Výpočet kalkulačky: jak vypočítat výkon jednotky

Ohřívače mají vysoký výkon, takže s jejich pomocí lze v poměrně krátkém čase vytápět i velmi velké místnosti. Na trh přichází řada modelů těchto přístrojů pracujících na bázi různých nosičů tepla.

Chcete-li zvolit nejlepší možnost, musíte vypočítat ohřívač, který lze provést buď ručně nebo pomocí online kalkulačky. S otázkou výpočtů vám pomůžeme pochopit - v tomto článku uvedeme příklad výpočtů, které budou potřebné při výběru vhodného nástroje pro ohřev vzduchu.

A také zvážit konstrukční vlastnosti různých typů ohřívačů, výhody a nevýhody topného systému používajícího tato zařízení.

Výhody a nevýhody vytápění s ohřívačem

Vytápění domu, na základě dodávky vzduchu ohřátého na nastavenou teplotu přímo do domu, je zvláště zajímavé pro majitele vlastních domů.

Tato konstrukce topného systému se skládá z následujících důležitých komponent:

• ohřívač, který funguje jako generátor tepla, který ohřívá vzduch;
• kanály (kanály), kterými proudí do domu ohřátý vzduch;
• ventilátor nasměruje dobře zahřátý vzduch na veškerý objem místnosti.

Výhody tohoto typu systému je mnoho. Mezi ně patří jak vysoká účinnost, tak absence pomocných prvků pro výměnu tepla ve formě radiátorů, trubek a možnosti kombinovat s klimatickým systémem a nízkou setrvačností, což má za následek, že ohřev velkých objemů je velmi vysoký rychle.

Pro mnoho majitelů domů je nevýhodou, že instalace systému je možná pouze současně s výstavbou samotného domu a jeho další modernizace není možná.

Nevýhodou je taková nuance jako povinná dostupnost záložního zdroje a potřeba pravidelné údržby.

Naše stránky mají podrobnější materiály o zařízení vzduchového vytápění v domě a chalupě. Doporučujeme, abyste se s nimi seznámili:

• Vytápění vzduchem DIY: vše o systémech vytápění vzduchem
• Jak zajistit vzduchové vytápění venkovského domu: pravidla a schémata výstavby
• Výpočet ohřevu vzduchu: základní principy + příklad výpočtu

Klasifikace zařízení pro ohřev vzduchu

Ohřívače jsou součástí návrhu topného systému pro ohřev vzduchu. Následující skupiny těchto zařízení existují podle typu použitého nosiče tepla: voda, elektrická, pára, oheň.

Je vhodné používat elektrické zařízení pro prostory do 100 m². Pro budovy s velkými plochami by racionálnější volbou byly ohřívače vody, které fungují pouze se zdrojem tepla.

Nejoblíbenější jsou pára a ohřívače vody. První i druhý povrch jsou rozděleny do dvou poddruhů: žebrovaná a hladká trubka. Žíhaná žebra na geometrii lamel jsou deskovitá a spirálovitě zvlněná.

Podle konstrukčního řešení mohou být tato zařízení jednosměrná, když chladicí kapalina v nich prochází trubkami a drží se konstantní směr a vícenásobné průchody, v jejichž krytech jsou přepážky, v důsledku čehož je směr pohybu chladiva neustále se mění.

Prodávají se 4 modely ohřívačů vody a parních ohřívačů, které se liší v oblasti topné plochy:

• SM - nejmenší s jedním potrubím;
• M - malé se dvěma řadami trubek;
• S - průměr s trubkami ve 3 řadách;
• B - velké, se 4 řadami trubek.

Během provozu vydrží ohřívače vody velké teplotní výkyvy - 70-110⁰. Pro dobrý výkon tohoto typu ohřívače musí být voda cirkulující v systému ohřívána na maximum 180 °. V teplém období může topení sloužit jako ventilátor.

Konstrukce topných těles různých typů

Ohřívač topné vody sestává z tělesa z kovu, tepelného výměníku umístěného v něm ve formě řady trubek a ventilátoru. Na konci jednotky jsou přívodní potrubí, kterými je připojena k kotli nebo centralizovanému systému vytápění.

