Los calentadores tienen un alto rendimiento, por lo que con su ayuda, incluso las habitaciones muy grandes se pueden calentar en un tiempo relativamente corto. Muchos modelos de estos dispositivos que funcionan sobre la base de diferentes transportadores de calor entran en el mercado.
Para elegir la mejor opción, debe calcular el calentador, que se puede realizar manualmente o utilizando una calculadora en línea. Con la pregunta de los cálculos, le ayudaremos a comprender: en este artículo le daremos un ejemplo de los cálculos que se necesitarán al elegir un instrumento adecuado para calentar el aire.
Y también considere las características de diseño de varios tipos de calentadores, las ventajas y desventajas de un sistema de calefacción que utiliza tales dispositivos.
Contenido del artículo:
- Pros y contras de la calefacción con calefacción.
- Clasificación de dispositivos para calentamiento de aire.
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Diseño de calentadores de diferentes tipos.
- Vista # 1 - Calentadores de tubos lisos
- Vista # 2 - Calentadores de aire con aletas
- Vista # 3 - calentadores bimetálicos con aletas
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¿Qué mirar al elegir?
- Calculadora requiere cálculos
- Recomendaciones para elegir un modelo eléctrico.
- Conclusiones y video útil sobre el tema.
Pros y contras de la calefacción con calefacción.
El sistema de calefacción de la casa, basado en el suministro de aire calentado a la temperatura establecida directamente en la casa, es de particular interés para los propietarios de sus propias casas.
Este diseño del sistema de calefacción consta de los siguientes componentes importantes:
- un calentador que actúa como un generador de calor que calienta el aire;
- canales (conductos) a través de los cuales el aire caliente fluye hacia la casa;
- El ventilador dirige aire bien calentado en todo el volumen de la habitación.
Las ventajas de este tipo de sistema son muchas. Estos incluyen tanto la alta eficiencia como la ausencia de elementos auxiliares para el intercambio de calor en forma de radiadores, tuberías y la posibilidad de Combínelo con el sistema climático y la baja inercia, con el resultado de que el calentamiento de grandes volúmenes es muy alto. rapido
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Calentador de aire: dispositivo de calentamiento destinado únicamente para procesar el flujo de aire sin cambiar la humedad de la masa tratada
Los calentadores están equipados con sistemas de calefacción y aire acondicionado que mezclan la porción fresca de aire de la calle con el flujo de circulación.
En los sistemas de calefacción de aire, el aire calentado por el calentador es forzado dentro de la habitación por medio de un ventilador
Una gran ventaja del uso de calentadores es su capacidad para calentar grandes locales en espacio y volumen, incluidos tiendas, centros comerciales, almacenes, lo más rápido posible.
Equipo de calentamiento de aire
Sistema de aire acondicionado con calefacción.
Calefaccion de aire con calentador
Calentamiento rápido de grandes superficies.
Para muchos propietarios, la desventaja es que la instalación del sistema solo es posible de forma simultánea con la construcción de la casa y, por lo tanto, su modernización es imposible.
La desventaja es un matiz como la disponibilidad obligatoria de energía de respaldo y la necesidad de un mantenimiento regular.
El calentador es fácil de instalar y operar, es asequible, pero lo más importante es que es un dispositivo eficaz para calentar la habitación. Calentador de agua en la imagen montado en el sistema.
Nuestro sitio tiene materiales más detallados sobre el dispositivo de calefacción de aire en la casa y la casa de campo. Le recomendamos que se familiarice con ellos:
- Calentador de aire de bricolaje: todo sobre sistemas de calefacción de aire
- Cómo organizar el calentamiento de aire de una casa de campo: las reglas y los esquemas de construcción.
- Cálculo del calentamiento del aire: principios básicos + ejemplo de cálculo.
Clasificación de dispositivos para calentamiento de aire.
Los calentadores están incluidos en el diseño del sistema de calefacción para calentar el aire. Los siguientes grupos de estos dispositivos existen según el tipo de portador de calor utilizado: agua, electricidad, vapor, fuego.
Tiene sentido utilizar dispositivos eléctricos para locales de no más de 100 m². Para edificios con grandes áreas, una opción más racional serían los calentadores de agua, que funcionan solo con una fuente de calor.
