Меню

Подбор калорифера по мощности

Расчет калорифера: как рассчитать мощность прибора для нагрева воздуха для отопления

Алексей Дедюлин

Калориферы имеют высокую производительность, поэтому с их помощью обогреть даже очень большие помещения можно за довольно короткое время. В продажу поступает много моделей этих приборов, работающих на основе разных теплоносителей.

Чтобы выбрать оптимальный вариант, нужен расчет калорифера, выполнить который можно как вручную, так и воспользовавшись онлайн-калькулятором. С вопросом расчетов мы поможем вам разобраться – в этой статье приведем пример вычислений, которые понадобятся при выборе подходящего прибора для нагрева воздуха.

А также рассмотрим особенности конструкции различных видов калориферов, преимущества и недостатки системы отопления с использованием таких приборов.

Плюсы и минусы отопления с калорифером

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.

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.

Калорифер

У нас на сайте есть более подробные материалы по устройству воздушного отопления в доме и коттедже. Рекомендуем вам ознакомиться с ними:

Классификация калориферов

Калориферы включают в конструкцию системы отопления для нагрева воздуха. Существуют следующие группы этих приборов по виду используемого теплоносителя: водяные, электрические, паровые, огневые.

Электрические приборы имеет смысл использовать для помещений площадью не более 100 м². Для зданий с большими площадями более рациональным выбором будут калориферы водяные, которые функционируют только при наличии источника тепла.

Наиболее популярны паровые и водяные калориферы. Как первые, так и вторые по форме поверхности делятся на 2 подвида: ребристые и гладкотрубные. Ребристые калориферы по геометрии ребер бывают пластинчатыми и спирально-навивными.

Подсоединение калорифера

По конструкционному исполнению эти приборы могут быть одноходовыми, когда теплоноситель в них совершает движение по трубкам, придерживаясь постоянного направления и многоходовыми, в крышках которых имеются перегородки, вследствие чего направление движение теплоносителя постоянно меняется.

В продажу поступают 4 модели калориферов водяных и паровых, отличающиеся площадью поверхности нагрева:

  • СМ — самая малая с одним рядом труб;
  • М — малая с двумя рядами труб;
  • С — средняя с трубами в 3 ряда;
  • Б — большая, имеющая 4 ряда труб.

Водяные калориферы в процессе эксплуатации выдерживают большие температурные колебания — 70-110⁰. Для хорошей работы калорифера этого типа вода, циркулирующая в системе должна быть нагретой максимум до 180⁰. В теплое время года калорифер может выполнять роль вентилятора.

Конструкция калориферов разных видов

Отопительный водяной калорифер состоит из корпуса, выполненного из металла, размещенного в нем теплообменника в виде ряда трубок и вентилятора. На торце агрегата имеются входные патрубки, через которые его подключают к котлу или централизованной системе отопления.

Как правило, вентилятор находится в тыльной части прибора. Его задача — прогонять воздух через теплообменник.

После нагрева, через решетку, находящуюся на фасадной части калорифера, воздух обратно поступает в комнату.

Чаще всего корпус изготавливают в форме прямоугольника, но есть модели, предназначенные для вентиляционных каналов круглого сечения. На подводящей магистрали устанавливают двух- или 3-ходовые вентили для регулировки мощности агрегата.

Вентилятор обдува

Различаются калориферы и по способу монтажа — они бывают потолочными и настенными. Модели первого типа размещают за фальшпотолком, за его пределы выглядывает только решетка. Настенные приборы более популярны.

Вид #1 – калориферы гладкотрубные

Гладкотрубную конструкцию составляют нагревательные элементы в виде полых тонких трубок диаметром от 20 до 32 мм, расположенные на расстоянии 0,5 см по отношению друг к другу. По ним циркулирует теплоноситель. Воздух, омывая нагретые поверхности трубок, нагревается благодаря конвективному обмену теплом.