Ventilátor je zpravidla umístěn v zadní části zařízení. Jeho úkol - řídit vzduch přes výměník tepla.

Po zahřátí, přes rošt umístěný na přední straně ohřívače, se vzduch vrací do místnosti.

Nejčastěji je tělo vyrobeno ve tvaru obdélníku, ale existují modely určené pro okrouhlé ventilační kanály. Na přívodním vedení instalujte dvou- nebo třícestné ventily pro nastavení výkonu jednotky.

Různé ohřívače a způsob instalace - jsou stropní a nástěnné. Modely prvního typu jsou umístěny za falešným stropem, za ním se dívá pouze mříž. Nástěnné spotřebiče jsou více populární.

Zobrazit # 1 - Smooth Pipe Heavy

Konstrukce hladké trubky sestává z topných prvků ve formě dutých tenkých trubek o průměru od 20 do 32 mm, které jsou ve vzájemném odstupu 0,5 cm. Chladicí kapalina jimi cirkuluje. Vzduch, mytí zahřátých povrchů trubek, se zahřívá v důsledku konvekční výměny tepla.

Trubky v ohřívači jsou umístěny v rozloženém nebo koridorovém pořadí. Jejich konce jsou přivařeny do kolektorů - horní a dolní. Chladivo vstupuje do rozvodné skříně vstupem, poté po průchodu trubkami a jejich ohřevem prochází výstupem ve formě kondenzátu nebo chlazené vody.

Stabilní zařízení pro přenos tepla zajišťují odstupňované uspořádání trubek, avšak odpor vůči proudu vzduchu je vyšší. Je nutné provést výpočet výkonu jednotky, abyste znali skutečné možnosti zařízení.

Existují určité požadavky na vzduch - neměly by existovat vlákna, suspendované částice, lepivé látky. Přípustný obsah prachu je menší než 0,5 mg / mᶾ. Vstupní teplota je alespoň 20 ° C.

Tepelné charakteristiky hladkých trubkových ohřívačů nejsou příliš vysoké. Jejich použití je vhodné, pokud nevyžaduje významný průtok vzduchu a jeho ohřev na vysokou teplotu.

Zobrazit # 2 - Ohřívače s finálním vzduchem

Žebrované trubky mají žebrovaný povrch, proto je přenos tepla z nich větší. S menším počtem trubek je jejich tepelný výkon vyšší než u hladkých trubkových ohřívačů vzduchu.

Lamelární ohřívače zahrnují trubky s deskami namontovanými na nich - obdélníkové nebo kulaté.

První typ desek je umístěn na skupině trubek. Chladicí kapalina přechází přes trysku do spojovací skříně zařízení a ohřívá vzduch, ze kterého proudí značnou rychlostí přes kanály malého průměru, a pak ven z týmu box prochází dusit.

Ohřívače tohoto typu jsou kompaktní, snadno se udržují a instalují.

Jednosměrné lamelární zařízení určují: KFB KFS KVB STD3009V KZPP K4P a víceprůchodové - KVB, K4VP, KZVP, KVS, KMS, STDZOYUG, KMB. Průměrný model má označení KFS a velký - KSE.

Na trubkách těchto ohřívačů je navinuta ocelová vlnitá páska široká 1 cm a tloušťka 0,4 mm. Nosičem tepla pro ně může být pára i voda.

První je vybaven třemi řadami trubek a druhý čtyřmi. Desky průměrného modelu mají tloušťku 0,5 mm a rozměry 11,7 x 13,6 cm. Desky velkého modelu stejné tloušťky a šířky jsou delší - 17,5 cm.

Desky jsou umístěny ve vzdálenosti 0,5 cm od sebe a mají cik-cak uspořádání, zatímco u modelů středního typu jsou desky uspořádány podél principu chodby.

Ohřívače vzduchu s označením STD mají 5 čísel (5, 7, 8, 9, 14). U ohřívačů je pára STD4009V nosičem tepla a v STD3010G je to voda. První instalace se provádí se svislou orientací trubek, druhá - z horizontály.

