Grzejniki mają wysoką wydajność, więc z ich pomocą nawet bardzo duże pomieszczenia mogą być ogrzewane w stosunkowo krótkim czasie. Wiele modeli tych urządzeń pracujących na bazie różnych nośników ciepła wchodzi na rynek.
Aby wybrać najlepszą opcję, należy obliczyć grzałkę, którą można wykonać ręcznie lub za pomocą kalkulatora online. W kwestii obliczeń pomożemy Ci zrozumieć - w tym artykule podamy przykład obliczeń, które będą potrzebne przy wyborze odpowiedniego urządzenia do ogrzewania powietrza.
Weź również pod uwagę cechy projektowe różnych typów grzejników, zalety i wady systemu grzewczego wykorzystującego takie urządzenia.
Treść artykułu:
- Zalety i wady ogrzewania za pomocą grzejnika
- Klasyfikacja urządzeń do ogrzewania powietrza
-
Projektowanie grzejników różnych typów
- View # 1 - Smooth Pipe Heaters
- Zobacz # 2 - Żebrowane nagrzewnice powietrza
- Zobacz # 3 - grzejniki bimetaliczne z płetwami
-
Na co zwrócić uwagę przy wyborze?
- Kalkulator wymaga obliczeń
- Zalecenia dotyczące wyboru modelu elektrycznego
- Wnioski i przydatne wideo na ten temat
Zalety i wady ogrzewania za pomocą grzejnika
System ogrzewania domu, oparty na dostarczaniu powietrza ogrzanego do zadanej temperatury bezpośrednio do domu, jest szczególnie interesujący dla właścicieli ich domów.
Ten projekt systemu grzewczego składa się z następujących ważnych elementów:
- grzejnik, który działa jako generator ciepła, który ogrzewa powietrze;
- kanały (kanały), przez które ogrzane powietrze wpływa do domu;
- wentylator kierujący dobrze ogrzane powietrze na całą objętość pomieszczenia.
Zalety tego typu systemu są liczne. Obejmują one zarówno wysoką wydajność, jak i brak elementów pomocniczych do wymiany ciepła w postaci grzejników, rur i możliwości połącz to z systemem klimatycznym i niską bezwładnością, dzięki czemu ogrzewanie dużych objętości jest bardzo szybko.
Galeria zdjęć
Zdjęcie z
Nagrzewnica powietrza - urządzenie grzewcze przeznaczone wyłącznie do przetwarzania strumienia powietrza bez zmiany wilgotności obrabianej masy
Grzejniki są wyposażone w systemy ogrzewania powietrza i klimatyzacji, które mieszają świeżą porcję powietrza z ulicy do przepływu cyrkulacyjnego.
W systemach ogrzewania powietrznego powietrze ogrzewane przez grzejnik jest wtłaczane do pomieszczenia za pomocą wentylatora
Ważną zaletą stosowania grzejników jest ich zdolność do ogrzewania dużych pomieszczeń w przestrzeni i objętości, w tym sklepów, centrów handlowych, magazynów, tak szybko, jak to możliwe.
Sprzęt do ogrzewania powietrza
Klimatyzacja z nagrzewnicą
Ogrzewanie powietrzem z nagrzewnicą
Szybkie nagrzewanie dużych powierzchni
Dla wielu właścicieli domów wadą jest to, że instalacja systemu jest możliwa tylko równocześnie z budową samego domu, a następnie jego dalsza modernizacja jest niemożliwa.
Minusem jest taki niuans, jak obowiązkowa dostępność zasilania awaryjnego i konieczność regularnej konserwacji.