Трубки в воздухонагревателе располагают в шахматном или коридорном порядке. Их концы вварены в коллекторы — верхний и нижний. Теплоноситель поступает в распределительную коробку через входной патрубок, затем, пройдя по трубкам и нагрев их, выходит через выходной патрубок в виде конденсата или охлажденной воды.

Читайте также:  Как найти время через мощность тока

Более стабильную передачу тепла обеспечивают приборы с шахматным расположением трубок, но сопротивляемость воздушным потокам здесь выше. Нужно обязательно выполнять расчет мощности агрегата, чтобы знать реальные возможности устройства.

К воздуху предъявляют определенные требования — не должно быть волокон, взвешенных частиц, липких субстанций. Допустимая запыленность — меньше чем 0,5 мг/мᶾ. Температура на входе —минимум 20⁰.

Конструкция калорифера

Теплотехнические характеристики гладкотрубных калориферов не очень высокие. Их применение целесообразно, когда не требуется значительного расхода воздуха и его нагрева до высокой температуры.

Вид #2 – ребристые воздухонагреватели

Трубы ребристых приборов обладают оребренной поверхностью, следовательно, теплоотдача от них больше. При меньшем количестве труб теплотехнические характеристики у них выше, чем у гладкотрубных воздухонагревателей.

В состав пластинчатых калориферов входят трубки с насаженными на них пластинами — прямоугольными или круглыми.

Первый вид пластин насаживают на группу труб. Теплоноситель проходит в распределительную коробку прибора через штуцер, прогревает воздух, проходящий со значительной скоростью через каналы небольшого диаметра, а после этого из сборной коробки выходит через штуцер.

Калориферы этого вида компактны, удобны в обслуживании и монтаже.

Одноходовые пластинчатые приборы обозначают: КФБ, КФС, КВБ, СТД3009В, КЗПП, К4ПП, а многоходовые — КВБ, К4ВП, КЗВП, КВС, КМС, СТДЗОЮГ, КМБ. Средняя модель имеет обозначение КФС, а большая — КФБ.

На трубки этих калориферов навивают стальную гофрированную ленту шириной 1 см и толщиной 0,4 мм. Теплоносителем для них может быть как пар, так и вода.

Водяной калорифер

Первая оснащена тремя рядами трубок, а вторая четырьмя. Пластинки средней модели имеют толщину 0,5 мм и размеры 11,7х 13,6 см. Пластины большой модели такой же толщины и ширины отличаются большей длиной — 17,5 см.

Пластины находятся на расстоянии друг от друга 0,5 см и имеют зигзагообразное расположение, тогда как у моделей среднего вида пластины расположены по коридорному принципу.

Воздухонагреватели с маркировкой СТД имеют 5 номеров (5, 7, 8, 9, 14). В калориферах СТД4009В теплоносителем является пар, а в СТД3010Г – вода. Монтаж первых выполняют с вертикальной ориентацией трубок, вторых — с горизонтальной.

Вид #3 – биметаллические калориферы с оребрением

В системах отопления с подогревом воздуха часто применяют модели биметаллических калориферов КП3-СК, КП4-СК, КСк – 3 и 4 с особым видом оребрения — спирально-накатным. Теплоносителем для калориферов КП3-СК, КП4-СК является горячая вода с наибольшим давлением 1,2 МПа и максимальной температурой 180⁰.

Для работы двух других воздухонагревателей необходим пар с таким же рабочим давлением, как и для первых, но с несколько большей температурой — 190⁰. Производители обязательно проводят приемо-сдаточные испытания. Тестируют приборы и на герметичность.

Теплообменник калорифера

Существует 2 линейки биметаллических калориферов — КСК3, КПЗ, имеющие 3 ряда трубок, относятся к средним, а КСК4, КП4 с 4 рядами трубок — к большим моделям. Составляющими этих приборов являются биметаллические теплообменные элементы, боковые щитки, решетки из трубок, крышки с перегородками.

Теплообменный элемент представляет собой 2 трубки — внутренней диаметром 1,6 см, изготовленной из стали и насаженной на нее алюминиевой наружной с оребрением. Поперечный интервал между теплопередающими трубками 4,15 см, а продольный — 3,6 см.

