Šildytuvo apskaičiavimas: kaip apskaičiuoti šildymui skirto oro šildymo prietaiso galią

Šildytuvai pasižymi dideliu našumu, todėl jų pagalba per gana trumpą laiką galite apšildyti net labai didelius kambarius. Parduodama daugybė šių įrenginių modelių, veikiančių skirtingų aušinimo skysčių pagrindu.

Norint pasirinkti geriausią variantą, reikia apskaičiuoti šildytuvą, kurį galima atlikti rankiniu būdu arba naudojant internetinį skaičiuotuvą. Mes padėsime jums išsiaiškinti skaičiavimų klausimą - šiame straipsnyje pateiksime skaičiavimų, kurių prireiks renkantis tinkamą oro šildymo įrenginį, pavyzdį.

Taip pat apsvarstysime įvairių tipų oro šildytuvų konstrukcines ypatybes, tokius prietaisus naudojančios šildymo sistemos privalumus ir trūkumus.

Šildymo šildytuvu privalumai ir trūkumai

Namo šildymo sistema, pagrįsta iki nustatytos temperatūros pašildyto oro tiekimu tiesiai į namą, ypač domina namų savininkus.

Ši šildymo sistemos konstrukcija susideda iš šių svarbių komponentų:

• šildytuvas, veikiantis kaip šilumos generatorius, šildantis orą;
• kanalai (ortakiai), kuriais į namą patenka įkaitusios oro masės;
• ventiliatorius, nukreipiantis gerai šildomą orą visoje patalpoje.

Tokio tipo sistemos turi daug privalumų.Tai apima didelį efektyvumą, pagalbinių šilumos mainų elementų nebuvimą radiatorių, vamzdžių pavidalu ir galimybę sujungti su klimato sistema bei mažą inerciją, dėl kurios dideli kiekiai įkaista labai greitai.

Daugeliui namų savininkų trūkumas yra tas, kad sistemos įrengimas galimas tik kartu su paties namo statyba ir tada tolesnis modernizavimas neįmanomas.

Minusas yra toks niuansas kaip privalomas atsarginės energijos buvimas ir reguliarios priežiūros poreikis.

Šildytuvą lengva montuoti ir eksploatuoti, jis yra prieinamas, bet svarbiausia – efektyvus įrenginys patalpoms šildyti. Nuotraukoje pavaizduotas sistemoje įmontuotas vandens šildytuvas

Mūsų svetainėje yra išsamesnės medžiagos apie oro šildymo įrengimą name ir kotedžoje. Rekomenduojame su jais susipažinti:

• Oro šildymas „pasidaryk pats“: viskas apie oro šildymo sistemas
• Kaip pasirūpinti kaimo namo oro šildymu: taisyklės ir statybos planai
• Oro šildymo apskaičiavimas: pagrindiniai principai + skaičiavimo pavyzdys

Oro šildytuvų klasifikacija

Oro šildytuvai yra įtraukti į šildymo sistemos projektą orui šildyti. Pagal naudojamo aušinimo skysčio tipą yra šios šių įrenginių grupės: vanduo, elektra, garas, ugnis.

Tikslinga naudoti elektros prietaisus patalpose, kurių plotas ne didesnis kaip 100 m². Didelių plotų pastatams racionalesnis pasirinkimas būtų vandens šildytuvai, kurie veikia tik esant šilumos šaltiniui.

Populiariausi yra garai ir vandens šildytuvai. Tiek pirmasis, tiek antrasis paviršiai pagal formą skirstomi į 2 potipius: briaunotas ir lygiavamzdis. Pagal pelekų geometriją šildytuvai su pelekais gali būti plokšteliniai arba spiraliniai.

Oro šildytuvų, veikiančių naudojant aušinimo skystį, pvz., garą, veikimas reguliuojamas specialiais vožtuvais, sumontuotais ant įleidimo vamzdžio.

Pagal konstrukciją šie įtaisai gali būti vieno praėjimo, kai juose esantis aušinimo skystis juda vamzdžiais, laikydamasis pastovios krypties, ir daugiapakopiai, kurių dangteliuose yra pertvaros, dėl kurių judėjimo kryptis aušinimo skystis nuolat keičiasi.

