Les appareils de chauffage ont des performances élevées. Grâce à eux, même les très grandes pièces peuvent être chauffées en un temps relativement court. De nombreux modèles de ces appareils fonctionnant sur la base de différents caloporteurs arrivent sur le marché.
Pour choisir la meilleure option, vous devez calculer le chauffage, qui peut être effectué manuellement ou à l'aide d'une calculatrice en ligne. Avec la question des calculs, nous vous aiderons à comprendre - dans cet article, nous allons donner un exemple des calculs qui seront nécessaires pour choisir un instrument approprié pour chauffer l’air.
Et tenez également compte des caractéristiques de conception de divers types d’appareils de chauffage, des avantages et des inconvénients d’un système de chauffage utilisant de tels appareils.
Contenu de l'article:
- Avantages et inconvénients du chauffage avec chauffage
- Classification des appareils pour le chauffage de l'air
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Conception de chauffages de différents types
- Vue n ° 1 - Chauffe-tuyaux lisses
- Vue n ° 2 - Réchauffeurs d'air à ailettes
- Vue n ° 3 - réchauffeurs bimétalliques à ailettes
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Que regarder lors du choix?
- Calculs nécessaires
- Recommandations pour choisir un modèle électrique
- Conclusions et vidéo utile sur le sujet
Avantages et inconvénients du chauffage avec chauffage
Le système de chauffage de la maison, basé sur l’apport d’air chauffé à la maison à la température de consigne, présente un intérêt particulier pour les propriétaires de leur propre maison.
Cette conception du système de chauffage comprend les composants importants suivants:
- un appareil de chauffage qui agit comme un générateur de chaleur qui réchauffe l'air;
- des canaux (conduits) à travers lesquels l'air chauffé circule dans la maison;
- le ventilateur dirige l'air bien chauffé sur tout le volume de la pièce.
Les avantages de ce type de système sont nombreux. Ceux-ci incluent à la fois le rendement élevé et l’absence d’éléments auxiliaires pour l’échange de chaleur sous forme de radiateurs, de conduites et la possibilité combinez-le avec le système climatique et la faible inertie, de sorte que le chauffage de grands volumes est très rapidement
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Réchauffeur d'air - appareil de chauffage destiné uniquement à traiter le flux d'air sans modifier l'humidité de la masse traitée
Les chauffages sont équipés de systèmes de chauffage et de climatisation, qui mélangent la partie fraîche de l'air de la rue au flux circulant.
Dans les systèmes de chauffage à air, l'air chauffé par l'appareil de chauffage est forcé dans la pièce au moyen d'un ventilateur
L’utilisation d’appareils de chauffage présente un avantage considérable en ce qu’ils permettent de chauffer le plus rapidement possible les grands locaux, y compris les magasins, les centres commerciaux et les entrepôts.
Équipement de chauffage de l'air
Système de climatisation avec chauffage
Chauffage à air avec chauffage
Chauffage rapide de grandes surfaces
Pour de nombreux propriétaires, l’inconvénient est que l’installation du système n’est possible que simultanément à la construction de la maison elle-même et qu’il est alors impossible de la moderniser davantage.
L'inconvénient est une nuance telle que la disponibilité obligatoire d'une alimentation de secours et la nécessité d'une maintenance régulière.
Le radiateur est facile à installer et à utiliser, abordable, mais surtout, c’est un appareil efficace pour chauffer la pièce. Chauffe-eau illustré dans le système
Notre site a des matériaux plus détaillés sur le dispositif de chauffage de l'air dans la maison et le chalet. Nous vous recommandons de vous familiariser avec eux:
- Chauffage à l'air à faire soi-même: tout sur les systèmes de chauffage à air
- Comment organiser le chauffage de l'air d'une maison de campagne: les règles et les schémas de construction
- Calcul du chauffage de l'air: principes de base + exemple de calcul
Classification des appareils pour le chauffage de l'air
Les appareils de chauffage sont inclus dans la conception du système de chauffage pour chauffer l'air. Les groupes suivants de ces dispositifs existent par type de caloporteur utilisé: eau, électricité, vapeur, feu.
Il est judicieux d’utiliser des appareils électriques pour des locaux ne dépassant pas 100 m². Pour les bâtiments de grande surface, un choix plus rationnel serait les chauffe-eau, qui fonctionnent uniquement avec une source de chaleur.
