Расчет систем вентиляции

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.

Виды

Нагреватели для приточной вентиляции классифицируются по виду источника тепла и бывают водяными, паровыми и электрическими.

Водяные модели

Используются во всех типах вентсистем и могут иметь двух- и трёхрядное исполнение. Приборы устанавливают в системы вентиляции помещений, площадь которых превышает 150 квадратных метров. Данный вид калориферов является абсолютно пожаробезопасным и наименее энергозатратным, что обусловлено возможностью использования в качестве теплоносителя воды из отопительной системы.

Принцип работы водяных нагревателей сводится к следующему: уличный воздух забирается сквозь воздухозаборные решётки и подаётся по воздуховоду к фильтрам грубой очистки. Там воздушные массы очищаются от пыли, насекомых и мелкого механического мусора, и поступают в калорифер. В корпусе нагревателя установлен медный теплообменник, состоящий из звеньев, располагающихся в шахматном порядке, и оснащённых алюминиевыми пластинами. Пластины значительно увеличивают теплоотдачу медного змеевика, чем существенно повышают КПД прибора. В качестве теплоносителя, протекающего через змеевик, может выступать вода, антифриз или водно-гликолевый раствор.

Потоки холодного воздуха, проходя через теплообменник, забирают тепло от металлических поверхностей и переносят его в помещение. Использование водяных нагревателей позволяет нагревать воздушные потоки до 100 градусов, что предоставляет широкие возможности для их применения в спортивных сооружениях, торговых центрах, подземных паркингах, складах и теплицах.

Наряду с очевидными преимуществами, водяные модели имеют ряд недостатков. К минусам приборов относят риск перемерзания воды в трубах при резком понижении температур, и невозможность использования подогрева в летний период, когда система отопления не функционирует.

Паровые модели

Устанавливаются на предприятиях промышленного сектора, где есть возможность производства большого количества пара для технических нужд. В приточных вентсистемах бытового назначения такие калориферы не используются. В роли теплового носителя данных установок выступает пар, что объясняет мгновенный нагрев проходящих потоков и высокий КПД паровых калориферов.

Чтобы этого не произошло, все теплообменники в процессе производства подвергаются тесту на герметичность. Испытания осуществляются при помощи струй холодного воздуха, подаваемых под давлением в 30 Бар. Тепловой обменник при этом помещается в резервуар с тёплой водой.

Электрические модели

Являются наиболее простым вариантом нагревателей, и устанавливаются в вентсистемы, обслуживающие небольшие пространства. В отличие от калориферов водяного и парового типов, электрокалорифер не предполагает обустройства дополнительных коммуникаций. Для их подключения достаточно иметь поблизости розетку напряжением 220 В. Принцип работы электрокалориферов не отличается от принципа действия других нагревателей и заключается в нагреве воздушных масс, проходящих сквозь ТЭНы.

Даже при незначительном понижении этого показателя происходит перегрев электронагревательного элемента, и его поломка. Более дорогие модели оборудованы биметаллическими термовыключателями, отключающими элемент в случае явного перегрева.

Плюсами электрических калориферов является простой монтаж, отсутствие необходимости подведения трубопровода, и независимость от отопительного сезона. К минусам относят большой расход электроэнергии и нецелесообразность установки в мощные вентиляционные системы, обслуживающие большие пространства.

ТЕМПЕРАТУРНЫЙ НАПОР КАЛОРИФЕРА

7. Расчет температурного напора. Ниже представлены формулы для определения среднего арифметического или среднего логарифмического температурного напора (в зависимости от итогового показателя отношения дельт температур). Если этот шаг вызовет у вас затруднения, его можно пропустить и перейти к пункту 8. Там представлена общая формула нахождения фактической тепловой мощности выбранного калорифера, которая позволит (в большинстве случаев) подобрать теплообменник с допустимой степенью погрешности.