Parduodami 4 vandens ir garo šildytuvų modeliai, kurie skiriasi šildymo paviršiaus plotu:

• CM - mažiausias su viena eile vamzdžių;
• M — mažas su dviem eilėmis vamzdžių;
• SU - vidutinis su vamzdžiais 3 eilėmis;
• B - didelis, su 4 eilėmis vamzdžių.

Eksploatacijos metu vandens šildytuvai gali atlaikyti didelius temperatūros svyravimus - 70-110⁰.Kad tokio tipo šildytuvas veiktų gerai, sistemoje cirkuliuojantis vanduo turi būti pašildytas daugiausia iki 180⁰. Šiltuoju metų laiku šildytuvas gali veikti kaip ventiliatorius.

Įvairių tipų oro šildytuvų projektavimas

Šildymo vandens šildytuvas susideda iš metalinio korpuso, jame esančio šilumokaičio vamzdžių serijos ir ventiliatoriaus. Įrenginio gale yra įvadiniai vamzdžiai, per kuriuos jis prijungiamas prie katilo arba centralizuoto šildymo sistemos.

Paprastai ventiliatorius yra įrenginio gale. Jo užduotis yra varyti orą per šilumokaitį.

Po šildymo oras grįžta atgal į patalpą per groteles, esančias priekinėje šildytuvo dalyje.

Dažniausiai korpusas gaminamas stačiakampio formos, tačiau yra modelių, skirtų apvaliems vėdinimo kanalams. Tiekimo linijoje sumontuoti dviejų arba trijų krypčių vožtuvai, skirti reguliuoti įrenginio galią.

Ventiliatorius pučia per vamzdžius, esančius šildytuvo korpuse.Šildomas vanduo iš šildymo sistemos juda vamzdžiais, o ventiliatorius tolygiai paskirsto šiltą orą visoje patalpoje

Oro šildytuvai skiriasi ir montavimo būdu – gali būti montuojami ant lubų arba ant sienos. Pirmojo tipo modeliai dedami už pakabinamų lubų, už jų žiūri tik grotelės. Sieniniai įrenginiai yra populiaresni.

1 tipas – lygaus vamzdžio šildytuvai

Lygiavamzdę konstrukciją sudaro kaitinimo elementai plonų tuščiavidurių 20–32 mm skersmens vamzdžių pavidalu, išdėstyti 0,5 cm atstumu vienas nuo kito. Per juos cirkuliuoja aušinimo skystis. Oras, plaunantis įkaitusius vamzdžių paviršius, įkaista dėl konvekcinių šilumos mainų.

Oro šildytuvo vamzdžiai yra išdėstyti šaškių lentos arba koridoriaus modeliu. Jų galai suvirinami į kolektorius – viršutinius ir apatinius. Aušinimo skystis per įleidimo vamzdį patenka į paskirstymo dėžę, tada, praėjęs pro vamzdelius ir juos pašildydamas, išeina per išleidimo vamzdį kondensato arba atšaldyto vandens pavidalu.

Stabilesnį šilumos perdavimą užtikrina įrenginiai su laipsnišku vamzdžių išdėstymu, tačiau atsparumas oro srautams čia yra didesnis. Norint sužinoti tikrąsias įrenginio galimybes, būtina apskaičiuoti įrenginio galią.

Orui keliami tam tikri reikalavimai – jame neturi būti skaidulų, suspenduotų dalelių, lipnių medžiagų. Leistinas dulkių kiekis yra mažesnis nei 0,5 mg/mᶾ. Įleidimo temperatūra yra ne mažesnė kaip 20 ⁰.

Vieno ir 3 eigų šildytuvai. 1 – įleidimo vamzdis, kuriuo teka aušinimo skystis, 2 – paskirstymo dėžė, 3 – vamzdis, 4 – išleidimo vamzdis, 5 – pertvara

Lygiavamzdžių šildytuvų šiluminės charakteristikos nėra labai aukštos.Juos patartina naudoti, kai nereikia didelio oro srauto ir kaitinimo iki aukštos temperatūros.

2 tipas – oro šildytuvai

Pelekinių prietaisų vamzdžiai turi briaunuotą paviršių, todėl šilumos perdavimas iš jų yra didesnis. Turint mažiau vamzdžių, jų šiluminės charakteristikos yra aukštesnės nei lygiavamzdžių oro šildytuvų.