Les plus populaires sont la vapeur et chauffe-eau. La première et la deuxième surface sont divisées en 2 sous-espèces: le tuyau nervuré et le tuyau lisse. Les éléments chauffants à ailettes sur la géométrie des ailettes sont en forme de plaque et ondulés en spirale.
La capacité des appareils de chauffage fonctionnant avec un fluide caloporteur tel que la vapeur est régulée à l'aide de vannes spéciales installées sur le tuyau d'admission
Selon la construction, ces dispositifs peuvent être à sens unique, lorsque le liquide de refroidissement qu’ils contiennent se déplace dans les tubes et adhère direction constante et multi-passes, dans les couvercles desquels se trouvent des cloisons, à la suite de quoi la direction du mouvement du liquide de refroidissement est constamment est en train de changer.
4 modèles de chauffe-eau et chauffe-vapeur sont vendus, différant par la surface de chauffe:
- SM - le plus petit avec une rangée de tuyaux;
- M - petit avec deux rangées de tuyaux;
- Avec - moyenne avec des tuyaux en 3 rangées;
- B - grand, ayant 4 rangées de tuyaux.
En fonctionnement, les chauffe-eau résistent aux fortes variations de température - 70-110 °. Pour que ce type de chauffage fonctionne correctement, l'eau qui circule dans le système doit être chauffée à 180 ° maximum. Pendant la saison chaude, le chauffage peut servir de ventilateur.
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Selon le type de réfrigérant utilisé dans le chauffage, les chauffages sont divisés en eau, vapeur, feu et électricité.
Dans le chauffage des installations privées, commerciales et industrielles, les chauffe-eau à vapeur et à eau sont le plus souvent utilisés.
Réchauffeurs d'air électriques - la solution la plus facile à installer, connecter et entretenir, mais elle n'est pas très rationnelle d'un point de vue économique
Les réchauffeurs de vapeur sont divisés en modèles à tubes lisses et appareils à ailettes. Les nervures sont divisées en spirale ondulée et lamellaire
Chauffe-eau dans la salle de production
Chauffage à vapeur sur la terrasse vitrée
Réchauffeur d'air électrique compact
Modèle en spirale
Conception de chauffages de différents types
Le chauffe-eau est constitué d'un corps en métal, d'un échangeur de chaleur placé sous la forme d'une série de tubes et d'un ventilateur. À la fin de l'unité, il y a des tuyaux d'admission par lesquels il est connecté à une chaudière ou à un système de chauffage centralisé.
En règle générale, le ventilateur est à l'arrière de l'appareil. Sa tâche - conduire l'air à travers l'échangeur de chaleur.
Après le chauffage, à travers la grille située à l'avant de l'appareil de chauffage, l'air retourne dans la pièce.
Le plus souvent, le corps a la forme d’un rectangle, mais il existe des modèles conçus pour les conduits de ventilation ronds. Sur la ligne d’alimentation, installez des vannes à deux ou trois voies pour régler la puissance de l’unité.
Le ventilateur souffle les tubes situés dans le corps de l'appareil de chauffage. L'eau chauffée circule dans les tuyaux du système de chauffage et le ventilateur distribue uniformément l'air chaud dans la pièce.
Différents appareils de chauffage et la méthode d'installation - ils sont au plafond et au mur. Les modèles du premier type sont placés derrière le faux plafond, seul le treillis regarde au-delà. Les appareils muraux sont plus populaires.
Vue n ° 1 - Chauffe-tuyaux lisses
La construction en tube lisse consiste en des éléments chauffants en forme de tubes creux minces d'un diamètre de 20 à 32 mm, espacés de 0,5 cm les uns des autres. Le liquide de refroidissement circule à travers eux. L'air, qui lave les surfaces chauffées des tubes, s'échauffe par échange de chaleur par convection.
Les tubes dans l’appareil de chauffage sont placés dans un ordre décalé ou dans un couloir. Leurs extrémités sont soudées dans les collecteurs - supérieur et inférieur. Le liquide de refroidissement pénètre dans la boîte de jonction par l’entrée, puis, après avoir traversé les tubes et les avoir chauffés, s’échappe par la sortie sous forme de condensat ou d’eau glacée.
Les dispositifs de transfert de chaleur stables permettent un agencement de tubes en quinconce, mais la résistance au flux d'air est plus élevée. Il est nécessaire d'effectuer le calcul de la puissance de l'unité pour connaître les capacités réelles de l'appareil.
Il existe certaines exigences pour l'air - il ne doit pas y avoir de fibres, de particules en suspension, de substances collantes. La teneur en poussières autorisée est inférieure à 0,5 mg / m². La température d'entrée est d'au moins 20.
