Kako izračunati moč naprave za ogrevanje zraka

Grelec zagotavlja in vzdržuje želeno temperaturo v prostoru. Vgrajen je v sistem dovodnega prezračevanja, klimatizacije in ogrevanja ter je sposoben ogrevati velike površine, saj ga odlikuje velika moč in zmogljivost. Za pravilno delovanje naprave je potrebno pred nakupom izračunati moč grelnika.

Razvrstitev grelnikov zraka

Naprave delujejo iz različnih virov energije in so razvrščene glede na vrsto hladilne tekočine. Široko se uporabljajo tri vrste:

• voda;
• para;
• električni.

Prvi sami ne segrevajo zraka, temveč le prenašajo toploto v zračni tok, saj se hladilno sredstvo dovaja grelniku. Električni aparati ne uporabljajo hladilne tekočine, ampak ogrevajo zrak z elektriko. Glavni elementi v takšnih napravah so grelni elementi.

Mermen

Grelniki vode so proračunska možnost. Njihova cena in stroški vzdrževanja so nizki. Potrebno je priključiti sistem za oskrbo z vodo na napravo, zato namestitev zahteva določene veščine.Ne bo ga mogoče hitro premakniti na drugo mesto. Hladilno sredstvo (voda ali etilen glikol) lahko prihaja iz ogrevalnega sistema, tople vode ali kotla. Za prilagoditev temperature zraka je treba upoštevati moč, stopnjo ogrevanja hladilne tekočine in zračno maso. Nadzor se izvaja s pomočjo termostata.

Pri nameščanju vodnih in parnih grelnikov ne morete uporabljati polimernih in kovinsko-plastičnih cevi, saj se bodo stopile. Priporočljivi so cevovodi iz pocinkanega jekla.

Vodno napravo poleg varčnosti odlikujejo:

• enostavnost uporabe;
• visoka učinkovitost;
• varnost;
• preprost princip delovanja.

Pomanjkljivost so omejitve minimalne temperature in vsebnosti prahu vhodnega toka.

Vodno napravo je priporočljivo namestiti v prostornih industrijskih prostorih, skladiščih, gostinskih obratih in hišah z dobrim prezračevanjem. Hitro segreje velike količine zraka.

Steam

Razen hladilne tekočine se parni grelniki praktično ne razlikujejo od grelnikov vode. Nepomembna razlika je 2 mm debeline sten cevi v primerjavi z 1,5 mm. Potreba po dodatni ojačitvi je povezana z visokim pritiskom v sistemu, ki deluje na paro. Spreminja se od 0,5 do 1,2 Pa. Uporabljata se ogljikovo in nerjavno jeklo.

Parne grelnike vgrajujemo tudi v podjetjih, predvsem v tistih, kjer med proizvodnim procesom nastaja para. Najvišja temperatura pare – 180°C.

Električni

Električnega grelnika ni treba priključiti na hladilno cev, ima majhne dimenzije in težo, zato ga je lažje namestiti.

Prednosti električnih naprav:

• enostavnost uporabe;
• mobilnost;
• kompaktnost.

Napake:

• delujejo na elektriko;
• posušite zrak.

Zaradi visokih stroškov energije stalna uporaba tovrstnih naprav ni donosna. So manj zmogljivi od parnih in vodnih naprav, zato niso primerni za ogrevanje prostorov večjih od 100 m2, optimalni pa so za ogrevanje stanovanj. Električni aparati porabijo trikrat več energije kot grelniki vode, vendar so manj učinkoviti. Pogosto se uporabljajo kot začasni grelniki.

Če želite prilagoditi temperaturo zračne mase na izhodu, morate namestiti samo temperaturni senzor.

Za varčevanje z energijo je treba vgraditi rekuperator.

Prednosti in slabosti

Vodni in parni grelniki za ogrevanje industrijskih prostorov so izjemno donosni, saj ne zahtevajo dodatnih naložb. Finančna sredstva se porabijo samo za nakup naprave. Njihove prednosti:

• hitro doseganje želene temperature zraka;
• enostavna namestitev;
• varnost;
• zanesljivost;
• možnost prilagajanja stopnje ogrevanja.

Slabosti vključujejo:

• uporaba v prostorih s pozitivno temperaturo zraka;
• nezmožnost uporabe za ogrevanje stanovanj;
• za zagotavljanje zračnega vleka je potrebna oprema;
• Če se dovod hladilne tekočine ustavi, sistem preneha delovati.

Zadnja točka velja tudi za električne grelnike, vendar se nanaša samo na izpad električne energije.

Oblikovanje različnih vrst grelnikov zraka

Grelnik je toplotni izmenjevalnik, ki prenaša energijo hladilne tekočine v ogrevalni tok zraka in deluje na principu sušilnika za lase.Njegova zasnova vključuje odstranljive stranske ščite in elemente za odvajanje toplote. Lahko so povezani v eno ali več linij. Vgrajeni ventilator zagotavlja prepih, zračna masa pa vstopa v prostor skozi reže med elementi. Ko zrak z ulice prehaja skozi njih, se nanj prenese toplota. Grelnik je nameščen v prezračevalnem kanalu, zato mora naprava po velikosti in obliki ustrezati gredi.

Vodni in parni grelniki

Grelniki vode in pare so lahko dveh vrst: rebrasti in gladkocevni. Prvi so nato razdeljeni na dve vrsti: plošča in spiralno navita. Zasnova je lahko enoprehodna ali večprehodna. Večprehodne naprave imajo pregrade, ki spreminjajo smer toka. Cevi so razporejene v 1-4 vrstah.