Los más populares son los de vapor y calentadores de agua. Tanto la primera como la segunda superficie se dividen en 2 subespecies: tubo acanalado y liso. Los calentadores de aletas en la geometría de las aletas son en forma de placa y ondulados en espiral.
La capacidad de los calentadores que trabajan con un refrigerante como el vapor, se regula mediante válvulas especiales instaladas en el tubo de entrada.
De acuerdo con el diseño de construcción, estos dispositivos pueden ser de un solo sentido, cuando el refrigerante en ellos se mueve a través de los tubos, adhiriéndose a Dirección constante y paso múltiple, en las cubiertas de las cuales hay particiones, como resultado de lo cual la dirección de movimiento del refrigerante es constante. esta cambiando
Se venden 4 modelos de calentadores de agua y calentadores de vapor, que se diferencian en el área de superficie de calefacción:
- SM - el más pequeño con una hilera de tubos;
- M - Pequeño con dos hileras de tubos;
- Con - media con tubos en 3 filas;
- B - Grandes, teniendo 4 hileras de tubos.
Durante la operación, los calentadores de agua soportan grandes fluctuaciones de temperatura: 70-110⁰. Para obtener un buen rendimiento de este tipo de calentador, el agua que circula en el sistema debe calentarse a un máximo de 180. En la estación cálida, el calentador puede servir de ventilador.
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Según el tipo de refrigerante utilizado en la calefacción, los calentadores se dividen en agua, vapor, fuego y electricidad.
En el calentamiento de instalaciones privadas, comerciales e industriales, los calentadores de vapor y de agua son los más utilizados.
Calentadores eléctricos de aire: la opción más fácil de instalar, conectar y mantener, pero no muy racional desde el punto de vista económico
Los calentadores de vapor se dividen en modelos de tubo liso y dispositivos con aletas. Las nervaduras se dividen en espiral ondulada y lamelar.
Calentador de agua en la sala de producción.
Calentador de vapor en la terraza acristalada.
Calentador de aire eléctrico compacto
Modelo en espiral.
Diseño de calentadores de diferentes tipos.
El calentador de agua de calefacción consiste en un cuerpo de metal, un intercambiador de calor colocado en forma de una serie de tubos y un ventilador. Al final de la unidad hay tuberías de entrada a través de las cuales se conecta a una caldera o un sistema de calefacción centralizado.
Como regla general, el ventilador está en la parte posterior del dispositivo. Su tarea - conducir el aire a través del intercambiador de calor.
Después de calentar, a través de la rejilla ubicada en la parte frontal del calentador, el aire regresa a la habitación.
La mayoría de las veces, el cuerpo está hecho en forma de rectángulo, pero hay modelos diseñados para conductos de ventilación redondos. En la línea de suministro, instale válvulas de dos o tres vías para ajustar la potencia de la unidad.
El ventilador sopla los tubos ubicados en el cuerpo del calentador. El agua caliente se mueve a través de las tuberías desde el sistema de calefacción, y el ventilador distribuye uniformemente el aire caliente alrededor de la habitación.
Los diferentes calentadores y el método de instalación son el techo y la pared. Los modelos del primer tipo se colocan detrás del falso techo, solo la celosía se ve más allá. Los aparatos de pared son más populares.
Vista # 1 - Calentadores de tubos lisos
La construcción del tubo liso consiste en elementos calefactores en forma de tubos delgados huecos con un diámetro de 20 a 32 mm, espaciados 0,5 cm entre sí. El refrigerante circula a través de ellos. El aire, que lava las superficies calientes de los tubos, se calienta debido al intercambio convectivo de calor.
Los tubos en el calentador se colocan en un orden escalonado o de pasillo. Sus extremos están soldados a los colectores, superior e inferior. El refrigerante entra en la caja de conexiones a través de la entrada, luego, después de pasar por los tubos y calentarlos, sale a través de la salida en forma de condensado o agua fría.
Los dispositivos de transferencia de calor estables proporcionan una disposición escalonada de tubos, pero la resistencia al flujo de aire es mayor. Es necesario realizar el cálculo de la potencia de la unidad para conocer las capacidades reales del dispositivo.