Réchauffeurs d'air à une voie et à trois voies. 1 - tuyau d’entrée par lequel le liquide de refroidissement s’écoule, 2 - boîte de jonction, 3 tubes, 4 - tuyau de sortie, 5 - cloison
Les caractéristiques thermiques des corps de chauffe lisses ne sont pas très élevées. Leur utilisation est conseillée lorsqu'il n'est pas nécessaire d'avoir un flux d'air important et son chauffage à haute température.
Vue n ° 2 - Réchauffeurs d'air à ailettes
Les tubes côtelés ont une surface côtelée, leur transfert de chaleur est donc plus important. Avec un nombre réduit de tuyaux, leurs performances thermiques sont supérieures à celles des réchauffeurs d'air à tubes lisses.
Les appareils de chauffage lamellaires comprennent des tubes sur lesquels sont montées des plaques - rectangulaires ou rondes.
Le premier type de plaques est placé sur un groupe de tuyaux. Le liquide de refroidissement passe dans la boîte de jonction de l'appareil à travers la buse, réchauffe l'air passant une vitesse considérable à travers les canaux de petit diamètre, puis sort de la boîte de l'équipe passe par étouffer.
Les appareils de chauffage de ce type sont compacts, faciles à entretenir et à installer.
Les dispositifs lamellaires unidirectionnels désignent: KFB KFS KVB STD3009V KZPP K4P, et passe multiples - KVB, K4VP, KZVP, KVS, KMS, STDZOYUG, KMB. Le modèle moyen porte la désignation KFS et le grand - KSE.
Une bande d'acier ondulée de 1 cm de large et de 0,4 mm d'épaisseur est enroulée sur les tubes de ces appareils de chauffage. Le caloporteur peut être à la fois de la vapeur et de l’eau.
Les chauffe-eau ne doivent pas être reliés à des tuyaux en métal-plastique ou en polymère. ils ne sont pas conçus pour les températures de transfert de chaleur. Besoin de tuyaux d'acier et mieux galvanisé pour éliminer la corrosion
Le premier est équipé de trois rangées de tubes et le second de quatre. Les plaques du modèle moyen ont une épaisseur de 0,5 mm et des dimensions de 11,7 x 13,6 cm. Les plaques d'un grand modèle d'épaisseur et de largeur identiques sont plus longues - 17,5 cm.
Les plaques sont situées à une distance de 0,5 cm les unes des autres et ont une disposition en zigzag, alors que dans les modèles du type moyen, les plaques sont disposées selon le principe du couloir.
Les aérothermes avec marquage STD ont 5 chiffres (5, 7, 8, 9, 14). Dans les appareils de chauffage STD4009V, la vapeur est un caloporteur, et dans STD3010G, il s'agit d'eau. La première installation est effectuée avec une orientation verticale des tubes, la seconde par rapport à l'horizontale.
Vue n ° 3 - réchauffeurs bimétalliques à ailettes
Dans les systèmes de chauffage avec chauffage à air, les modèles de réchauffeurs bimétalliques KP3-SK, KP4-SK, KSK-3 et 4 avec un type particulier d'ailettes - le laminage en spirale sont souvent utilisés. Le caloporteur des appareils de chauffage KP3-SK, KP4-SK est l’eau chaude dont la pression maximale est de 1,2 MPa et la température maximale de 180⁰.
Pour le fonctionnement des deux autres aérothermes, utilisez de la vapeur avec la même pression de service que pour le précédent, mais avec une température légèrement supérieure - 190 est nécessaire. Les fabricants doivent effectuer des tests de réception. Test des appareils et de l'étanchéité.
L'échangeur de chaleur du réchauffeur KSK est constitué de tubes en acier et à ailettes en aluminium. Connecter leurs plaques tubulaires
Il existe 2 lignes de réchauffeurs bimétalliques - KSK3, KPZ, avec 3 rangées de tubes, reportez-vous au milieu, et KSK4, KP4 avec 4 rangées de tubes - pour les grands modèles. Les composants de ces dispositifs sont des éléments d’échange de chaleur bimétalliques, des écrans latéraux, des grilles pour tubes, des couvercles avec cloisons.
L'élément échangeur de chaleur se compose de 2 tubes - d'un diamètre intérieur de 1,6 cm, en acier et aluminium, montés sur des ailettes. L'intervalle transversal entre les tubes de transfert de chaleur est de 4,15 cm et l'intervalle longitudinal de 3,6 cm.