Правила расчетов и подбора подходящего агрегата

В проектировании системы обогрева с одним или группой калориферов, а также в выполнении расчетов следует соблюдать ряд правил. Рассмотрим их детальнее в фотоподборке ниже.

Расчет водяного калорифера

Для расчета мощности водяного или парового калорифера нужны следующие исходные параметры:

  1. Производительность системы или другими словами — количество воздуха, перегоняемого за час. Единица измерения объемного расхода — мᶾ/ч., массового кг/ч. Условное обозначение — L.
  2. Исходная или наружная температура — tул.
  3. Конечная температура воздуха — tкон.
  4. Плотность и теплоемкость воздуха при определенной температуре — данные берут из таблиц.

Сначала вычисляют площадь сечения по фронту воздухонагревательного устройства. Узнав эту величину, получают предварительные размеры агрегата с запасом.

Для расчета используют формулу:

Аф = Lρ / 3600 (ϑρ),

Где L — объемный расход воздуха или производительность в м³/ч, ρ — плотность воздуха снаружи измеряемая в кг/м³ ϑρ – массовая скорость воздуха в рассчитываемом сечении, измеряется в кг/(см²).

Получив этот параметр, для дальнейших вычислений берут типовой размер калорифера, ближайший по размерам. При большом итоговом значении площади, устанавливают параллельно несколько одинаковых агрегатов, площадь которых в сумме равна полученному значению.

Читайте также:  Усилитель мощности 2000 мгц

Схема теплообмена

Для определения необходимой мощности для нагрева какого-то конкретного объема воздуха нужно узнать общий расход подогреваемого воздуха в кг за 1 час по формуле:

G = L х р,

Где р — плотность воздуха в условиях средней температуры. Ее определяют, суммируя температуры на входе и выходе из агрегата, затем делят на 2. Показатели плотности берут из таблицы.

Таблица плотности и удельной теплоемкости воздуха

Теперь можно вычислить расход тепла для прогрева воздуха для чего применяют следующую формулу:

Q (Вт) = G х c х (t кон. – t нач.),

Где G – массовый расход воздуха в кг/час. Учитывают при расчете и удельную теплоемкость воздуха измеряемую в Дж/(кг х K). Зависит она от температуры входящего воздуха, а ее значения есть в таблице выше. Температура на входе в прибор и на выходе из него обозначается t нач. и t кон. соответственно.

Допустим, надо подобрать калорифер производительностью 10 000 мᶾ/час, чтобы он нагревал воздух до 20⁰ при температуре снаружи -30⁰. Теплоносителем является вода, имеющая температуру на входе в агрегат 95⁰ и 50⁰ на выходе.

Массовый расход воздушной массы: G = 10 000 мᶾ/ч. х 1,318 кг/мᶾ = 13 180 кг/ч.

Значение плотности: ρ = (-30 + 20) = -10, при делении этого результата пополам получили -5. Из таблицы выбрали, соответствующую средней температуре, плотность.

Подставив полученный результат в формулу, получают расход тепла: Q = 13 180 /3600 х 1013 х 20 – (-30) = 185 435 Вт. Здесь 1013 — это удельная теплоемкость, выбранная из таблицы при температуре – 30⁰ в Дж/(кг х K). К расчетной величине мощности калорифера добавляют от 10 до 15% запаса.

Причина в том, что табличные параметры часто отличаются от реальных в сторону уменьшения, а тепловая производительность агрегата, из-за засорения трубок, снижается со временем. Превышение величины запаса нежелательно.

При значительном увеличении поверхности нагрева может произойти переохлаждение, и даже размораживание в большие морозы.

Схема обвязки

Мощность паровых калориферов рассчитывают таким же способом, как и водяных. Отличается только формула расчета теплоносителя:

G = Q / r,

Где r — удельная теплота, которая выделяется во время конденсации пара, измеряемая в кДж/кг.

