Grzejniki mają wysoką wydajność, więc nawet bardzo duże pomieszczenia mogą być ogrzewane z ich pomocą w dość krótkim czasie. Wiele modeli tych urządzeń opartych na różnych chłodziwach jest w sprzedaży.
Aby wybrać najlepszą opcję, potrzebujesz kalkulacji kaloriferowej, którą możesz wykonać ręcznie lub za pomocą kalkulatora online. Pomożemy Ci rozwiązać problem obliczeń - w tym artykule podajemy przykład obliczeń, które będą potrzebne przy wyborze odpowiedniego urządzenia do ogrzewania powietrza.
Weź również pod uwagę cechy konstrukcyjne różnych typów grzejników, zalety i wady systemu grzewczego wykorzystującego takie urządzenia.
Plusy i minusy ogrzewania za pomocą grzejnika
System ogrzewania domu, oparty na dopływie powietrza ogrzanego do zadanej temperatury bezpośrednio do domu, jest szczególnie interesujący dla właścicieli własnych domów.
Ta konstrukcja systemu grzewczego składa się z następujących ważnych elementów:
- grzejnik, który działa jak generator ciepła, który ogrzewa powietrze;
- kanały (kanały), przez które ogrzane masy powietrza wchodzą do domu;
- wentylator, który kieruje dobrze ogrzane powietrze w całym pomieszczeniu.
Ten typ systemu ma wiele zalet. Należą do nich wysoka wydajność oraz brak elementów pomocniczych do wymiany ciepła w postaci grzejników, rur oraz możliwość połączenia go z systemem grzewczym i niska bezwładność, w wyniku czego nagrzewanie dużych objętości następuje bardzo szybko.
Galeria obrazów
Zdjęcie z
Sprzęt do ogrzewania powietrznego
System klimatyzacji z nagrzewnicą powietrza
Ogrzewanie powietrzne z nagrzewnicą powietrza
Szybkie nagrzewanie dużych powierzchni
Wadą dla wielu właścicieli domów jest to, że instalacja systemu jest możliwa tylko jednocześnie z budową samego domu, a następnie dalsza modernizacja jest niemożliwa.
Minusem jest taki niuans, jak obowiązkowa dostępność zasilania rezerwowego i potrzeba regularnej konserwacji.
Nagrzewnica jest łatwa w instalacji i obsłudze, niedroga, ale co najważniejsze, jest skutecznym urządzeniem do ogrzewania pomieszczenia. Na zdjęciu podgrzewacz wody zamontowany w systemie
Na naszej stronie znajdują się bardziej szczegółowe materiały dotyczące urządzenia do ogrzewania powietrznego w domu i domku. Zalecamy zapoznanie się z nimi:
- Ogrzewanie powietrzne DIY: wszystko o systemach ogrzewania powietrznego
- Jak zorganizować ogrzewanie powietrzne domu na wsi: zasady i schematy budowy
- Obliczanie ogrzewania powietrznego: podstawowe zasady + przykład obliczeniowy
Klasyfikacja grzejników
Grzejniki są uwzględnione w projekcie systemu grzewczego do ogrzewania powietrza. Następujące grupy tych urządzeń według rodzaju zastosowanego chłodziwa: woda, prąd elektryczny, para, ogień.
Sensowne jest stosowanie urządzeń elektrycznych do pomieszczeń o powierzchni nie większej niż 100 m². W przypadku budynków o dużych powierzchniach bardziej racjonalnym wyborem byłyby podgrzewacze wody, które działają tylko wtedy, gdy istnieje źródło ciepła.
Najpopularniejsze podgrzewacze parowe i wodne. Zarówno pierwszy, jak i drugi kształt powierzchni są podzielone na 2 podgatunki: żebrowane i gładkie. Żebrowane grzejniki zgodnie z geometrią żeber są blaszkowate i spiralnie zwijane.