Que regarder lors du choix?
Dans la conception d'un système de chauffage avec un ou plusieurs groupes de chauffage, ainsi que dans les calculs, il convient de respecter un certain nombre de règles. Considérez-les plus en détail dans la sélection de photos ci-dessous.
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Le schéma de connexion d'un groupe de réchauffeurs peut être parallèle ou séquentiel. Pour les unités à vapeur, seule la version parallèle est applicable. Tous les appareils d'une installation de chauffage doivent être du même modèle et de la même puissance.
Si les appareils de chauffage sont utilisés dans des systèmes qui aspirent l’air extérieur pour le déplacer en vrac, des calculs sont effectués en tenant compte de la température extérieure la plus basse.
Ajuster les caractéristiques de qualité de l’unité à vapeur est impossible. Seul le réglage quantitatif du liquide de refroidissement est disponible, pour la mise en œuvre duquel des vannes à double dérivation sont placées devant le réchauffeur
Les calculs et la conception des systèmes de chauffage sont effectués de manière à ce qu'il y ait un minimum d'appareils dans le groupe, un induit permettant de déconnecter une unité ou une rangée, ainsi que de réguler le transfert de chaleur.
Connexion parallèle d'un groupe de radiateurs
Fonctionnement des appareils de chauffage dans le froid
Vannes de contrôle à l'entrée de l'appareil
Réchauffeur d'air à vapeur nervuré
Calculs nécessaires
Pour calculer la puissance d'un chauffe-eau ou à vapeur, les paramètres initiaux suivants sont nécessaires:
- La performance du système ou en d'autres termes - la quantité d'air distillée en une heure. L'unité de mesure du débit volumétrique est le m / h., La masse kg / h. Symbole - L.
- La température initiale ou extérieure est tul.
- La température finale de l'air est tcon.
- La densité et la capacité thermique de l'air à une certaine température - les données sont extraites des tableaux.
Commencez par calculer la surface transversale de l’appareil de chauffage par air. Connaissant cette valeur, obtenez les dimensions préliminaires de l'unité avec une marge.
Pour le calcul, utilisez la formule:
Af = Lρ / 3600 (ρ),
Où L - débit ou capacité d'air en m³ / h, ρ - densité de l'air extérieur mesurée en kg / m³ ϑρ - vitesse de l'air massique dans la section calculée, mesurée en kg / (cm²).
Après avoir reçu ce paramètre, nous prenons, pour des calculs ultérieurs, la taille type de l’appareil de chauffage, la plus proche. Avec une grande valeur finale de la surface, mettre en parallèle plusieurs unités identiques, dont la surface est égale à la valeur obtenue.
Les appareils de chauffage sont appelés non seulement des dispositifs d’échange de chaleur, mais également des refroidisseurs d’air fonctionnant à l’eau froide, qui sont beaucoup moins populaires.
Pour déterminer la puissance requise pour chauffer un volume d'air spécifique, vous devez connaître le débit total d'air chauffé en kg par heure au moyen de la formule suivante:
G = L x p,
Où p - densité de l'air dans des conditions de température moyenne. Il est déterminé en additionnant la température à l'entrée et à la sortie de l'unité, puis divisé par 2. Les indicateurs de densité sont tirés du tableau.
À partir de ce tableau, vous pouvez prendre des données sur la densité et la chaleur spécifique de l'air à une certaine température pour calculer la puissance de l'appareil.
Vous pouvez maintenant calculer la consommation de chaleur pour chauffer l'air, pour laquelle la formule suivante est utilisée:
Q (W) = G x c x (t con. - t prie.),
Où G - débit d'air massique en kg / h. Lors du calcul, la capacité thermique spécifique de l'air mesurée en J / (kg x K) est prise en compte. Cela dépend de la température de l'air entrant et ses valeurs figurent dans le tableau ci-dessus. La température à l'entrée de l'appareil et à la sortie de celui-ci est indiquée prie. et t con. respectivement.
Supposons que vous deviez vous procurer un appareil de chauffage d'une capacité de 10 000 m³ / heure afin de chauffer l'air à 20 ° C à une température extérieure de -30 ° C. Le caloporteur est de l’eau ayant une température de sortie de 95⁰ et 50 à la sortie.
Débit massique de masse d'air: G = 10 000 m³ / h. x 1 318 kg / m² = 13 180 kg / h.