Zobrazit # 3 - bimetalové ohřívače s ploutvemi

V topných systémech s ohřevem vzduchu se často používají modely bimetalových ohřívačů KP3-SK, KP4-SK, KSK-3 a 4 se speciálním typem žeber - spirálově válcovaných. Ohřívačem tepla pro KP3-SK, ohřívače KP4-SK je teplá voda s nejvyšším tlakem 1,2 MPa a maximální teplotou 180 ° C.

Pro provoz dvou dalších ohřívačů vzduchu je požadována pára se stejným pracovním tlakem jako u dřívějších, avšak s mírně vyšší teplotou - 190 ° C. Výrobci musí provádět přejímací zkoušky. Zkušební zařízení a těsnost.

Existují 2 řady bimetalových ohřívačů - KSK3, KPZ, se 3 řadami trubek, na střední a KSK4, KP4 se 4 řadami trubek - na velké modely. Komponenty těchto zařízení jsou bimetalické výměníky tepla, boční štíty, trubkové rošty, kryty s přepážkami.

Prvek výměníku tepla se skládá ze 2 trubek - s vnitřním průměrem 1,6 cm, vyrobených z oceli a hliníkového hliníku, které jsou na něm upevněny žebry. Příčný interval mezi trubkami pro přenos tepla je 4,15 cm a podélný interval je 3,6 cm.

Na co se podívat při výběru?

Při konstrukci topného systému s jednou nebo skupinou ohřívačů, stejně jako ve výpočtech, by se mělo postupovat podle řady pravidel. Zvažte je podrobněji ve výběru fotografií níže.

Kalkulačka vyžadovala výpočty

Pro výpočet výkonu ohřívače vody nebo páry je třeba provést následující počáteční parametry:

1. Výkon systému nebo jinými slovy - množství vzduchu destilovaného za hodinu. Jednotka měření objemového průtoku je m / h., Hmotnost kg / h. Symbol - L.
2. Počáteční nebo venkovní teplota je tul.
3. Konečná teplota vzduchu je tcon.
4. Hustota a tepelná kapacita vzduchu při určité teplotě - data jsou převzata z tabulek.

Nejprve se vypočte plocha průřezu podél přední strany ohřívače vzduchu. Znát tuto hodnotu, získat předběžné rozměry jednotky s marží.

Pro výpočet použijte vzorec:

Af = Lρ / 3600 (ϑρ),

Kde L - objemový průtok vzduchu nebo objem v m³ / h, ρ - hustota venkovního vzduchu měřená v kg / m³ ϑρ - rychlost proudění vzduchu ve vypočteném úseku, měřeno v kg / (cm²).

Po obdržení tohoto parametru, pro další výpočty, vezmeme typickou velikost ohřívače, nejbližší velikosti. S velkou konečnou hodnotou oblasti se paralelně nastavuje několik identických jednotek, jejichž plocha je součtem získané hodnoty.

Pro určení požadovaného výkonu pro ohřev specifického objemu vzduchu potřebujete znát celkový průtok ohřátého vzduchu v kg za 1 hodinu podle vzorce:

G = L x p,

Kde str - hustota vzduchu při středních teplotách. Určuje se sčítáním teploty na vstupu a výstupu jednotky, poté se dělí 2. Ukazatele hustoty jsou převzaty z tabulky.

Nyní můžete vypočítat spotřebu tepla pro ohřev vzduchu, pro který se používá následující vzorec:

Q (W) = G x c x (t kon. - t beg.),

Kde G - hmotnostní průtok vzduchu v kg / h. Při výpočtu se bere v úvahu specifická tepelná kapacita vzduchu měřená v J / (kg x K). Záleží na teplotě přiváděného vzduchu a jeho hodnoty jsou uvedeny v tabulce výše. Teplota na vstupu do zařízení a na výstupu z něj je indikována t beg. a t con. resp.

