При конструировании системы воздушного отопления используются уже готовые калориферные установки.
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:
- 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.
- 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.
- 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.
Обратите внимание!
- Расчет производительности для нагрева воздуха определенного объема
- Вычисление фронтального сечения устройства, требующегося для прохода воздушного потока
- Вычисление значений массовой скорости
- Расчет расхода теплоносителя в калориферной установке
- Подсчет скорости движения воды в трубах калорифера
- Определение коэффициента теплопередачи
- Расчет тепловой производительности калориферной установки
- Определение запаса устройства по тепловой мощности
- Расчет аэродинамического сопротивления
- Определение гидравлического сопротивления теплоносителя
Расчет производительности для нагрева воздуха определенного объема
Определяем массовый расход нагреваемого воздуха
G (кг/ч) = L х р
где:
L — объемное количество нагреваемого воздуха, м.куб/час
p — плотность воздуха при средней температуре (сумму температуры воздуха на входе и выходе из калорифера разделить на два) — таблица показателей плотности представлена выше, кг/м.куб
Определяем расход теплоты для нагревания воздуха
Q (Вт) = G х c х (t кон — t нач)
где:
G — массовый расход воздуха, кг/час с — удельная теплоемкость воздуха, Дж/(кг•K), (показатель берется по температуре входящего воздуха из таблицы)
t нач — температура воздуха на входе в теплообменник, °С
t кон — температура нагретого воздуха на выходе из теплообменника, °С
Вычисление фронтального сечения устройства, требующегося для прохода воздушного потока
Определившись с необходимой тепловой мощностью для обогрева требуемого объема, находим фронтальное сечение для прохода воздуха.
Фронтальное сечение — рабочее внутреннее сечение с теплоотдающими трубками, через которое непосредственно проходят потоки нагнетаемого холодного воздуха.
f (м.кв) = G / v
где:
G — массовый расход воздуха, кг/час
v — массовая скорость воздуха — для оребренных калориферов принимается в диапазоне 3 — 5 (кг/м.кв•с). Допустимые значения — до 7 — 8 кг/м.кв•с
Вычисление значений массовой скорости
Находим действительную массовую скорость для калориферной установки
V(кг/м.кв•с) = G / f
где:
G — массовый расход воздуха, кг/час
f — площадь действительного фронтального сечения, берущегося в расчет, м.кв
Важно!
Расчет расхода теплоносителя в калориферной установке
Рассчитываем расход теплоносителя
Gw (кг/сек) = Q / ((cw х (t вх — t вых))
где:
Q — расход тепла для нагрева воздуха, Вт
cw — удельная теплоемкость воды Дж/(кг•K)
t вх — температура воды на входе в теплообменник, °С
t вых — температура воды на выходе из теплообменника, °С
Подсчет скорости движения воды в трубах калорифера
W (м/сек) = Gw / (pw х fw)
где:
Gw — расход теплоносителя, кг/сек
pw — плотность воды при средней температуре в воздухонагревателе (принимается по таблице внизу), кг/м.куб
fw — средняя площадь живого сечения одного хода теплообменника (принимается по таблице подбора калориферов КСк), м.кв
Определение коэффициента теплопередачи
Коэффициент теплотехнической эффективности рассчитывается по формуле
Квт/(м.куб х С) = А х Vn х Wm
где:
V – действительная массовая скорость кг/м.кв х с
W – скорость движения воды в трубах м/сек
A
Расчет тепловой производительности калориферной установки
Подсчет фактической тепловой мощности:
q (Вт) = K х F х ((t вх +t вых)/2 — (t нач +t кон)/2))
или, если подсчитан температурный напор, то:
q (Вт) = K х F х средний температурный напор
где:
K — коэффициент теплоотдачи, Вт/(м.кв•°C)
F — площадь поверхности нагрева выбранного калорифера (принимается по таблице подбора), м.кв
t вх — температура воды на входе в теплообменник, °С
t вых — температура воды на выходе из теплообменника, °С
t нач — температура воздуха на входе в теплообменник, °С
t кон — температура нагретого воздуха на выходе из теплообменника, °С
Определение запаса устройства по тепловой мощности
Определяем запас тепловой производительности:
((q — Q) / Q) х 100
где:
q — фактическая тепловая мощность подобранных калориферов, Вт
Q — расчетная тепловая мощность, Вт
Расчет аэродинамического сопротивления
Расчет аэродинамического сопротивления. Величину потерь по воздуху можно рассчитать по формуле:
ΔРа (Па)=В х Vr
где:
v — действительная массовая скорость воздуха, кг/м.кв•с
B, r — значение модуля и степеней из таблицы
Определение гидравлического сопротивления теплоносителя
Расчет гидравлического сопротивления калорифера вычисляется по следующей формуле:
ΔPw(кПа)= С х W2
где:
С — значение коэффициента гидравлического сопротивления заданной модели теплообменника (смотреть по таблице)
W — скорость движения воды в трубках воздухонагревателя, м/сек.