Принцип работы водяного калорифера построен на теплообмене двух сред. Первичный теплоноситель — горячая или перегретая вода, вторичный — воздух. Поэтому этот теплообменник называют еще и водовоздушным. Нагрев воздуха происходит за счет отдачи тепла первичным теплоносителем (горячей водой) — вторичному теплоносителю (холодному воздуху). То есть условно мы можем разделить теплообменные среды на два потока или контура. Первый контур — греющая сторона — теплоноситель горячая вода, второй контур — нагреваемая сторона — теплоноситель воздух. Чем больше разница температур потоков, тем эффективней происходит теплообмен. Средний температурный напор рассчитывается в следующей последовательности:

Δt1=Т1-Т3   Δt2=Т2-Т4

Т1 — температура на входе (горячая сторона); Т2 — температура на выходе (горячая сторона); Т3 — температура на выходе (холодная сторона); Т4 — температура на входе (холодная сторона).

Расчет мощности калорифера

Для расчета производительности калорифера сначала вычисляют его тепловую мощность, затем определяют сечение и высчитывают расход теплоносителя. Для определения тепловой мощности используют следующую формулу: Qт = LхPвхCв (tвн – tнар), где:

• Cв – показатель по СНиП, обозначающий удельную теплоемкость воздушных масс;
• Рв – тоже параметр из СНиП, характеризующий плотность воздуха;
• (tвн — tнар) – показатель разницы между температурой внутри здания и за его пределами.

В последнем пункте при определении наружной температуры берут усредненные показатели самых холодных пяти дней года для данного региона. При вычислении внутренней температуры учитывают санитарные нормы для помещений конкретного назначения.

Производительность по воздуху

Расчет системы вентиляции начинается с определения производительности по воздуху (воздухообмена), измеряемой в кубометрах в час. Для расчетов нам потребуется план объекта, где указаны наименования (назначения) и площади всех помещений.

Подавать свежий воздух требуется только в те помещения, где люди могут находиться длительное время: спальни, гостиные, кабинеты и т. п. В коридоры воздух не подается, а из кухни и санузлов удаляется через вытяжные каналы. Таким образом, схема движения воздушных потоков будет выглядеть следующим образом: свежий воздух подается в жилые помещения, оттуда он (уже частично загрязненный) попадает в коридор, из коридора — в санузлы и на кухню, откуда удаляется через вытяжную вентиляцию, унося с собой неприятные запахи и загрязнители. Такая схема движения воздуха обеспечивает воздушный подпор «грязных» помещений, исключая возможность распространения неприятных запахов по квартире или коттеджу.

Для каждого жилого помещения определяется количество подаваемого воздуха. Расчет обычно ведется в соответствии со  и МГСН 3.01.01. Поскольку СНиП задает более жесткие требования, то в расчетах мы будем ориентироваться на этот документ. В нем говорится, что для жилых помещений без естественного проветривания (то есть там, где окна не открывают) расход воздуха должен составлять не менее 60 м³/ч на человека. Для спален иногда используют меньшее значение — 30 м³/ч на человека, поскольку в состоянии сна человек потребляет меньше кислорода (это допустимо по МГСН, а также по СНиП для помещений с естественным проветриванием). При расчете учитываются только люди, находящиеся в помещении длительное время. Например, если у вас в гостиной пару раз в году собирается большая компания, то увеличивать производительность вентиляции из-за них не нужно. Если же вы хотите, чтобы гости чувствовали себя комфортно, можно установить VAV-систему, которая позволяет регулировать расход воздуха раздельно в каждом помещении. С такой системой вы сможете увеличить воздухообмен в гостиной за счет его снижения в спальне и других помещениях.

После расчета воздухообмена по людям нам нужно рассчитать воздухообмен по кратности (этот параметр показывает, сколько раз в течение одного часа в помещении происходит полная смена воздуха). Чтобы воздух в помещении не застаивался, нужно обеспечить хотя бы однократный воздухообмен.