Hay ciertos requisitos para el aire: no debe haber fibras, partículas suspendidas, sustancias pegajosas. El contenido de polvo permitido es inferior a 0,5 mg / ml. La temperatura de entrada es de al menos 20.
Calentadores de aire de una vía y 3 vías. 1 - tubo de entrada a través del cual fluye el refrigerante, 2 - caja de empalme, 3 tubos, 4 - tubo de salida, 5 - partición
Las características térmicas de los calentadores de tubos lisos no son muy altas. Su uso es aconsejable cuando no se requiere un flujo significativo de aire y su calentamiento a alta temperatura.
Vista # 2 - Calentadores de aire con aletas
Los tubos acanalados tienen una superficie acanalada, por lo tanto, la transferencia de calor desde ellos es mayor. Con un número menor de tuberías, su rendimiento térmico es superior al de los calentadores de aire de tubo liso.
Los calentadores de láminas incluyen tubos con placas montadas en ellos, rectangulares o redondos.
El primer tipo de placas se coloca en un grupo de tubos. El refrigerante pasa a la caja de conexiones del dispositivo a través de la boquilla, calienta el aire que pasa desde Velocidad considerable a través de canales de pequeño diámetro, y luego fuera de la caja del equipo pasa a través de estrangular
Los calentadores de este tipo son compactos, fáciles de mantener e instalar.
Los dispositivos de placa unidireccional designan: KSE KFS KVB STD3009V KZP K4P, y paso múltiple - KVB, K4VP, KZVP, KVS, KMS, STDZOYUG, KMB. El modelo promedio tiene la designación KFS, y la grande - KSE.
La cinta corrugada de acero de 1 cm de ancho y 0,4 mm de espesor se enrolla en los tubos de estos calentadores. El transportador de calor para ellos puede ser vapor y agua.
Los calentadores de agua no deben conectarse con tuberías de metal-plástico o polímero. No están diseñados para temperaturas de transferencia de calor. Necesita tubos de acero y mejor galvanizado para eliminar la corrosión.
El primero está equipado con tres filas de tubos, y el segundo con cuatro. Las placas del modelo promedio tienen un grosor de 0.5 mm y dimensiones de 11.7 x 13.6 cm. Las placas de un modelo grande del mismo grosor y ancho son más largas - 17.5 cm.
Las placas están ubicadas a una distancia de 0.5 cm entre sí y tienen una disposición en zigzag, mientras que en los modelos del tipo medio, las placas están dispuestas a lo largo del principio del corredor.
Los calentadores de aire con marcado de ETS tienen 5 números (5, 7, 8, 9, 14). En los calentadores STD4009V, el vapor es un transportador de calor, y en STD3010G es agua. La primera instalación se realiza con una orientación vertical de los tubos, la segunda desde la horizontal.
Vista # 3 - calentadores bimetálicos con aletas
En los sistemas de calefacción con aire acondicionado, los modelos de calentadores bimetálicos KP3-SK, KP4-SK, KSK-3 y 4 con un tipo especial de aletas, a menudo se utilizan para enrollar en espiral. El transportador de calor para los calentadores KP3-SK, KP4-SK es agua caliente con la presión más alta de 1.2 MPa y una temperatura máxima de 180⁰.
Para el funcionamiento de los otros dos calentadores de aire, se requiere vapor con la misma presión de trabajo que para el primero, pero con una temperatura ligeramente más alta: 190. Los fabricantes deben realizar pruebas de aceptación. Dispositivos de prueba y estanqueidad.
El intercambiador de calor del calentador KSK consiste en tubos de acero y aletas de aluminio. Conecte sus láminas de tubo
Hay 2 líneas de calentadores bimetálicos - KSK3, KPZ, con 3 filas de tubos, refiérase al medio, y KSK4, KP4 con 4 filas de tubos - a los modelos grandes. Los componentes de estos dispositivos son elementos de intercambio de calor bimetálicos, protectores laterales, rejillas de tubos, cubiertas con particiones.
El elemento del intercambiador de calor consta de 2 tubos, con un diámetro interno de 1,6 cm, fabricados de acero y aluminio, aluminio montado con aletas. El intervalo transversal entre los tubos de transferencia de calor es de 4,15 cm, y el intervalo longitudinal es de 3,6 cm.