Нашла все необходимые формулы . Все очень просто и лаконично. Онлайн калькулятор тоже попробовала в действии он работает точно, но поскольку работа требует 100% результата, я еще и перепроверила онлайн-расчеты по формулам. Автору спасибо, но хотелось бы добавить маленькое пожелание. Вы так серьезно подошли к вопросу, что может вам продолжить это благое дело. Например выпустить приложение для смартфона с таким онлайн калькулятором. Бывают ситуации, когда нужно что-то посчитать быстро, и было бы намного удобнее иметь его под рукой. Пока что добавила страницу в закладки и думаю, что она мне понадобиться далеко не раз.
Ну я вполне согласен с автором. Подробно расписал и показал на примерах расчёт мощности и по какой причине лучше его не устанавливать в помещении. В нынешнее время разнообразности разных видов носителей тепла. Калорифер лично я отношу на последнее место. Не очень экономное, так как потребляемость электричества много а вот выхода тепла не очень. Хотя с другой стороны для коптильной в самый раз там не требуется огромная подача горячего воздуха. Так что я согласен. И для себя захотелось рассчитать и вывести среднею оценку.
У меня вопрос. При какой плотности все же производить расчёт мощности калорифера? Особенно в случае суровых погодных условий, когда температура опускается до минус тридцати градусов. Брать среднюю плотность воздуха или саму плотность на выходе наружного воздуха? Выслушал огромное количество вариантов, мнения мягко говоря расходятся. Я бы не ломал голову и высчитал бы по средней плотности, но все же опасаюсь резких морозов. Не уйдёт ли устройство в аварию и не грозит ли перепады температур размораживаю калорифера? Хотелось бы, чтобы вентиляция в холодный период работала без перебоев.
Всегда при расчёте количества тепла, необходимого на вентиляцию, брала плотность наружного воздуха. Эта цифра стоит в одной из граф в характеристике отопительно-вентиляционного оборудования. Только недавно обратила внимание, что фирма при подборе оборудования (в том числе воздухонагревателей) использует плотность внутреннего воздуха и ,соответственно, цифра потребляемой мощности нагрева у них меньше чем моя.
При рассмотрении последнего проекта в экспертизе потребовали приложить заказные расчётные листы отопительно-вентиляционного оборудования. Вот будет «веселье», когда придерутся к расхождению в количестве тепла.
Отлично! Это как раз то что мне было нужно! Сложно конечно сразу разобраться, но в целом статья оказалась полезной
В описании рассчетов приводится расчет калорифера при нагревании теплоносителя-воды.А как рассчитать мощность калорифера,если будут нагреваться электрические ТЭНы или просто спираль?Подставлять тогда во все формулы где указана плотность воды ,плотность воздуха что ли?И таблицы плотностей откуда брать то?