Grzejnik jest łatwy w instalacji i obsłudze, niedrogi, ale co najważniejsze, jest skutecznym urządzeniem do ogrzewania pomieszczenia. Na zdjęciu podgrzewacz wody zamontowany w systemie
Nasza strona zawiera bardziej szczegółowe materiały na temat urządzenia do ogrzewania powietrza w domu i domku. Zalecamy zapoznanie się z nimi:
- Ogrzewanie powietrzne typu „zrób to sam”: wszystko o systemach ogrzewania powietrza
- Jak zorganizować ogrzewanie powietrza w wiejskim domu: zasady i schematy budowy
- Obliczanie ogrzewania powietrza: podstawowe zasady + przykładowe obliczenia
Klasyfikacja urządzeń do ogrzewania powietrza
Grzejniki są uwzględnione w konstrukcji systemu grzewczego do ogrzewania powietrza. Następujące grupy tych urządzeń istnieją według rodzaju użytego nośnika ciepła: woda, elektryczność, para, ogień.
Wykorzystanie urządzeń elektrycznych do pomieszczeń o powierzchni nie większej niż 100 m² ma sens. W przypadku budynków o dużych powierzchniach bardziej racjonalnym wyborem byłyby podgrzewacze wody, które działają tylko ze źródłem ciepła.
Najbardziej popularne to para i podgrzewacze wody. Zarówno pierwsza, jak i druga powierzchnia są podzielone na 2 podgatunki: żebrowane i gładkie. Żebrowane grzejniki na geometrii żeber są płytowe i spiralnie falowane.
Wydajność grzejników pracujących na takim płynie chłodzącym jak para jest regulowana za pomocą specjalnych zaworów zainstalowanych na rurze wlotowej
Zgodnie z projektem konstrukcyjnym urządzenia te mogą być jednokierunkowe, gdy płyn chłodzący w nich przemieszcza się przez rury, przylegając do kierunek stały i wieloprzebiegowy, w osłonach których znajdują się przegrody, w wyniku czego kierunek ruchu chłodziwa jest stale się zmienia.
Sprzedawane są 4 modele podgrzewaczy wody i nagrzewnic parowych, różniące się powierzchnią grzewczą:
- SM - najmniejszy z jednym rzędem rur;
- M - mały z dwoma rzędami rur;
- Z - średnia z rurami w 3 rzędach;
- B - duże, z 4 rzędami rur.
Podczas pracy podgrzewacze wody wytrzymują duże wahania temperatury - 70-110⁰. Aby zapewnić dobre działanie tego typu grzejnika, woda cyrkulująca w systemie musi być podgrzana do maksymalnie 180 °. W ciepłym sezonie grzejnik może służyć jako wentylator.
Galeria zdjęć
Zdjęcie z
W zależności od rodzaju płynu chłodzącego stosowanego w ogrzewaniu, grzejniki są podzielone na wodę, parę wodną, ogień i elektryczność
W ogrzewaniu obiektów prywatnych, handlowych i przemysłowych najczęściej stosuje się podgrzewacze pary i wody.
Elektryczne nagrzewnice powietrza - najłatwiejsza opcja instalacji, podłączenia i konserwacji, ale niezbyt racjonalna z ekonomicznego punktu widzenia
Nagrzewnice parowe są podzielone na modele z gładką rurą i urządzenia żebrowane. Żebrowane są podzielone na spiralnie faliste i blaszkowate
Podgrzewacz wody w hali produkcyjnej
Grzejnik parowy na przeszklonym tarasie
Kompaktowa elektryczna nagrzewnica powietrza
Model spiralny
Projektowanie grzejników różnych typów
Podgrzewacz wody grzewczej składa się z korpusu wykonanego z metalu, umieszczonego w nim wymiennika ciepła w postaci szeregu rur i wentylatora. Na końcu urządzenia znajdują się rury wlotowe, przez które jest podłączony do kotła lub scentralizowany system ogrzewania.
Z reguły wentylator znajduje się z tyłu urządzenia. Jego zadanie - kierować powietrze przez wymiennik ciepła.
Po podgrzaniu przez ruszt umieszczony z przodu grzejnika powietrze wraca do pomieszczenia.
Najczęściej ciało jest wykonane w kształcie prostokąta, ale istnieją modele przeznaczone do okrągłych kanałów wentylacyjnych. Na linii zasilającej zainstalować zawory dwu- lub trójdrożne, aby dostosować moc urządzenia.
