужный уровень и темп подачи масла.
Для обогрева технических помещений также используют газовые калориферы, относящиеся к приборам обогрева низкой мощности, которые работают на сжиженном газе. В качестве топлива может служить пропан-бутан или чистый пропан. Такое оборудование отличается выгодным сочетанием малой комплекции и мощности, поэтому агрегат можно легко перемещать и использовать в условиях ограниченной площади.
Электрический калорифер с вентилятором.
Схема подключения и управление
Подключение электрических калориферов должно производиться с соблюдением всех требований техники безопасности. Схема подключения электрокалорифера выглядит следующим образом: при нажатии кнопки «Пуск» происходит запуск двигателя и включается вентиляция нагревателя. При этом двигатель оснащён тепловым реле, которое при проблемах с вентилятором мгновенно размыкает цепь и отключает электронагреватель. Включить ТЭНы отдельно от вентилятора возможно, замкнув блокировочные контакты. Для обеспечения скорейшего нагрева все ТЭНы включаются одновременно.
Для повышения безопасности электрокалорифера в схему подключения включен аварийный индикатор и устройство, не допускающее включения ТЭНов при выключенном вентиляторе. Кроме того, специалисты рекомендуют включение в схему автоматических предохранителей, которые следует располагать в цепь вместе с ТЭНами. А вот на вентиляторы установка автоматов, напротив, не рекомендуется. Управление калорифером производится из специального шкафа, расположенного недалеко от прибора. Причём чем ближе он расположен, тем меньше может быть сечение соединяющего их провода.
При выборе схемы подключения водяного калорифера необходимо ориентироваться на размещение смесительных узлов и блоков с автоматикой. Так, если эти агрегаты располагаются слева от воздушного клапана, то подразумевается левое исполнение, и наоборот. При каждом исполнении расположение соединительных трубок соответствует стороне воздухозабора с установленным клапаном.
Между левым и правым размещением существует ряд отличий. Так, при правом исполнении подающая воду трубка расположена снизу, а трубка «обратки» – сверху. В левосторонних схемах подающий патрубок заходит сверху, а трубка оттока находится внизу.
При установке нагревателя требуется выполнить обустройство узла обвязки, необходимого для осуществления мониторинга за производительностью прибора и защиты его от перемерзания. Узлами обвязки называют арматурные каркасы, регулирующие поступление горячей воды в теплообменник. Обвязка водяных нагревателей производится с помощью двух- или трехходовых вентилей, выбор которых зависит от типа системы отопления. Так, в контурах, отапливаемых при помощи газового котла, рекомендуется устанавливать трёхходовую модель, тогда как для систем с центральным отоплением достаточно двухходовой.
Управление водяным калорифером заключается в регулировании тепловых мощностей нагревательных устройств. Это становится возможным благодаря процессу смешивания горячей и холодной воды, которое выполняется при помощи трёхходового клапана. При повышении температуры выше заданного значения клапан запускает в теплообменник небольшую порцию охлаждённой жидкости, забираемой на выходе из него.
Кроме того, схема установки водяных калориферов не предусматривает вертикального расположения труб входа и выхода, а также расположения воздухозабора сверху. Такие требования обусловлены риском попадания снега в воздуховод и стекания талых вод в автоматику. Важным элементом схемы подключения является термодатчик. Для получения корректных показаний датчик должен быть помещён внутрь воздуховода на участке выдува, причём длина ровного участка должна составлять не менее 50 см.
Калорифер: это прибор для нагрева воздуха в разных системах
Прежде чем приступить к выбору прибора, необходимо разобраться с самим понятием, что такое калорифер, а также с тем, какие бывают виды и в чем заключаются типовые и функциональные особенности каждого из них.
Калориферы способны обогреть как маленькие, так и довольно просторные помещения.
Калориферы служат для нагревания воздуха в различных системах:
- отопления;
- кондиционировании;
- вентиляции.
Подогрев в тепловом оборудовании осуществляется за счет реакции между химически агрессивными веществами в средине. Именно поэтому в основе классификации калориферов лежит тип теплообменника. Прибор может быть водяным, паровым, фреоновым и электрическим. Водяной калорифер для отопления используют в качестве теплового утилизатора с промежуточным теплоносителем. Паровой калорифер служит для подогрева воздуха в отопительных системах.
Если классифицировать воздухонагреватели по теплотехническим и аэродинамическим характеристикам, то виды калориферов разделяют на трехрядные и четырехрядные. По количеству присоединительных размеров калориферы отдельных моделей разделяют на 7 номеров.
В качестве транспортировщика теплоносителя в середине калорифера служат трубы из стали, которые снаружи имеют ребристую поверхность. За счет такой конструкции увеличивается площадь и, как следствие, такая обвязка калорифера повышает эффективность теплоотдачи. В середине трубочек с ребрами транспортируется нагревающий либо охлаждающий элемент в виде воды, пара или фреона. Снаружи протекают воздушные потоки, которые нагреваются либо охлаждаются во время контакта с трубами.
Строение калорифера Volcano: 1 — подвижные регулируемые лопатки, 2 — встроенный диффузор с вентилятором, 3 — нагревательные элементы, 4 — подача тёплого воздуха.
Общая схема основана на таком принципе действия: теплоноситель обладает высоким коэффициентом теплоотдачи при взаимодействии с воздушными потоками. Рёберная обвязка на приборе – это пластины из металла, которые просто насажены на трубки либо накручены, как ленты или проволока.
Система отопления с агрегатом для нагрева воздуха
Система обогрева дома, основывающаяся на подаче прогретого до установленной температуры воздуха непосредственно в дом, представляет особый интерес для владельцев собственного жилья.
Такая конструкция отопительной системы состоит из следующих важных узлов:
- калорифера, выступающего в роли теплогенератора, подогревающего воздух;
- каналов (воздуховодов), по которым поступают нагретые воздушные массы в дом;
- вентилятор, направляющий хорошо прогретый воздух по всему объему помещения.
Преимуществ у системы такого типа много. К ним относится и высокий КПД, и отсутствие вспомогательных элементов для теплообмена в виде радиаторов, труб, и возможность объединить ее с климатической системой, и малая инерционность, в результате чего прогрев больших объемов происходит очень быстро.
Галерея изображений
Фото из
Калорифер — нагревательный прибор, предназначенный только для обработки воздушного потока без изменения влажности обрабатываемой массы
Калориферами оснащаются системы воздушного отопления и кондиционирования, осуществляющие подмес свежей порции воздуха с улицы к циркулирующему внутри потоку
В системах воздушного отопления нагреваемый калорифером воздух нагнетается в помещение при помощи вентилятора
Веским плюсом использования калориферов считается их возможность в максимально быстром темпе обогреть большие по площади и объему помещения, в том числе цеха, торговые комплексы, склады
Оборудование для нагревания воздуха
Система кондиционирования с калорифером
Воздушное отопление с калорифером
Быстрый обогрев больших площадей
Для многих домовладельцев недостатком является то, что монтаж системы возможен только одновременно со строительством самого дома и затем дальнейшая модернизация ее невозможна. Минусом является и такой нюанс, как обязательное наличие резервного питания и потребность в регулярном техническом обслуживании.