Wydajność grzejników pracujących na takim czynniku chłodzącym jak para jest regulowana za pomocą specjalnych zaworów zainstalowanych na rurze wlotowej
Z założenia urządzenia te mogą być jednokierunkowe, gdy chłodziwo w nich porusza się wzdłuż rur, przylegając do stałego kierunku i wielokierunkowo, w których pokrywach znajdują się przegrody, w wyniku których kierunek ruchu chłodziwa stale się zmienia.
W sprzedaży znajdują się 4 modele podgrzewaczy wody i pary, różniących się powierzchnią grzewczą:
- CM - najmniejszy z jednym rzędem rur;
- M. - mały z dwoma rzędami rur;
- Z - średnia z rurami w 3 rzędach;
- b - duży, z 4 rzędami rur.
Podgrzewacze wody podczas pracy wytrzymują duże wahania temperatury - 70-110⁰. Aby nagrzewnica tego typu działała dobrze, woda krążąca w systemie musi zostać podgrzana do maksymalnie 180⁰. W ciepłym sezonie nagrzewnica może działać jak wentylator.
Galeria obrazów
Zdjęcie z
Podgrzewacz wody w pomieszczeniu produkcyjnym
Grzejnik parowy na przeszklonym tarasie
Kompaktowa elektryczna nagrzewnica powietrza
Model pary spiralnie uzwojonej
Projektowanie różnych typów grzejników
Podgrzewacz wody grzewczej składa się z metalowej obudowy, umieszczonego w nim wymiennika ciepła w postaci szeregu rurek i wentylatora. Na końcu urządzenia znajdują się rury wlotowe, przez które jest on podłączony do kotła lub scentralizowanego systemu grzewczego.
Zazwyczaj wentylator znajduje się z tyłu urządzenia. Jego zadaniem jest przepuszczanie powietrza przez wymiennik ciepła.
Po podgrzaniu przez grill umieszczony z przodu grzejnika powietrze wraca do pomieszczenia.
Najczęściej obudowa jest wykonana w kształcie prostokąta, ale istnieją modele przeznaczone do kanałów wentylacyjnych o okrągłym przekroju. Zawory dwu- lub trójdrożne są instalowane na linii zasilającej w celu regulacji mocy urządzenia.
Wentylator wieje przez rury znajdujące się w korpusie nagrzewnicy. Podgrzana woda z układu grzewczego przepływa przez rury, a wentylator rozprowadza równomiernie ciepłe powietrze w całym pomieszczeniu
Grzejniki różnią się sposobem instalacji - są sufitem i ścianą. Modele pierwszego typu są umieszczone za fałszywym sufitem, z niego wychodzi tylko kratka. Urządzenia naścienne są bardziej popularne.
Widok # 1 - gładkie grzejniki rurowe
Konstrukcja gładkich rurek składa się z elementów grzejnych w postaci pustych cienkich rurek o średnicy od 20 do 32 mm, rozmieszczonych w odległości 0,5 cm względem siebie. Płynie przez nie płyn chłodzący. Powietrze, mycie ogrzanych powierzchni rur, nagrzewa się w wyniku konwekcyjnej wymiany ciepła.
Rurki w nagrzewnicy powietrza są przestawne lub korytarzowe. Ich końce są przyspawane do kolektorów - górnej i dolnej. Chłodziwo dostaje się do skrzynki przyłączeniowej przez rurę wlotową, a następnie, przechodząc przez rury i ogrzewając je, opuszcza rurę wylotową w postaci kondensatu lub schłodzonej wody.
Bardziej stabilne przenoszenie ciepła zapewniają urządzenia z układem rur w szachownicę, ale tutaj opór przepływu powietrza jest wyższy. Konieczne jest wykonanie obliczenia 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 / m2. Temperatura na wlocie wynosi co najmniej 20⁰.
Grzejniki jedno- i trójdrożne. 1 - rura wlotowa, przez którą wchodzi chłodziwo, 2 - skrzynka rozdzielcza, 3 - rura, 4 - rura wylotowa, 5 - przegroda
Charakterystyka termiczna gładkich grzejników rurowych nie jest bardzo wysoka. Ich użycie jest wskazane, gdy nie jest wymagany znaczny przepływ powietrza i jego podgrzanie do wysokiej temperatury.