Wentylator wydmuchuje rury umieszczone w korpusie nagrzewnicy. Podgrzewana woda przepływa przez rury z systemu grzewczego, a wentylator rozprowadza równomiernie ciepłe powietrze po pomieszczeniu.
Różne grzejniki i sposób montażu - są to sufity i ściany. Modele pierwszego typu są umieszczone za sufitem podwieszanym, tylko siatka wygląda poza nim. Urządzenia ścienne są bardziej popularne.
View # 1 - Smooth Pipe Heaters
Gładka konstrukcja rury składa się z elementów grzejnych w postaci pustych cienkich rur o średnicy od 20 do 32 mm, rozmieszczonych co 0,5 cm względem siebie. Płyn chłodzący krąży w nich. Powietrze myjące ogrzane powierzchnie rur nagrzewa się dzięki konwekcyjnej wymianie ciepła.
Rurki w podgrzewaczu są umieszczone w kolejności lub w kolejności korytarza. Ich końce są przyspawane do kolektorów - górnego i dolnego. Płyn chłodzący wchodzi do skrzynki przyłączeniowej przez wlot, a następnie, po przejściu przez rury i ich podgrzaniu, wychodzi przez wylot w postaci kondensatu lub wody lodowej.
Stabilne urządzenia do wymiany ciepła zapewniają nierównomierne rozmieszczenie rur, ale odporność na przepływ powietrza jest wyższa. Konieczne jest wykonanie obliczeń mocy urządzenia, aby poznać rzeczywiste możliwości urządzenia.
Istnieją pewne wymagania dotyczące powietrza - nie powinno być włókien, zawieszonych cząstek, lepkich substancji. Dopuszczalna zawartość pyłu jest mniejsza niż 0,5 mg / mᶾ. Temperatura na wlocie wynosi co najmniej 20.
Nagrzewnice powietrza jednokierunkowe i 3-drożne. 1 - rura wlotowa, przez którą przepływa płyn chłodzący, 2 - skrzynka przyłączeniowa, 3 - rura, 4 - rura wylotowa, 5 - przegroda
Charakterystyki termiczne gładkich rur grzejnych nie są bardzo wysokie. Ich stosowanie jest wskazane, gdy nie wymaga znacznego przepływu powietrza i jego ogrzewania do wysokiej temperatury.
Zobacz # 2 - Żebrowane nagrzewnice powietrza
Żebrowane rurki mają żebrowaną powierzchnię, dlatego przenoszenie ciepła z nich jest większe. Przy mniejszej liczbie rur ich sprawność cieplna jest wyższa niż w przypadku grzejników z gładką rurą.
Grzejniki płytkowe obejmują rury z zamontowanymi na nich płytkami - prostokątne lub okrągłe.
Pierwszy typ płyt jest umieszczany na grupie rur. Płyn chłodzący przechodzi przez skrzynkę przyłączeniową urządzenia przez dyszę, ogrzewając powietrze z niego płynące znaczna prędkość przez kanały o małej średnicy, a następnie z pudełka zespołu przechodzi dusić.
Grzejniki tego typu są kompaktowe, łatwe w konserwacji i instalacji.
Oznaczenia urządzeń jednokierunkowych: KSE KFS KVB STD3009V KZP K4P i wieloprzebiegowe - KVB, K4VP, KZVP, KVS, KMS, STDZOYUG, KMB. Przeciętny model ma oznaczenie KFS, a duży - KSE.
Na rurach tych grzejników nawijana jest stalowa taśma falista o szerokości 1 cm i grubości 0,4 mm. Nośnikiem ciepła dla nich może być zarówno para jak i woda.