Plokšteliuose šildytuvuose yra vamzdžiai su ant jų sumontuotomis plokštėmis – stačiakampiais arba apvaliais.

Pirmojo tipo plokštės montuojamos ant vamzdžių grupės. Aušinimo skystis per jungiamąją detalę patenka į prietaiso paskirstymo dėžutę, sušildo dideliu greičiu mažo skersmens kanalais praeinantį orą, o tada per jungiamąją detalę išeina iš surinkimo dėžutės.

Šio tipo šildytuvai yra kompaktiški, lengvai prižiūrimi ir montuojami.

Vieno praėjimo plokščių įrenginiai žymimi: KFB, KFS, KVB, STD3009V, KZPP, K4PP, o kelių praėjimų plokšteliniai įrenginiai – KVB, K4VP, KZVP, KVS, KMS, STDZOYUG, KMB. Vidurinis modelis žymimas KFS, o didelis – KFB.

Ant šių šildytuvų vamzdžių užvyniojama 1 cm pločio ir 0,4 mm storio banguota plieninė juosta. Aušinimo skystis jiems gali būti garai arba vanduo.

Vandens šildytuvai negali būti jungiami metaliniais-plastikiniais ar polimeriniais vamzdžiais, nes Jie nėra skirti aukštai aušinimo skysčio temperatūrai. Mums reikia plieninių vamzdžių ir, pageidautina, cinkuotų, kad būtų išvengta korozijos

Pirmajame yra trys vamzdžių eilės, o antrame - keturios. Vidutinio modelio plokščių storis 0,5 mm, matmenys 11,7 x 13,6 cm. Didelio modelio tokio paties storio ir pločio plokštės yra ilgesnės - 17,5 cm.

Plokštės išdėstytos 0,5 cm atstumu viena nuo kitos ir turi zigzago išdėstymą, o vidutinio tipo modeliuose plokštės išdėstytos koridoriaus principu.

Oro šildytuvai, pažymėti STD, turi 5 skaičius (5, 7, 8, 9, 14). STD4009V šildytuvuose aušinimo skystis yra garai, o STD3010G – vanduo. Pirmojo montavimas atliekamas vertikalia vamzdžių orientacija, antrasis - horizontaliai.

3 tipas - bimetaliniai šildytuvai su pelekais

Šildymo sistemose su šildomu oru dažnai naudojami bimetalinių šildytuvų KP3-SK, KP4-SK, KSk - 3 ir 4 modeliai su specialios rūšies pelekais - spirališkai valcuotais. Šildytuvų KP3-SK, KP4-SK aušinimo skystis yra karštas vanduo, kurio didžiausias slėgis – 1,2 MPa, o maksimali temperatūra – 180⁰.

Kitų dviejų oro šildytuvų veikimui reikalingas toks pat darbinis slėgis kaip ir pirmiesiems, bet šiek tiek aukštesnės temperatūros - 190⁰. Gamintojai turi atlikti priėmimo bandymus. Taip pat tikrinamas prietaisų sandarumas.

KSK oro šildytuvo šilumokaitis susideda iš vamzdžių, pagamintų iš plieno ir su aliuminio briaunomis. Vamzdžių lakštai juos sujungia

Yra 2 linijų bimetaliniai oro šildytuvai - KSK3, KPZ, kurie turi 3 eiles vamzdžių, yra vidutinio dydžio, o KSK4, KP4 su 4 vamzdžių eilėmis yra dideli modeliai. Šių įrenginių komponentai yra bimetaliniai šilumos mainų elementai, šoniniai skydai, vamzdžių grotelės, dangčiai su pertvaromis.

Šilumos mainų elementas susideda iš 2 vamzdžių - vidinio 1,6 cm skersmens, pagaminto iš plieno ir aliuminio išorinio su pritvirtintais pelekais. Skersinis atstumas tarp šilumos perdavimo vamzdžių yra 4,15 cm, o išilginis - 3,6 cm.

