Нагрівання припливного повітря

Калорифери - прилади, що застосовуються для нагрівання повітря в припливних системах вентиляції, системах кондиціонування повітря, повітряного опалення, а також в сушильних установках.

По виду теплоносія калорифери можуть бути вогневими, водяними, паровими і електричними.

Найбільшого поширення в даний час мають водяні і парові калорифери, які поділяють на гладкотрубние і дит-Рісто; останні, в свою чергу, поділяють на пластинчасті і спірально-навивні.

Розрізняють одноходові і багатоходові калорифери. У одноходових теплоносій рухається по трубках в одному напрямку, а в багатоходових кілька разів змінює напрямок руху внаслідок на-відмінності в колекторних кришках перегородок (рис. XII.1).

Калорифери виконують двох моделей: середньої (С) і великий (Б).

Витрата тепла для нагрівання повітря визначається за формулами

де Q '- витрата тепла для нагрівання повітря, кДж / год (ккал / ч); Q - то ж, Вт; 0,278 - коефіцієнт переведення кДж / ч в Вт; G - масове кількість повітря, що нагрівається, кг / год, що дорівнює Lp [тут L - об'ємне кількість повітря, що нагрівається, м 3 / год; р - щільність повітря (при температурі tK), кг / м 3]; с - питома теплоємність повітря, що дорівнює 1 кДж / (кг-К) [0,24 ккал / (кг-° С)]; tк - температура повітря після калорифера, ° С; tн - температура повітря до калорифера, ° С.

Для калориферів першого ступеня підігріву температура tн дорівнює температурі зовнішнього повітря.

У приміщення без теплонадлишків слід подавати припливне повітря з температурою, що дорівнює температурі внутрішнього повітря tВ для даного приміщення. При наявності надлишків тепла припливне повітря подають зі зниженою температурою (на 5-8 ° С). Припливне повітря з температурою нижче 10 ° С не рекомендується подавати в приміщення навіть при наявності значних тепловиділень через можливість виникнення простудних захворювань. Виняток становлять випадки застосування спеціальних анемостатів.

Необхідна площа поверхні нагрівання калориферів Fк м2, визначається за формулою

де Q - витрата тепла для нагрівання повітря, Вт (ккал / ч); К - коефіцієнт теплопередачі калорифера, Вт / (м 2 -К) [ккал / (ч-м 2 - ° С)]; tср.Т. - середня температура теплоносія, 0 С; tср.в. - середня температура повітря, що нагрівається, що проходить через калорифер, ° С, рівна (tн + tк) / 2.

Якщо теплоносієм служить пар, то середня температура теплоносія tср.Т. дорівнює температурі насичення при відповідному тиску пара.

Для води температура tср.Т. визначається як середнє арифметичне температури гарячої та зворотної води:

Коефіцієнт запасу 1,1-1,2 враховує втрати тепла на охолодження повітря в повітроводах.

Коефіцієнт теплопередачі калориферів До залежить від виду теплоносія, масової швидкості руху повітря vp через калорифер, геометричних розмірів і конструктивних особливостей калориферів, швидкості руху води по трубах калорифера.

Під масовою швидкістю розуміють масу повітря, кг, що проходить за 1 с через 1 м2 живого перетину калорифера. Масова швидкість vp, кг / (см2), визначається за формулою

Введення масової швидкості спрощує розрахунок, так як на відміну від лінійної масова швидкість в процесі нагрівання повітря залишається постійною внаслідок незмінності його маси при нагріванні.

Необхідну площу живого перетину калорифера визначають, попередньо задавшись масової швидкістю vp:

За площею живого перерізу Fж і поверхні нагріву FК підбирають модель, марку та кількість калориферів. Після вибору калориферів уточнюють за дійсною площі живого перетину калорифера Fд даної моделі масову швидкість руху повітря:

Коефіцієнт теплопередачі калориферів, який визначається дослідним шляхом, наводиться в таблицях або на графіках.

При теплоносії парі коефіцієнт К виражається формулою

а при теплоносії воді - формулою

де А, А1. n, n1 і т - коефіцієнти і показники ступенів, що залежать від конструкції калорифера

Швидкість руху води в трубках калорифера # 969 ;, м / с, визначається за формулою

де Q'- витрата тепла для нагрівання повітря, кДж / год (ккал / ч); рв - щільність води, що дорівнює 1000 кг / м3, св - питома теплоємність води, рівна 4,19 кДж / (кг-К) [1 ккал / (кг-° С)]; fTP - площа живого перетину для проходу теплоносія, м2, tг - температура гарячої води в прямому трубопроводі, ° С; t0 - температура зворотної води, 0С.

На тепловіддачу калориферів впливає схема обв'язки їх трубопроводами. При паралельній схемі приєднання трубопроводів через окремий калорифер проходить тільки частина теплоносія, а при послідовній схемі через кожен калорифер проходить весь витрата теплоносія.

Опір калориферів проходу повітря р, Па, виражається наступною формулою:

де В і z - коефіцієнт і показник ступеня, які залежать від конструкції калорифера.

Опір послідовно розташованих калориферів одно:

де т - число послідовно розташованих калориферів. Розрахунок закінчується перевіркою теплопроизводительности (тепловіддачі) калориферів за формулою

де QK - тепловіддача калориферів, Вт (ккал / ч); QK - то ж, кДж / год, 3,6 - коефіцієнт переведення Вт в кДж / год FK - площа поверхні нагрівання калориферів, м2, прийнята в результаті розрахунку калориферів даного типу; К - коефіцієнт теплопередачі калориферів, Вт / (м2-К) [ккал / (ч-м2- ° С)]; tср.в - середня температура повітря, що нагрівається, що проходить через калорифер, ° С; tср. Т - середня температура теплоносія, ° С.

При підборі калориферів запас на розрахункову площу поверхонь-сті нагрівання приймається в межах 15 - 20%, на опір про- ходу повітря - 10% і на опір руху води - 20%.