Podgrzewacze wody nie powinny być połączone z rurami metalowo-plastikowymi lub polimerowymi. nie są przeznaczone do temperatur wymiany ciepła. Potrzebują rur stalowych i lepiej ocynkowane, aby wyeliminować korozję
Pierwszy wyposażony jest w trzy rzędy rur, a drugi w cztery. Płyty przeciętnego modelu mają grubość 0,5 mm i wymiary 11,7 x 13,6 cm. Płyty dużego modelu o tej samej grubości i szerokości są dłuższe - 17,5 cm.
Płyty znajdują się w odległości 0,5 cm od siebie i mają układ zygzakowy, podczas gdy w modelach typu środkowego płyty są ułożone wzdłuż zasady korytarza.
Nagrzewnice powietrza z oznaczeniem STD mają 5 numerów (5, 7, 8, 9, 14). W grzejnikach para STD4009V jest nośnikiem ciepła, aw STD3010G jest wodą. Pierwsza instalacja wykonywana jest w orientacji pionowej rur, druga - od poziomu.
Zobacz # 3 - grzejniki bimetaliczne z płetwami
W systemach grzewczych z ogrzewaniem powietrznym często stosowane są modele bimetalowych nagrzewnic KP3-SK, KP4-SK, KSK-3 i 4 ze specjalnym rodzajem żeber - walcowanie spiralne. Nośnikiem ciepła dla nagrzewnic KP3-SK, KP4-SK jest gorąca woda o najwyższym ciśnieniu 1,2 MPa i maksymalnej temperaturze 180 °.
Do działania dwóch innych nagrzewnic powietrza wymagana jest para o takim samym ciśnieniu roboczym jak w przypadku pierwszej, ale o nieco wyższej temperaturze - 190 ° C. Producenci muszą przeprowadzić testy akceptacyjne. Urządzenia testujące i szczelność.
Wymiennik ciepła podgrzewacza KSK składa się z rur wykonanych ze stali i aluminiowych lameli. Podłącz ich arkusze rurowe
Istnieją 2 linie grzejników bimetalicznych - KSK3, KPZ, z 3 rzędami rur, w odniesieniu do środka, i KSK4, KP4 z 4 rzędami rur - do dużych modeli. Komponenty tych urządzeń to bimetaliczne elementy wymiany ciepła, osłony boczne, kratki rurowe, osłony z przegrodami.
Element wymiennika ciepła składa się z 2 rur - o średnicy wewnętrznej 1,6 cm, wykonanych ze stali i aluminiowego aluminium zamontowanych na nim z płetwami. Odstęp poprzeczny między rurami wymiany ciepła wynosi 4,15 cm, a odstęp wzdłużny 3,6 cm.
Na co zwrócić uwagę przy wyborze?
Przy projektowaniu systemu grzewczego z jednym lub grupą grzejników, jak również w obliczeniach należy przestrzegać szeregu zasad. Rozważ je bardziej szczegółowo w poniższym wyborze zdjęć.
Galeria zdjęć
Zdjęcie z
Schemat połączeń grupy grzejników może być równoległy lub sekwencyjny. W przypadku urządzeń parowych obowiązuje tylko wersja równoległa. Wszystkie urządzenia w instalacji grzewczej muszą być tego samego modelu i mocy.
Jeśli grzejniki są używane w systemach, które pobierają powietrze z zewnątrz, aby przenieść je do masy, obliczenia są przeprowadzane z uwzględnieniem najniższej temperatury na zewnątrz
Dostosowanie cech jakościowych jednostki pary jest niemożliwe. Dostępna jest tylko regulacja ilościowa płynu chłodzącego, do realizacji której podwójne zawory obejściowe są umieszczone z przodu grzejnika
Obliczenia i projektowanie systemów grzewczych są przeprowadzane w taki sposób, że w grupie jest minimum urządzeń, jest armatura umożliwiająca odłączenie jednej jednostki lub rzędu, a także regulacja wymiany ciepła
Równoległe połączenie grupy grzejników
Działanie grzejników na zimno
Zawory regulacyjne przy wejściu do urządzenia
Żebrowany ogrzewacz powietrza parowego
Kalkulator wymaga obliczeń
Aby obliczyć moc nagrzewnicy wodnej lub parowej, potrzebne są następujące parametry początkowe:
- Działanie systemu lub innymi słowy - ilość powietrza destylowanego w ciągu godziny. Jednostką miary objętościowego natężenia przepływu jest m / h., Masa kg / h. Symbol - L.