Расчет электрического калорифера

Производители в каталогах электрических калориферов часто указывают установленную мощность и расход воздуха, что значительно упрощает выбор. Главное, чтобы параметры не были меньшими, чем указанные в паспорте иначе он быстро выйдет со строя.

В конструкцию калорифера входят несколько специальных электрических нагревательных элементов, площадь которых увеличена за счет напрессовки на них оребрения.

Мощность приборов может быть очень большой, иногда это сотни киловатт. До 3,5 кВт калорифер может питаться от розетки 220 В, а при напряжении выше этого необходимо подключение отельным кабелем прямо к щитку. Если есть необходимость в использовании калорифера мощностью выше 7 кВт, потребуется питание 380 В.

Эти приборы имеют небольшие габариты и вес, они полностью автономны, для них необязательно присутствие централизованного горячего водоснабжения или пара.

Существенный минус — низкая мощность недостаточная для применения их на больших площадях. Второй недостаток — большое потребление электроэнергии.

Достоинства электрокалорифера

Чтобы узнать какой ток потребляет калорифер можно воспользоваться формулой:

I = P /U,

Где P — мощность, U — напряжение питания.

При однофазном подключении калорифера U принимают равным 220 В. При 3-фазном — 660 В.

Температуру, до которой калорифер определенной мощности нагревает воздушную массу, определяют по формуле:

T =2.98 x P/ L,

Где L – производительность системы. Оптимальные значения мощности калорифера для дома от 1 до 5 кВт, а для офисов — от 5 до 50 кВт.

Выводы и полезное видео по теме

Какую плотность воздуха брать при расчете, рассказано в этом видео:

Видео о том, как работает калорифер в системе отопления:

Выбирая определенный вид калорифера, следует исходить из соображений целесообразности и эксплуатационных характеристик дома.

Для небольших площадей удачным приобретением будет электрический калорифер, а для отопления большого дома лучше подобрать другой вариант. В любом случая не обойтись без предварительного расчета.

Хорошо ориентируетесь в вопросе выбора и расчета калорифера? Возможно хотите поделиться полезными рекомендациями по выбору воздухонагревателя или указать на ошибку или неточность в расчетах в рассмотренном выше материале? Оставляйте свой комментарий под этой статьей – ваше мнение может быть полезным людям, которые выбирают подходящий калорифер для своего дома.

Источник



Расчет калорифера: онлайн-калькулятор расчета мощности и расхода теплоносителя

Расчет калорифера

Онлайн калькуляторы

При конструировании системы воздушного отопления используются уже готовые калориферные установки.

Читайте также:  Каким образом осуществляется компенсация реактивной мощности

Для правильного подбора необходимого оборудования достаточно знать: необходимую мощность калорифера, который впоследствии будет монтироваться в системе отопления приточной вентиляции, температуру воздуха на его выходе из калориферной установки и расход теплоносителя.

Для упрощения производимых расчетов вашему вниманию представлен онлайн-калькулятор расчета основных данных для правильного подбора калорифера.

С помощью него вы сможете рассчитать:

  1. Тепловую мощность калорифера кВт. В поля калькулятора следует ввести исходные данные об объеме проходящего через калорифер воздуха, данные о температуре поступаемого на вход воздуха, необходимую температуру воздушного потока на выходе из калорифера.
  2. Температуру воздуха на выходе. В соответствующие поля следует ввести исходные данные об объеме нагреваемого воздуха, температуре воздушного потока на входе в установку и полученную при первом расчете тепловую мощность калорифера.
  3. Расход теплоносителя. Для этого в поля онлайн-калькулятора следует ввести исходные данные: о тепловой мощности установки, полученные при первом подсчете, о температуре теплоносителя подаваемого на вход в калорифер, и значение температуры на выходе из устройства.

Расчета калориферов, в качестве теплоносителя которых используется вода или пар, происходит по определенной методике. Здесь важной составляющей являются не только точные расчеты, но и определенная последовательность действий.