Valeur de la densité: ρ = (-30 + 20) = -10, tout en divisant ce résultat par deux, nous avons obtenu -5. Dans le tableau sélectionné, la densité de température moyenne correspondante.
En substituant le résultat dans la formule, obtenez la consommation de chaleur: Q = 13 180/3600 x 1013 x 20 - (-30) = 185 435 W. Ici, 1013 est la capacité thermique spécifique choisie dans le tableau à une température de –30 ° J / (kg x K). Ajoutez 10 à 15% du stock à la puissance calculée de l'appareil de chauffage.
La raison en est que les paramètres tabulaires diffèrent souvent des paramètres réels dans le sens de la réduction et que les performances thermiques de l’appareil, dues au bouchage des tubes, diminuent avec le temps. Les stocks excédentaires ne sont pas souhaitables.
Une augmentation significative de la surface chauffante peut provoquer une hypothermie et même un dégivrage par temps très froid.
Dans le réchauffeur de vapeur, le liquide de refroidissement est fourni par le haut et l'eau résultant de la condensation de la vapeur d'échappement est éliminée par le bas. Sur la photo - le schéma de tuyauterie du calorificateur à vapeur
La puissance des radiateurs à vapeur est calculée de la même manière que l’eau. Seule la formule de calcul du liquide de refroidissement diffère:
G = Q / r,
Où r - chaleur spécifique dégagée lors de la condensation de la vapeur, mesurée en kJ / kg.
Recommandations pour choisir un modèle électrique
Les fabricants figurant dans les catalogues de radiateurs électriques indiquent souvent la puissance installée et le débit d'air, ce qui simplifie grandement la sélection. L'essentiel est que les paramètres ne soient pas inférieurs à ceux indiqués dans le passeport, sinon le système sera rapidement hors service.
La conception de l'appareil de chauffage comprend plusieurs éléments chauffants électriques spéciaux, dont la surface est augmentée du fait de la pression exercée sur les ailettes.
Les appareils électriques peuvent être très volumineux, parfois des centaines de kilowatts. Jusqu'à 3,5 kW, le chauffage peut être alimenté à partir d'une prise de 220 V et à des tensions supérieures, une connexion doit être établie avec un câble séparé directement au panneau. S'il est nécessaire d'utiliser un appareil de chauffage d'une puissance supérieure à 7 kW, une puissance de 380 V. sera requise.
Ces appareils ont des dimensions et un poids réduits, ils sont complètement autonomes, pour eux la présence d’une alimentation en eau chaude centralisée ou en vapeur n’est pas nécessaire.
Un inconvénient important est que la faible puissance n'est pas suffisante pour les utiliser sur de grandes surfaces. Le deuxième inconvénient est la consommation d'énergie élevée.
Il ressort du calcul de l’élément chauffant que le résultat de l’utilisation de l’appareil est une économie tangible de ressources énergétiques. Parfois, cette unité est combinée à un récupérateur et l’entrée d’air ne se fait pas de l’extérieur mais de la pièce.
Pour savoir quel courant consomme un appareil de chauffage, vous pouvez utiliser la formule:
I = p / u,
Où P - le pouvoir, U - tension d'alimentation.
Avec un branchement monophasé de l’appareil de chauffage, on suppose que U est 220 V. Avec triphasé - 660 V.
La température à laquelle le réchauffeur d'une certaine puissance chauffe la masse d'air est déterminée par la formule:
T = 2,98 x P / L,
Où L - performances du système. Les valeurs optimales de la puissance du chauffage pour la maison de 1 à 5 kW et pour les bureaux de 5 à 50 kW.
Conclusions et vidéo utile sur le sujet
Quelle est la densité d'air à prendre dans le calcul, décrite dans cette vidéo:
Vidéo sur le fonctionnement du chauffage dans le système de chauffage:
Lorsque vous choisissez un type de chauffage spécifique, vous devez tenir compte des considérations d’opportunité et des caractéristiques opérationnelles de la maison.
Pour les petites surfaces, un appareil de chauffage électrique sera une bonne acquisition, et pour chauffer une grande maison, il est préférable de choisir une autre option. Dans tous les cas, ne peut pas se passer de calcul préalable.
Êtes-vous familier avec le choix et le calcul du chauffage? Peut-être souhaitez-vous partager des recommandations utiles sur le choix de l'appareil de chauffage ou signaler une erreur ou une inexactitude dans les calculs du matériel décrit ci-dessus? Laissez votre commentaire sous cet article - votre avis peut être utile aux personnes qui choisissent le système de chauffage adapté à leur maison.