Skaičiavimų ir tinkamo vieneto parinkimo taisyklės

Projektuojant šildymo sistemą su vienu ar šildytuvų grupe, taip pat atliekant skaičiavimus, reikia laikytis keleto taisyklių. Pažvelkime į juos išsamiau toliau pateiktame nuotraukų pasirinkime.

Vandens šildytuvo skaičiavimas

Norint apskaičiuoti vandens ar garo šildytuvo galią, reikalingi šie pradiniai parametrai:

1. Sistemos našumas arba, kitaip tariant, distiliuoto oro kiekis per valandą. Tūrinio srauto matavimo vienetas yra mᶾ/h, masė kg/h. Simbolis – L.
2. Pradinė arba lauko temperatūra – tul.
3. Galutinė oro temperatūra yra tfin.
4. Oro tankis ir šiluminė talpa tam tikroje temperatūroje – duomenys paimti iš lentelių.

Pirmiausia apskaičiuojamas skerspjūvio plotas išilgai oro šildymo įrenginio priekio.Sužinojus šią reikšmę, preliminarūs vieneto matmenys gaunami su parašte.

Skaičiavimui naudokite formulę:

Af = Lρ / 3600 (ϑρ),

Kur L — tūrinis oro srautas arba našumas m³/h, ρ — lauko oro tankis, matuojamas kg/m³ ϑρ – oro masės greitis apskaičiuotame ruože, matuojamas kg/(cm²).

Gavę šį parametrą, tolesniems skaičiavimams jie ima tipinį šildytuvo dydį, artimiausią pagal dydį. Jei galutinė ploto vertė yra didelė, lygiagrečiai įrengiami keli identiški įrenginiai, kurių bendras plotas yra lygus gautai vertei.

Kalorifikatoriais vadinami ne tik šilumos mainų įrenginiai, bet ir daug mažiau populiarūs oro aušintuvai, veikiantys šalto vandens pagrindu.

Norėdami nustatyti reikiamą galią tam tikram oro kiekiui šildyti, turite sužinoti bendrą šildomo oro suvartojimą kg per 1 valandą, naudodami formulę:

G = L x p,

Kur R - oro tankis esant vidutinei temperatūrai. Jis nustatomas susumavus temperatūras įrenginio įėjimo ir išleidimo angose, tada padalijus iš 2. Tankio rodikliai paimti iš lentelės.

Iš šios lentelės galite paimti duomenis apie oro tankį ir savitąją šiluminę talpą tam tikroje temperatūroje, kad apskaičiuotumėte prietaiso galią

Dabar galite apskaičiuoti šilumos suvartojimą oro šildymui, kuriam naudojama ši formulė:

Q (W) = G x c x (t pabaiga – t pradžia),

Kur G — masės oro srautas kg/val. Skaičiuojant atsižvelgiama ir į savitąją oro šiluminę talpą, matuojamą J/(kg x K). Tai priklauso nuo įeinančio oro temperatūros, o jos reikšmės pateiktos aukščiau esančioje lentelėje. Nurodoma prietaiso įėjimo ir išleidimo angos temperatūra t pradėti. Ir t con. atitinkamai.

Tarkime, kad reikia pasirinkti šildytuvą, kurio našumas yra 10 000 mᶾ/val., kad jis sušildytų orą iki 20 ⁰ esant -30 ⁰ lauko temperatūrai. Aušinimo skystis yra vanduo, kurio temperatūra prie įėjimo į įrenginį yra 95⁰ ir 50⁰ prie išleidimo angos.

Oro masės srautas: G = 10 000 mᶾ/val. x 1,318 kg/mᶾ = 13 180 kg/val.

Tankio vertė: ρ = (-30 + 20) = -10, padalijus šį rezultatą per pusę, gavome -5. Iš lentelės pasirinkome vidutinę temperatūrą atitinkantį tankį.

Gautą rezultatą pakeitus į formulę, gaunamas šilumos suvartojimas: Q = 13 180 / 3600 x 1013 x 20 – (-30) = 185 435 W. Čia 1013 yra savitoji šiluminė talpa, pasirinkta iš lentelės esant -30⁰ temperatūrai J/(kg x K). Prie apskaičiuotos šildytuvo galios vertės pridedama nuo 10 iki 15% rezervo.