Источник

Расчет мощности водяного калорифера приточной вентиляции онлайн

Расчет мощности калорифера вентиляции

Расход приточного воздуха:

Температура наружного воздуха (см. СНиП):

Температура воздуха после калорифера:

Мощность калорифера = кВт *

  • * Расчет расхода тепла калорифером или его мощность в кВт осуществляется онлайн калькулятором по формуле:
  • Q = L * p * c * (tн — tп)
  • где:
  • L — расход воздуха — производительность приточной, либо приточно-вытяжной вентиляционной установки, м3/ч
  • p — плотность в-ха — для расчетов принимается плотность при температуре +15С на уровне моря = 1,23 кг/м3
  • c — удельная теплоемкость в-ха, 1 кДж/(кг∙°С)
  • tн — температура наружного в-ха — т-ра наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92. Берется из СП 131.13330.2018 Строительная климатология, Таблица 3.1, графа 5.
  • tп — т-ра приточного в-ха после нагревателя системы вентиляции.

Температура воздуха после калорифера

Расход приточного воздуха:

Температура наружного воздуха (см. СНиП):

Температура после нагревателя = °С *

  • * Если требуется рассчитать онлайн, до скольки градусов калорифер нагреет воздух в системе вентиляции, то калькулятор делает это так:
  • tп = Q / (L * p * c) + tн

Расход воды (теплоносителя)

Мощность калорифера (ранее вы расчитали = кВт:)

Температура воды на входе:

Температура воды на выходе:

Расход воды = кг/ч = м3/ч *

  • * Онлайн расчет расхода теплоносителя (воды) делается калькулятором по формуле:
  • G = 3600 * Q / (Св * (Tвх — Tвых))
  • где:
  • Св — удельная массовая теплоемкость воды, 4,19 кДж/(кг∙°С)
  • Tвх — т-ра греющей воды на входе, °С
  • Tвых — т-ра обратной воды на входе, °С

Скорость воздуха в сечении водяного калорифера

Скорость воздуха = м/с *

  • * Значение скорости в-ха в прямоугольном сечении водяного нагревателя и других элементов вентиляции рекомендиется расчитывать в диапазоне 2,5-3,0 м/с . Если она будет выше, то это приведет к увеличнию аэродинамического сопротивления и снижению эффективности работы калорифера.
  • Формула для онлайн расчета скорости на калькуляторе выглядит так:
  • V = L *1000 / (3,6 * Ш * В)
  • где:
  • L — расход в-ха приточной установки, м3/ч
  • Ш — ширина сечения кал-ра, мм
  • В — высота сечения кал-ра, мм

Диаметр труб для подключения калорифера

Расход воды (ранее вы расчитали = кг/ч):

Скорость воды в трубе = м/с *

  • * Диаметр труб, соединяющих водяной калорифер с источником тепла (котлом или центральным теплоснабжением) подбирается по скорости теплоносителя. Согласно рекомендации СНиП 2.04.05-91 (Отопление, вентиляция и кондиционирование), эта скорость, должна быть в диапазоне от 0,25 до 1,5 м/с . Если она больше, то в трубах может возникать шум, а если меньше — воздушные пробки.
  • Формула для расчета скорости воды в м3/с на онлайн калькуляторе:
  • где:
  • v = G * 4 / (3,6 * 3,14 * d^2)
  • G — расход теплоносителя, м3/ч
  • d — диаметр трубы, мм

Производство

Наша компания производит широкий спектр оборудования для вентиляции и кондиционирования.

Доставка оборудования

Служба логистики опертивно доставит оборудование до вашего объекта, склада или до терминала транспортной компании.

Монтажный отдел

Cпециалисы монтажного отдела сделают монтаж и пуско-наладку системы вентиляции и кондиционирования «под ключ»

Cпециалисы сервисного отдела осуществляют плановое обслуживание оборудования, а также его гарантийный и постгарантийный ремонт

Персональный менеджер

Обратившись к нам, Вы будете закреплены за одним менеджером, который будет сопровождать Вас на всех этапах работы.

В этом месяце на ряд продукции проходит сезонная акция. Цены снижены. Товары в наличии на складе.

Источник