- Temperatura początkowa lub zewnętrzna to tul.
- Końcowa temperatura powietrza to tcon.
- Gęstość i pojemność cieplna powietrza w określonej temperaturze - dane są pobierane z tabel.
Najpierw oblicz pole przekroju poprzecznego wzdłuż przedniej części nagrzewnicy powietrza. Znając tę wartość, uzyskaj wstępne wymiary jednostki z marginesem.
Do obliczeń użyj wzoru:
Af = Lρ / 3600 (ϑρ),
Gdzie L - strumień objętości powietrza lub wydajność w m3 / h, ρ - gęstość powietrza zewnętrznego mierzona w kg / m³ ϑρ - masowa prędkość powietrza w obliczonym przekroju, mierzona w kg / (cm²).
Po otrzymaniu tego parametru, do dalszych obliczeń, przyjmujemy typowy rozmiar grzejnika, najbliższy rozmiarowi. Przy dużej wartości końcowej obszaru, ustaw równolegle kilka identycznych jednostek, których powierzchnia w sumie jest równa uzyskanej wartości.
Grzejniki nazywane są nie tylko urządzeniami do wymiany ciepła, ale także chłodnicami powietrza działającymi na bazie zimnej wody, które są znacznie mniej popularne.
Aby określić wymaganą moc do ogrzewania określonej objętości powietrza, należy znać całkowite natężenie przepływu ogrzanego powietrza w kg na 1 godzinę według wzoru:
G = L x p,
Gdzie str - gęstość powietrza w warunkach średniej temperatury. Określa się go przez zsumowanie temperatury na wejściu i wyjściu z jednostki, a następnie podzielenie przez 2. Wskaźniki gęstości pochodzą z tabeli.
Z tej tabeli można pobrać dane dotyczące gęstości i ciepła właściwego powietrza w określonej temperaturze, aby obliczyć moc urządzenia
Teraz możesz obliczyć zużycie ciepła do ogrzewania powietrza, dla którego zastosowano następujący wzór:
Q (W) = G x c x (t con. - błagam.),
Gdzie G - masowy przepływ powietrza w kg / h. Przy obliczaniu brana jest pod uwagę pojemność cieplna powietrza mierzona w J / (kg x K). Zależy to od temperatury napływającego powietrza, a jego wartości znajdują się w powyższej tabeli. Wskazana jest temperatura przy wejściu do urządzenia i przy wyjściu z niego błagam. i t con. odpowiednio.
Przypuśćmy, że musisz podnieść grzejnik o wydajności 10 000 m / godzinę, aby podgrzewał powietrze do 20 ° C przy temperaturze zewnętrznej -30 ° C. Nośnikiem ciepła jest woda o temperaturze wylotowej 95 ° C i 50 ° C na wylocie.
Masowy przepływ masy powietrza: G = 10 000 mᶾ / h. x 1318 kg / mᶾ = 13 180 kg / h.
Wartość gęstości: ρ = (-30 + 20) = -10, dzieląc ten wynik na połowę, otrzymaliśmy -5. Z wybranej tabeli, odpowiadającej średniej temperaturze, gęstości.
Zastępując wynik we wzorze, uzyskaj zużycie ciepła: Q = 13,180 / 3600 x 1013 x 20 - (-30) = 185 435 W. W tym przypadku 1013 to pojemność cieplna właściwa wybrana z tabeli w temperaturze –30⁰ J / (kg x K). Do obliczonej mocy grzejnika dodaj od 10 do 15% zasobów.
Powodem jest to, że parametry tabelaryczne często różnią się od rzeczywistych w kierunku redukcji, a wydajność termiczna jednostki, z powodu zatkania rur, zmniejsza się z czasem. Nadmiar zapasów jest niepożądany.