Priežastis ta, kad lentelėse pateikti parametrai dažnai skiriasi nuo realių žemyn, o įrenginio šiluminė charakteristika dėl vamzdžių užsikimšimo laikui bėgant mažėja. Rezervinės vertės viršijimas yra nepageidautinas.

Žymiai padidėjus šildymo paviršiui, gali pasireikšti hipotermija ir net atitirpimas esant dideliam šalčiui.

Aušinimo skystis į garo šildytuvą tiekiamas iš viršaus, o vanduo, susidaręs kondensuojantis išmetamiesiems garams, išleidžiamas iš apačios. Nuotraukoje parodyta garo šildytuvo vamzdyno schema

Garo šildytuvų galia apskaičiuojama taip pat, kaip ir vandens šildytuvų. Skiriasi tik aušinimo skysčio skaičiavimo formulė:

G=Q/r,

Kur r - savitoji šiluma, kuri išsiskiria kondensuojantis garams, matuojama kJ/kg.

Elektrinio šildytuvo skaičiavimas

Gamintojai elektrinių oro šildytuvų kataloguose dažnai nurodo sumontuotą galią ir oro srautą, o tai labai supaprastina pasirinkimą.Svarbiausia, kad parametrai būtų ne mažesni nei nurodyti pase, kitaip jis greitai suges.

Šildytuvo konstrukcijoje yra keletas specialių elektrinių kaitinimo elementų, kurių plotas padidinamas prispaudžiant ant jų pelekus.

Prietaisų galia gali būti labai didelė, kartais šimtai kilovatų. Iki 3,5 kW šildytuvas gali būti maitinamas iš 220 V įtampos lizdo, o esant aukštesnei nei ši įtampai, būtina jį atskiru kabeliu prijungti tiesiai prie skydo. Jei reikia naudoti šildytuvą, kurio galia didesnė nei 7 kW, reikės 380 V maitinimo šaltinio.

Šie įrenginiai yra mažo dydžio ir svorio, yra visiškai autonomiški, jiems nebūtinai reikia centralizuoto karšto vandens tiekimo ar garo.

Reikšmingas trūkumas yra tai, kad mažos galios nepakanka naudoti dideliuose plotuose. Antrasis trūkumas yra didelis energijos suvartojimas.

Iš šildytuvo apskaičiavimo matyti, kad prietaiso naudojimo rezultatas yra pastebimas energijos išteklių taupymas. Kartais šis agregatas derinamas su rekuperatoriumi ir tada oro paėmimas vyksta ne iš lauko, o iš patalpos

Norėdami sužinoti, kiek srovės sunaudoja šildytuvas, galite naudoti formulę:

I=P/U,

Kur P - galia, U - Maitinimo įtampa.

Su vienfaziu šildytuvo prijungimu U yra lygus 220 V. Su 3 faze - 660 V.

Temperatūra, iki kurios tam tikros galios šildytuvas sušildo oro masę, nustatoma pagal formulę:

T = 2,98 x P/L,

Kur L - sistemos veikimas. Optimalios šildytuvo galios vertės namams yra nuo 1 iki 5 kW, o biurams - nuo 5 iki 50 kW.

Išvados ir naudingas vaizdo įrašas šia tema

Kokį oro tankį reikia paimti skaičiuojant, aprašyta šiame vaizdo įraše:

Vaizdo įrašas apie tai, kaip šildytuvas veikia šildymo sistemoje:

Renkantis konkretų šildytuvo tipą, turėtumėte vadovautis namo galimybėmis ir eksploatacinėmis savybėmis.

Mažiems plotams neblogas pirkinys būtų elektrinis šildytuvas, tačiau dideliam namui šildyti geriau rinktis kitą variantą. Bet kokiu atveju jūs negalite išsiversti be išankstinio skaičiavimo..

Ar gerai išmanote šildytuvo pasirinkimo ir skaičiavimo klausimą? Galbūt norėtumėte pasidalinti naudingomis rekomendacijomis renkantis oro šildytuvą arba atkreipti dėmesį į skaičiavimų klaidą ar netikslumą aukščiau aptartoje medžiagoje? Palikite savo komentarą po šiuo straipsniu – jūsų nuomonė gali būti naudinga žmonėms, kurie renkasi tinkamą šildytuvą savo namams.