Grelec, ki deluje na vodo, je sestavljen iz kovinskega, običajno pravokotnega okvirja, znotraj katerega so vrste cevi in ​​ventilator. Priključek na kotel ali sistem centralnega ogrevanja se izvede z odvodnimi cevmi. Ventilator je nameščen na notranji strani; potiska zrak v izmenjevalnik toplote. Za nadzor moči in temperature izhodnega zraka se uporabljajo 2- ali 3-potni ventili. Naprave so nameščene na strop ali steno.

Obstajajo tri vrste vodnih in parnih grelnikov.

Gladka cev. Zasnova je sestavljena iz votlih cevi (premera od 2 do 3,2 cm), ki se nahajajo v majhnih intervalih (približno 0,5 cm). Lahko so iz jekla, bakra, aluminija. Konci cevi so povezani s kolektorjem. Ogreto hladilno sredstvo teče v dovode, kondenz ali ohlajena voda pa izstopa iz odvoda. Za modele z gladko cevjo je značilna nižja produktivnost v primerjavi z drugimi.

Lastnosti uporabe:

• minimalna vstopna temperatura – –20°C;
• zahteve za čistost zraka - ne več kot 0,5 mg / m3 glede na vsebnost prahu.

Rebrasta. Zaradi rebrastih elementov se površina prenosa toplote poveča, zato so rebrasti grelniki ob enakih pogojih bolj produktivni kot gladkocevni grelniki. Ploščate modele odlikuje dejstvo, da so plošče nameščene na cevi, kar dodatno poveča površino prenosa toplote. V navitih je navit jekleni valovit trak.

Bimetalni z rebri. Največjo učinkovitost lahko dosežemo z uporabo dveh kovin: bakra in aluminija. Zbiralniki in cevi so izdelani iz bakra, rebra pa iz aluminija. Poleg tega se izvaja posebna vrsta rebranja - spiralno valjana.

V električnih napravah se zrak segreva ob stiku z grelnimi ploščami ali spiralami. Grelni elementi so izdelani iz ognjevzdržnih kovin.

Izračun moči grelnika

Za pravilen izračun grelnika je treba določiti začetne podatke: zmogljivost, gostoto zraka, ulično in želeno sobno temperaturo. Slednji kazalniki so izjemno pomembni, saj je od njih odvisna količina toplote, porabljene za ogrevanje 1 m3 zraka. Nekatere podatke najdete v posebnih tabelah.

Vodna naprava

Za izračun površine prečnega prereza grelnika vode uporabite formulo Af= L×ρ_st/3600 (ϑρ). Uporabljene vrednosti:

• L – produktivnost, ki je izražena v m3/h ali kg/h;
• str_st – gostota zraka na ulici glede na tabelo;
• ϑρ – masna hitrost zraka v odseku.

Po prejemu rezultata se za prezračevalni sistem izbere en grelnik standardne velikosti ali več naprav, tako da je površina ali vsota površin enaka ali nekoliko večja od izračunane vrednosti.

Masni pretok zraka v kg/h se izračuna po formuli G=L×str_Sre:

• str_Sre– gostota zraka pri povprečni temperaturi.

psr izračunano po formuli (t_st+t_con)/2:

• t_st – temperatura zunanjega zraka v najhladnejšem petdnevnem obdobju v letu;
• t_con – želena sobna temperatura.

Nato se za povprečje določi gostota iz tabele.

Izračunajte porabo toplote za ogrevanje zraka po formuli: Q (W) = G×c×(t_con–t_st)

Na primer, podatki bodo izračunani, če vemo:

• L – 10000 m3/h (zmogljivost je navedena v dokumentaciji);
• t_con – 21°C;
• t_st – –25°C.

pav =(–25°C +21°C)/2=–2°C

Gostota zraka pri tej temperaturi je 1,303.

Masni pretok zračne mase je enak G=10000 m3/h×1,303 kg/m3=13030kg/h

Od tukaj Q=13030/3600×1011×(21-(-25))=168325 W.

K tej vrednosti je treba dodati 10-15% rezerve moči.

Parni grelec

Moč parnega grelnika se določi na enak način, le za izračun G uporabite formulo G=Q/r. r – specifična toplota, nastala pri kondenzaciji pare v kJ/kg.

Električni grelec

Pri električnih napravah večino potrebnih podatkov običajno navede proizvajalec, kar močno poenostavi izračun ogrevanja zraka in izbiro grelnika. Kljub razmeroma nizki toplotni moči sistem električnega grelnika porabi veliko električne energije, zato ga je pogosto treba z ločenim kablom priključiti na panel. Grelniki z močjo nad 7 kW se napajajo iz omrežja 380 V.

Trenutna poraba se izračuna po formuli I=P/U, Kje p – moč in U - napetost. Pomen U odvisno od podrobnosti povezave. Če je priključek enofazni oz. U=220V, če je trifazni, U=660V.

Temperatura ogrevanja se izračuna po formuli T=2,98×P/L, Kje L – kot pri drugih izračunih, zmogljivost sistema.

Za ogrevanje majhnih prostorov je priporočljivo kupiti električni grelec, ki je bolj priročen in ne zahteva zapletene namestitve. Če je ogrevalna površina večja od 100 m2, je bolj donosna uporaba vodne ali parne naprave. V vsakem primeru je za pravilno izbiro grelnika potrebno narediti predhodne izračune.