Калорифер в вентиляции

0
Просмотров: 11 787

Нагревание воздуха в приточных камерах вентиляционных систем производится в теплообменных аппаратах, называемых калориферами. В качестве греющей среды может использоваться горячая вода, пар, электроэнергия. Совершенствование калориферов идет по пути увеличения поверхности теплообмена за счет различной формы поперечного сечения трубок, применения оребрения и увеличения коэффициента теплопередачи.

Широко применятся калориферы биметаллические со спирально-накатным оребрением: КСкЗ и КСк4, КПЗ-СК и КП4-СК. Теплообменным элементом является трубка, изготовленная из двух трубок, насаженных одна на другую. Внутренняя трубка — стальная, наружная — алюминиевая с накатным на ней оребрением.

В качестве теплоносителя в калориферах КСкЗ и КСк4 используется перегретая вода с рабочим избыточным давлением до 1,2 МПа и температурой до 180°С. Эти калориферы многоходовые, устанавливаются горизонтально. Средняя модель (КСкЗ) имеет три ряда трубок по ходу воздуха, большая модель (КСк4) — четыре ряда.

Теплоноситель в калориферах КПЗ-СК и КП4-СК — пар с избыточным давлением до 1,2 МПа. Калориферы КПЗ-СК и КП4-СК — одноходовые и устанавливаются с вертикальным расположением теплопередающих трубок и патрубков, патрубок для подвода пара — сверху, для отвода конденсата — снизу.

Технические характеристики калориферов

Ширина одного калорифера КСкЗ и КСк4 (глубина по ходу воздуха) — 180 мм.

Установка калориферов по отношению к проходящему через них воздуху может быть параллельной и последовательной. При последовательной схеме увеличивается скорость воздуха, что приводит к повышенной теплоотдаче калориферов, но при этом возрастает сопротивление калориферной установки.

Присоединение трубопроводов к многоходовым калориферам осуществляется по двум схемам — параллельной и последовательной. Оптимальная скорость движения воды в трубках 0,2-0, 5 м/с. Увеличение скорости свыше 0,5 м/с не проводит к значительному увеличению теплоотдачи, а гидравлическое сопротивление калориферов значительно возрастает. Принимать скорость движения воды ниже 0,12 м/с не рекомендуется для пре­дотвращения замораживания калориферов.

При теплоносителе пар применяется только параллельная схема обвязки калориферов трубопроводами.

В результате расчета калориферов определяется их тип, номер, количество, схемы соединения по воздуху и теплоносителю, аэродинамическое и гидравлическое сопротивление.

1. Расход теплоты для нагревания воздуха Q, Вт

Q = 0,28*L*pK*c*(tKtН)

L расход нагреваемого воздуха, м3/ч;

рК плотность воздуха, кг/м3, при температуре tK °С;

с удельная теплоемкость воздуха 1,005 кДж/(кг °С);

tH температура воздуха до калорифера, °С;

tK температура воздуха после калорифера, °С.

2. Задаемся массовой скоростью vp' кг/(м2с):

для калориферов КСк оптимальные значения vp =46 кг/(м2 с), допустимые vp = 38 кг/(м2-с).

3. Определяем фронтальное сечение fB', м2, для прохода воздуха:

fB' = Lp/(3600*vp')

4. По справочным данным (технические характеристики калориферов), исходя из полученного значения fB', подбираем тип, номер и число устанавливаемых параллельно по воздуху калориферов, ? fBТАБ которых приблизительно равно fB'.Выписываем табличные данные: поверхность нагрева одного калорифера FНТАБ, м2, живое сечение для прохода воды fТР, м2.

5. Находим действительную массовую скорость кг/(м2 с):

vp = Lp/(3600 ? fBТАБ)

6. Находим массовый расход воды СЖ, кг/ч,

GЖ = Q / (0,28*cЖ*(tГОРtОБР))

сЖ удельная теплоемкость воды, сЖ = 4,19 кДж/(кг °С).

7. Находим скорость воды в трубках калориферов, м/с:

VТР = GЖ / (fТР*1000*3600)

По массовой скорости vp и скорости воды vТР (при паре только по массовой скорости) находим коэффициент теплопередачи к, Вт/(м2 °С).

Данные для подбора воздухонагревателей КСк3

Данные для подбора воздухонагревателей КСк4

8. Находим требуемую площадь поверхности нагрева калориферов FТР, м2.

FТР = 1,1Q / (k*(tСРmtСРВ)

Q расход теплоты для нагревания воздуха, Вт;

tСРmсредняя температура теплоносителя, °С;

tСРВ средняя температура нагреваемого воздуха, °С;

k коэффициент теплопередачи калорифера, Вт/(м2°С).

Для воды tСРm = (tГОР + tОБР)/2, где tГОР температура горячей (подающей) воды, °С; tОБР температура обратной воды, °С.

Для пара tГОРm равна температуре насыщения при соответствующем давлении.

9. Определяем общее число устанавливаемых калориферов, шт.:

n' = FТР / FHТАБ

Округляя число калориферов до ближайшего целого л, находим действительную площадь поверхности нагрева, FД, м2, калориферной установки:

FД = FНТАБ * n

10. Определяем запас поверхности нагрева калориферной установки, %

Ф = (FД FТР)*100 / FТР

Запас поверхности нагрева должен быть не более 10%. При избыточном тепловом потоке более 10% следует применить другую модель или номер калорифера и произвести повторный расчет.

11. Определяем аэродинамическое со/strongпротивление калорифера по массовой скорости воздуха из таблиц. В зависимости от схемы установки калориферов по воздуху, определяем их общее аэродинамическое сопротивление ?РК, Па.

12. Гидродинамическое сопротивление калорифера проходу воды ?РТР

?РТР = А*vТР2

А — коэффициент, принимаемый по таблице.

Гидравлическое сопротивление установки определяем умножением сопротивления одного калорифера на число калориферов, подключенных последовательно по воде.

ОСТАВЬТЕ КОММЕНТАРИЙ

Пожалуйста, введите свой комментарий!
Пожалуйста, введите своё имя

*