¿Qué mirar al elegir?
En el diseño de un sistema de calefacción con uno o un grupo de calentadores, así como en los cálculos, debe seguir una serie de reglas. Considérelos con más detalle en la selección de fotos a continuación.
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El diagrama de conexión de un grupo de calentadores puede ser paralelo o secuencial. Para unidades de vapor, solo se aplica la versión paralela. Todos los dispositivos en una instalación de calefacción deben ser del mismo modelo y potencia.
Si los calentadores se utilizan en sistemas que absorben aire del exterior para moverlo a granel, los cálculos se realizan teniendo en cuenta la temperatura exterior más baja
Ajustar las características de calidad de la unidad de vapor es imposible. Solo está disponible el ajuste cuantitativo del refrigerante, para cuya implementación se colocan válvulas de doble derivación en frente del calentador
Los cálculos y el diseño de los sistemas de calefacción se llevan a cabo de tal manera que hay un mínimo de dispositivos en el grupo, hay una armadura que permite desconectar una unidad o fila, y también regular la transferencia de calor.
Conexión paralela de un grupo de calentadores.
Funcionamiento de los calentadores en el frío.
Válvulas de control en la entrada del dispositivo.
Calentador de aire de vapor acanalado
Calculadora requiere cálculos
Para calcular la potencia de un calentador de agua o vapor, se necesitan los siguientes parámetros iniciales:
- El rendimiento del sistema o, en otras palabras, la cantidad de aire destilado en una hora. La unidad de medida del caudal volumétrico es m / h., La masa kg / h. Símbolo - L.
- La temperatura inicial o exterior es tul.
- La temperatura del aire final es tcon.
- La densidad y la capacidad térmica del aire a una cierta temperatura: los datos se toman de las tablas.
Primero, calcule el área de la sección transversal a lo largo del frente del calentador de aire. Conociendo este valor, obtenga las dimensiones preliminares de la unidad con un margen.
Para el cálculo use la fórmula:
Af = Lρ / 3600 (ϑρ),
Donde L - caudal de aire o capacidad en m³ / h, ρ - Densidad del aire exterior medida en kg / m³. ϑρ - velocidad del aire en masa en la sección calculada, medida en kg / (cm²).
Después de recibir este parámetro, para cálculos adicionales, tomamos el tamaño típico del calentador, el tamaño más cercano. Con un gran valor final del área, establezca en paralelo varias unidades idénticas, cuyo área en suma es igual al valor obtenido.
Los calentadores se denominan no solo dispositivos para el intercambio de calor, sino también refrigeradores de aire que funcionan con agua fría, que son mucho menos populares.
Para determinar la potencia requerida para calentar un volumen de aire específico, debe conocer la velocidad de flujo total del aire calentado en kg por 1 hora mediante la fórmula:
G = L x p,
Donde p - Densidad del aire en condiciones de temperatura media. Se determina sumando la temperatura en la entrada y la salida de la unidad, luego dividida por 2. Los indicadores de densidad se toman de la tabla.
De esta tabla, puede tomar datos sobre la densidad y el calor específico del aire a una cierta temperatura para calcular la potencia del dispositivo
Ahora puede calcular el consumo de calor para calentar el aire, para lo cual se utiliza la siguiente fórmula:
Q (W) = G x c x (t con. - te lo ruego),
Donde G - Flujo de aire en masa en kg / h. Al calcular, se tiene en cuenta la capacidad calorífica específica del aire medida en J / (kg x K). Depende de la temperatura del aire entrante, y sus valores se encuentran en la tabla anterior. Se indica la temperatura en la entrada del dispositivo y en la salida. rogar. y t con respectivamente
Suponga que necesita recoger un calentador con una capacidad de 10,000 mᶾ / hora para que caliente el aire hasta 20⁰ a una temperatura exterior de -30⁰. El transportador de calor es agua que tiene una temperatura de salida de 95⁰ y 50⁰ en la salida.
Flujo de masa de masa de aire: G = 10 000 mᶾ / h. x 1.318 kg / mᶾ = 13.180 kg / h.