Zobacz # 2 - żeberkowe nagrzewnice powietrza
Rury żebrowanych urządzeń mają żebrowaną powierzchnię, dlatego przenoszenie ciepła z nich jest większe. Przy mniejszej liczbie rur ich wydajność cieplna jest wyższa niż w przypadku gładkich rurowych nagrzewnic powietrza.
W skład grzejników płytowych wchodzą rurki z zamontowanymi na nich płytami - prostokątnymi lub okrągłymi.
Pierwszy rodzaj płyt jest montowany na grupie rur. Chłodziwo przechodzi do skrzynki przyłączeniowej urządzenia przez złączkę, podgrzewa powietrze przepływające ze znaczną prędkością przez kanały o małej średnicy, a następnie opuszcza pojemnik zbiorczy przez złączkę.
Grzejniki tego typu są kompaktowe, łatwe w utrzymaniu i instalacji.
Oznaczone są jednoprzebiegowe urządzenia płytowe: KFB, KFS, KVB, STD3009V, KZPP, K4PP oraz wielodrogowe - KVB, K4VP, KZVP, KVS, KMS, STDZOYUG, KMB. Model środkowy jest oznaczony jako KFS, a duży - KSE.
Stalowa taśma falista o szerokości 1 cm i grubości 0,4 mm jest nawinięta na rury tych grzejników. Nośnikiem ciepła dla nich może być zarówno para, jak i woda.
Podgrzewaczy wody nie można łączyć z rurami metalowo-plastikowymi lub polimerowymi. nie są przeznaczone do wysokiej temperatury nośnika ciepła. Potrzebujesz rur stalowych i lepiej ocynkowanych, aby wyeliminować korozję
Pierwszy jest wyposażony w trzy rzędy rurek, a drugi cztery. Średnie płytki modelowe mają grubość 0,5 mm i wymiary 11,7 x 13,6 cm, a płyty dużego modelu o tej samej grubości i szerokości mają dłuższą długość - 17,5 cm.
Płytki są umieszczone w odległości 0,5 cm od siebie i mają układ zygzakowaty, natomiast w modelach w widoku środkowym płyty są ułożone zgodnie z zasadą korytarza.
Nagrzewnice STD mają 5 numerów (5, 7, 8, 9, 14). Para jest nośnikiem ciepła w nagrzewnicach STD4009B, a woda jest nośnikiem ciepła w STD3010G. Montaż pierwszego odbywa się przy orientacji pionowej rur, drugi - przy poziomie.
Zobacz # 3 - żebrowane grzejniki bimetaliczne
W systemach grzewczych z ogrzewaniem powietrznym często stosuje się modele grzejników bimetalicznych KP3-SK, KP4-SK, KSk - 3 i 4 ze specjalnym rodzajem żeber - walcowaniem spiralnym. Nośnikiem ciepła dla nagrzewnic powietrza KP3-SK, KP4-SK jest ciepła woda o maksymalnym ciśnieniu 1,2 MPa i maksymalnej temperaturze 180⁰.
Do pozostałych dwóch nagrzewnic powietrza wymagana jest para o takim samym ciśnieniu roboczym jak w pierwszym, ale o nieco wyższej temperaturze - 190⁰. Producenci muszą przeprowadzić testy akceptacyjne. Testuj urządzenia i pod kątem szczelności.
Wymiennik ciepła nagrzewnicy powietrza KSK składa się z rur stalowych i aluminiowych żeber. Połącz ich rurki
Istnieją 2 linie grzejników bimetalicznych - KSK3, KPZ, które mają 3 rzędy rurek, są średnie, a KSK4, KP4 z 4 rzędami rurek są dużymi modelami. Elementami tych urządzeń są bimetaliczne elementy wymiany ciepła, osłony boczne, kratki rurowe, pokrywy ze ściankami działowymi.