Předpokládejme, že je třeba vyzvednout ohřívač s kapacitou 10 000 mᶾ / hod, aby ohříval vzduch až na 20 ° C při venkovní teplotě -30 ° C. Nosičem tepla je voda s výstupní teplotou 95 ° C a 50 ° C na výstupu.

Hmotnostní tok vzdušné hmoty: G = 10 000 m / h. x 1,318 kg / m2 = 13,180 kg / h.

Hodnota hustoty: ρ = (-30 + 20) = -10, zatímco tento výsledek rozdělíme na polovinu, máme -5. Z vybrané tabulky, odpovídající průměrné teplotě, hustotě.

Nahraďte výsledek ve vzorci spotřebou tepla: Q = 13,180 / 3600 x 1013 x 20 - (-30) = 185 435 W. Zde je 1013 specifická tepelná kapacita zvolená z tabulky při teplotě –30 ° J / (kg x K). K vypočtenému výkonu ohřívače přidejte 10 až 15% zásoby.

Důvodem je, že tabulkové parametry se často liší od skutečných ve směru redukce a tepelný výkon jednotky v důsledku ucpávání trubek s časem klesá. Přebytek zásob je nežádoucí.

S výrazným zvýšením topné plochy může dojít k podchlazení a dokonce i k rozmrazení v extrémním chladu.

Výkon parních ohřívačů se vypočítá stejně jako voda. Pouze vzorec pro výpočet chladiva se liší:

G = Q / r,

Kde r - specifické teplo, které se uvolňuje při kondenzaci páry, měřeno v kJ / kg.

Doporučení pro výběr elektrického modelu

Výrobci v katalogech elektrických ohřívačů často uvádějí instalovaný výkon a průtok vzduchu, což značně zjednodušuje výběr. Hlavní je, že parametry by neměly být menší než parametry uvedené v cestovním pase, jinak bude rychle mimo provoz.

Konstrukce topného tělesa zahrnuje několik speciálních elektrických topných prvků, jejichž plocha je zvýšena v důsledku přitlačování žeber.

Výkonová zařízení mohou být velmi velká, někdy je to stovky kilowattů. Do 3,5 kW může být ohřívač napájen ze zásuvky 220 V a při napětích nad ním by mělo být připojení provedeno samostatným kabelem přímo na panel. Pokud je potřeba použít ohřívač s kapacitou vyšší než 7 kW, výkon 380 V.

Tato zařízení mají malé rozměry a hmotnost, jsou zcela autonomní, pro ně není nutná přítomnost centralizované dodávky teplé vody nebo páry.

Významnou nevýhodou je, že nízký výkon není dostatečný pro jejich použití na velkých plochách. Druhou nevýhodou je vysoká spotřeba energie.

Chcete-li zjistit, jaký proud spotřebovává ohřívač, můžete použít vzorec:

I = p / u,

Kde P - síla, U - napájecí napětí.

U jednofázového připojení ohřívače se předpokládá, že U je 220 V. Se 3 fázemi - 660 V.

Teplota, na kterou ohřívač určitého výkonu ohřívá hmotnost vzduchu, je určena vzorcem:

T = 2,98 x P / L,

Kde L - výkon systému. Optimální hodnoty výkonu ohřívače pro dům od 1 do 5 kW a pro kanceláře od 5 do 50 kW.

Závěry a užitečné video na toto téma

Jaká je hustota vzduchu, která se vezme do výpočtu, popsaného v tomto videu:

Video o tom, jak topení pracuje v topném systému:

Při výběru konkrétního typu topení byste měli vycházet z úvah o účelnosti a provozních vlastnostech domu.

Pro malé plochy bude elektrický ohřívač dobrou akvizicí a pro vytápění velkého domu je lepší zvolit jinou možnost. V žádném případě nelze bez předchozího výpočtu.

Znáte výběr a výpočet ohřívače? Možná byste se chtěli podělit o užitečná doporučení týkající se výběru ohřívače nebo poukázat na chybu či nepřesnost ve výpočtech ve výše diskutovaném materiálu? Zanechte svůj komentář podle tohoto článku - váš názor může být užitečný pro lidi, kteří si pro svůj domov zvolí správné topení.