Valor de densidad: ρ = (-30 + 20) = -10, mientras dividimos este resultado a la mitad, obtuvimos -5. De la tabla seleccionada, correspondiente a la temperatura media, densidad.
Sustituyendo el resultado en la fórmula, obtenemos el consumo de calor: Q = 13,180 / 3600 x 1013 x 20 - (-30) = 185 435 W. Aquí, 1013 es la capacidad calorífica específica seleccionada de la tabla a una temperatura de –30⁰ J / (kg x K). A la potencia calculada del calentador agregue del 10 al 15% del stock.
La razón es que los parámetros tabulares a menudo difieren de los reales en la dirección de reducción, y el rendimiento térmico de la unidad, debido a la obstrucción de los tubos, disminuye con el tiempo. El exceso de inventario es indeseable.
Con un aumento significativo en la superficie de calentamiento, se puede producir hipotermia e incluso descongelación en frío extremo.
En el calentador de vapor, el refrigerante se suministra desde arriba, y el agua resultante de la condensación del vapor de escape se elimina desde abajo. En la foto - el esquema de tuberías de vaporizador
La potencia de los calentadores de vapor se calcula de la misma manera que el agua. Sólo la fórmula de cálculo para el refrigerante difiere:
G = Q / r,
Donde r - calor específico, que se libera durante la condensación del vapor, medido en kJ / kg.
Recomendaciones para elegir un modelo eléctrico.
Los fabricantes en los catálogos de calentadores eléctricos a menudo indican la potencia instalada y el flujo de aire, lo que simplifica enormemente la selección. Lo principal es que los parámetros no deben ser más pequeños que los indicados en el pasaporte, de lo contrario, pronto estará fuera de servicio.
El diseño del calentador incluye varios elementos de calefacción eléctricos especiales, cuya área aumenta debido al prensado de las aletas.
Los dispositivos de energía pueden ser muy grandes, a veces son cientos de kilovatios. Hasta 3,5 kW, el calentador se puede alimentar desde una toma de 220 V y, a voltajes superiores, se debe hacer una conexión con un cable separado directamente al panel. Si es necesario utilizar un calentador con una capacidad superior a 7 kW, una potencia de 380 V.
Estos dispositivos tienen pequeñas dimensiones y peso, son completamente autónomos, por lo que no es necesaria la presencia de suministro de agua caliente centralizada o vapor.
Una desventaja significativa es que la baja potencia no es suficiente para usarlos en áreas grandes. El segundo inconveniente es el alto consumo de energía.
Del cálculo del calentador, se deduce que el resultado del uso del dispositivo es un ahorro tangible de recursos energéticos. A veces, esta unidad se combina con un recuperador y luego la entrada de aire no se produce desde el exterior, sino desde la habitación.
Para saber qué corriente consume un calentador, puede utilizar la fórmula:
Yo = p / u,
Donde P - poder U - Tensión de alimentación.
Con una conexión monofásica del calentador, se supone que U es de 220 V. Con 3 fases - 660 V.
La temperatura a la cual el calentador de una cierta potencia calienta la masa de aire está determinada por la fórmula:
T = 2.98 x P / L,
Donde L - Rendimiento del sistema. Los valores óptimos de la potencia del calentador para la casa de 1 a 5 kW, y para oficinas - de 5 a 50 kW.
Conclusiones y video útil sobre el tema.
¿Cuál es la densidad del aire a tomar en el cálculo, descrito en este video:
Video sobre cómo funciona el calentador en el sistema de calefacción:
Al elegir un tipo específico de calentador, debe proceder de las consideraciones de conveniencia y las características operativas de la casa.
Para áreas pequeñas, un calentador eléctrico será una buena adquisición, y para calentar una casa grande es mejor elegir otra opción. En cualquier caso, no puede prescindir de un cálculo previo..
¿Está familiarizado con la elección y el cálculo del calentador? ¿Quizás quiera compartir recomendaciones útiles sobre la elección del calentador o señalar un error o inexactitud en los cálculos en el material discutido anteriormente? Deje su comentario en este artículo; su opinión puede ser útil para las personas que eligen el calentador adecuado para su hogar.