Element wymiany ciepła składa się z 2 rurek - wewnętrznej średnicy 1,6 cm, wykonanych ze stali i aluminium z zewnętrznymi żeberkami. Odstęp poprzeczny między rurkami przenoszącymi ciepło wynosi 4,15 cm, a podłużny 3,6 cm.
Zasady obliczania i wyboru odpowiedniej jednostki
Projektując system grzewczy z jednym lub grupą grzejników, a także wykonując obliczenia, należy przestrzegać szeregu zasad. Rozważmy je bardziej szczegółowo w poniższym wyborze zdjęć.
Galeria obrazów
Zdjęcie z
Równoległe połączenie grupy grzejników
Nagrzewnice zimnego powietrza
Zawory sterujące przyrządami
Ogrzewany parowy podgrzewacz powietrza
Obliczanie podgrzewacza wody
Aby obliczyć moc podgrzewacza wody lub pary, potrzebne są następujące parametry początkowe:
- Wydajność systemu lub innymi słowy - ilość powietrza destylowanego na godzinę. Jednostką miary przepływu objętościowego jest mᶾ / h, masa w kg / h. Symbolem jest L.
- Temperatura początkowa lub zewnętrzna - tul.
- Ostateczna temperatura powietrza to tcon.
- Gęstość i pojemność cieplna powietrza w określonej temperaturze - dane pochodzą z tabel.
Najpierw oblicza się pole przekroju z przodu urządzenia grzewczego. Po zapoznaniu się z tą wartością uzyskaj wstępne wymiary urządzenia z marginesem.
Do obliczeń przy użyciu wzoru:
AF = Lρ / 3600 (ϑρ),
Gdzie L. - objętościowe natężenie przepływu powietrza lub wydajność w m3 / h, ρ - gęstość powietrza na zewnątrz mierzona w kg / m³ ϑρ - masowa prędkość powietrza w obliczonym przekroju, mierzona w kg / (cm²).
Po otrzymaniu tego parametru do dalszych obliczeń należy przyjąć typowy rozmiar grzejnika, najbliższy rozmiar. Przy dużej łącznej wartości obszaru równolegle instalowanych jest kilka identycznych jednostek, których powierzchnia jest równa uzyskanej wartości.
Nie tylko wymienniki ciepła nazywane są nagrzewnicami, ale także chłodnice powietrzne z zimną wodą, które są znacznie mniej popularne
Aby określić wymaganą moc do podgrzania określonej objętości powietrza, musisz znaleźć całkowite zużycie ogrzanego powietrza w kg na 1 godzinę zgodnie ze wzorem:
G = L x p,
Gdzie R - gęstość powietrza w średniej temperaturze. Jest to określane poprzez zsumowanie temperatur na wlocie i wylocie urządzenia, a następnie podzielone przez 2. Wskaźniki gęstości są pobierane 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. - t beg.),
Gdzie sol - masowy przepływ powietrza w kg / h. Przy obliczaniu uwzględnia się także ciepło właściwe powietrza mierzone w J / (kg x K). Zależy to od temperatury powietrza wlotowego, a jej wartości podano w powyższej tabeli. Wskazana jest temperatura na wlocie i wylocie urządzenia błagam. i t con. odpowiednio.
Załóżmy, że musisz wybrać grzejnik o wydajności 10.000 mᶾ / h, aby ogrzał powietrze do 20⁰ przy temperaturze zewnętrznej -30⁰. Czynnik chłodzący to woda o temperaturze na wlocie do jednostki 95⁰ i 50⁰ na wylocie.
Masowe natężenie przepływu: G = 10 000 mᶾ / h. х 1318 kg / m3 = 13,180 kg / h.
Wartość gęstości: ρ = (-30 + 20) = -10, dzieląc ten wynik na pół otrzymano -5. Z tabeli wybrano gęstość odpowiadającą średniej temperaturze.
Podstawiając wynik do wzoru, uzyskaj zużycie ciepła: Q = 13 180/3600 x 1013 x 20 - (-30) = 185 435 W.. Tutaj 1013 to ciepło właściwe wybrane z tabeli w temperaturze -30⁰ w J / (kg x K). Do obliczonej wartości mocy grzejnika dodaj od 10 do 15% rezerwy.