Таким образом, для определения требуемого расхода воздуха нам нужно рассчитать два значения воздухообмена: по количеству людей и по кратности и, после чего выбрать большее из этих двух значений:

1. Расчет воздухообмена по количеству людей:

   L = N * Lnorm, где

   L  требуемая производительность приточной вентиляции, м³/ч;

   N  количество людей;

   Lnorm  норма расхода воздуха на одного человека:

   •      в состоянии покоя (сна)  30 м³/ч;
   •      типовое значение (по СНиП)  60 м³/ч;

2. Расчет воздухообмена по кратности:

   L = n * S * H, где

   L  требуемая производительность приточной вентиляции, м³/ч;

   n  нормируемая кратность воздухообмена:
   для жилых помещений – от 1 до 2, для офисов – от 2 до 3;

   S  площадь помещения, м²;

   H  высота помещения, м;

Рассчитав необходимый воздухообмен для каждого обслуживаемого помещения, и сложив полученные значения, мы узнаем общую производительность системы вентиляции. Для справки типовые значения производительности вентиляционных систем:

• Для отдельных комнат и квартир  от 100 до 500 м³/ч;
• Для коттеджей  от 500 до 2000 м³/ч;
• Для офисов  от 1000 до 10000 м³/ч.

Расчет-онлайн электрических калориферов. Подбор электрокалориферов по мощности — Т.С.Т.

Перейти к содержимому На данной странице сайта представлен онлайн-расчет электрических калориферов. В режиме онлайн можно определить следующие данные:- 1. требуемую мощность (производительность по теплу) электрокалорифера для приточной отопительной установки. Базовые параметры для расчета: объем (расход, производительность) нагреваемого воздушного потока, температура воздуха на входе в электрический нагреватель, желаемая температура на выходе- 2. температуру воздуха на выходе из электрического калорифера. Базовые параметры для расчета: расход (объем) нагреваемого воздушного потока, температура воздуха на входе в электрокалорифер, фактическая (установленная) тепловая мощность используемого электрического модуля

1. Онлайн-расчет мощности электрического калорифера (расхода тепла на обогрев приточного воздуха)

В поля вносятся показатели: объем проходящего через электрокалорифер холодного воздуха (м3/час), температура входящего воздуха, необходимая температура на выходе из электрического калорифера. На выходе (по результатам онлайн-расчета калькулятора) выводится требуемая мощность электрического нагревательного модуля для соблюдения заложенных условий.

1 поле. Объем проходящего через электронагреватель приточного воздуха (м3/час)2 поле. Температура воздуха на входе в электрический калорифер (°С)

3 поле. Необходимая температура воздуха на выходе из электрокалорифера

(°С) поле (результат). Требуемая мощность электрического калорифера (расход тепла на подогрев приточного воздуха) для введенных данных

2. Онлайн-расчет температуры воздуха на выходе из электрического калорифера

В поля вносятся показатели: объем (расход) нагреваемого воздуха (м3/час), температура воздуха на входе в электрокалорифер, мощность подобранного электрического воздухонагревателя. На выходе (по результатам онлайн-расчета) показывается температура выходящего нагретого воздуха.

1 поле. Объем проходящего через калорифер приточного воздуха (м3/час)2 поле. Температура воздуха на входе в электрический калорифер (°С)

3 поле. Тепловая мощность подобранного воздухоподогревателя

(кВт) поле (результат). Температура воздуха на выходе из электрокалорифера (°С)

Онлайн-подбор электрического калорифера по объему нагреваемого воздуха и тепловой мощности

Ниже выложена таблица с номенклатурой электрокалориферов производства нашего предприятия. По таблице можно ориентировочно подобрать подходящий для ваших данных электрический модуль. Изначально ориентируясь на показатели объема нагреваемого воздуха в час (производительности по воздуху), можно подобрать промышленный электрический калорифер для наиболее распространенных тепловых режимов. На каждый отопительный модуль серии СФО представлен наиболее приемлемый (для этой модели и номера) диапазон нагреваемого воздуха, а также некоторые диапазоны температуры воздуха на входе и выходе из нагревателя. Кликнув мышкой по названию выбранного электрического воздухоподогревателя, можно перейти на страницу с теплотехническими характеристиками данного электрического промышленного калорифера.

zao-tst.ru

Первый способ – классический (см. рисунок 8)

1. Процессы обработки наружного воздуха:

• нагрев наружного воздуха в калорифере 1-го подогрева;
• увлажнение по адиабатному циклу;
• нагрев в калорифере 2-го подогрева.

2. Из точки с параметрами наружного воздуха — (•) Н проводим линию постоянного влагосодержания — d_Н = const.