Wraz ze znacznym wzrostem powierzchni grzewczej może wystąpić hipotermia, a nawet rozmrażanie w ekstremalnie niskich temperaturach.
W podgrzewaczu pary chłodziwo jest dostarczane z góry, a woda powstająca w wyniku kondensacji pary wylotowej jest usuwana od dołu. Na zdjęciu schemat orurowania podgrzewacza pary
Moc nagrzewnic parowych obliczana jest w taki sam sposób jak woda. Tylko wzór obliczeniowy dla chłodziwa różni się:
G = Q / r,
Gdzie r - ciepło właściwe, które jest uwalniane podczas kondensacji pary, mierzone w kJ / kg.
Zalecenia dotyczące wyboru modelu elektrycznego
Producenci w katalogach grzejników elektrycznych często wskazują zainstalowaną moc i przepływ powietrza, co znacznie ułatwia wybór. Najważniejsze jest to, że parametry nie powinny być mniejsze niż te wskazane w paszporcie, w przeciwnym razie szybko się zepsuje.
Konstrukcja nagrzewnicy obejmuje kilka specjalnych elektrycznych elementów grzejnych, których powierzchnia jest zwiększona dzięki przyciśnięciu żeber.
Urządzenia zasilające mogą być bardzo duże, czasami są to setki kilowatów. Do 3,5 kW, grzejnik może być zasilany z gniazda 220 V, a przy napięciu powyżej tego, połączenie powinno być wykonane oddzielnym kablem bezpośrednio do panelu. Jeśli istnieje potrzeba zastosowania nagrzewnicy o mocy większej niż 7 kW, wymagana będzie moc 380 V.
Urządzenia te mają małe wymiary i wagę, są całkowicie autonomiczne, dla nich obecność scentralizowanego źródła gorącej wody lub pary nie jest konieczna.
Znaczącą wadą jest to, że niska moc nie jest wystarczająca do wykorzystania ich na dużych obszarach. Drugą wadą jest wysokie zużycie energii.
Z obliczeń nagrzewnicy wynika, że wynikiem korzystania z urządzenia jest namacalna oszczędność zasobów energetycznych. Czasami jednostka ta jest połączona z rekuperatorem, a następnie wlot powietrza następuje nie z zewnątrz, ale z pomieszczenia.
Aby dowiedzieć się, który prąd zużywa grzejnik, możesz użyć wzoru:
I = p / u,
Gdzie P - moc, U - napięcie zasilania.
Przy jednofazowym połączeniu nagrzewnicy zakłada się, że U wynosi 220 V. Z 3-fazowym - 660 V.
Temperaturę, do której grzejnik o określonej mocy ogrzewa masę powietrza, określa wzór:
T = 2,98 x P / L,
Gdzie L - wydajność systemu. Optymalne wartości mocy nagrzewnicy dla domu od 1 do 5 kW, a dla biur - od 5 do 50 kW.
Wnioski i przydatne wideo na ten temat
Jaka jest gęstość powietrza do obliczenia, opisana w tym filmie:
Wideo na temat działania nagrzewnicy w systemie grzewczym:
Wybierając konkretny typ grzejnika, powinieneś wziąć pod uwagę celowość i charakterystykę operacyjną domu.
W przypadku małych powierzchni nagrzewnica elektryczna będzie dobrym nabytkiem, a do ogrzewania dużego domu lepiej wybrać inną opcję. W każdym razie nie może obejść się bez wcześniejszych obliczeń.
Czy znasz wybór i obliczanie nagrzewnicy? Być może chcesz podzielić się przydatnymi zaleceniami dotyczącymi wyboru grzejnika lub wskazać błąd lub niedokładność w obliczeniach w materiale omówionym powyżej? Zostaw swój komentarz pod tym artykułem - twoja opinia może być przydatna dla osób, które wybierają odpowiedni grzejnik do swojego domu.