Powodem jest to, że parametry tabelaryczne często różnią się od rzeczywistych w kierunku redukcji, a wydajność cieplna urządzenia z powodu zatkania rur zmniejsza się z czasem. Przekroczenie marginesu jest niepożądane.
Przy znacznym wzroście powierzchni grzewczej może wystąpić hipotermia, a nawet rozmrażanie w dużych mrozach.
W podgrzewaczu pary chłodziwo jest zasilane z góry, a woda powstająca w wyniku kondensacji pary spalin jest odprowadzana od dołu. Na zdjęciu - schemat spinania grzejnika parowego
Moc podgrzewaczy parowych oblicza się w taki sam sposób, jak podgrzewaczy wody. Różni się tylko wzór obliczania chłodziwa:
G = Q / r,
Gdzie r - ciepło właściwe uwalniane podczas kondensacji pary, mierzone w kJ / kg.
Obliczanie nagrzewnicy elektrycznej
Producenci w katalogach elektrycznych nagrzewnic powietrza często wskazują zainstalowaną moc i przepływ powietrza, co znacznie upraszcza wybór. Najważniejsze jest to, że parametry nie są mniejsze niż te wskazane w paszporcie, w przeciwnym razie szybko się nie powiedzie.
Konstrukcja nagrzewnicy powietrza zawiera kilka specjalnych elektrycznych elementów grzewczych, których powierzchnia jest zwiększona z powodu montażu na nich żeber.
Moc urządzeń może być bardzo duża, czasem są to setki kilowatów. Nagrzewnicę powietrza o mocy do 3,5 kW można zasilać z gniazdka 220 V, a przy wyższym napięciu konieczne jest podłączenie kabla hotelowego bezpośrednio do ekranu. Jeśli istnieje potrzeba zastosowania grzejnika o mocy powyżej 7 kW, zasilacz 380 V.
Urządzenia te mają małe wymiary i wagę, są całkowicie autonomiczne, nie wymagają obecności scentralizowanej ciepłej wody lub pary.
Znaczącym minusem jest niska moc niewystarczająca do zastosowania ich na dużych obszarach. Drugą wadą jest wysokie zużycie energii.
Z obliczeń grzejnika wynika, że wynikiem korzystania z urządzenia jest namacalna oszczędność zasobów energii. Czasami to urządzenie jest połączone z rekuperatorem, a następnie wlot powietrza nie odbywa się na zewnątrz, ale z pomieszczeń
Aby dowiedzieć się, jakiego prądu używa grzejnik, możesz użyć wzoru:
I = P / U,
Gdzie P. - moc U - napięcie zasilania.
W przypadku połączenia jednofazowego grzałka U jest równa 220 V. W przypadku 3-fazowego - 660 V.
Temperatura, do której grzejnik o określonej mocy ogrzewa masę powietrza, jest określona wzorem:
T = 2,98 x P / L,
Gdzie L. - wydajność systemu. Optymalne wartości mocy nagrzewnicy powietrza dla domu wynoszą od 1 do 5 kW, a dla biur - od 5 do 50 kW.
Film o tym, jak działa grzejnik w systemie grzewczym:
Wybierając określony typ grzejnika, powinieneś przejść od rozważań dotyczących celowości i właściwości operacyjnych domu.
W przypadku małych obszarów dobrym wyborem będzie grzejnik elektryczny, a do ogrzewania dużego domu lepiej wybrać inną opcję. W każdym razie nie rób tego bez wstępnych obliczeń.
Czy znasz się na doborze i obliczaniu grzejnika? Być może chcesz podzielić się przydatnymi zaleceniami dotyczącymi wyboru nagrzewnicy powietrza lub wskazać błąd lub niedokładność w obliczeniach w materiale omówionym powyżej? Pozostaw komentarz pod tym artykułem - Twoja opinia może być przydatna dla osób, które wybiorą odpowiednią nagrzewnicę powietrza dla swojego domu.