Эта линия характеризует процесс нагревания наружного воздуха в калорифере 1-го подогрева. Конечные параметры наружного воздуха после его нагревания будут определены в пункте 8.

3. Из точки с параметрами приточного воздуха — (•) П проводим линию постоянного влагосодержания d_П = const до пересечения с линией относительной влажности φ = 90% (эту относительную влажность стабильно обеспечивает оросительная камера при адиабатическом увлажнении).

Получаем точку — (•) О с параметрами увлажнённого и охлаждённого приточного воздуха.

4. Через точку — (•) О проводим линию изотермы — t_О = const до пересечения со шкалой температур.

Значение температуры в точке — (•) О близко к 0°С. Поэтому в оросительной камере возможно образование тумана.

5. Следовательно, в зоне оптимальных параметров внутреннего воздуха в помещении необходимо выбрать другую точку внутреннего воздуха — (•) В₁ с той же температурой — t_В1 = 22°С, но с большей относительной влажностью — φ_В1 = 55%.

В нашем случае точка — (•) В₁ принималась с самой максимальной относительной влажностью из зоны оптимальных параметров. При необходимости возможно принять и промежуточную относительную влажность из зоны оптимальных параметров.

6. Аналогично пункту 3. Из точки с параметрами приточного воздуха — (•) П₁ проводим линию постоянного влагосодержания d_П1 = const до пересечения с линией относительной влажности φ = 90% .

Получаем точку — (•) О₁ с параметрами увлажнённого и охлаждённого приточного воздуха.

7. Через точку — (•) О₁ проводим линию изотермы — t_О1 = const до пересечения со шкалой температур и считываем численное значение температуры увлажнённого и охлаждённого воздуха.

Важное замечание!

Минимальное значение конечной температуры воздуха при адиабатическом увлажнении должно находиться в пределах 5 ÷ 7°С.

8. Из точки с параметрами приточного воздуха — (•) П₁ проводим линию постоянного теплосодержания — J_П1 = сonst до пересечения с линией постоянного влагосодержания наружного воздуха — точка (•) Н — d_Н = const.

Получаем точку — (•) К₁ с параметрами нагретого наружного воздуха в калорифере 1-го подогрева.

9. Процессы обработки наружного воздуха на J-d диаграмме будут изображаться следующими линиями:

• линия НК₁ — процесс нагревания приточного воздуха в калорифере 1-го подогрева;
• линия К₁О₁ — процесс увлажнения и охлаждения нагретого воздуха в оросительной камере;
• линия О₁П₁ — процесс нагревания увлажнённого и охлаждённого приточного воздуха в калорифере 2-го подогрева.

10. Обработанный наружный приточный воздух с параметрами в точке — (•) П₁ поступает в помещение и ассимилирует избытки теплоты и влаги по лучу процесса — линия П₁В₁. За счёт нарастания температуры воздуха по высоте помещения — grad t. Параметры воздуха изменяются. Процесс изменения параметров происходит по лучу процесса до точки уходящего воздуха — (•) У₁.

11. Необходимое количество приточного воздуха для ассимиляции избытков теплоты и влаги в помещении определяем по формуле

12. Требуемое количество теплоты для нагрева наружного воздуха в калорифере 1-го подогрева

Q₁ = G_ΔJ(J_K1 — J_H) = G_ΔJ(t_K1 — t_H), кДж/ч

13. Необходимое количество влаги для увлажнения приточного воздуха в оросительной камере

W = G_ΔJ(d_O1 — d_K1), г/ч

14. Требуемое количество теплоты для нагрева увлажнённого и охлаждённого приточного воздуха в калорифере 2-го подогрева

Q₂ = G_ΔJ(J_П1 — J_O1) = G_ΔJ x C(t_П1 — t_O1), кДж/ч

Величину удельной теплоёмкости воздуха С принимаем:

C = 1,005 кДж/(кг × °С).

Чтобы получить тепловую мощность калориферов 1-го и 2-го подогрева в кВт необходимо величины Q₁ и Q₂ в размерности кДж/ч разделить на 3600.

Принципиальная схема обработки приточного воздуха в холодный период года — ХП, для 1-го способа — классического, смотри на рисунок 9.